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Frage zu Schaltwandler Kern und Luftspalt |
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BID = 495771
Peda
Schriftsteller
Beiträge: 891
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Hallo,
ich brauche einen Kern für eine Transformator.
Die Sekundärspule soll eine Induktivität von ca. 6mH haben. Der Spulenstrom (sek.) soll ungefähr 150 mA betragen.
Die Frequenz soll im Bereich 20 - 30 kHz liegen.
Übertragene Leistung 8W. (Stromgespeister Gegentaktwandler)
Welchen Kern kann man bei diesen Bedingungen wählen ?
Ein kleiner Kern aus Ferrit läuft ja bei diesen Daten in die Sättigung.
Jetzt kann man lesen, man solle einen Kern mit Luftspalt nehmen, da im Luftspalt die meiste Energie gespeichert wird.
Nun hab ich meine Elektro-Physik Skript aufgechlagen und folgende Formel gefunden:
L * I = w * (Mag. Fluss)
Das würde ja bedeuten, Luftspalt nützt nix, weil ich mehr Windungen wickeln muss, und es deshalb wieder zu Sättigung kommt.
Gruß Peter
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BID = 495797
perl
Ehrenmitglied
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Den Luftspalt brauchst du beim Gegentaktwandler tatsächlich nicht, er ist sogar schädlich, weil er den AL-Wert sehr stark herabsetzt.
Du musst nur genug Windungen draufwickeln, dass der Kern bei der in Frage kommenden Primärspannung in den 25µs, die die Halbwelle dauert, eben nicht in die Sättigung kommt.
Der Strom durch die Sekundärspule interessiert hier erstmal nicht, der kommt erst im Zusammenhang mit der Frage, ob die benötigten Drahtstärken ins Wickelfenster passen, ins Spiel.
Der Leerlaufstrom der Primärspule speichert aber Energie im Kern und ein starkes Magnetfeld erhöht die Hysterese- und Wirbelstromverluste.
Deshalb ist es, insbesondere wenn der Wandler auch mit Teillast vernünftig laufen soll, zweckmäßig der Primärwicklung mehr Windungen zu geben, als nur zur Vermeidung der Sättigung erforderlich wären.
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Haftungsausschluß:
Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.
Rechtsansprüche dürfen aus deren Anwendung nicht abgeleitet werden.
Besonders VDE0100; VDE0550/0551; VDE0700; VDE0711; VDE0860 beachten !
[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 29 Jan 2008 22:13 ] |
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BID = 496035
teotihuacan
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Ich würde sagen, ob ein Ferritkern bei diesen Daten schon in die Sättigung kommt, hängt vom Kern ab. Deswegen würde ich lieber einen passenden Ferritkern suchen, als einen Eisenkern mit Luftspalt.
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BID = 496038
perl
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Zitat :
| | ob ein Ferritkern bei diesen Daten schon in die Sättigung kommt, hängt vom Kern ab |
Welche Daten, siehst du mehr als ich, wer redet von Eisen ?
Ausserdem werden Luftspalte sowohl in Eisenkernen als auch bei Ferriten eingesetzt, wenn das zweckmäßig ist.
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BID = 496043
teotihuacan
Gesprächig
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Mit Daten meine ich den Primärstrom, der er angegeben hat sowie Taktfrequenz und Induktivität. Da er keine Angaben über den Kern gemacht hat, kann man ja auch nicht sagen, ob der Kern bei 150mA schon in die Sättigung kommt oder nicht. Oder sehe ich das falsch?
Zitat :
| | Ausserdem werden Luftspalte sowohl in Eisenkernen als auch bei Ferriten eingesetzt, wenn das zweckmäßig ist. |
Soweit ich weiß, sind Ferritkerne aus gepresstem Eisenpulver und durch die Luft zwischen den Pulverpartikeln wird ein eingeschliffener Luftspalt völlig unnötig.
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BID = 496046
perl
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Falsch.
Was du da beschreibst, sind Pulvereisenkerne.
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BID = 496626
teotihuacan
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Hm aber was genau sind dann Ferritkerne?
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BID = 496745
perl
Ehrenmitglied
Beiträge: 11110,1
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Ferritkerne bestehen nicht aus Metall, sondern aus Keramik.
Sie werden, ähnlich wie Fliesen oder Töpferwaren, aus bestimmten kristallinen Metalloxiden gebrannt.
Die chemische Zusammensetzung variiert je nach Anwendung, aber oft ist Eisen garnicht einmal darin enthalten.
Da die verwendeten Metalle schon oxidiert sind, sind Ferritbauteile chemisch auch ziemlich beständig. Salzwasser z.B. macht ihnen nichts aus, aber ein Eisenkern würde davon binnen kurzem zerstört.
Anwendungstechnisch machen sich die oxidischen Eigenschaften hauptsächlich dadurch bemerkbar, dass die Ferrite keine oder nur eine sehr geringe elektrische Leitfähigkeit haben.
Dadurch fliessen praktisch keine Wirbelströme im Material und man kann die Kerne bis zu sehr hohen Frequenzen (einige bis weit über 10GHz) verwenden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Ferrite
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BID = 496772
Peda
Schriftsteller
Beiträge: 891
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Hallo,
erstmal Danke für die Antwort, hatte zwischenzeitlich mal kein Internet ! 
Dann hätte ich aber trotzdem noch eine Frage:
Wie wichtig ist beim stromgespeisten Gegentaktwandler, die konstanz des eingespeisten Stromes ?
Gruß Peter
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BID = 496835
perl
Ehrenmitglied
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Wohnort: Rheinbach
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Wieso ist da etwas konstant ?
So kann ich mit der Frage nichts anfangen.
Mehr Input bitte !
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BID = 497050
Peda
Schriftsteller
Beiträge: 891
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Bei einer Schaltung so wie hier:
http://freenet-homepage.de/a-freak/llwandlerschpl.png
wird der Strom in den Schwingkreis über eine Drossel eingespeist, um in möglichst konstant zu halten. Wie wichtig ist hier genügend Induktivität bzw. wie konstant muss der Strom sein ??
Gruß Peter
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BID = 497126
Chris11
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Beiträge: 465
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Das ist ein Royer-Converter. Die einzige Induktivität, bei der der Wicklungssinn egal ist, hat einen Punkt  . Im Prinzip kannst Du diese Induktivität auch weglassen. Ist eher gegen EMV eingebaut. Der Kern geht bei diesem Prinzip von Sättigung zu Sättigung. Für die meisten Anwendungen kann man fertige Trafos kaufen, oder Du baust Dir einen aus einem defekten TFT Display aus. Selbst bauen geht auch, Luftspalt brauchst Du normalerweise keinen.
Was für einen Eingangspannungsbereich und welche Ausgangsspannung benötigst Du?
Mit freundlichem Gruß
Christian
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BID = 497871
Peda
Schriftsteller
Beiträge: 891
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Hallo,
bist du dir sicher dass es vorgesehen ist, dass der Kern in Sättigung geht ? Das ist doch immer mit Verlusten verbunden.
Ich will eine 8W Leuchtstofflampe betreiben, brauche daher ca. 200V. und einen Strom von 145 mA. Die Brennspannung dieser Lampe liegt bei 56V.
Vorgesehen ist dieser Kern: http://www.conrad.de/goto.php?artikel=516619
Nur bei der Berechnung komm ich immer noch nicht auf einen grünen Zweig.
Wenn ich den möglichen Fluss berücksichtige brauch ich bei 12V Primär Wicklungen von ca 2*9Wdg.
Dann ist das Übersetzungsverhältnis: 1:16.
Macht sekundär 144 Wdg.
Soweit so gut.
Wenn ich nun aber den benötigten Strom von 145mA mit 144Wdg. durchrechne, ist der Trafo schon längst in der Sättigung.
Jetzt kann man sagen das stimmt so nicht, weil der Strom ja übertragen wird und der Fluss in Wirklichkeit nicht so hoch ist.
In obigen Link wird aber der Transformator auch als Induktivität für einen sekundärseitigen Schwingkreis missbraucht, da ja die Leuchtstofflampe eine wesentlich geringere Brennspannung als Zündspannung besitzt.
Wie berechne ich nun korrekt den Fluss und die Sättigung ? Oder sorgt hier der Kondensator auf der Primärseite dafür, dass nicht alle Energie im Transformator gespeichert wird ?
Dass diese Wandler funktionieren kann wohl Benedikt bestätigen und auch hier http://www.serious-technology.de/kleiner-wandler.htm (Moderator soll bitte den Link auf Zulässigkeit überprüfen)
scheint es zu funktionieren.
Gruß Peter   
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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Peda am 6 Feb 2008 8:03 ]
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BID = 498025
Chris11
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Beiträge: 465
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Klar funktioniert der. Durch den Kondensator wird das Royerprinzip wegen EMV Gründen in eine mehr sinusförmige Schwingung verwandelt. Achtung, der Kondensator muß eine hohe Güte bei deiner Schaltfrequenz haben mit RMS Strömen von gut 1A. Also ein hochwertiger Folientyp.
Zum Zünden benötigst Du temperaturabhängig Spannungen bis 2KV. Das muß die Isolation hergeben, deshalb verwendet man für CCFL Tranformatoren Mehrkammerspulenkörper für die Sekundärwicklung.
Meine Empfehlung, wenn du keine Serie sondern nur 1 Stück benötigst. Rupf den Trafo aus einem defekten Desktop TFT-Monitor raus und bau ihn in deine Schaltung ein. Du kannst mit dem Schwingkreiskondensator etwas spielen.
Falls Du des Englischen mächtig bist hier weiterführende Literatur
http://www.linear.com/pc/downloadDocument.do?id=4154
Mit freundlichem Gruß
Christian
[ Diese Nachricht wurde geändert von: Chris11 am 6 Feb 2008 20:14 ]
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BID = 498032
Peda
Schriftsteller
Beiträge: 891
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Hi,
danke für den Link, (bin des Englischen soweit wohl mächtig)
ich werd mir den Text mal durchlesen.
Bei mir geht es jedoch um Leuchtstofflampen (also mit vorgeheizten Kathoden).
Ganz so hohe Spannungen benötige ich deshalb nicht. Das hat Vorteile bei der Isolation.
Ich bin deshalb auch auf einen möglichst hohen Wirkungsgrad aus.
ich werd mal die Teile kaufen und mal probieren, soviel kann man nicht kaputtmachen.
Gruss Peter
PS: Ich berichte dann wie es läuft, kann aber noch 1-2Wochen dauern wegen Prüfungen....
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