Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ringkerndrossel/Funkentstördrossel als Speicherdrossel verwenden


von René B. (reneb)


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Hallo zusammen,

was muss ich eigentlich beachten, bzw. was spricht dagegen eine 
Funkentstördrossel bzw. Ringkerndrossel als Speicherdrossel bei einem 
Schaltregler zu verwenden.

Konkret suche ich eine bedrahtete 3A bzw. 5A-Induktivität für 150kHz 
Schaltfrequenz bei einem Schaltregler und bin über diese hier 
gestolpert:

http://www.reichelt.de/Funkentstoerdrosseln-Ringkern/FED-100-/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=3182&ARTICLE=7637&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;

Hier steht im DB des Herstellers auch, dass es als Speicherdrossel in 
Schaltnetzteilen eingesetzt werden kann.

Die eigentlich zu verwendende Induktivität wäre diese hier gewesen:
http://www.reichelt.de/Power-Induktivitaeten-SMD/L-PISR-100-/3//index.html?ACTION=3&GROUPID=3709&ARTICLE=73070&SHOW=1&START=0&OFFSET=16&;


Mich interessiert jetzt prinzipiell was ich bei der Verwendung der 
großen gewickelten Drosseln an Stelle der für Schaltregler ausgewiesenen 
SMD-Festinduktivitäten beachten muss.

Ist der Frequenzgang bei einer solchen Drossel wesentlich schlechter?
(Ich finde leider auch keine Eigenresonanzfrequenz zu o.g. Drossel)

Reicht es dann ggf. einfach eine größere Induktivität zu nehmen, so dass 
ich dann bei 150kHz noch 100µH bekomme?

Wie sieht es mit der Abstrahlung solch einer Induktivität aus? Funkt mir 
die schlimmer rein als o.g. SMD-Kollege?

von Harald W. (wilhelms)


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René B. schrieb:

> was muss ich eigentlich beachten, bzw. was spricht dagegen eine
> Funkentstördrossel bzw. Ringkerndrossel als Speicherdrossel bei einem
> Schaltregler zu verwenden.

Eine Funkentstördrossel wird so konstruiert, das sie möglichst
hohe Verluste hat (die Störspitzen sollen "vernichtet" werden).
Bei Schaltreglern sind hohe Verluste eher unerwünscht.
Gruss
Harald

von René B. (reneb)


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>Eine Funkentstördrossel wird so konstruiert, das sie möglichst
>hohe Verluste hat (die Störspitzen sollen "vernichtet" werden).

Wie kann ich mir dass im Ersatzschaltbild der Induktivität vorstellen? 
Hoher/Geringer Widerstand? Nimmt die Induktivität mit der Frequenz 
weniger ab/zu als bei anderen Bauarten?

Eigentlich würde ich ja von einer Funkentstördrossel in der Zuleitung 
erwarten, dass die Induktivität mit der Frequenz weniger stark abnimmt 
und der Widerstand möglichst gering ist, sonst hab ich ja schon Verluste 
in der Zuleitung. Das wäre mir auch für einen (Step-Down)-Schaltregler 
recht.

von Ulrich (Gast)


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Das Kernmaterial der Funkentstörrdrossel (Eisenpulver) hat 
vergleichsweise hohe Verluste, vor allem bei höheren Frequenzen. Das 
führt zum einen zu einem eher niedrigen Wirkungsgrad des Schaltreglers 
und einer Erwärmung der Drossel. Bei Frequenzen um 20 kHz und nicht zu 
viel AC Strom mag die Drossel noch eine brauchbare Alternative sein.

Ein größere Induktivität kann in Grenzen helfen, weil dadurch der AC 
Strom und damit die Verluste kleiner werden. Zu viel ist dann aber ein 
Problem für die Regelschleife.

Die Ringform an sich, hat sogar Vorteile (weniger Abstrahlung), nur das 
Material muss auch passen.

von Anja (Gast)


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René B. schrieb:
> Mich interessiert jetzt prinzipiell was ich bei der Verwendung der
> großen gewickelten Drosseln an Stelle der für Schaltregler ausgewiesenen
> SMD-Festinduktivitäten beachten muss.

Bei Entstördrosseln für Dimmer gibt es auch noch Sättigungsdrosseln. Die 
haben nur um den Stromnulldurchgang die Nenninduktivität.

Häufig sind diese Drosseln jedoch Eisenpulverkerne.

Gruß Anja

von René B. (reneb)


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von Günter Lenz (Gast)


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René B. schrieb:
> Mich interessiert jetzt prinzipiell was ich bei der Verwendung der
> großen gewickelten Drosseln an Stelle der für Schaltregler ausgewiesenen
> SMD-Festinduktivitäten beachten muss.

Wichtig ist das keine Magnetische Sättigung entsteht.
Diese Gefahr ist bei größerer Bauform geringer.
Die Magnetische Sättigung ist abhängig von
Strom mal Windungszahl.

René B. schrieb:
> Reicht es dann ggf. einfach eine größere Induktivität zu nehmen, so dass
> ich dann bei 150kHz noch 100µH bekomme?

Die Induktivität ist unabhängig von der Frequenz.

von René B. (reneb)


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>Die Induktivität ist unabhängig von der Frequenz.
Gemeint war hier nicht DIE Induktivität als physikalische 
Einheit/Größe/WasAuchImmer, sonder die "Induktivität einer realen 
Ringkerndrossel/Funkentstördrossel". Schlecht formuliert, sorry...

Ok, jetzt sind aber Entstördrosseln gezielt auf das Verhalten einer 
nichtlinearen Induktivität ausgelegt, spätestens in der Sättigung wird 
jede reale Induktivität mit Kern nicht-linear.

In den Näherungs(!)formeln für Induktivitäten taucht zwar scheinbar 
keine Frequenz auf, aber schaut man sich mal µ_r genauer an, so ist die 
sehr wohl frequenzabhängig (und zwar gerade bei ferromagnetischem 
Kernmaterial). Daher meine ursprüngliche Überlegung und Frage. Die 
Induktivität ist ja für die Drosseln bei 1kHz gegeben. Gute LCR-Meter 
beherrschen ja auch nicht nur eine Messfrequenz bei der Bestimmung der 
Spuleninduktivität sondern mehrere.

Hat zufällig mal jemand so ein Messgerät mit mehreren Messfrequenzen und 
in irgendeiner Ecke noch eine (wie auch immer geartete) Ringkerndrossel 
und kann die mal da dranhängen ?

von Anja (Gast)


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René B. schrieb:
> Hat zufällig mal jemand so ein Messgerät mit mehreren Messfrequenzen und
> in irgendeiner Ecke noch eine (wie auch immer geartete) Ringkerndrossel
> und kann die mal da dranhängen ?

Zu was?
Der Einfluß des Stromes auf die Induktivität dürfte viel größer sein als 
die Frequenz.

Gruß Anja

von (prx) A. K. (prx)


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Andererseits steht in dem mutig als Datasheet bezeichneten Papier bei 
Reichelt zur FED 100µ auch eine Verwendung als Speicherdrossel drin.

von René B. (reneb)


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>(..) mutig als Datasheet bezeichneten Papier (..)
Ja, ich sehe du hast auch so deine Bauchschmerzen mit den Angaben :-)
Daher rührt auch meine Frage, ob jemand das schonmal erfolgreich 
probiert hat. Bei mir kämen Schaltfrequenzen von 150kHz und 
Spitzenströme bis 5A auf, aber anscheinend bleibt mir zu Befriedigung 
meiner Neugier gar nichts anderes übrig, als das einfach mal 
auszuprobieren.

von Wusel D. (stefanfrings_de)


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Ohne mich großartig um Detailos zu schweren, hatte ich mal probehalber 
einen Schaltregler aufgebaut: Eingang 5-20V, Ausgang 5-20V einstellbar. 
Der Regler sollte also hoch unter runter regeln können. Ich wollte damit 
eine 12V Schaltung (die genau 12V haben will) an einer 12V Autobatterie 
betreiben.

Als Spule habe ich (frei Schnautze) eine Rinkerndrossel aus einem Dimmer 
verwendet. Dazu zwei Shottky Dioden, zwei Mosfets und eine 
Ansteuerschaltung aus 4 Operationsverstärkern (kein Spezial IC).

Die Schaltfrequenz lag irgendwo zwischen 1 und 10 khz, kann micht nicht 
mehr genauer erinnern.

Die Schaltung hatte funktioniert. Sie konnte 12V 5A liefern bei einem 
Wikungsgrad um 70%, was mich für den ersten Versuch zufrieden stellte. 
Es ging ja auch nur darum, das Funktionsprinzip dieser Wandler zu 
erlernen. Letztendlich habe ich einen fertigen Wandler von der Stange 
eingesetzt.

Was ich damit sagen will: Ich bin ziemlich sicher, das Dimmer-Drosseln 
für Schaltnetzteile mit niedrigen Frequenzen geeignet sind. Vielleicht 
nicht optimal, aber es geht.

von (prx) A. K. (prx)


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Andererseits macht man sich mit Schaltreglern <20kHz leicht unbeliebt.

von Anja (Gast)


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Stefan Frings schrieb:
> Was ich damit sagen will: Ich bin ziemlich sicher, das Dimmer-Drosseln
> für Schaltnetzteile mit niedrigen Frequenzen geeignet sind. Vielleicht
> nicht optimal, aber es geht.

Meine Ladegeräte (Stromregler) sind mit Dimmerdrosseln (> 1mH) 
aufgebaut. Die Schaltfrequenzen sind allerdings auch eher unter 10kHz 
mittels einfacher Hysterese-Regelung.

Laut AMIDON sind die (Eisenpulver-)Drosseln mit hoher Permeabilität bis 
ca 50 kHz einsetzbar. Es gibt aber auch Materialien bis in den 
MHz-bereich.

Gruß Anja

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