Forum: HF, Funk und Felder Ringkerndrossel Wicklungsverteilung


von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo,

für einen 100W LED Boost Converter habe ich eine vorhandene 
Ringkerndrossel von 25 auf 5 Windungen "erleichtert" um die Induktivität 
an meine Bedürfnisse anzupassen. Funktioniert soweit eigentlich 
zufriedenstellend, allerdings sind jetzt eben nur noch ca. 70° des Kerns 
umwickelt.

Ergibt es nennenswerte Vorteile die Windungen komplett zu entfernen und 
anschließend gleichmäßig über den gesamten Kern verteilt neu zu wickeln 
- oder gar z.B. 3 parallelgeschaltete, jeweils 120° abdeckende 
Wicklungen aufzubringen?
Bzw. andersherum: was passiert wenn ich die Wicklungen enganliegend neu 
wickeln würde und damit nur noch wenige Grad abgedeckt sind?

Mir geht es primär um die Verringerung von Verlusten - alles andere wie 
z.B. ein paar Prozent Abweichungen der Induktivität spielen dagegen 
keine Rolle.
Derzeit messe ich so um die 79-81% Wirkungsgrad, wobei der größte Teil 
der Verluste vermutlich auf die Speicherdrossel entfallen die sich 
deutlich erwärmt (aber nicht knalleheiss) wird.


Viele Grüße

Christian

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Christian

Der Kern kann im Bereich der 5 Windungen in die Sättigung geraten. Bei 
einem heissen Kern kann das daran liegen. Wird die Wicklung über den 
ganzen Kern verteilt, geschieht das deutlich später.

Allerdings haben 5 Windungen nebeneinander eine höhere Inuktivität, 
sodass bei gleichmäßiger Verteilung evtl. 6-7 Windungen notwendig 
werden, um bei der jetzigen Induktivität zu bleiben.

Falls der der Skin-Effekt zuschlägt, kann es z.B. Sinn machen, 3 Drähte 
parallel zu nehmen und damit den Kern zu bewickeln.

So manches Kernmaterial hat bei 80°C einen etwas besseren Wirkungsgrad, 
wobei dann der Kupferwiderstand schon merklich größer wird.

Gruß, Bernd

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Christian Knüll schrieb:
> Ergibt es nennenswerte Vorteile die Windungen komplett zu entfernen und
> anschließend gleichmäßig über den gesamten Kern verteilt neu zu wickeln

Für den Wirkungsgrad ist es prinzipiell schon am besten, wenn die 
Wicklung gleichmäßig über den Kernumfang verteilt ist.

> - oder gar z.B. 3 parallelgeschaltete, jeweils 120° abdeckende
> Wicklungen aufzubringen?

Nein, das würde ich nicht. Dann lieber mehrere Drähte parallel nehmen 
und damit den Kern bewickeln.

> Derzeit messe ich so um die 79-81% Wirkungsgrad, wobei der größte Teil
> der Verluste vermutlich auf die Speicherdrossel entfallen ...

Du solltest herausfinden, ob eher der Kern heiß wird oder die Wicklung. 
Wenn der Kupferdraht deutlich wärmer als der Kern ist, dann solltest du 
den Wicklungs-Querschnitt größer machen; am besten durch mehrere dünne 
Kupferlackdrähte parallel.

Wenn eher der Kern heiß wird, dann könntest du z.B. zwei solcher 
Ringkerne aufeinanderstapeln und diese bewickeln.

von Falk B. (falk)


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@ Christian Knüll (christian_knuell)

>Ergibt es nennenswerte Vorteile die Windungen komplett zu entfernen und
>anschließend gleichmäßig über den gesamten Kern verteilt neu zu wickeln

Naja, es gibt eeine geringfügig bessere Kühlung des Drahts und 
geringfügig weniger Streufeld.

>Mir geht es primär um die Verringerung von Verlusten - alles andere wie
>z.B. ein paar Prozent Abweichungen der Induktivität spielen dagegen
>keine Rolle.
>Derzeit messe ich so um die 79-81% Wirkungsgrad, wobei der größte Teil
>der Verluste vermutlich auf die Speicherdrossel entfallen die sich
>deutlich erwärmt (aber nicht knalleheiss) wird.

Da sollte man zumindest mal rechnen. Welcher effektive Strom fließt 
durch deine Drossel (Stromdichte, Verluste im Draht) und wie hoch ist 
die Taktfrequenz und der Flußdichtehub (Verluste im Kern).

Siehe Spule und Transformatoren und Spulen.

MFG
Falk

von Kelvin Klein (Gast)


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B e r n d W. schrieb:

> Der Kern kann im Bereich der 5 Windungen in die Sättigung geraten. Bei
> einem heissen Kern kann das daran liegen. Wird die Wicklung über den
> ganzen Kern verteilt, geschieht das deutlich später.


Wie soll das gehen?
Bei einem Ringkern ist der magnetische Fluss nahezu homogen über den 
Ringkern konstant verteilt. Wie kann dann an einer Stelle der Kern in 
die Sättigung geraten und an anderer Stelle nicht? Das wäre ja wie wenn 
in einem geschlossenen Stromkreis an einer Stelle mehr Strom fließt als 
an einer anderen Stelle.

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Kelvin Klein schrieb:
> Bei einem Ringkern ist der magnetische Fluss nahezu homogen über den
> Ringkern konstant verteilt.

Nein, bei einem Pulverkern ist das effektive µ_r relativ niedrig, 
typische Werte liegen so im Bereich 10 - 150. Wenn man einen Kern mit 
niedriger Permeabilität nur in einem schmalen Segment bewickelt, geht 
also schon ein beträchtlicher Teil der Feldlinien durch die Luft, also 
innen im Kern vom Ende der Wicklung direkt zum Wicklungsanfang.
Dadurch kann es durchaus sein, dass die Flussdichte im Bereich der 
Wicklung 10 oder 20 % größer ist wie auf der gegenüber liegenden Seite 
des Kerns.


Ein weiteres Problem der Feldlinien, die nicht im Kernmaterial verlaufen 
sind Wirbelströme, die dadurch in der Kupferwicklung induziert werden. 
Auch aus diesem Grund sollte man einen Pulverkern immer möglichst 
gleichmäßig bewickeln.

von Kelvin Klein (Gast)


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Johannes E. schrieb:
> Nein, bei einem Pulverkern ist das effektive µ_r relativ niedrig,
> typische Werte liegen so im Bereich 10 - 150. Wenn man einen Kern mit
> niedriger Permeabilität nur in einem schmalen Segment bewickelt, geht
> also schon ein beträchtlicher Teil der Feldlinien durch die Luft, also
> innen im Kern vom Ende der Wicklung direkt zum Wicklungsanfang.
> Dadurch kann es durchaus sein, dass die Flussdichte im Bereich der
> Wicklung 10 oder 20 % größer ist wie auf der gegenüber liegenden Seite
> des Kerns.

Es ist hier aber hier doch nicht von einem Pulvereisenkern mit niedriger 
Permeabilität, sondern von einem Ferrit-Ringkern für ein Schaltnetzteil 
die Rede.

Falls tatsächlich die Flussdichte im Ringkern bis zu 20% unterschiedlich 
sein sollte, entspräche das demzufolge auch Streuverlusten von bis zu 
20%. Und das nur - wie du anführst - verursacht durch ungleich auf dem 
Kern verteilte Wicklung? Das ist gerade einem Ferrit-Ringkern schwer 
denkbar.

von U. B. (Gast)


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> Der Kern kann im Bereich der 5 Windungen in die Sättigung geraten.

Hoffentlich weiss der das - Grundlagen !!!      ;-)

von 0815 (Gast)


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Kelvin Klein schrieb:
> Es ist hier aber hier doch nicht von einem Pulvereisenkern mit niedriger
> Permeabilität, sondern von einem Ferrit-Ringkern für ein Schaltnetzteil
> die Rede.

Es klingt aber schon eher nach einem Eisenpulverkern:

Christian Knüll schrieb:
> 100W LED Boost Converter

Vermutlich einfach nur ein StepUp-Schaltregler...

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Kelvin Klein schrieb:
> Es ist hier aber hier doch nicht von einem Pulvereisenkern mit niedriger
> Permeabilität, sondern von einem Ferrit-Ringkern für ein Schaltnetzteil
> die Rede.

Wie kommst du darauf? Christian hat nur etwas von einer Ringerndrossel 
geschrieben, nichts von Schaltnetzteil und nichts von Ferrit:

Christian Knüll schrieb:
> ... habe ich eine vorhandene Ringkerndrossel ...

Mit einem Ferrit-Ringkern ohne Luftspalt würde es überhaupt nicht 
funktionieren, weil der sofort in Sättigung geht.

Kelvin Klein schrieb:
> Falls tatsächlich die Flussdichte im Ringkern bis zu 20% unterschiedlich
> sein sollte, entspräche das demzufolge auch Streuverlusten von bis zu
> 20%.

Nein, das hat nichts mit Streuverlusten zu tun. Es ist nur so, dass 
nicht alle Feldlininen im Kernmaterial verlaufen, sondern auch ein 
gewisser Anteil durch die Luft geht. Diese Feldlinien in der Luft machen 
sogar weniger Verluste als im Kern. Das Problem ist wie gesagt eher, 
dass im Kern ein zu hohe Flussdichte auftreten kann und dass die 
Feldlinien, die aus dem Kernmaterial austreten und evtl. durch die 
Wicklung durchgehen, dort Wirbelstromverluste erzeugen können.

Kelvin Klein schrieb:
> Das ist gerade einem Ferrit-Ringkern schwer denkbar.

Kann es sein, dass du Speicherdrossel und Übertrager verwechselst?

von 0815 (Gast)


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Johannes E. schrieb:
> Mit einem Ferrit-Ringkern ohne Luftspalt würde es überhaupt nicht
> funktionieren, weil der sofort in Sättigung geht.

Möglich bleibt der Ferritkern schon. Aber mit Luftspalt ziemlich selten.

von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo,

danke schonmal für die vielen Antworten.
Ich werde es dann wohl die nächsten Tage einfach mal austesten, messen 
und berichten.


Die Drossel um die es geht ist diese hier:
http://www.reichelt.de/TLC-10A-100-/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=105605&artnr=TLC+10A-100%C2%B5&SEARCH=TLC+10A-100%B5+
10A  100µ  25 Windungen / Material Gelb/weiss abgewickelt auf nun 5 
Windungen.


Die Schaltung soll eine 100W LED an einem 3S/11,1V LiPo Akku betreiben - 
es wird eine Stirnlampe mit Wasserkühlung und getrenntem
Batterie / Kühlkörperpack für den Rucksack.
Da es auf elektrischer Seite eher eine "quick and dirty" Lösung sein 
soll und ich ohnehin einen Microcontroller benötige
ist der "Regler" ein Arduino der die Spule bei 15kHz absichtlich im 
lückenden Betrieb hält.
Der Grund dafür ist der langsame, gut regelbare Stromanstieg im 
lückenden Bereich.
Der Strom steigt aktuell in der 1,6ten Potenz der Pulslänge und erreicht 
die 100 Watt bei ca. 50-60% Tastgrad.
Im nicht lückenden Bereich steigt der Strom dagegen mit der 15. Potenz 
was für den Arduino nicht mehr sinnvoll regelbar ist.

Christian

von Falk B. (falk)


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@Christian Knüll (christian_knuell)

>http://www.reichelt.de/TLC-10A-100-/3/index.html?&;...
>10A  100µ  25 Windungen / Material Gelb/weiss abgewickelt auf nun 5
>Windungen.

Macht theoretisch 4uH bei 50A Sättigungsstrom. Klingt irgendwie nach 
einer ungünstigen Wahl.
Gelb Weiß ist ein Standardmaterial mit ur ~ 75.

>ist der "Regler" ein Arduino der die Spule bei 15kHz absichtlich im
>lückenden Betrieb hält.

15 kHz passt nicht mit 4uH zusammen. Hast du dir mal die wesentlichen 
Ströme und Spannungen auf einem Oszi angesehen?

>Im nicht lückenden Bereich steigt der Strom dagegen mit der 15. Potenz

???

Klingt eher, also ob deine Dimensionierung mit dem 4uH vollkommen 
daneben ist. Wozu braucht man einen 4uH/50A Drossel für eine 100W/3A 
Konstantstromquelle?

von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo

> Macht theoretisch 4uH bei 50A Sättigungsstrom.

Müsste hinkommen...

> Klingt irgendwie nach einer ungünstigen Wahl.
> Gelb Weiß ist ein Standardmaterial mit ur ~ 75.

Ist sicherlich suboptimal, allerdings billig und vor allem schnell in 
Stückzahl 1 verfügbar.


> 15 kHz passt nicht mit 4uH zusammen. Hast du dir mal die wesentlichen
> Ströme und Spannungen auf einem Oszi angesehen?

Oszi habe ich leider nicht. LTSpice kommt auf 45A Spitzenstrom und stark 
lückenden Betrieb. Dem Modell vertraue ich momentan weil das was ich 
messen konnte durchaus akzeptabel mit der Simulation übereinstimmt.


>>Im nicht lückenden Bereich steigt der Strom dagegen mit der 15. Potenz
> ???

Im lückenden Bereich wird die Energie "Paket für Paket" übertragen.
Die Größe des Energiepakets hängt dabei ausschließlich von der On Zeit 
und Eingangsspannung ab - die Ausgangsseite hat darauf keinen Einfluss. 
Die Ausgangsspannung wird im Gegensatz zum nicht lückenden Betrieb nicht 
über den Tastgrad bestimmt - stattdessen stellen sich Spannung und Strom 
über die LED entsprechend der verfügbaren Energiemenge automatisch ein.
-> Sehr komfortabel zu regeln, da neben der On Zeit nur die 
Eingangsspannung noch Einfluss auf die Ausgangsleistung hat, die LED 
dagegen im wesentlichen machen darf was sie will - der Energieumsatz 
darüber bleibt gleich - egal wie sich ihre Kennlinie nun aufgrund der 
Erwämung verschiebt.

Im nicht lückenden Betrieb gilt dann jedoch der Zusammenhang zwischen 
Tastgrad und Ausgangsspannung wieder. Damit liegt dann eine bestimmte 
Spannung an der LED an die wiederum zu einem bestimmten, drastisch 
ansteigenden Strom entsprechend ihrer Kennlinie führt die sich noch dazu 
wegen der Erwärmung schnell verschiebt. Das ist für einen "richtigen" 
Schaltregler kein Problem - für einen Arduino allerdings nicht mehr zu 
beherrschen.


> Wozu braucht man einen 4uH/50A Drossel für eine 100W/3A
> Konstantstromquelle?

Die Drossel ist tatsächlich ein ziemlicher Brummer. Etwas kleineres, 
leichteres wäre schön - bei der maximalen Frequenz bin ich allerdings 
auf ca. 15 / allerhöchstens 30kHz eingeschränkt und die Drossel bzw. der 
Kern sollte kurzfristig in Mengen unter 5 Stück erhältlich sein.

Christian

von Falk B. (falk)


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@ Christian Knüll (christian_knuell)

>> Klingt irgendwie nach einer ungünstigen Wahl.
>> Gelb Weiß ist ein Standardmaterial mit ur ~ 75.

>Ist sicherlich suboptimal, allerdings billig und vor allem schnell in
>Stückzahl 1 verfügbar.

Die Drossel an sich ist schon OK, das Abwickeln auf 5 Windungen eher 
nicht.

>> 15 kHz passt nicht mit 4uH zusammen. Hast du dir mal die wesentlichen
>> Ströme und Spannungen auf einem Oszi angesehen?

>Oszi habe ich leider nicht. LTSpice kommt auf 45A Spitzenstrom und stark
>lückenden Betrieb.

Die 45A pumpst du dann auch pulsartig in deine LED. Na Prost Mahlzeit!
Deine 100W LED ist wahrscheinlich ein 33V/3A Typ. Da will man sicher 
NICHT 45A Pulse reinpumpen.

> Dem Modell vertraue ich momentan weil das was ich
>messen konnte durchaus akzeptabel mit der Simulation übereinstimmt.

Du hast doch gar kein Oszi zum messen, nur ein Multimeter!

>>Im nicht lückenden Bereich steigt der Strom dagegen mit der 15. Potenz
> ???

>Im nicht lückenden Betrieb gilt dann jedoch der Zusammenhang zwischen
>Tastgrad und Ausgangsspannung wieder. Damit liegt dann eine bestimmte
>Spannung an der LED an die wiederum zu einem bestimmten, drastisch
>ansteigenden Strom entsprechend ihrer Kennlinie führt die sich noch dazu
>wegen der Erwärmung schnell verschiebt. Das ist für einen "richtigen"
>Schaltregler kein Problem - für einen Arduino allerdings nicht mehr zu
>beherrschen.

Was hat das mit der 15. Potenz zu tun?

>Die Drossel ist tatsächlich ein ziemlicher Brummer. Etwas kleineres,
>leichteres wäre schön - bei der maximalen Frequenz bin ich allerdings
>auf ca. 15 / allerhöchstens 30kHz eingeschränkt und die Drossel bzw. der
>Kern sollte kurzfristig in Mengen unter 5 Stück erhältlich sein.

Du hast wahrscheinlich einen ganz normalen Step Up Schaltregler als 
"Konstantstromquelle" am laufen, wobei bei DEINER Schaltung das Wort 
KONSTANT anzuzweifeln ist. Es ist eher ein Holzhammer-Spannungerhöher!

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/aww_smps.html

Wenn man mal von 10V Eingangsspannung und 30kHz ausgeht, kommt man mit 
einer 100uH Drossel ziemlich gut hin! Mit rechnerisch 11,3A schafft das 
die Drossel von Reichelt beinahe!

Da die LED als Last annähernd konstant ist und nur langsam thermisch 
wegdriftet, kann man das ganz einfach per uC reglen. Einfach periodisch 
mit 0,1-1kHz den Strom messen und die PWM nachstellen. Dann seht die LED 
auch WIRKLICH KONSTANTstrom!

von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo,


> Die 45A pumpst du dann auch pulsartig in deine LED. Na Prost Mahlzeit!
> Deine 100W LED ist wahrscheinlich ein 33V/3A Typ. Da will man sicher
> NICHT 45A Pulse reinpumpen.

Keine Sorge, da ist schon ein ordentlicher Kondensator angeschlossen um 
das an der LED zu glätten. Sicherlich immer noch mit starker 
Restwelligkeit,  allerdings hat sie jetzt schon 3 Stunden schadlos bei 
130 Watt überstanden.
Wenn sie 30% über Spezifikation aushält mache ich mir beim Betrieb als 
Stirnlampe wenig Sorgen - die 100 Watt schaltet man mal für ein paar 
Sekunden oder Minuten an wenn es was zu fotografieren gibt, doch 
insgesamt wird die Lampe vermutlich keine 100 Betriebsstunden sehen und 
aufgrund der begrenzten Batteriekapazität meist erheblich unter 100 Watt 
laufen.

> Du hast doch gar kein Oszi zum messen, nur ein Multimeter!

Ja, doch die Durchschnittströme aus Simulation und Multimeter passen 
einigermaßen zusammen.

> Was hat das mit der 15. Potenz zu tun?

Hat mit der Kennlinie der LED zu tun. Ich habe LED-Strom gegen PWM 
Pulslänge gemessen und als Diagramm aufgetragen - da rennt der Strom im 
lückenlosen Betrieb dann in 15. Potenz zur Pulslänge weg.

> Du hast wahrscheinlich einen ganz normalen Step Up Schaltregler als
> "Konstantstromquelle" am laufen, wobei bei DEINER Schaltung das Wort
> KONSTANT anzuzweifeln ist. Es ist eher ein Holzhammer-Spannungerhöher!

Mit Holzhammer-Spannungserhöher hast du es eigentlich ziemlich gut 
getroffen ;-) In der Tat geht es mir nicht so sehr um präzise Regelung.
Der Arduino misst den LED Strom über einen 0,1 Ohm Widerstand und greift 
über 0,3V (oder was ich halt festgelegt habe) ein, indem er die 
Pulsweite zurücknimmt. Darunter überlässt er es dem Benutzer die 
Pulsweite zur Dimmung zu verändern.

Ansonsten soll noch die Eingangsspannung überwacht werden um 
Tiefentladung zu verhindern und einen Temperatursensor im Lampenkopf 
damit rechtzeitig die Wasserpumpe eingeschaltet wird, ansonsten aber aus 
bleibt um Energie zu sparen.

> Da die LED als Last annähernd konstant ist und nur langsam thermisch
> wegdriftet, kann man das ganz einfach per uC reglen. Einfach periodisch
> mit 0,1-1kHz den Strom messen und die PWM nachstellen. Dann seht die LED
> auch WIRKLICH KONSTANTstrom!

Hab ich versucht und gelingt mir auch - allerdings nur im lückenden 
Betrieb.

Beispiel mit tatsächlichen Messwerten: 15kHz 9Bit PWM mit der original 
100µH Spule:
Bei PWM Pulslänge 330 Takte: 2,15A
Bei PWM Pulslänge 340 Takte: 3,33A
10 Regelschritte haben 1,18A bzw. ca. 39 Watt Unterschied ausgemacht.
1 Regelungsschritt entspricht also ca. 4 Watt. Das gibt nerviges 
flackern wenn die Regelung ständig um Werte herumspringt. Der Arduino 
ist dafür einfach zu träge um das so schnell zu machen dass es nicht 
auffallen würde.


So... jetzt messe ich die Sache mal mit sauber gewickeltem Kern durch... 
bis gleich...

Christian

von Christian K. (christian_knuell)


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So... jetzt hab ich 5 Messungen:

Nr.1: Spule mit über ca. 70° verteilten Windungen...
Nr.2: Spule mit einigermaßen gleichmäßig verteilten Windungen, die 
allerdings durch das auseinanderziehen nun etwas locker liegen...
Nr.3: Spule mit dicht aneinanderliegenden Wicklungen - ebenfalls etwas 
locker...
Nr.4: Wie Nr. 3 aber 1 Windung wieder hinzugefügt...
Nr.5: Wie Nr. 3 aber 2 Windungen wieder hinzugefügt...
Pulsweite jeweils soweit hochgedreht bis ca. 100 Watt erreicht wurden.

1
Nr.  Vled  Iled  Pled  Vin  Iin  Pin  n
2
1  32,65  3,02  98,60  12,00  10,02  120,24  82,0%
3
2  32,75  3,04  99,56  12,00  10,40  124,80  79,8%
4
3  32,57  3,09  100,64  12,00  10,07  120,84  83,3%
5
4  32,55  3,02  98,30  12,00  9,80  117,60  83,6%
6
5  32,30  2,98  96,25  12,00  9,33  111,96  86,0%

Das gleichmäßige verteilen der Windungen hat den Wirkungsgrad 
überraschenderweise verschlechtert - sie dicht aneinanderzulegen etwas 
verbessert.
Weitere Windungen / größere Induktivitäten haben ebenfalls Verbesserung 
gebracht, 3 Windungen mehr führen aber wieder zu nicht lückendem 
Betrieb.

Einzige Erklärung neben "Mist gemessen" wäre für mich jetzt, dass die 
Induktivitätsänderung durch das auseinanderziehen bzw. näherlegen der 
eigentlich dominierende Effekt ist und damit die Verschlechterung bzw. 
Verbesserung verursacht.


Christian

von Johannes E. (cpt_nemo)


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Christian Knüll schrieb:
> Einzige Erklärung ... wäre für mich jetzt, dass die
> Induktivitätsänderung durch das auseinanderziehen bzw. näherlegen der
> eigentlich dominierende Effekt ist und damit die Verschlechterung bzw.
> Verbesserung verursacht.

Ja, das würde ich auch vermuten. Hast du die Induktivität nicht 
gemessen? Das wäre schon hilfreich bei solchen Experimenten.
Hast du mal versucht zu messen, ob bei der Drossel eher der Kern warm 
wird oder eher der Draht?

Falls eher der Draht warm wird, dann könnest du mal testen, mehrere 
Drähte parallel zu wickeln, um damit den Querschnitt zu vergrößern.

von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo Johannes,

> Hast du die Induktivität nicht
> gemessen? Das wäre schon hilfreich bei solchen Experimenten.

Leider nein - ich bin mit Messgeräten schlecht ausgestattet, da ich eher 
von der mechanischen Seite her komme - hier liegt nur ein Uni-T UT61D 
herum. Momentan läuft alles eher nach der "Versuch macht Kluch" Methode.

> Hast du mal versucht zu messen, ob bei der Drossel eher der Kern warm
> wird oder eher der Draht?
Der Kern wird warm - der Draht hat 1mm Durchmesser und die Enden abseits 
des Kerns sind nicht nennenswert erwärmt.

Ich werde heute Abend mal eine Versuchsreihe mit 30kHz starten um die 
Spitzenströme in der Drossel zu reduzieren, wobei die 86% von Gestern im 
Ernstfall auch schon OK wären.

Christian

von Falk B. (falk)


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@ Christian Knüll (christian_knuell)

>Der Kern wird warm - der Draht hat 1mm Durchmesser und die Enden abseits
>des Kerns sind nicht nennenswert erwärmt.

Und durch 1mm Draht schickst du 45A Pulse. Hmmm.

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Christian

Geh auf jeden Fall auf die 30kHz!

Nochmal zur Drossel:
Mit 8 Windungen bekommst Du ca. 10µH und mit 9 Windungen 13µH. Mit 13µH 
geht der Spitzenstrom deutlich unter 20A runter und der Takt ist knapp 
am Lücken. Deshalb würde ich es mit 3 x 9 Windungen probieren, falls es 
nicht draufpasst, dann wenigstens mit 3 x 8 Windungen.

Gruß, Bernd

von Christian K. (christian_knuell)


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Hallo Bernd,

30kHz habe ich heute ausprobiert - da musste ich auf 5 Windungen runter 
und der Wirkungsgrad lag auch wieder bei um die 85%. Eine 
Parallelwicklung zur Verringerung der Kupferverluste brachte keine 
signifikanten Unterschiede.

Ich denke mal dass ich aus dem Kern mit dieser Schaltung und Betriebsart 
nicht mehr viel mehr rausholen kann und 86% sind ja auch eigentlich ganz 
OK.

Vielleicht bestelle ich mir noch zum Spaß einen größeren Kern und einen 
aus anderem Material. Irgendwelche Vorschläge fürs Material? Derzeit ist 
es "Gelb/Weiss" was glaube ich einem Amidon Eisenpulverkern / Sorte 26 
entspricht.
Bei den Materialien verstehe ich allerdings bisher nur Bahnhof - die 
Herstellerangaben sind nicht gerade üppig bzw. die Vergleichswerte 
beziehen sich meist auf den MHz Bereich von dem ich ja meilenweit 
entfernt bin.

Das einzige Material bei dem ich geringere Verlustangaben im 10kHz 
Bereich finden konnte wäre Material "2" mit etwa halben Kernverlusten - 
allerdings auch nur einem Bruchteil der Permeabilität.

Jetzt kümmere ich mich aber erst mal um den Lampenkopf - derzeit ist die 
LED noch auf ein Blech montiert das zum größten Teil in einer Kiste mit 
Wasser liegt...

Christian

von Christian K. (christian_knuell)


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Hi,

gestern habe ich mal den gelb / weissen Kern gegen einen etwas 
kleineren, roten getauscht. Unterschied wie Tag und Nacht: die Spule 
bleibt jetzt praktisch kalt.

Falls jemanden das 100 Watt Stirnlampen Projekt interessiert:
http://www.estlcam.de/100w.php

(Ist allerdings noch nicht fertig)

Christian

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