Forum: HF, Funk und Felder Ferrit Eingangsimpedanz und anderes


von Mischa (Gast)


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Moin Zusammen

Zuerst mal möchte ich mich beim Author des Kapitel Transformatoren und 
Spulen hier auf der Seite bedanken. Endlich mal eine praktische 
Auflistung der Fakten und nützliche Berechnungsbeispiele. Teilweise geht 
das Thema Ferrit etc. ja schon fast ins Esoterische, je nachdem wo man 
sich da informiert :p

Allerdings habe ich zwei Fragen bei denen ich etwas auf dem Schlauch 
stehe.

1. Es wird beschrieben das gängige Ferrit Materialien ca. 12mT belasten 
kann. Schaue ich mir aber mal ein Datenblatt an, Konkret: 4C65 von 
Ferroxcube, sehe ich, das man eigentlich gegen 300mT erreichen kann ohne 
Sättigung. Ich nehme an das Sich der Kern höhere Flussdichte aber sehr 
stark erwärmen würde und man darum einfach sagt 12mT sei OK. Sehe ich 
das Richtig? Aber ist da 12mT Flussdichte nicht etwas sehr klein? Wie 
ist da der Zusammenhang? Sind das Erfahrungswerte? Oder ist das so da 
sich bei diesen kleiner Flussdichte die Verzerrungen gering halten?

2. Je nachdem wo man nachliest steht die Impedanz 4 bis 10 höher sein 
soll, also 2pi*omega*L, als die Sys. Impedanz (meist 50 Ohm). Um so 
einen einen kleinen Einfluss zu haben (Parallelschaltung zweier 
Komplexen Widerständen). Die Idee verstehe ich aber irgendwie sehe ich 
folgendes nicht ganz ein:
2.1 Sagen wir eine Quelle Mit 50 Ohm realen Innenwiderstand ist an einen 
HF Trafo angeschlossen. Hat der Trafo jetzt j500 Ohm komplexe induktive 
Last ist das ja alles andere als Leistungsanpassung? Entstehen hier 
nicht Reflektionen? Das wäre ja wie wenn man die Quelle ohne Last 
betreibst.
2.2 Das mit vielfachen ind. Impedanz stimmt auch nur wenn der Trafo als 
Spg. Wandler betrieben wird. Bei einem Strom Wandler, z.B HF Sampler, 
möchte man doch möglichst wenig Induktivität in Serie, da die 
Serieleitung durch einen Ringkern geht (1. Wicklung). Sind da jetzt paar 
uH gibt das bei den oberen HF Bänder bereits eine ordentliche Sperrung 
bzw. Impedanz Veränderung. Sehe ich das richtig? Irgendwie wird da nicht 
so klar unterschieden.

Für ein paar aufklärende Worte wäre ich sehr dankbar.
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Mischa

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Mischa,

die von Dir mit "Impedanz des Ferrits" zitierte Betrachtungsweise ist 
mir fremd.
Die mir geläufige Betrachtungsweise kennt die Primärinduktivität, die 
Sekundär- und die Streuinduktivität sowie die Gegeninduktivität durch 
den sekundären Strom auf die primäre Seite.

Ein Trafo soll die Energie von der Primär- auf die Sekundärseite 
koppeln, natürlich mit minimalen Verlusten und Verzerrungen.

Natürlich sollen auch die Verluste in der Primärwicklung klein sein. Der 
Strom dort wird aber nicht nur durch die Wicklungszahl der 
Primärwicklung bestimmt, sondern eben auch von der Gegeninduktivität.
Beispiel: Als kleine Steckernetzteile noch einen Eisenkern hatten 
anstelle eines Schaltregelers, da wurden die zu knapp ausgelegten bei 
Leerlauf wärmer als bei Vollast. Weil der Kern wegen des fehlenden 
Sekundärstroms in die Sättigung geriet.

NXP gibt im "Soft Ferrites and Accessories Data Handbook" von 2013 für 
Eisenpulverkerne einen "saturation level" von 1,5 Tesla an - mehrere 
Größenordnungen über dem, was Deine Quelle angibt.

Manchmal lösen sich Fragen nach einem Wechsel der Betrachtungsweise.

Ciao
Wolfgang Horn

von Hp M. (nachtmix)


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Mischa schrieb:
> ist das so da
> sich bei diesen kleiner Flussdichte die Verzerrungen gering halten?

In der Tat ein wichtiger Gesichtspunkt, sowie die Konstanz der 
Induktivität.
Für Leistungsübertrager nimmt man aber auch eher FXC3-Sorten.

Mischa schrieb:
> Sagen wir eine Quelle Mit 50 Ohm realen Innenwiderstand ist an einen
> HF Trafo angeschlossen. Hat der Trafo jetzt j500 Ohm komplexe induktive
> Last ist das ja alles andere als Leistungsanpassung? Entstehen hier
> nicht Reflektionen? Das wäre ja wie wenn man die Quelle ohne Last
> betreibst.

Wenn du du den Trafo ohne Last laufen lässt, ist das auch so.
Aber das ist nicht der Normalfall, sondern man belastet die 
Sekundärseite, und diese Last erscheint, entsprechend transformiert, auf 
der Primärseite.
Die parallel liegende hochohmige Induktivität bewirkt dann nur eine 
geringe Fehlanpassung.
Darüber hinaus kann man in schmalbandigen Anwendungen diesen 
Blindleitwert durch Parallelschalten einer Kapazität kompensieren.

Mischa schrieb:
> Sind da jetzt paar
> uH gibt das bei den oberen HF Bänder bereits eine ordentliche Sperrung
> bzw. Impedanz Veränderung. Sehe ich das richtig?

Wo sollen denn die µH herkommen?
Bei Stromwandlern wird die Sekundärwicklung nahezu mit einem Kurzschluß 
belastet und entsprechend niedrig ist die Primärimpedanz, die fast nur 
aus Streuinduktivität besteht, also Magnetfeldlinien, die nicht durch 
die Sekundärwicklung gehen.

von Mischa (Gast)


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Vielen Dank für Eure Antworten.

Sorry wenn ich mich nicht ganz klar ausgedrückt habe. In der Tat sprach 
ich von Ferriten in Zusammenhang mit HF Anwendungen. Also grösser 1.8 
MHz. Da kann man durchaus von Impedanzen sprechen wenn man eine 
induktive Last hat :)

Hp M. schrieb:
> Wenn du du den Trafo ohne Last laufen lässt, ist das auch so.
> Aber das ist nicht der Normalfall, sondern man belastet die
> Sekundärseite, und diese Last erscheint, entsprechend transformiert, auf
> der Primärseite.

Danke! Macht absolut Sinn. Weiss nicht warum ich da nicht selbst drauf 
gekommen bin. Jetzt kann ich wieder beruhigt schlafen :)

Hp M. schrieb:
> Wo sollen denn die µH herkommen?

Je nach Ferrit Material. Mehrere uH sind natürlich übertrieben. Aber 
wenn man z.B. ein FT140-43 anschaut, hat man pro. Windung 760nH (ein 
Stromwandler hat ja eigentlich 1 Windung). Wenn man den jetzt als 
Stromwandler nehmen würde wäre das schon eine ziemlich gute Sperre für 
den oberen KW Bereich.

Hp M. schrieb:
> Bei Stromwandlern wird die Sekundärwicklung nahezu mit einem Kurzschluß
> belastet und entsprechend niedrig ist die Primärimpedanz, die fast nur
> aus Streuinduktivität besteht, also Magnetfeldlinien, die nicht durch
> die Sekundärwicklung gehen.

Klingt logisch. Der Spg. Abfall über der Stromkopplung ist ja durch den 
Strom * 2pi*omega*L bestimmt. Ist L zu gross hat man viel Spg. Abfall 
(zunehmend mit Frequenz) über dem Wandler jedoch wäre das Impedanzmässig 
natürlich besser. Jedoch von Vorteil ist, wie du erwähnt hast, das man 
eine kleine Flussdichte hat (nur eine Windung). Wenn mans durchrechnet 
kann man da ordentlich Dampf messen mit vergleichsweise kleinen 
Ferriten. Ich muss da mal ein paar Messungen mit dem NWA machen um etwas 
das Gefühl zu bekommen :)

Noch etwas ist mir noch nicht ganz klar. Die geringe Flussdichte von 
12mT ist also lediglich um die Verzerrungen zu minimieren? Obwohl die 
Ferrit Materialen viel höher in die Sättigung kommen. Ich nehme an da 
gibts keine Formel o.ä.?

Besten Dank

von Hp M. (nachtmix)


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Mischa schrieb:
> Der Spg. Abfall über der Stromkopplung ist ja durch den
> Strom * 2pi*omega*L bestimmt.

Ist falsch. omega = 2*pi*f
Also entweder X = 2*pi*f*L oder X= omega*L

Mischa schrieb:
> hat man pro. Windung 760nH (ein
> Stromwandler hat ja eigentlich 1 Windung).

Wenn der Stromwandler leer läuft, was er aber nicht tut.

Die Streuinduktiviät ist viel geringer, und sie entscheidet zusammen mit 
dem transformierten Lastwiderstand über den Spannungsabfall im zu 
messenden Leiter.
Die Induktivität gemäß dem AL-Wert von 760 entscheidet über die untere 
Einsatzfrequenz, weil sich darüber der induktive Nebenschluß zu dem 
Lastwiderstand definiert.

Mischa schrieb:
> Die geringe Flussdichte von
> 12mT ist also lediglich um die Verzerrungen zu minimieren?

Ich weiß nicht, wo du diese Zahl her hast.

von Günter Lenz (Gast)


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Mischa schrieb:
>hat man pro. Windung 760nH

Hier hast du einen Denkfehler.
Die Induktivität steigt quadratisch mit den Windungszahlen.

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