Frage zum Spule wickeln

[Crazy Harry (crazy_h)]

Hallo,

ich bin nicht der Spulenfachmann und normalerweise weit weg von 
Analogtechnik, deshalb meine Frage:
Wenn ich mit einem Ringkern eine Spule für einen Schaltregler wickle, 
woher weiß ich, wann (bei welchem Strom) der in Sättigung geht? Ich 
kenne den AL-Wert des Kerns und den Drahtdurchmesser. Kann man das davon 
ableiten?

[Edit] Noch eine Frage: Ich könnte den Kern besser bewickeln, wenn ich 
nicht einen dicken Draht, sondern mehrere parallele dünnere Drähte 
verwenden würde. Was hat das für Auswirkungen oder ist das egal?

Danke für die Aufklärung
Harry

[hinz (Gast)]

Du brauchst schon noch die Kerngeometrie (eff. magn. Länge) und die 
Sättigungsflussdichte. Sowas steht im Datenblatt.

[Crazy Harry (crazy_h)]

Da es erst mal theoretisch ist, nehmen wir mal den (siehe Anhang)

[Gerald K. (geku)]

Ich würde mir das Kernmaterial ansehen.

Hysteresis material constant ηB 10–6/mT <1.5

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Crazy H. schrieb:
> [Edit] Noch eine Frage: Ich könnte den Kern besser bewickeln, wenn ich
> nicht einen dicken Draht, sondern mehrere parallele dünnere Drähte
> verwenden würde. Was hat das für Auswirkungen oder ist das egal?

Mit mehreren dünnen Drähten kriegst Du weniger Kupferquerschnitt.
Dafür etwas mehr Oberfläche. Das wäre wiederum gut wegen dem 
Skin-Effekt. Es kommt auf den Stromripple an, welche Lösung besser ist.

[hinz (Gast)]

https://www.tdk-electronics.td_k.com/download/187036/419f8df165fa780842566ab55510a8ce/pdf-generaldefinitions.pdf

https://www.tdk-electronics.td_k.com/inf/80/db/fer/r_16_0_9_60_6_30.pdf

https://www.tdk-electronics.td_k.com/download/528850/d7dcd087c9a2dbd3a81365841d4aa9a5/pdf-n27.pdf

Bei td_k.com jeweils den Unterstrich entfernen, die Forensoftware stuft 
es leider als Spam ein.

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Und Einzeldraht hilft wegen dem Skin-Effekt, hochfrequente Schwingungen 
zu unterdrücken. Das ist gut für die EMV.

[Axel S. (a-za-z0-9)]

Crazy H. schrieb:
> Wenn ich mit einem Ringkern eine Spule für einen Schaltregler wickle,
> woher weiß ich, wann (bei welchem Strom) der in Sättigung geht?

Dafür haben die Hersteller Diagramme in ihren Datenbüchern. Das 
hilfreichste Diagramm hierfür ist Permeabilität µ vs. A·Wdg (Strom mal 
Windungszahl). Sättigung ist nicht abrupt, sondern setzt allmählich ein. 
Du mußt also noch für dich festlegen, bei welchem Rückgang der 
Permeabilität du das ansetzt. Typisch nimmt man 10% Rückgang.

[Michael B. (laberkopp)]

Crazy H. schrieb:
> Wenn ich mit einem Ringkern eine Spule für einen Schaltregler wickle,
> woher weiß ich, wann (bei welchem Strom) der in Sättigung geht?

Ausrechnen ?

> Ich kenne den AL-Wert des Kerns und den Drahtdurchmesser.
> Kann man das davon ableiten?

Nein.

Sättigung ist ein allmählicher Prozess.
Besser wäre die Frage, wie hoch die Ummagnetisierungsverluste sind.
Wird die Spule zu heiss, taugt sie nicht mehr.

Dafür gibt es Tabellen in den Datenblättern der Hersteller,
oder eine Software wie MDT (magnetic design tool).

Aus einer Materialkostenstanten (abhängig von der 
Ummagnetisierungstiefe)  steigt der Verlust mit jeder Ummagnetsisierung 
(also mit der Frequenz) und mit der Kerngrösse (Volumen, Gewicht).

Grob sagt man, nicht mehr als 400mT Ummagnnetisierung, damit die Veluste 
im Rahmen bleiben.

[Crazy Harry (crazy_h)]

Sven S. schrieb:
> Mit mehreren dünnen Drähten kriegst Du weniger Kupferquerschnitt.
> Dafür etwas mehr Oberfläche. Das wäre wiederum gut wegen dem
> Skin-Effekt. Es kommt auf den Stromripple an, welche Lösung besser ist.

Natürlich schon so viele dünne Drähte, daß es dem Querschnitt des dicken 
entspricht.

Ansonsten herzlichen Dank, ich sehe schon, das wird ohne Berechnungen 
nichts.

[[e-mail] (Gast)]

Kommt auf den Schaltregler an.

Nachfolgenden Link aufrufen
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps/smps.html
und die Daten des Ringkerns eingeben.

N27 mit hohen AL-Wert. Was für Schaltregler soll das genau werden?

[Gerald K. (geku)]

Crazy H. schrieb:
> Natürlich schon so viele dünne Drähte, daß es dem Querschnitt des dicken
> entspricht.

Man braucht eigentlich als Kupferquerschnitt den Ring aus Durchmesser 
und Eindringtiefe berücksichtigen. Die Eindringtiefe wird mit der 
Frequenz kleiner. Was stärker den effektiven Kupferfüllfaktor mindert 
ist die Isolierung des Kupferlackdrahtes.

https://www.electronicdeveloper.de/AllSkineffektEindringtiefe.aspx

https://www.elektrisola.com/de/hf-litze-litze-litz-wire/produkte/begriffe-grundlagen/technische-grundlagen-und-berechnung.html

[Maxim B. (max182)]

Crazy H. schrieb:
> Wenn ich mit einem Ringkern eine Spule für einen Schaltregler wickle,
> woher weiß ich, wann (bei welchem Strom) der in Sättigung geht?

Das weiß du aus einer Berechnung, die du vor dem Wickeln machen 
solltest. Für die Spulen, die Gleichstrom haben, braucht man Spalten. 
Die können separat gemacht werden oder in Strukur von Material von 
Hersteller gemacht werden - das kannst du aus dem Datenblatt für Kern 
entnehmen. Es gibt auch Praxis, daß man Ferritring bricht und wieder 
zusammenleimt, schon mit diamagnetischen Spalten.

[Frido H. (Gast)]

Hallo zusammen

Vielleicht hilft das ein wenig weiter.
http://www.df7sx.de/mini-ringkernrechner-etc/

Gruss von Frido

[Gerald K. (geku)]

Crazy H. schrieb:
> woher weiß ich, wann (bei welchem Strom) der in Sättigung geht?

Man kann es auch einfach experimentell ermitteln.

Man wickle zwei Spulen durch den Ringkern.

Eine Spule versorgt man mit einer einstellbaren Konstantstromquelle z.B. 
Labornetzteil.

Die zweite Wicklung wird über einen Vorwiderstand an eine 
Wechselstromquelle z.B.  Funktionsgenerator gespeist. An dieser Spule 
wird die Wechselspannung gemessen.

Wird nun der Strom von der Konstantstromquellen erhöht, dann gibt einen 
Gleichstromwert bei dem die Wechselspannung auf der Sekundärseite 
einbricht. Hier setzt die Sättigung des Kernmaterials ein. In der 
Sättigung reduziert sich die Induktivität und damit reduziert sich die 
Spannung am Spannungsteiler,  der durch Vorwiderstand und Sekundärspule 
gebildet wird. So kann man auch eine Sättigungskurve (Y-Achse ist 
Wechselspannung, X-Achse ist Konstantstrom) aufnehmen.

Der Sättigungstrom ist der Konstantstrom durch die Windungszahl der 
Primärspule.

Wichtig ist, dass der Gleichstrom über eine Konststromquelle eingespeist 
wird, denn diese hat im Idealfall einen unendlich hohen Widerstand und 
beeinflusst deshalb den Spannungsteiler auf der Sekundärseite nicht!

[Klaus R. (klara)]

Hallo,
schmidt-walter unterstützt zwar keine Ringkerne, aber eben die anderen 
Bauformen.

http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/
mfg klaus

[hinz (Gast)]

Klaus R. schrieb:
> schmidt-walter unterstützt zwar keine Ringkerne,

https://www.tdk-electronics.tdk.com/en/180490/design-support/design-tools/ferrite-magnetic-design-tool

[[e-mail] (Gast)]

Klaus R. schrieb:
> schmidt-walter unterstützt zwar keine Ringkerne, aber eben die anderen
> Bauformen.

Man kann seine Kerne auch eingeben. Dafür braucht man 4 Werte aus dem 
Datenblatt.

[Bernd (Gast)]

Maxim B. schrieb:
> Für die Spulen, die Gleichstrom haben, braucht man Spalten.
Wieso?
Man 'braucht' es doch nur mit dem Strom nicht zu übertreiben.

[Maxim B. (max182)]

Leistungsdrossel ohne Spalten gibt es nicht. Die können in Material 
vorhanden sein oder extra gemacht werden, aber die sind notwendig - 
sonst kommt die Sättigung schon bei dem kleinsten Strom. Drossel ohne 
Spalten sind keine Leistungsdrossel, die sind für Wechselstrom gedacht.

[Arno H. (arno_h)]

Peter Hofbauer hat ein Testgerät veröffentlicht.
http://www.hcp-hofbauer.de/indexsnt.htm
Ich habe es fast unverändert nachgebaut und bin sehr zufrieden damit.
Bei manchen Spulen gibt es auch aha-Effekte beim Vergleich mit dem DB.

Arno