Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kerne für HF Anwendungen


von Thomas (Gast)


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Hallo Leute,

bin aktuell auf der Suche nach einem Ringkern für eine Transformation. 
Das Signal ist sinusförmig und hat eine Frequenz von 1 MHz.

Ich weiss, dass die Verluste vom Material frequenzabhängig sind.

Jetzt habe ich mal recherchiert und bin auf der Seite von Amidon auf 
eine Aussage gestoßen die nicht ganz verstehe. Vielleicht könnt Ihr mir 
da weiterhelfen.

hohe Permeabilitäten (60-100), Anwendung bis ca. 75 kHz
mittlere Permeabilitäten (20-50) Anwendung von 50 kHz - 2 MHz
niedrige Permeabilitäten (7-20) Anwendung von 2 MHz - 500 MHz

Die Permeabilitäten gelten nur für bestimmte Frequenzen. Ich weiß nicht 
warum dass so ist. Kann

 http://www.amidon.de/contents/de/d641.html

Wieso ist es wichtig in einem gewissen Frequenzbereich eine bestimmte 
Permeabilität zu haben?

von Franko P. (sgssn)


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Falsche Sichtweise.
Bestimmte Materialien sind für bestimmte Freqeunzbereiche geeignet und 
haben dabei die Permeabilität von x.

Gruß

von oszi40 (Gast)


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Niedere Frequenzen mögen Eisenkerne, Enstördrosseln haben möglichst 
verlustreiche Kerne, für HF sind es spezielle. Also gut suchen!

von Egon D. (Gast)


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Thomas schrieb:

> Ich weiss, dass die Verluste vom Material frequenzabhängig
> sind.
>
> [...]
> hohe Permeabilitäten (60-100), Anwendung bis ca. 75 kHz
> mittlere Permeabilitäten (20-50) Anwendung von 50 kHz - 2 MHz
> niedrige Permeabilitäten (7-20) Anwendung von 2 MHz - 500 MHz
>
> Die Permeabilitäten gelten nur für bestimmte Frequenzen. Ich
> weiß nicht warum dass so ist. de/d641.html
>
> [...]
> Wieso ist es wichtig in einem gewissen Frequenzbereich eine
> bestimmte Permeabilität zu haben?

Das Produkt aus Permeabilität und sinnvoller Betriebsfrequenz
ist ungefähr eine Konstante im GHz-Bereich. Begrenzend für
die sinnvolle Betriebsfrequenz sind die anwachsenden Verluste.

Ein Material mit hohem µ_r ist nur bei sehr niedrigen Frequenzen
zu gebrauchen, weil es schon bei relativ niedrigen Frequenzen
nicht mehr akzeptable Verluste zeigt.

Ein Material mit geringem µ_r kann dagegen bei sehr viel
höheren Frequenzen verwendet werden; die Verluste laufen
erst bei entsprechend höheren Frequenzen aus dem Ruder.

von Falk B. (falk)


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Thomas schrieb:
> bin aktuell auf der Suche nach einem Ringkern für eine Transformation.
> Das Signal ist sinusförmig und hat eine Frequenz von 1 MHz.

Siehe Transformatoren und Spulen

> Wieso ist es wichtig in einem gewissen Frequenzbereich eine bestimmte
> Permeabilität zu haben?

Anders herum. Die Materialien haben einen frequenzabhängige 
Permeabilität und auch einen frequenzabhängigen Verlustfaktor. Wie schon 
mehrfach gesagt, sind die hochpermeablen Materialien nur bei eher 
kleinen Frequenzen zu gebrauchen, weil darüber hinaus die Verluste zu 
stark werden oder auch die Permeabilität absinkt. Luft ist für höchste 
Frequenzen zu gebrauchen und praktisch verlustfrei, hat aber auch nur 
ein ur=1 ;-)

von Michael M. (Firma: Autotronic) (michael_metzer)


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Die gelb/weißen Ringkerne gehen bis 50 kHz, die leichten roten Kerne ab 
50 MHz und die rot/grünen Kerne liegen frequenzmäßig irgendwo 
dazwischen. Das ist aber nur eine ganz grobe Pi x Daumenregel.

von Falk B. (falk)


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Michael M. schrieb:
> Die gelb/weißen Ringkerne gehen bis 50 kHz, die leichten roten Kerne ab
> 50 MHz und die rot/grünen Kerne liegen frequenzmäßig irgendwo
> dazwischen. Das ist aber nur eine ganz grobe Pi x Daumenregel.

Auf der oben genannten Website sind die Farbkodierungen der Kerne von 
Amidon ja zu finden, wenn man sich durch dieses bunte Chaos durchgefitzt 
hat . . .

von Günter Lenz (Gast)


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von Thomas schrieb:
>bin aktuell auf der Suche nach einem Ringkern für eine Transformation.
>Das Signal ist sinusförmig und hat eine Frequenz von 1 MHz.

Wenn du nur Transformieren willst und auch kein Gleichstromanteil
durch die Spule fließt, dann nimm die Ferritringkerne die
für Breitbandübertragung gedacht sind. Must nur drauf achten
das sie für die Frequenz geeignet sind.

Die Eisenpulverringkerne sind für Schwingkreise, Filter
und Speicherdrosseln gedacht, da darf die Spule auch einen
Gleichstromanteil haben und können auch Energie speichern,
was die Ferritringkerne nicht können. Die Eisenpulverringkerne
haben einen sogenannten verteilten Luftspalt.
Die Eisenpulverringkerne können natürlich auch Transformieren,
haben dann aber einen höheren Blindstrom oder du muß mehr
Windungen drauf bringen.

von H. H. (Gast)


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Thomas schrieb:
> Amidon

Besser nicht beim Händler fragen, sondern beim Hersteller. Amidon 
verkauft Metallpulverkerne von Micrometals und Ferritkerne von 
Fair-Rite.

von kai (Gast)


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Thomas schrieb:
> Hallo Leute,
>
> bin aktuell auf der Suche nach einem Ringkern für eine Transformation.
> Das Signal ist sinusförmig und hat eine Frequenz von 1 MHz.

Es gibt doch bestimmt Buck- oder Boost-Converter, die in diesem 
Frequenzbereich für den gewünschten Strom arbeiten.
Wenn man dazu Typen ausfindig macht, kann man in deren Datenblatt 
gucken, welcher Kerntyp dort vorgeschlagen wird.


Hantelkerne fallen kathegorisch aus?

VG

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Michael M. schrieb:
> Die gelb/weißen Ringkerne gehen bis 50 kHz, die leichten roten
> Kerne ab 50 MHz und die rot/grünen Kerne liegen frequenzmäßig
> irgendwo dazwischen.
> Das ist aber nur eine ganz grobe Pi x Daumenregel.

Das ist mißverständlich bis falsch. Insbesondere gibt es keine untere 
Frequenzgrenze unterhalb der Kern nicht mehr funktionieren würde. Es ist 
nur nicht sonderlich sinnvoll, weil man bei niedrigeren Frequenzen auch 
größere Induktivitäten braucht. Und dafür auf den niederpermeablen 
Kernen dann auch sehr viele Windungen.

Aber bei Spulen hat man halt viele Freiheitsgrade zur Optimierung 
(anders als bspw. bei Kondensatoren). Man will typischerweise auf Preis 
optimieren. Sowohl Preis des Kerns als auch Preis des Kupfers. Bei 
gleichzeitig noch brauchbaren technischen Daten.
Untergeordnete Optimierungsziele wären Baugröße und Windungszahl (also 
die reine Zahl ohne die Betrachtung des Wickelraums, etwa weil man von 
Hand wickeln muß).

: Bearbeitet durch User
von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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>auf der Seite von Amidon
wie hhinz schon andeutete, amidon.de hat mit dem Hersteller nichts zu 
tun. Das ist der ehemalige "Elektronikladen", die standen früher auf 
allen Amateurfunkflohmärkten. Der Hersteller distanziert sich sogar 
davon.

Ferritmaterial ist eine ziemliche Geheimwissenschaft (trial and error). 
Ich habe mal gehört, da jede Produktionscharge wieder andere Werte 
aufweist, kann man keine genauen Daten angeben. Vielleicht hat sich das 
heute geändert, aber damals musste ein Übertrager mit jeder neuen 
Lieferung wieder angepasst werden. Am besten kaufte man einen größeren 
Vorrat aus gleicher Produktion.

von Martin L. (makersting)


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Oft wird von Frequenzbereichen für den Einsatz von bestimnten 
Kernmaterialen geschrieben. Mir ist hier nicht ganz klar wofür: ist der 
Einsatz als Übertrager oder als Filterdrossel gemeint?


Bei folgenden Fragen soll die Windungskapazität mal außer Acht gelassen 
werden.
Kann man sagen, dass Eisenpulverkerne bis zu einer gewissen Frequenz gut 
als Übertrager dienen können, bei höhere Frequenz aber gute 
Filterdrosseln abgeben (und da schlechte Übertragermaterialien 
darstellen). Bei Ferriten ist es ähnlich, nur dass die Frequenzen nach 
oben verschoben sind?

Hieße dies nicht auch, dass Eisenpulverkerne im Einsatz als 
Filterdrossel Ferrite stets ersetzen können? Und dass Ferrite 
Eisenpulverkerne stets als Übertrager ersetzen können?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://www.amidoncorp.com/search.php?search_query=amidon.de&Search=

"Trademark Infringement
October 12, 2015 It had been brought to our attention from our customer 
in Europe that an online retailer is currently using our name and 
trademark. We, Amidon, Inc., are not affiliated with "Profi ..."

genau, Profi-electronic hiess der Laden, nachdem sich Elektronikladen 
davon getrennt hatte.

Also wenn Amidon dann die obige Webadresse.

von Falk B. (falk)


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Christoph db1uq K. schrieb:
> Ferritmaterial ist eine ziemliche Geheimwissenschaft (trial and error).
> Ich habe mal gehört, da jede Produktionscharge wieder andere Werte
> aufweist, kann man keine genauen Daten angeben.

Das halte ich für ein Gerücht, wenn gleich die Toleranzen nicht im 1% 
BEreich liegen.

> Vielleicht hat sich das
> heute geändert, aber damals musste ein Übertrager mit jeder neuen
> Lieferung wieder angepasst werden.

Dann ist das Design Schrott.

von Phasenschieber S. (Gast)


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Vielleicht hilft diese Seite etwas weiter: 
http://www.dl2lto.de/sc/TM_tab_ferrite.htm

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Martin L. schrieb:
> Oft wird von Frequenzbereichen für den Einsatz von bestimnten
> Kernmaterialen geschrieben. Mir ist hier nicht ganz klar wofür: ist der
> Einsatz als Übertrager oder als Filterdrossel gemeint?

Beides.

> Kann man sagen, dass Eisenpulverkerne bis zu einer gewissen Frequenz gut
> als Übertrager dienen können, bei höhere Frequenz aber gute
> Filterdrosseln abgeben (und da schlechte Übertragermaterialien
> darstellen). Bei Ferriten ist es ähnlich, nur dass die Frequenzen nach
> oben verschoben sind?

Nein. Pulverkerne (gibt es nicht nur aus Eisen) haben den Vorteil, daß 
sie eine hohe Sättigungsflußdichte haben (bis über 1T). Das ist 
vorteilhaft für Speicherdrosseln. Bei einem Übertrager ist das aber gar 
nicht nötig.

Ferrit sättigt viel eher (typ. 0.3T) ist dafür aber mit wesentlich 
höheren Permeabilitäten verfügbar. Man kann also mit wenig Windungen 
arbeiten, erzielt höhere Güten (weniger Kupferverluste).

> Hieße dies nicht auch, dass Eisenpulverkerne im Einsatz als
> Filterdrossel Ferrite stets ersetzen können? Und dass Ferrite
> Eisenpulverkerne stets als Übertrager ersetzen können?

Jein. Praktisch nimmt man für Übertrager fast nur Ferrit. Und für 
Speicherdrosseln lieber Eisenpulverkerne. Man kann für letzteres auch 
Ferrit nehmen, wenn man einen Luftspalt vorsieht. Die frühere 
Sättigung bleibt aber.

von Egon D. (Gast)


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Martin L. schrieb:

> Oft wird von Frequenzbereichen für den Einsatz von
> bestimnten Kernmaterialen geschrieben. Mir ist hier
> nicht ganz klar wofür: ist der Einsatz als Übertrager
> oder als Filterdrossel gemeint?

Wird normalerweise dazugesagt: Anwendung in frequenz-
bestimmenden Schwingkreisen, als Speicherdrossel, als
Übertrager, oder zur Verbesserung der EMV.

von Martin L. (makersting)


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Phasenschieber S. schrieb:
> Vielleicht hilft diese Seite etwas weiter:
> http://www.dl2lto.de/sc/TM_tab_ferrite.htm

Genau das ist hier wieder nicht der Fall.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Falk, es ging damals um Übertrager (Richtkoppler) in Antennensteckdosen, 
die mussten 47-860 MHz können, das ist schon recht breitbandig. 
Schaltregler für eine feste Frequenz zwischen 30kHz und 1MHz sind da 
weniger anspruchsvoll. Für Sat-TV bis 2,2 GHz sieht es noch übler aus.

von Martin L. (makersting)


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Ich hatte mich eben falsch ausgedruckt. Statt Filterdrossel sollte es 
Entstördrossel (EMI!) heißen, also eben keine Speicherdrossel. Also 
jetzt:

Kann man sagen, dass Eisenpulverkerne bis zu einer gewissen Frequenz gut
als Übertrager dienen können, bei höhere Frequenz aber gute
Entstördrosseln abgeben (und da schlechte Übertragermaterialien
darstellen). Bei Ferriten ist es ähnlich, nur dass die Frequenzen nach
oben verschoben sind?

Hieße dies nicht auch, dass Eisenpulverkerne im Einsatz als
Enstördrossel Ferrite stets ersetzen können? Und dass Ferrite
Eisenpulverkerne stets als Übertrager ersetzen können?

Und konkreter, es geht um die SNT-Entstörung:
Welches Material nehme ich für einen Gleichtaktdrossel, die bis in den 
UKW-Bereich reicht? NiZn oder MnZn?
Ist das gleiche Material für eine Gegentaktdrossel geeignet?

von W.S. (Gast)


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Thomas schrieb:
> Die Permeabilitäten gelten nur für bestimmte Frequenzen. Ich weiß nicht
> warum dass so ist.

Die Kerne sind nur für gewisse Bereiche geeignet. So herum. 
Hochpermeable Kerne eben nur für niedrige Frequenzen und solche mit eher 
niedriger Permeabilität eben eher für höhere Frequenzen.

Das sagt nicht, daß man einen niedrigpermeablen Kern nicht auch für 
niedrige Frequenzen nehmen könnte, bloß muß man da viel mehr Windungen 
Draht draufwickeln, um auf die gewünschte Induktivität zu kommen.

Ich sag dir mal ein (eher theoretisches) Extrembeispiel: Wenn du einen 
Netztrafo bauen willst, kannst du Trafoblech, also Eisen als Kern 
verwenden. Rein theoretisch könntest du auch den Trafo als Luftspule 
ausführen, aber da wird das ein Riesending mit sehr viel Kupfer drin (es 
sei denn, du nimmst Silberdraht).

W.S.

von ichringenachLuft (Gast)


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W.S. schrieb:
> Rein theoretisch könntest du auch den Trafo als Luftspule
> ausführen, aber da wird das ein Riesending mit sehr viel Kupfer drin

50Hz kernlos...? Mein Gott. Würde wohl eher unfaßbar gewaltig,
nicht nur riesig, wenn es auch nur halbwegs steife Spannung
bringen soll. Da hast Du unfaßbar gewaltig über/untertrieben,
bzw. ein viel zu extremes Extrembeispiel gebracht. Inwiefern
Silberdraht einen relevanten Unterschied machen sollte, ist
mir auch nicht klar.

Man zweifelt, ob Dir wirklich klar ist, wovon Du da redest.
Auch wenn das darüber natürlich stimmt, ist ein "Lufttrafo"
für so niedrige Frequenz einfach mehr als extrem, das ist in
jeder Form einfach nur abwegig.

Sorry.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Technologisch sind Ferrite eine deutlich neuere Entwicklung als 
Eisenpulver.
Eisenpulver gab's schon vorm Krieg (Auf Pappe, die dann aufgerollt 
wurde. Hat wegen Luftfeuchtigkeit nicht lange gehalten), Ferrite wurden 
nach dem Krieg entwickelt. Die Bibel dazu ist Snelling "Soft Ferrites". 
Bekommt man über Fernleihe. Seit ca. 1970 passiert da nicht mehr viel.

Eisenpulver ist linearer, Ferrite bieten höhere Permeabilität.

Ein beliebiges Material beider Gruppen hat bei niedrigen Frequenzen 
geringe Verluste (=hohe Güte für Signalfilter), bei hohen Frequenzen 
sind die Verluste deutlich höher und das will man dort als 
Dämpfungseigenschaft bei Entstörschaltungen.
Für sehr hohe Frequenzen bis mehrerenGhz gibt es dann noch exotische 
Ferrite.

von Hp M. (nachtmix)


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Thomas schrieb:
> bin aktuell auf der Suche nach einem Ringkern für eine Transformation.
> Das Signal ist sinusförmig und hat eine Frequenz von 1 MHz.

Warum muss es denn ein Ringkern sein, und wie sehen die Randbedingungen 
Induktivität, Strom, Toleranz und eine evtl. vorhandene 
Gleichstromvorbelastung aus?

: Bearbeitet durch User
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