Hallo, ich habe mir noch nie selber eine Induktivität mittels einer Leiterplatte gebaut, dachte aber mal, dass es an der Zeit wäre. Für einen Abwärtswandler bräuchte ich eine Induktivität von etwa 500 µH bei einem Strom von 2 A. Falls meine Berechnungen richtig sind, käme dafür ein E25-13-7 Kern mit einem Al-Wert von 91 nH in Frage (B66317G1000X187). Das Tool von Schmidt-Walter meint auch, dass ein E25_13_7 gut geeignet wäre. Mein Problem ist aber, dass dafür 75 Windungen benötigt würden und die Fläche der Leiterbahn beträgt bei einer Stromdichte von 5 A / mm^2 etwa 0,4 mm^2, was bei einem E25-Kern doch ziemlich viel ist bei 75 Windungen. Bei einer Leiterbahnbreite von 0,5 mm würde man etwa 4 Windungen pro Lage schaffen. Da ich aber Platz für 2 E25-Kerne habe, wollte ich fragen, ob die nicht sozusagen quasi ohne Luftspalt nebeneinander packen könnte, um so die Anzahl der Windungen um die Hälfte zu reduzieren? Oder sollte ich einen anderen Kern nehmen? Grüße Tom
Tom schrieb: > Falls meine Berechnungen richtig sind, käme dafür ein E25-13-7 Kern mit > einem Al-Wert von 91 nH in Frage (B66317G1000X187). > Das Tool von Schmidt-Walter meint auch, dass ein E25_13_7 gut geeignet > wäre. Ja, mit CuL oder HF-Litze mag das auch gehen. Falls Du denn richtig gerechnet hast, bzw. Parameter korrekt eingegeben beim Tool - uns verschwiegst Du bis auf den (irgendeinen, wer weiß welchen) Strom und die scheinbar benötigte Mindest-Induktivität alle Daten. > ich habe mir noch nie selber eine Induktivität mittels einer > Leiterplatte gebaut Dürfte kaum jemand je versucht haben. Ich kenne leider nur ~400VDC-gespeiste Hochleistungstrafos von LLCs, - Primärwicklung aus HF-Litze ;-) - bei denen die mit X00 kHz bis X MHz aktiv gleichgerichtete(n) Sekundärwicklung(en) aus PCB bestehen können - Mosfets gleich mit dran/drauf, DC-seitig parallelisierbar. Simple Drosseln baut m.W. niemand so: Keinerlei Vor-, nur Nachteile. Kauf Dir fertige Drosseln. Oder nutze wie andere auch CuL & HF-Litze (vielleicht noch Kupferband) für Drossel- und Trafo-Eigenbauten mit gewöhnlichen Ferritkernen. ...oder solltest Du auf Deiner "Idee" beharren: Such nach planaren E/EI Kernen, so könntest Du wenigstens irgendwas halbwegs Nutzbares (bei nicht übertriebenem Volumen, Gewicht und R_ser) schaffen. Aber stell Dich zumindest auf deutlich unter 5A/mm² ein.
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Tom schrieb: > Oder sollte ich einen anderen Kern nehmen? Klingt, als ob du statt Draht zum Wickeln da einen Stapel Multilayerplatinen in den Kern legen willst. Dafür ist der Kern nicht gedacht, du bekommst nicht das Berechnete unter, denn die Rechnung geht natürlich von Kupferlackdraht aus.
Hallo, mein Abwärtswandler soll mit 100 kHz betrieben werden und soll maximal die Eingangsspannung von 60 V auf 12 V herunterwandeln bei einem Strom von 2 A. Da ich keinen großen Stromrippel möchte, max 0.2 A, kommt man bei diesen Daten auf eine Induktivität von 502 µH. Eigentlich möchte ich etwas planares bauen, ich dachte der E25/13/7 wäre mit dem E-Stück ein planarer Kern.
Welchen Planarkern würdet ihr mir empfehlen?
Tom schrieb: > ich dachte der E25/13/7 wäre > mit dem E-Stück ein planarer Kern. Das sind klassische E-Kernhälften. Tom schrieb: > Welchen Planarkern würdet ihr mir empfehlen? Wie angedeutet: EIGENTLICH gar keinen, weil schwierigst, mit dem Konzept was Brauchbares hinzukriegen. MaWin schrieb: > Klingt, als ob du statt Draht zum Wickeln da einen Stapel > Multilayerplatinen in den Kern legen willst. Das wäre aber zumindest noch besser als zwei- oder nur einseitige. Da ginge auch bei seinen 0,8mm (laut obiger Rechnung mit den 0,5mm Leiterbahnbreite müßte er ja sowas haben - für 5A/mm² ...) nichts. @Thomas: WAS GENAU planst Du WIRKLICH in Deinen Planarkern zu tun?
Wie wär's mit einer höheren Schaltfrequenz? Da macht das Layout mehr Spaß und du hast vielleicht sogar eine Chance was planares zu benutzen.
Die Chance hätte er so auch - aber diese >=500µH kriegte er nur mit viel zu großem Kern hin. Oder halt kleineren seriell. Übertrieben, es ist doch Quatsch, nur weil "ich möchte..." eine Materialschlacht anzuzetteln. Allerdings: Sich beim (anzunehmen) allerersten Schaltregler gleich auf 600kHz oder was stürzen zu wollen kommt auch nicht sehr gut. Empfehle daher: CuL / HF-Litze auf passendem E(TD)-Kern.
L vermutlich noch gut oberhalb 500µH @ 2,1A: https://docs.rs-online.com/306f/0900766b8154d56c.pdf
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Vielen Dank schon mal für eure Antworten. Mein eigentliches Ziel ist es einfach etwas dazuzulernen. Ich habe schon viele Schaltregler, gesteuert mit Mikrocontrollern, FPGAs und ICs, im Bereich zwischen 10 W und 50 W gebaut, auch mit höheren Frequenzen. Einmal auch mit GaN-FETs und 1 Mhz, wäre sicher noch mehr gegangen, aber egal. Ich könnte es mir natürlich einfach machen und zum Beispiel vom Würth, Coilcraft, ..., oder wie oben eine von Murata kaufen, aber das will ich nicht mehr. Was ich bisher aber noch nicht gemacht habe ist, eine Spule selber zu wickeln oder Leiterbahnen mit Ferritkern außenherum als Induktivität zu benutzen oder einen Planar-Transformator zu bauen, was das nächste Ziel für mich wäre. Daher wollte ich nicht gleich mit so hohen Frequenzen arbeiten und langsam anfangen. Am Anfang wäre ich natürlich auch bereit einen höheren Stromrippel zuzulassen, müssen ja nicht unbedingt 10 % sein, die üblichen 40 % wären auch in Ordnung. Dann wären es nur noch etwa 125 uH. Für mich klingt es prinzipiell sehr verlockend Leiterbahnen als Windungen zu benutzen, daher dachte ich, dass es eigentlich eine schöne Idee wäre, das ganze mal auszuprobieren und um ehrlich zu sein, will ich auch nicht besonders in die Höhe bauen, wenn es nicht unbedingt sein muss. Grüße Tom
Tom schrieb: > > Daher wollte ich nicht gleich mit so hohen Frequenzen arbeiten und > langsam anfangen. > Am Anfang wäre ich natürlich auch bereit einen höheren Stromrippel > zuzulassen, müssen ja nicht unbedingt 10 % sein, die üblichen 40 % wären > auch in Ordnung. > Dann wären es nur noch etwa 125 uH. > Was versprichst du dir den von den 10% Stromripple? Manche Schaltregler geben einen Mindestripple an.
.... schrieb: > Was versprichst du dir den von den 10% Stromripple? Manche Schaltregler > geben einen Mindestripple an. Hallo, ich verspreche mir dadurch weniger Ripple auf der Ausgangsspannung. Da ich den Wandler mit einem FPGA ansteuere, habe ich zum Glück keine Probleme mit dem Timing, auch wenn es nur ein eher schwacher, aber vollkommen ausreichender Lattice ICE40 ist, von denen ich noch etliche da habe. Grüße Tom
Tom schrieb: > Leiterbahnen mit Ferritkern Die benutzt man erst, seit dem Schaltreglerfrequenzen so hoch wurden, dass die geringe Induktivität dieser Art ausreichte. 500uH sind zu viel für die Technik, eher 50uH. Und übrigens, man benutzt sie selbst dann nicht. Das war mal eine Idee der Leiterplattenhersteller um ihre Technologie zu pushen, aber selbst Hybridschaltregler oder solche im SOT Gehäuse mit übergestülptem Ferritkern nutzen Draht. Weil's besser ist und nicht teurer.
Tom schrieb: > Da ich den Wandler mit einem FPGA ansteuere Warum so kompliziert. Es gibt doch fertige Regler, z.B.: https://www.mouser.de/ProductDetail/ROHM-Semiconductor/BD9G341AEFJ-E2?qs=QAyGIF%2FqoJ3bpHaAdhZZ7Q%3D%3D Als Drossel sind 33µH angegeben. Drosseln wickelt man nicht mehr selber.
Peter D. schrieb: > Drosseln wickelt man nicht mehr selber. Doch, natürlich, Spulen sind die am einfachsten herzustellenden Bauelemente, und gerade der Bastler mit Einzelstücken kann die gut und leicht selber anfertigen. Man fertigt auch einfache Platinen selber und kocht sich sein Essen selber, statt sich vom Pizzabringdienst alles liefern zu lassen. Nur DU nicht, aber warum willst du deinen mickrigen Lebensstil in dem man nichts mehr kann sondern sich alles machen lässt anderen vorschreiben ?
MaWin schrieb: > Doch, natürlich, Spulen sind die am einfachsten herzustellenden > Bauelemente, und gerade der Bastler mit Einzelstücken kann die gut und > leicht selber anfertigen. Wenn Du unbedingt mit viel Aufwand größere Abmessungen und schlechtere Parameter haben willst, nur zu. Ich benutze aber lieber das Optimum. Es gibt reichlich Anbieter von effizienten Drosseln. Ich setze vorzugsweise Vishay ein, die gehen bis 2..5MHz.
Peter D. schrieb: > Wenn Du unbedingt mit viel Aufwand größere Abmessungen und schlechtere > Parameter haben willst, nur zu. > Ich benutze aber lieber das Optimum. Im Gegenteil, Spulen höchster Güte bekommst du nicht industriell, da gibt es nur den billigsten Scheiss (wie bei industriellem Fertigessen das prinzipiell aus minderwertigsten Zutaten vor allem bei Markenherstellern besteht). Eine Honeycomp-Wabenspule aus HF-Litze musst du selber anfertigen, so was von so hoher Güte gibt es nicht von der Stange. Der Boom fertig konfektionierter Spulen begann erst, als Halbleiter ausreichende Verstärkung lieferten um die Nachteile der billigen Qualität wett zu machen.
Tom schrieb: > Was ich bisher aber noch nicht gemacht habe ist, eine Spule selber zu > wickeln oder Leiterbahnen mit Ferritkern außenherum als Induktivität zu > benutzen oder einen Planar-Transformator zu bauen, was das nächste Ziel > für mich wäre. MaWin schrieb: > Tom schrieb: >> Leiterbahnen mit Ferritkern > > Die benutzt man erst, seit dem Schaltreglerfrequenzen so hoch wurden, > dass die geringe Induktivität dieser Art ausreichte. > > 500uH sind zu viel für die Technik, eher 50uH. > > Und übrigens, man benutzt sie selbst dann nicht. Das war mal eine Idee > der Leiterplattenhersteller um ihre Technologie zu pushen, aber selbst > Hybridschaltregler oder solche im SOT Gehäuse mit übergestülptem > Ferritkern nutzen Draht. Weil's besser ist und nicht teurer. Genau. Die einzige mir bekannte Anwendung mit Vorteilen ist eben: Alfred B. schrieb: > ~400VDC-gespeiste Hochleistungstrafos von LLCs, > - Primärwicklung aus HF-Litze ;-) - bei denen die mit X00 kHz bis X > MHz aktiv gleichgerichtete(n) Sekundärwicklung(en) aus PCB bestehen > können - Mosfets gleich mit dran/drauf, DC-seitig parallelisierbar Guck doch mal hier: https://vtechworks.lib.vt.edu/handle/10919/28128 https://vtechworks.lib.vt.edu/handle/10919/28982 Dabei sollte Dir klar werden, daß und warum das so ist. Einfache Speicherdrosseln so fertigen zu wollen ist exakt was MaWin sagte, und auch ich weiter oben schon: > Keinerlei Vor-, nur Nachteile. > Empfehle daher: CuL / HF-Litze auf passendem E(TD)-Kern. Welche Last(en) gedenkst Du überhaupt "rippelarm" zu versorgen? Dann könnte man wenigstens sagen, ob Dein Ansatz über viel höhere L der Drossel was taugte - oder, wie statistisch zu 95% der Fälle, wobei das wer machen will: Alles einfacher und besser durch recht kleines LC Postfilter lösbar.
Tom schrieb: > .... schrieb: >> Was versprichst du dir den von den 10% Stromripple? Manche Schaltregler >> geben einen Mindestripple an. > > Hallo, > > ich verspreche mir dadurch weniger Ripple auf der Ausgangsspannung. > > Da ich den Wandler mit einem FPGA ansteuere, habe ich zum Glück keine > Probleme mit dem Timing, auch wenn es nur ein eher schwacher, aber > vollkommen ausreichender Lattice ICE40 ist, von denen ich noch etliche > da habe. > > Grüße > Tom Dir ist aber schon klar, dass man den Ripple durch andere Maßnahmen reduziert. Für mich hört sich das so an, als dass du versuchst die möglichst billigste Lösung zu finden bzw. zu fahren. Meine Erfahrung hat mir gezeigt, dass es keine gute Idee ist, an der Spannungsversorgung zu sparen, geht immer auf Kosten der gesamten Baugruppe. Egal wie gut der Rest der Elektronik ist oder wie clever die Software programmiert wurde, ist die Spannunsversorgung instabil, läuft der Rest ebenfalls nicht richtig.
Hier gibt es einen Leiterplattentrafo im Einsatz: https://www.inpotron.com/fileadmin/redakteur/datenblaetter/inpotron_planar_data_sheet.pdf
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