Kann ein Eisenpulver- oder Ferrit-Ringkern mit "verteilter Lücke" für die gekoppelte Induktivität eines Sperrwandlers verwendet werden?

Ich glaube, die Art der "verteilten Lücke", auf die sich Nick Alexeevs Kommentar in dieser Frage bezieht , bezieht sich auf ein "Powder Core" -Material.

Pudereisenkernmaterial ist, grob gesagt, ein Eisengranulat, das in einem Bindemittel (dem Material, das das Material zusammenhält) emulgiert ist, ähnlich einem Epoxid. Die Eisenkörner haben also durch das Bindermaterial buchstäblich eine physikalische Trennung voneinander. Dies ist die "verteilte Lücke". Buchstäblich eine große Anzahl kleiner Lücken.

Bei laminierten Eisenkernen ist der Spalt deutlich und an einem Abschnitt des Kerns.

Ferritkerne haben zum größten Teil keinen verteilten Spalt.

Das Vorsehen eines Spalts ist eine Technik, um eine Sättigung des Kernmaterials zu vermeiden.

Für Leistungsmoduldesigns ist der Sättigungsgrad der Induktivität entscheidend. Der Sättigungspegel wird typischerweise als der Gleichstrompegel definiert, bei dem die Induktivität des Geräts auf 75 % bis 80 % seiner Nenninduktivität abfällt. Der Gleichstrom kann den Induktor schnell sättigen, wenn kein Luftspalt in den Magnetpfad des Kerns eingeführt wird. Pulverförmige Eisenmaterialien haben einen inhärenten Luftspalt, der über den gesamten Kern verteilt ist, was ihnen eine weiche Sättigungskurve verleiht. Ferritmaterial muss einen Luftspalt aufweisen, der physisch zwischen den zusammenpassenden Oberflächen der Kernhälften eingefügt oder geschliffen ist. [Aus Power Electronics
übernommen ]

Da der "verteilte Spalt" eines pulverisierten Eisenkernmaterials buchstäblich ein Spalt ist, ja, ein pulverisierter Eisenkern kann verwendet werden, als ob der Kern buchstäblich einen Spalt hätte.

Pulvereisenkerne sind verlustbehaftet, und das sollte unbedingt berücksichtigt werden. In den meisten Fällen ist der Kernverlust zu hoch, um ihn in den meisten Hochfrequenztransformatoranwendungen zu verwenden. Aber die verteilte Lücke ist immer noch als Lücke gültig. Die Verluste an pulverisiertem Eisenkernmaterial können es zu einem ungeeigneten Kandidaten machen, aber das würde von der Anwendung abhängen.

Wie fast alle von uns, die mit Schaltnetzteilen zu tun haben, wissen, verwenden Flyback-Wandler-Designs eine luftspaltgekoppelte Induktivität anstelle eines Transformators.

Das ist falsch. Um eine Sättigung des Kerns zu vermeiden, wird unter bestimmten Umständen eine Lücke verwendet, aber eine Lücke ist keine Voraussetzung für einen Sperrwandler und eine Lücke ist keine Voraussetzung für einen Induktor.

Für einen kleinen Spalt ist die effektive Permeabilität eines Kerns wie folgt: -

$\mu_e = \dfrac{\mu_i}{1+\dfrac{\mu_i\cdot gap}{l_e}}$

• Wo$\mu_e$ist die effektive Permeabilität des Kerns (nach Lückenbildung),
• $\mu_i$ist die anfängliche Permeabilität des Kerns vor dem Lückenbildung
• Und$l_e$ist die effektive Länge des Kerns (grün gepunktete Linie): -

Eine "kleine Lücke" wird für die Genauigkeit der Formel angegeben, weil (um Ferroxcube zu zitieren): -

Diese einfache Formel ist nur für kleine Luftspalte eine gute Näherung. Bei längeren Luftspalten überquert ein Teil des Flussmittels den Spalt außerhalb seines normalen Bereichs (Streufluss), was zu einer Erhöhung der effektiven Permeabilität führt.

Für einen Ringkern mit „verteilter Lücke“ gilt die Formel, weil alle „Lücken“ wirklich sehr klein sind.