Kernmaterial mit hoher Permeabilität bei hoher Frequenz

Ich versuche, einen Transformator mit 1 Windung an der Primärseite und 10 Windungen an der Sekundärseite zu entwerfen. Für Anwendungszwecke benötige ich einen langen Draht auf der Primärseite und einen großen Leiter auf der Sekundärseite, was es schwierig macht, eine höhere Windungszahl auf der Sekundärseite zu berücksichtigen. Verluste sind mir egal, da der Transformator über einen längeren Zeitraum nicht verwendet wird. Es arbeitet mit 500 kHz.

Ich habe also eine große Streuinduktivität an der Primärseite und um nicht viel Spannung durch den Spannungsteiler zwischen der Magnetisierungsinduktivität und der Streuinduktivität zu verlieren, brauche ich eine große Magnetisierungsinduktivität, also einen Kern mit hoher Permeabilität. Es reduziert auch den Spitzenstrom an der Primärwicklung, wenn ich einen hohen Magnetisierungsinduktorwert habe, und reduziert dann die Wirkung der Streuinduktivität. Ich brauche auch eine Flusssättigung Bsat mit hoher Dichte

Ich suche ein Diagramm, das die Permeabilität verschiedener magnetischer Materialien in Abhängigkeit von der Frequenz zeigt. Kennt jemand ein Material, das bei dieser Frequenz eine gute Permeabilität und einen hohen Bsat hat? Besser als Ferrit?

Es wird gesagt, dass Ferrite ein gutes Material für Hochfrequenz sind, dh dass die Permeabilität für Hochfrequenz immer noch hoch ist. Aber ich weiß, dass der Bsat von Ferriten sehr niedrig ist und die Permeabilität im Vergleich zu Supermendur nicht sehr hoch ist.

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Einen schönen Tag noch!

Für einen Transformator benötigen Sie eine schmale (verlustarme) BH-Kurve. Supermendur wäre genau das Falsche, ebenso wie Magnesil. Mit welcher Frequenz möchten Sie arbeiten? Die Materialauswahl ist sehr begrenzt. Es gibt Möglichkeiten, die Streuinduktivität mit mehreren bifilaren Wicklungen zu reduzieren, Primärwicklungen parallel, Sekundärwicklungen in Reihe, wenn Sie einen 1:10-Transformator wünschen. Aber ist ein 1:10-Transformator die beste Lösung für Ihr eigentliches Problem? Was versuchst du eigentlich zu tun?
Nur ein Detail: Die Permeabilität des Materials (die BxH-Kurve oder die Hystereseschleife) ändert sich nicht wesentlich mit der Frequenz. Der Punkt ist, dass mit zunehmender Frequenz die Eindringtiefe des Magnetfelds immer kleiner wird und der Fluss letztendlich nur die Peripherie der Leiter nutzt, es ist der berühmte Skin-Effekt, der den effektiven Querschnitt verringert.
Der Skin-Effekt hängt damit zusammen, wie der Strom in einem Leiter verteilt wird. Ich denke, dass der Skin-Effekt wirklich auf dem Magnetkern vorhanden ist, da im Vergleich zu dem Strom, der in die Wicklungen fließt, kein signifikanter Strom in den Kern fließt, oder?
Vielen Dank für Ihren Kommentar :) @Neil_UK, ich werde einen Blick darauf werfen, wie die Streuinduktivität reduziert werden kann!
@ Jess ... der Grund, warum die Kerne laminiert sind, besteht darin, die Induktion von Wirbelströmen zu verringern. Die Induktion dieser Ströme hängt vollständig mit der Eindringtiefe des Magnetfelds und folglich mit dem Skin-Effekt zusammen.
Es ist laminiert, um den Widerstand des Magnetkerns zu erhöhen. Dies ist nicht mit dem Skin-Effekt verbunden, denke ich ... Ich kann mich irren

Antworten (1)

Die vielen unterschiedlichen Materialien in Trafokernen haben einen guten Grund. Der Kernverlust ist einer der vielen Parameter, die an den erforderlichen Kompromissen beteiligt sind, und bei hohen Frequenzen (> 500 kHz) würde Ferrit den anderen Materialien in Ihrem Diagramm vorgezogen werden, da die Kernverluste in den anderen Materialien, die Sie in Ihrem haben, tendenziell dominieren würden Graph.

Bei einem bandgewickelten Material wie den meisten in Ihrem Diagramm wird das Band so dünn wie möglich gehalten, um Wirbelströme im Kern zu reduzieren. Die Konstruktion ermöglicht eine hohe Flussdichte, aber bei hohen Frequenzen hätte sogar ein 1/2-mil-Band unannehmbar hohe Kernverluste. Und wie @Neil_UK betonte, gibt es aufgrund der großen Hysterese erhebliche Magnetisierungsverluste. Denken Sie daran, dass diese Art von Verlust jedes Mal auftritt, wenn die Kernmagnetisierung umgekehrt wird. Eine höhere Frequenz bedeutet also mehr Magnetisierungsverlust.

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Quelle: Magnetics Inc. Tape Wound Core Katalog

Ferrit hat akzeptable Kernverluste, wie unten zu sehen ist, aber zu einem Preis: Die Flussdichte, mit der Sie arbeiten können, ist geringer. Hier ist eine Kurve von Magnetics "L" Ferrit:

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Quelle: Ferritkernkatalog von Magnetics

So können Sie mit hoher Frequenz arbeiten. Dies ist jedoch nur eine der vielen Überlegungen, die Sie bei der Auswahl eines Ansatzes anstellen müssen. Es ist ungewöhnlich, bei einem Leistungstransformatordesign zuerst die Frequenz zu wählen, aber wenn Sie am oberen Ende arbeiten müssen, sind Sie mit Ferrit auf dem richtigen Weg.

Viel Glück!

Vielen Dank für Ihren Kommentar :) Wirklich interessant. Ich werde meinen Beitrag bearbeiten, um genauer zu sein!
Wenn ich bedenke, was Sie sagen, könnte es interessant sein, einen amorphen Transformator zu verwenden?
Ich habe keine Erfahrung mit Transformatoren mit amorphem Kern - vielleicht könnte jemand anderes etwas dazu sagen?
Kernmaterial mit hoher Permeabilität bei hoher Frequenz
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