Jump to content

    

Как правильно померять проницаемость феррита и не только

Есть одна проблема при разработке новых устройств, ну скажем прямоходовых инверторов мощностью от 100 ватт и выше. Она заключается в правильном определении индуктивности дросселя после вторичной обмотки. Сам расчет вполне доступен, но как проверить величину требуемой индуктивности сразу после намотки этого дросселя. Сразу скажу, что использование самых навороченных LC-метров правильного результат дает не всегда. Дело в том, что паспортное значение проницаемости не есть константа для расчетов. Это функция, зависящая от Н, то есть от напряженности магнитного поля, которая обеспечивается витками дросселя и током, протекающим через них. Может для большинства местных "жителей" это тривиально, но думаю найдется пара человек, которым это пригодится. Более продвинутые используют LC-контур для определения резонансной частоты и потом уже индуктивности дросселя. Это уже лучше, поскольку ток через дроссель будет явно ближе к тому, при котором означенный дроссель будет эксплуатироваться. Ниже я приведу осциллограммы испытаний дросселя на ферритовом кольце.

1. В таблице исходные данные и результаты расчетов. Желтым выделены поля с вычисленными значениями. Снизу проставлены номера, соответствующие осциллограммам.

1177306640_.PNG.aa47c80a5e1ac0dfcd4ec0e2bc31a2e2.PNG434408449_1-.PNG.7a5dad943dc14723229f01d7ffa6fe84.PNG

303643238_2-.PNG.d1d7b00a2a1e7d2809669816176c2c9c.PNG1000140111_3-.PNG.06830cba5ce028892dbc644fdeb73dd3.PNG

Желтым цветом на осциллограммах отображается ток через катушку индуктивности. Синий - напряжение, подаваемое на последовательный LC-контур. На сдвиг фаз можно внимания не обращать. На первой картинке ток сильно не похож на гармонический сигнал. Амплитуда тока через индуктивность слишком высока и видно явное насыщение сердечника. Результат измерения проницаемости в этом случае совершенно неинтересен, потому как работа в режиме насыщения это дело экзотическое. На второй картинке дела обстоят получше, но искажения явны, хотя значение "мю" почти паспортное. Третья картинка показывает почти идеальный синус, сердечник работает в средней части кривой намагничивания с более или менее постоянным углом наклона. Значение проницаемости в этом случае наиболее точно соответствует нормальному режиму работы. Величина "мю", как видите далеко не 2500.

В качестве источника сигнала использовался генератор и усилитель к нему, что бы не сильно грузить маломощный выход. Индуктивность встраивалась в последовательный LC-контур для получения резонанса напряжений. Ток контура контролировался трансформатором тока. Лучшую наглядность можно получить при исследовании более мощного кольца.  Но суть не в этом, а в том, что величину  индуктивности желательно измерять при токах, на которых она будет работать. Способ годится для любого магнитопровода.
 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Тут вопрос можно свести к следующему: Вам работоспособный преобразователь нужен  или сохранить мю?
 Необходимую индуктивность дросселя можно получить аналитически, можно подогнать в симуляторе. Дроссель с требуемыми параметрами ( размеры, зазор) можно изготовить по калькулятору изготовителя сердечников, ЭПКОС, например.
Дроссель во всех режимах не должен греться и входить в насыщение.  И кому какое дело после этого до плавающего значения мю?

Share this post


Link to post
Share on other sites
41 minutes ago, Егоров said:

Тут вопрос можно свести к следующему: Вам работоспособный преобразователь нужен  или сохранить мю?
 Необходимую индуктивность дросселя можно получить аналитически, можно подогнать в симуляторе. Дроссель с требуемыми параметрами ( размеры, зазор) можно изготовить по калькулятору изготовителя сердечников, ЭПКОС, например.
Дроссель во всех режимах не должен греться и входить в насыщение.  И кому какое дело после этого до плавающего значения мю?

Дело не в плавающем мю, а в том, как проверить, то ли ты сделал. Симулятор работает с идеальными функциями, на деле же все бывает иначе. Особенно, если под рукой нет приличных сердечников, да того же ЭПКОС. Сам сталкивался с такой проблемой и не раз.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обходился я всегда заурядным измерителем индуктивности. Все хорошо совпадает с расчетами. 
 А вот неприличные, случайные, сердечники использовать не советую. Берите хорошо задокументированные, с известными параметрами  и ошибок не будет

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дроссель здесь наверное с зазором д.б. ???

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, Егоров said:

Обходился я всегда заурядным измерителем индуктивности. Все хорошо совпадает с расчетами. 
 А вот неприличные, случайные, сердечники использовать не советую. Берите хорошо задокументированные, с известными параметрами  и ошибок не будет

Для слаботочных цепей это оправдано. Но не всегда паспортные данные на феррит соответствуют действительности. Я имею в виду проницаемость и индукцию насыщения. У меня был случай с ферритом N87 от EPCOS. Я его использовал в полумостовом ИП с регулировкой выхода от 200 до 450В. На токах в 1,5А индуктивности явно не хватало и блок питания уходил в режим с разорванным током дросселя, что вызывало излишний нагрев ключей. Измерения показали меньшую проницаемость, чем заявлена в паспорте. Домотал 4 витка и все стало тип-топ. Вот такие дела.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, mov said:

Дроссель здесь наверное с зазором д.б. ???

Пардон, не понял сокращения д.б.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, kleont said:

Измерения показали меньшую проницаемость, чем заявлена в паспорте. 

Индуктивность дросселя на феррите с зазором в основном определяется геометрическими размерами сердечника и величиной зазора. От магнитной проницаемости феррита зависит слабо (если, кончено, это действительно N87).

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, wim said:

Индуктивность дросселя на феррите с зазором в основном определяется геометрическими размерами сердечника и величиной зазора. От магнитной проницаемости феррита зависит слабо (если, кончено, это действительно N87).

Совершенно ага.
 Скорее всего, проблемы с дросселем  от знаменитого  "колечка от сгоревшего компа".
 

3 hours ago, kleont said:

Измерения показали меньшую проницаемость, чем заявлена в паспорте. Домотал 4 витка и все стало тип-топ. Вот такие дела.

Никогда бы в голову не пришло измерять проницаемость.  Индуктивность - да. 
 Либо величину требуемой индуктивности рассчитали неверно, либо с расчетом дросселя ошиблись. Обычно, ошибка для разных партий укладывается в 10% - отличный результат для практики.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, kleont said:

Пардон, не понял сокращения д.б.

"должен быть", наверное.

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 hours ago, kleont said:

Пардон, не понял сокращения д.б.

Однозначно должен быть. С моей стороны неудачное сокращение.

Извините, если что не так...

Прошу ответ не считать за флуд.

Введение зазора стабилизирует параметры дросселя, по аналогии может, и не совсем корректной, операционный усилитель +обратная связь.

Share this post


Link to post
Share on other sites
17 часов назад, kleont сказал:

Но не всегда паспортные данные на феррит соответствуют действительности. Я имею в виду проницаемость и индукцию насыщения.

Вы наверное не читали даташит: Initial permeability (T = 25 °C)  2200   25%

Т.е. рассчитывали на номинальные 2500, а по факту разброс может быть плюс-минус 25 процентов, да еще и при изменении температуры изменяться на плюс-минус 50%.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 hour ago, mov said:

Однозначно должен быть. С моей стороны неудачное сокращение.

Извините, если что не так...

Прошу ответ не считать за флуд.

Введение зазора стабилизирует параметры дросселя, по аналогии может, и не совсем корректной, операционный усилитель +обратная связь.

Да будет вам, какой там флуд. Насчет зазора в описанной мной конструкции, так его там не было вообще.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 minutes ago, kleont said:

Насчет зазора в описанной мной конструкции, так его там не было вообще.

Ну так вот и ответ. "Колечко от сгоревшего компа"

Share this post


Link to post
Share on other sites

За грубость и нецензурщину автор отправлен в баню на недельку, пост срыт. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest
This topic is now closed to further replies.