Перейти к содержанию
    

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.
 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 hour ago, mov said:

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

Пардон, не понял сокращения д.б.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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%.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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"

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Гость
Эта тема закрыта для публикации ответов.
×
×
  • Создать...