Зазор в феррите - насколько большим его можно сделать?

[Andres_Vrn]

Всем доброго времени суток!
Подскажите, какой максимальной длины можно создавать зазор между половинками Ш-образного ферритового сердечника в зависимости от геометрических параметров (длина магнитной линии, периметр центрального керна и т.д.)? Может, есть какие то рекомендации или правила?

В поиске решения мне попадались рекомендации рода "зазор желательно не более 1/30 длины магнитной линии" или "зазор не больше 1/4 ширины центрального керна" и т.п., из которых также неясно, как быть в случае, если зазор делится пополам между центром и боковыми половинками.

В общем, посоветуйте, как быть

[Starichok]

это правило распространяется на полный зазор. при делении зазора на 2 стороны для каждой стороны получаем не более 1/60 длины магнитной линии.

[Сухоруков Сергей]

Подскажите, какой максимальной длины можно создавать зазор между половинками Ш-образного ферритового сердечника в зависимости от геометрических параметров (длина магнитной линии, периметр центрального керна и т.д.)? Может, есть какие то рекомендации или правила?
В общем, посоветуйте, как быть

Это всё чисто эмпирические правила, поскольку у разных магнитных материалов петля гистерезиса разная.
Величина немагнитного зазора - это результат компромисса между линейностью сердечника и величиной магнитной проницаемости. Чем больше зазор, тем выше линейность и меньше проницаемость. А снижение проницаемости приводит к уменьшению индуктивности обмотки и росту тока холостого хода через трансформатор.
Вот и выбирайте компромисс, который Вас устроит.
Посмотрели ток хх без зазора, потом с небольшим пробным зазором (его можно организовать с помощью, например, алюминиевой фольги, сложенной нужное число раз). Посмотрели, как увеличился ток хх. Уменьшили - увеличили зазор и т.д.

[Andres_Vrn]

А снижение проницаемости приводит к уменьшению индуктивности обмотки и росту тока холостого хода через трансформатор

зазор не для трансформатора, а для дросселя корректора коэффициента мощности;

у меня по расчетам получился "компромисс" между индукцией и величиной зазора - сердечник из двух Е-половинок сердечника EI-33, у него длина магнитной линии 106 мм; при прочих равных условиях, при индукции 0,25 Тл мне нужен суммарный зазор аж 4 мм (рассчитан по уравнению зависимости удельной индуктивности от величины зазора; аналогичные приводятся в TDK-даташите)

потому и вопрос - не много ли 4 мм при магнитной линии 106 мм?

[Сухоруков Сергей]

у меня по расчетам получился "компромисс" между индукцией и величиной зазора - сердечник из двух Е-половинок сердечника EI-33, у него длина магнитной линии 106 мм; при прочих равных условиях, при индукции 0,25 Тл мне нужен суммарный зазор аж 4 мм (рассчитан по уравнению зависимости удельной индуктивности от величины зазора; аналогичные приводятся в TDK-даташите)

потому и вопрос - не много ли 4 мм при магнитной линии 106 мм?

Почему бы Вам не поставить 4-мм прокладочку, например, из картона - и посмотреть, какая будет индуктивность? Расчеты в магнитных нелинейных цепях затруднительны и не точны. Практика надежнее.

[Starichok]

прокладка должна тогда быть 2 мм, так как зазор делится на две стороны.
если по этому правилу, то 4 мм многовато для магнитной линии 106 мм.
нужно пробовать.
две Е половинки только дают выигрыш в площади окна, больше ни в чем. число витков будет то же самое.
какие у тебя исходные данные для расчета дросселя? мне нужны индуктивность и максимальный ток. дай, я пересчитаю в своей программе.

[Andres_Vrn]

Практика надежнее

так точно, расчет зазора выполнен на основе экспериментальных замеров индуктивности от величины зазора

1) Старичок, дроссель нужен 508 мкГн с максимальным током 4,45 А;
я насчитал для зазора 4,22 мм (два кусочка стекла по 2,11 мм (ну так, из того что под рукой)), что витков нужно будет 78, а индукция составит 0,244 Тл;
соответственно, такой зазор составит 1/25 длины магнитной линии (106 мм); площадь поперечного сечения 1,19 см² (как у EI-33).

2) уж не знаю, 0,244 Тл для (предположительно) РС40 много или мало, но если делать на меньшую индуктивность, зазор получается просто огромным (для всё тех же 2-х половинок EI-33);
если же можно хотя бы до 0,27-0,28 Тл, то зазор будет порядка 3,5 мм (суммарный)

3) к слову, длину магнитной линии посчитал из отношения индуктивностей пробных обмоток (по 25 витков) на EI-33 и на сердечнике из 2-х Е-половинок от EI-33.
зазор определял по уравнению удельной индуктивности от длины зазора (позаимствовано из даташита TDK), найденного по опытным значениям индуктивности при разных зазорах.

две Е половинки только дают выигрыш в площади окна, больше ни в чем. число витков будет то же самое.

4) я потому так и сделал, что в обычный EI-33 у меня обмотка, скорее всего, не влезет (или влезет, но с плотностью тока больше 10 А/см²)

---------- Добавлено в 19:36 ---------- Предыдущее сообщение в 19:26 ----------

Offтопик:
а вообще, вопрос как бы был

какой максимальной длины можно создавать зазор между половинками Ш-образного ферритового сердечника в зависимости от геометрических параметров

[Starichok]

индукцию можно взять больше, до 0,3 Т. но это при условии, что максимальный ток не окажется больше указанной величины.
но еще не мешало бы сделать запас, так как выход в режим будет происходить при более высоком токе, чем в рабочем режиме.
что-то у тебя не так получилось. для зазора 4,22 мм у меня получается 90 витков.
можешь попробовать намотать так:
1 вариант. полный зазор 2 мм, амплитуда тока 4,5 А, число витков 68, амплитуда индукции 0,284 Т.
2 вариант. полный зазор 3 мм, амплитуда тока 4,5 А, число витков 80, амплитуда индукции 0,245 Т.

[Nota Bene]

его можно организовать с помощью, например, алюминиевой фольги, сложенной нужное число раз

Сразу вопрос: почему предлагается проводник в качестве прокладки? Ведь поимеем дополнительное снижение индуктивности за счет КЗ витка.

[Andres_Vrn]

можешь попробовать намотать так:
1 вариант. полный зазор 2 мм, амплитуда тока 4,5 А, число витков 68, амплитуда индукции 0,284 Т.
2 вариант. полный зазор 3 мм, амплитуда тока 4,5 А, число витков 80, амплитуда индукции 0,245 Т.

число витков я считал по формуле из книги А. Прессмана "Switching Power Supply Design" N=L*I_max*10⁴/(B_max*A_e),
по ней, число витков точно совпадает с посчитанными вами;
НО, для вычисления зазора я использовал не формулу с поправочными коэффициентами, а, как я уже упоминал, по вот такому графику (из даташита TDK)

то есть, измерял индуктивность пробной обмотки при разных величинах зазора, вычислил удельную индуктивность и построил график A_L от длины зазора, затем попросил эксель построить степенную линию тренда с уравнением кривой, получил её со степенью аппроксимации 0,999 и в двойных логарифмических координатах получил аналогичный вышеприведенному график.

Затем, по известным в вариантах 1 и 2 количеству витков определил удельную индуктивность и зазоры им соответствующие. В итоге, зазоры получились в первом случае не 2 мм, а 3,75 мм, а во втором случае не 3 мм, а 6,1 мм

потому и задался вопросом - какой наибольший приличный зазор можно сделать на данном сердечнике (для наименьшей индукции)

[Starichok]

Андрей, возможно распределенный зазор работает иначе, чем в центральном керне. для ЕI же в 3 местах зазор получается.
дай мне этот документ от TDK. есть ли там такие же графики для сердечников с центральным зазором?

[IVX]

интересный вопрос конечно, но думаю, рекомендации могут быть исключительно эмпирического характера - разная форма сердечников, даст разную суперпозицию поля. Кольцо - одна ситуация, ЕЕ другая (вероятно что-то близкое к двум кольцам сложенных восьмёркой), PQ ещё дальше, имхо, где-то должен быть некий софт-симулятор 3D суперпозиции полей, хотя для наших применений он вряд-ли имеет смысл, бо намотать и промерить - это 5-10 минут.

[Andres_Vrn]

дай мне этот документ от TDK

пожалуйста http://www.tdk.co.jp/tefe02/e141.pdf (стр 17 или 18)

ах да, в документе графики даны как раз для зазора в центральном керне (center pole gap); я подумал, что та же степенная зависимость подойдёт и для распределённого зазора; видимо, подошла

бо намотать и промерить - это 5-10 минут

дык я не против, например здесь http://stevehv.4hv.org/12kwPFC.htm товарищ для 8 киловаттного ККМа вообще использовал Е-половинки сердечника с, так сказать, "родным" воздушным зазором.

я не совсем про суперпозицию полей, просто может больше какого то зазора идет искажение линий поля, выход за пределы сердечника и, соответственно, влияние на близлежащие компоненты....
не знаю, может просто придерживаться рекомендации "не более 1/30 длины магнитной линии" и не морочить голову вам и себе

[IVX]

может больше какого то зазора идет искажение линий поля, выход за пределы сердечника

вы тоже про суперпозицию

[Starichok]

вот свежая информация с паяльника. http://forum.cxem.net/index.php?show...dpost&p=953757
по поводу совпадения расчета с измерениями.
в сердечнике ETD 39/20/13 N27 с центральным зазором 2 мм получено отклонение от расчета в программе 1%.

в этом документе уже материал РС47, но это не принципиально.
опять же таки, график дан для зазора только в центральном стержне.
выпячивание поля из зазора происходит при любой длине зазора. но чем больше зазор, тем больше выпячивание, и, соответственно, тем больше сокращение эффективной длины зазора по отношению к геометрической длине.

[Andres_Vrn]

в сердечнике ETD 39/20/13 N27 с центральным зазором 2 мм получено отклонение от расчета в программе 1%.

поздравляю вас!

ладно, сделаю как нибудь, а там видно будет

[Andres_Vrn]

в общем, вот что я намерял:
пробная обмотка 25 витков (один слой), зазор (распределённый) 2 х 2,11мм, индуктивность составила 53 мкГн (две Е половинки от EI-33)
удельная индуктивность при данном зазоре = 84,8 нГн/вит²
для моих 508 мкГн витков надо 77,4, округляем до 78, индуктивность составит 516 мкГн; индукция в сердечнике при токе 4,5 А, индуктивности 516 мкГн и числе витков 78 составит 0,25 Тл

итого, если я правильно въехал, следует ориентироваться на замеренную индуктивность при данном зазоре и уже от вычисленной по ней удельной индуктивности вести расчёт числа витков и максимальной индукции?

[Starichok]

проверил по данному тобой документу сердечник EER35.
для зазора 2 мм по моей программе 103,1, по формуле 103,8. разница менее 1%.
но зато для малых зазоров моя программа прилично завышает индуктивность. для зазора 0,1 мм по программе 940,4, по формуле 865,4. завышение примерно 8,7%.

далее проверил по даташиту на ETD 39/20/13. в даташите нет данных для 2 мм зазора, поэтому проверил для зазора 1 мм. по программе 195,9, по даташиту 196. практически в ноль.
для зазора 0,1 мм по программе 1030,8, по даташиту1062. тут погрешность уже в минус, примерно 3%.

видимо для сердечников EI площадь выпячивания магнитных линий гораздо больше, чем для сердечников с центральным зазором, что дает гораздо большее уменьшение эффективной длины зазора.

[Leshik]

Пользую прогу от Epcos - расхождения с рассчетными небольшие , около 10-15% ,может мультиметр врет или зазор неточен (спиливаю центральный керн алмазным кругом ,получается немного неровно зато быстро).В программе есть сноска, что зазор может быть 0,1 - 3,5 мм, а для каких размеров неизвестно .Для ККМ дроссель хорошо-бы проверить на насыщение - удобно смотреть ток на Risens -готовый калькулятор лысого.А вообще альтернативы ферриту для дросселя ККМ кажется и нет.

[Andres_Vrn]

я тоже сравнил удельные индуктивности сердечника из двух Е-половинок от EI-33 (119 мм², 106 мм):
зазор | измеренная уд. инд. | вычисленная по программе Бустер
0,23 | 544 | 577
0,46 | 344 | 343
0,69 | 262 | 252
0,92 | 217 | 203
2,3 | 125 | 105
4,22 | 84,8 | 68,9

В общем, ладно, дело ясное, что дело тёмное и надо пробовать на практике, сделаю с зазором 4,22, хоть он и 1/25 магнитной линии (здесь зазор вообще огромный http://stevehv.4hv.org/12kwPFC.htm)

Лешик, я пробовал рассчитать дроссель на кольце Т106-26, в принципе, можно, но потребуются как минимум пара колец для 200 Ватт с универсальным входом и обязательно режим неразрывных токов, но даже в таком случае программа от Микрометалс прописывает перегрев в 30-40 градусов, который в реальности из-за старения (кольца то БУшные) может быть гораздо больше