Ajout d'un espace à un noyau pour une inductance

Je suis en train de concevoir une inductance pour un convertisseur boost, et j'ai du mal à trouver exactement ce dont j'ai besoin pour ce projet. J'ai trouvé une taille / forme de noyau qui semble fonctionner, sauf que je ne peux obtenir le noyau que dans le matériau que je veux ( N49 ) dans un noyau non espacé (s = 0 dans l'image ci-dessous). En les calculs pour ce cœur, il semble qu'avec la valeur répertoriée, je le cœur avant d'atteindre mon courant de conception cible. Cependant, le noyau est suffisamment grand pour que si je pouvais diminuer l' j'aurais une conception viable. Je pense donc que je veux ajouter une lacune au noyau préexistant.A $A_L$$A_L$

Comment puis-je ajouter un écart au cœur sans compromettre les performances? J'ai trouvé quelques méthodes énumérées ci-dessous, mais je ne sais pas ce qui est "le meilleur".

• Placez un film mince (par exemple du ruban Kapton) comme matériau d'espace sur le poteau intérieur et les pieds extérieurs. Facile, mais la bobine est censée être centrée sur l'écart (non?) Et elle ne sera pas centrée sur les pattes extérieures.
• Poncez soigneusement l'un des poteaux centraux. Je pouvoir estimer le nombre de tours requis car la taille de l'écart détermine le effectif . De plus, je ne sais pas à quel point il est essentiel que les deux poteaux centraux soient plans lorsqu'il y a un écart.$A_L$
• Je fais quelque chose de "bizarre" et il y a une bonne raison pour laquelle je ne trouve pas ce que je cherche.

Pour l'arrière-plan, j'essaie de créer une inductance de stockage d'énergie pour un convertisseur élévateur fonctionnant à des fréquences plus élevées (500 kHz), un courant plus élevé (> 12A) et une inductance plus élevée (> 200µH).

J'ai toujours mis des cales en papier, en plastique ou en d'autres matériaux et je n'ai jamais rencontré de problèmes, mais cela a toujours été sur de petites séries. Obtenir la dimension de l'écart est également assez simple. La formule de base est: -

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

Où G est l'écart et est la longueur effective du noyau. est la perméabilité initiale (avant l’écart) et est la perméabilité effective (après l’écart).μ i μ $l_e$$\mu_i$$\mu_e$

Je sais que vous voulez utiliser du matériel N49, mais vous pouvez obtenir de très bons indices sur les espaces N49 si vous regardez le tableau des matériaux N41: -

Ainsi, pour une longueur effective de 70 mm, la perméabilité de N41 (1890) avec un écart de 1 mm devient 67,5, c'est-à-dire assez proche du nombre cité de 70. En fait, c'est à peu près l'écart qui définit la perméabilité maintenant. Par exemple, si vous aviez un matériau avec une perméabilité de (disons) 1000 et que vous avez fait le calcul avec l'écart de 1 mm, la nouvelle perméabilité ressort à 65,4.

N'oubliez pas qu'un écart de 1 mm sur le membre central du noyau se traduit par un écart de 0,5 mm tout autour.

Ainsi, pour le matériau N49, la nouvelle valeur de perméabilité sera à peu près d'environ 65 pour un écart de 1 mm. Comment cela affecte-t-il la saturation? Tout d'abord, vous avez besoin de plus de tours car l'inductance aura diminué de la proportion 1000: 65. L'inductance est proportionnelle à (tours) donc maintenant, pour restaurer l'inductance, vous avez besoin de 3,922 fois plus de tours que vous l'aviez auparavant.$^2$

Cela rend le courant dans le primaire identique à celui d'avant mais, les tours d'ampère ont augmenté de 3,922 et donc le champ H est 3,922 fois plus grand MAIS, et c'est la chose importante, B = et, parce que a baissé de 15,38 fois (3,922 ), B a effectivement baissé de 3,922 et le risque de saturation est beaucoup plus faible.μ $\mu H$$\mu$$^2$

En ce qui concerne le ponçage de la ferrite - c'est très facile à faire mais un peu difficile à mesurer dans quelle mesure vous avez poncé. Je l'ai fait une fois et je n'ai eu aucun problème autre que d'être un peu difficile, mais vous pouvez enlever la ferrite avec du papier de verre de qualité raisonnablement fine assez facilement à la main.

Insérez simplement un matériau de cale non magnétique entre les noyaux. La conséquence est que vous obtiendrez un peu plus de fuite d'EMI sur les côtés (franges de flux). Vous allez ajouter deux espaces, vous devez donc utiliser un matériau de cale plus fin qu'avec un espace au poteau central. Cela est généralement fait lors du prototypage de transformateurs flyback, en fait, vous pouvez acheter de la colle spéciale «spacer» pour coller des noyaux ensemble. Dans votre cas, je vous suggère de vous procurer un kit de différentes épaisseurs de feuilles de cale en plastique utilisées à des fins d'ingénierie mécanique et d'utiliser le clip à ressort habituel pour maintenir les noyaux.

Il est assez facile de calculer l'entrefer requis pour l'Al désiré. Voir, par exemple, Transformer and Inductor Design Handbook , Col. McLyman 1-18 ~ 1-23.

Il n'est pas particulièrement facile de rectifier la ferrite, même sur une fraiseuse, du moins c'est mon expérience.

Outre la bonne réponse de @ Spehro, des tampons diamantés 3M ou similaires à 3M à grain élevé (1000 pour une vitesse plus élevée, une finition plus rugueuse, 2000 pour un lissage intermédiaire, 4000 pour un lissage préliminaire, 16000 pour une finition ultra lisse) sur une surface rigide sont ce que J'ai utilisé pour décoller aussi peu que 10um +/- 2um des métaux et des pierres dans le prototypage de machines et l'ajustement des coins des noyaux métalliques comprimés. J'ai réussi à en monter quelques-uns ronds sur des broches à utiliser avec la perceuse d'établi de 1 à 10 krmp.

Juste pour en ajouter au mix d'idées.

Vous pouvez obtenir du Kapton, du PTFE, du PP, du PE, du Mica et du Formica dans des feuilles de différentes épaisseurs et de nos jours à un bazillion d'endroits, donc le calage ne devrait pas poser de problème. Bien que je vous conseille de ne pas utiliser de Mica ou de Formica, car ils sont plus difficiles à obtenir ces jours-ci et une douleur pour atteindre la taille sans faire d'éclats tranchants partout.

ÉDITER:

Faites attention à la douceur des matériaux. Certains plastiques plus mous peuvent facilement se comprimer suffisamment pour modifier vos calculs d'écart sous la force du ressort du noyau.

La dernière idée que j'ai est, je sais, je suis encore fan-boying, demandant à Wurth s'ils font des écarts personnalisés sur des échantillons aux États-Unis. Et puis bien sûr, voyez s'ils ont un noyau que vous pouvez échantillonner qui conviendrait à la facture.

Dans mon pays, les chiffres ne sont tout simplement pas assez élevés pour justifier le meulage de surface. De plus, la plupart des personnes ayant ce type de compétences sont parties. Le meulage de surface est quelque chose de difficile à changer si vous vous trompez. Il existe la possibilité de points chauds supplémentaires la surface fraîchement meulée.Maintenant, lorsque vous calez, vous avez effectivement deux espaces et plus il y a d'écarts, moins les pertes supplémentaires des champs de franges sont importantes. caler et aller à la production avec une mouture plus les pertes pourraient vous causer des ennuis. Plus l'écart total est grand et plus la fréquence est élevée, plus il y aura de problèmes avec des pertes supplémentaires.Les petits écarts semblent être couverts de manière adéquate par le noyau fabricants.Les choses sensibles sont le fil litz qui n'est pas le bienvenu du point de vue de la production et en gardant le fil à l'écart des zones frangeantes. Souvenez-vous de la radio amateur que vous voulez une bobine haute Q.ZL4TIY.

C'est très proche de ce que je recherche. Dans une vie antérieure, j'ai travaillé pour Pulse Engineering, construisant des échantillons de transformateurs d'impulsions et de lignes à retard. Il était assez courant d'utiliser des noyaux (pot) à trous que j'ai scellés avec du silicone RTV avant le rempotage. Si l'époxy pénétrait à l'intérieur du noyau, il fissurerait presque invariablement la ferrite.