De juiste Amidon ringkern voor DC-DC inverters

Ik bouw DC-DC inverters met switching regulator L4977A. Deze gebruik ik om laptops en andere laagspanningselektronica te voeden uit een 24V accu blok. In de data sheet van ST worden voor de vliegwielspoel Magnetics kernen of Cogema kant-en-klare spoelen geadviseerd. Maar die zijn in NL niet te krijgen. Wat is het Amidon kernmateriaal dat je moet gebruiken? 3 of 26? De schakeling loopt op 200 kHz.
Het probleem dat ik tegenkom bij gebruik van spoelen uit de junkbox is dat de regulator bij weinig of geen belasting een te lage spanning aan de uitgang geeft.

Hoe laag is de belasting op het moment dat het misgaat? DC-DC converters vinden het meestal niet zo leuk om zonder belasting te werken, die is gewoon nodig!

Wat ook een probleem zou kunnen zijn is dat je spoelkern hoge verliezen heeft. De spoel uit je junkbox is mogelijk een zgn. smoorspoel. Die zetten namelijk een deel van de energie om in warmte, het doel is namelijk om rimpel kwijt te raken. Dat wil je natuurlijk niet.

Heb je een oscilloscoop?

De converter kan een maximale stroom afgeven van 7A; de uitgangsspanning is instelbaar tussen de inwendige referentie-spanning en Vcc-3V (mijn schakeling is voor spanningsinstelling wat simpeler dan het schema dat ik geplaatst heb). De problemen met de uitgangsspanning zijn afhankelijk van de ingestelde uitgangsspanning, pas bij zo'n 500 mA wordt hij echt stabiel over de hele linie. Dat vindt ik toch wel veel; ik wil er wel een belasting inbouwen, maar als die 10W gaat dissiperen dan wordt het hele ding te heet. Ik heb ook kleinere converters gebouwd, rond IC LM2576, waarbij de enige belasting de spanningsdeler voor de spanningsinstelling is van enkele 10tallen kOhm en die doen het prima zonder externe belasting.
Als de 4977 stabiel is, dan lijkt hij ook behoorlijk efficient te zijn; bij 5 ampere continu (en 12V verschil tussen input en output) wordt de IC nauwelijks handwarm. Ik gebruik overigens voor de koeling van de L4977A wel en flink overgedimensioneerd koelblok afkomstig van een CPU uit een oude computer.
Dat de spoel een choke zou kunnen zijn is een goeie tip. Hij komt waarschijnlijk uit een kopieermachine, maar dan weet ik niet wat de funktie was. Heb je een idee over het Amidon kernmateriaal?
Ja, ik heb een scoop. Heb je een opdracht voor me?

Materiaal #26 is bedoeld voor 'line filters' deze kern heeft hoge verliezen,
bedoeld om die verliezen te dissiperen wat necessaryevil ook typte.
Materiaal #3 ken ik niet direct uit me hoofd, maar kan wellicht beter presteren.
Wat je ook kan doen is een kern uit een flyback converter (smps) slopen en die ervoor gebruiken.

Telefunken Sender Systeme Berlin
Kruimel

Golden Member

Beste Foxtrot Papa,

Ik kon de materialen niet vinden, op de site die ik vond kon ik er geen referentie aan vinden. Wat Martin V voorstelt is wel een goed idee, een andere SMPS slopen. Een flyback type klinkt alleen raar, want daar zou alleen een transformator in moeten zitten. Martin V, bedoel je een forward?

Vooralsnog lijkt het er in ieder geval op dat de waarde van je spoel te groot is en dan heeft necessaryevil gelijk, dan is het waarschijnlijk een soort smoorspoel geweest (of gewoon een die te groot is). Dan krijgt de regelaar bij lagere stromen moeite om de kleine duty-cycle fatsoenlijk te leveren (<1% duty-cycle is lastig namelijk voor een regelaar).

Groet,
Kruimel

Wat Martin V voorstelt is wel een goed idee, een andere SMPS slopen. Een flyback type klinkt alleen raar, want daar zou alleen een transformator in moeten zitten. Martin V, bedoel je een forward?

Hallo kruimel, ik bedoelde een gewone flyback converter, geen forward converter, maar daar gaat het eigenlijk niet om.
Waar het wel om gaat is gewoon een trafo uit een smps, waarvan je een wikkeling gebruikt als smoorspoel.
Eventueel kan je daar nog wat wikkelingen vanaf halen.

Foxtrot Papa:
Ferriet ringkernen kun je evt. ook gebruiken type FT240-43 (maar dat is wel een hele grote kern)is bruikbaar vanaf 10kHz.
Wanneer je over een L/C meter beschikt kun je ook een willekeurige ringkern gebruiken en daar wat proef wikkelingen opleggen, je weet dan al snel hoeveel windingen je nodig hebt voor je uiteindelijke spoel.

Telefunken Sender Systeme Berlin

Beste Martin & Kruimel.
Bedankt voor de waardevolle adviezen. Ik ga verschillende dingen proberen, ik heb zowel Amidon kernen besteld, alsook een kern uit computervoeding gesloopt (groen-blauw, dat is geen Amidon kleur). En ik ga gewoon een aantal spoelen maken en ze vergelijken; zoveel koperdraad hoeft er nu ook weer niet op. Goed te weten dat mijn junk spoel te groot is (heel logisch eigenlijk Kruimel), nu weet ik welke kant ik op moet werken (als het kernmateriaal geschikt zou zijn).

Kruimel, van de Duitse site die jij aangeeft gaat de pagina achter de link over ferrietkernenen; op dezelfde site staat ook info over Amidon ijzerpoederkernen (Eisenpulvernkern), en daar worden de materialen 3 en 26 besproken.

Als er wat interessants uit het experiment komt, dan zal ik dat hier melden. Ter informatie: dit project is onderdeel van een groter streven om geheel off-the-grid te leven, en dat lukt al heel goed.

Kruimel

Golden Member

Ok, ik heb duidelijk niet goed gezocht, whoops! |:-(

Groet,
Kruimel

PS Het is mogelijk om de schakelfrequentie van de L4977A te verlagen door de R aan pin 1 of de C aan pin 2 te vergroten. Dan werkt hij beter met lage stromen. Bij lagere frequenties wordt de rimpel op de uitgangsspanning wel groter.

fred101

Golden Member

Met een scoop kan je meten of de kern in verzadiging raakt.

http://www.pa4tim.nl/?p=1859 op deze pagina beschrijf ik een testertje om spoelverzadiging te meten maar deze meting kan natuurlijk ook gewoon met de scoop op de voeding zelf gedaan worden. (als de schakeling tenminste wil oscilleren met een ongeschikte spoel, daarom test ik dat liever eerst separaat)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs