Spoel verliest waarde

Beste leden,

Op dit moment loop ik tegen een erg vreemd verschijnsel aan bij een serie eigen design Led drivers. Het is een AC / DC driver welke led panelen tot 24V aan kan sturen met een constante stroom tot 500 mA. De constant current buck regelator gebruikt een uitganspoel om de stroom te sturen. Dit is een toroidal Inductor. Normaal gesproken heeft deze een waarde van rond de 380 uH. Nu gebeurt het dat deze driver na verloop van tijd uitschakeld. Ik heb het probleem kunnen traceren naar deze spoel, omdat deze op dat moment nog maar een waarde van 10 uH heeft. Gemeten met een RCL meter. Vervangen van deze spoel lost het probleem weer op. Sommige drivers vertonen dit gedrag met de spoel niet.
Is het mogelijk dat een magnetische kern spoel verandert van waarde?
Klinkt dit fenomeen iemand bekend?

Het lijkt net alsof de toroid gemagnetiseerd wordt door de gelijkstroomcomponent van de leddriver. Daardoor raakt deze toroid sneller verzadigd en neemt de zelfinductie af. Je zou eerst moeten onderzoeken of je gebruikte toroids wel geschikt zijn voor je doel.

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

Hé Ohm pi,

Ik gebruik dit design al ruim 3 jaar zonder dat er ooit problemen geweest mee zijn. Het lijkt erop dat deze spoelen van een andere fabrikant komen. Kan het zijn dat ander kern materiaal nu roet in het eten gooit? Hoe zou ik dit kunnen testen? Kan het zijn dat door een sterk magnetisch veld, de kernmagneet zijn waarde verliest?

Is de spoel inderdaad wel geschikt?
Afhankelijk van fabrikant kan Isat een stuk lager liggen als Irms. (soms wel 50%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Hé Arco,

Die informatie hoop ik snel in bezit te hebben. Het is een Aziatische leverancier, dus de informatie stroom is wat langzamer en moeizamer.

Wat ik wel vreemd vind, is het feit dat de inductie waarde ook lager blijft. Hij lijkt dus echt te veranderen. Ook als ik hem uit het circuit haal.
Beschadigt een spoel als je over de Isat heen gaat?

Op 12 juni 2019 22:20:08 schreef leddel:
Beste leden,

Is het mogelijk dat een magnetische kern spoel verandert van waarde?
Klinkt dit fenomeen iemand bekend?

Is me niet ongekend, ook meegemaakt in schakelende voedingen, maar niet zo extreem... 10µH is een heel lage restwaarde als je van 380µH start.

Nooit dieper onderzocht wat er zich eigenlijk afspeelt, maar ging er vanuit dat het gesinterde kern was die van eigenschappen veranderde door de hogere temperatuur.

hoeveel windingen liggen er op jouw probleemkern?

Hé Kriss,

Las inderdaad dat magneten hun magnetische kracht kunnen verliezen door warmte. Echter liggen deze temperaturen behoorlijk hoog. Deze spoel wordt nog maar amper handwarm.

Aantal wikkelingen is 122.

Een spoel met 122 windingen en dan nog maar een zelfinductie van 10µH, dat lijkt me wat weinig.

Heb je al geprobeerd een standaard radiale spoel (die met kleurcode oranje oranje bruin) van 330µH gecontroleerd, of de meter dit ook aangeeft?

Ik heb er trouwens nooit van gehoord dat een spoel van enige honderden micro Henry, zomaar zijn waarde kan verliezen.

"tijd is relatief"

Op 13 juni 2019 00:06:20 schreef leddel:
Hé Kriss,

Las inderdaad dat magneten hun magnetische kracht kunnen verliezen door warmte. Echter liggen deze temperaturen behoorlijk hoog. Deze spoel wordt nog maar amper handwarm.

Aantal wikkelingen is 122.

Das een ander verhaal..Curiepunt, en dat ligt véél hoger.

122 windingen zijn meer dan 10µH, zelfs zonder kern.. dus of wel klopt de meting niet helemaal, ofwel is de kern van een diamagnetische naar een paramagnetische veranderd, en dat lijkt me sterk.

maar het kan best dat de kern van eigenschappen veranderd is, de spoel in waarde wat gezakt is met daar bovenop extra verliezen en daardoor de meter nog minder gaat aanduiden dan de reële restwaarde.
meet eens de weerstand van het ferriet van een slechte spoel,en vergelijk met een goede. Als dit al een meetbaar verschil zou geven moet je niet verder zoeken..

Batterij niet leeg van de LCR meter?... ;)
Je zou niet de eerste zijn die zich daarop verkijkt, kan echt heel afwijkende waardes geven bij sommige meters.
Laatst nog ergens bij geroepen waar een serie apparaten bij fabrikage rare storingen had: de uitgangsspanning van een 7805 was bijna 6 volt.
Bleek een lege batterij in de meter te zijn waarmee ze testten...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Ik zal vandaag eerst de batterij eens vervangen en zal de resultaten hier posten. Weerstand meten van de kern zal lastig worden, daar de kern niet van blank ferriet materiaal is en dus volgens mij niet zal geleiden. Of is het nuttig de isolatie eens gedeeltelijk te verwijderen?
Ik ben op zoek naar te kwantificeren meet data zodat ik de leverancier (spreekwoordelijk) om zijn oren kan slaan.
Keep you updated.

Als de spoel intern kortgesloten is, krijg je ook een veel lagere inductie. Je zou een spoeltje kunnen afwikkelen, een bekend aantal windingen leggen en dan de inductie meten.

Als het past zou je ook eerst een aantal windingen erop kunnen leggen, de inductie meten, de originele wikkeling verwijderen, hetzelfde aantal windingen nog een keer leggen, en dan nog een keer meten.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
maartenbakker

Golden Member

Ik begrijp dat je serieus fabriceert. Dan heb je datasheets van de oude en nieuwe spoel. Staan daar verschillen in? Anders zou ik inderdaad aan de bouwkaliteit van het spoeltje denken, bijvoorbeeld windingsluiting.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."

Of het aan het meten of echt aan de spoel ligt, kun je natuurlijk simpel zien als je nog een ongebruikte hebt liggen... (vergelijken)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

als je nu zelf een kortsluitwinding legt, en de eigenschappen veranderen nauwelijks, zou dit dan betekenen dat er al een kortsluitwinding was? Of is dit gewoon een dom idee?

Nee, dat is helemaal geen dom idee. Als er al een kortgesloten winding in zit dan zal een extra kortsluitwinding weinig tot niets uit moeten maken.

Veel switchers gaan tegenwoordig tot 2.5MHz, daar kan ook niet elke spoel tegen.

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com

Maar het lijkt me sterk dat de vermindering van de zelfinductie veroorzaakt wordt door die hoge frequentie.

Mijn eerste reactie was: klopt als een bus.Maar daar kom ik op terug:

Als dat ding bij 2.4MHz zoveel verliezen heeft dat ie (te) heet wordt, dan zal na verloop van tijd een keer de isolatie doorsmelten en krijg je een kortsluitwinding....

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Vandaag met een verse batterij gemeten. Nog steeds de zelfde waardes. Dat van die kortsluiten wikkeling zal ik morgen wel eens proberen. De eventuele kortsluiting moet dan tijdens gebruik optreden. Voordat de driver langdurig aan is geweest, meet de spoel namelijk nog de correcte waarde. Het zou mij echter flink verbazen als de isolatie van de spoel slijt als de spoel nauwelijks warm wordt.

Als je een 'echte' LCR meter hebt, kun je daar ook de weerstand van de spoel mee meten...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
maartenbakker

Golden Member

Als hij nauwelijks warm wordt, zou je zeggen dat er in de kern ook weinig gebeurt. Echter kan isolatie ook mechanische slijtage vertonen.

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose."
fatbeard

Honourable Member

De isolatie van wikkeldraad is een van die dingen die vrijwel iedereen als vanzelfsprekend aanneemt. Gemakshalve wordt vergeten dat het meestal maar een dun laklaagje is (zijde of teflon omsponnen, of tefzel draad komt uiteraard ook voor maar dat is specialistisch spul en zul je niet snel in een 'standaard' spoel tegenkomen).
Dat laagje heeft van zichzelf ook eigenschappen: isolatiewaarde, doorslagspanning, temperatuurstabiliteit, flexibiliteit, slijtvastheid en ga zo nog maar even door.

Gerenommeerde spoelenbouwers gebruiken draad met een isolatielaag die zowel voor het fabriceren van de spoel als voor het uiteindelijke produkt de juiste eigenschappen heeft (die eigenschappen hoeven niet hetzelfde te zijn en kunnen zelfs tegenstrijdig zijn).
De spoelen waar het probleem bij optreedt kunnen best een isolatie hebben die bijv. niet goed bestand is tegen druk bij verhoogde temperatuur, die temperatuurverhoging hoeft daarvoor niet eens heel groot te zijn. Ook het kernmateriaal kan bijv. door verkeerde bindmiddelen niet temperatuurstabiel zijn, of last krijgen van migratie van de ferro-magnetische deeltjes (ok, vergezocht, maar toch).
Een manier om dat te testen: pak een ongebruikte spoel en leg die een paar uur in een heteluchtoven op 60 graden. Als de spoel daarna een -veel- lagere waarde heeft moet je het toch echt in die richting zoeken.

Om helemaal zeker te zijn of de kern geen problemen ontwikkelt puur door het gebruik kun je een van de 'defecte' spoelen ontdoen van de windingen en voorzien van 122 windingen* van 'vers' draad, als er dan weer keurig rond de 380uH verschijnt is het draad de boosdoener, anders de kern.
In beide gevallen zou ik de leverancier erop aanspreken en volledige restitutie verlangen, of een goed werkend alternatief.

* 122 windingen aanbrengen op een kleine toroïd is best wel een gedoe zonder speciale apparatuur. Daarom is het goed te weten dat de inductie kwadratisch evenredig is met het aantal windingen: 61 windingen (de helft) zal ongeveer 96uH (een kwart) geven op een niet-aangetaste kern.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.

Hé Fatbeard,

Stom eigenlijk dat ik nog niet aan deze praktische methodiek gedacht had. Thanks! Ook dit komt op mijn to-do lijst. Echter moet ik dit even gaan bestellen dus zal er morgen niet meer van komen.

Ik sta er vaak van te kijken hoe goed de isolerende (lak?) werking van draden is. Dat daar af en toe een fout in gemaakt wordt is absoluut mogelijk. Als je dan ook bedenkt dat de draden in behoorlijk scherpe hoeken gebogen moet kunnen worden, zonder dat de isolatie mag beschadigen, geeft wel aan dat het een behoorlijk kritisch proces moet zijn.

Shiptronic

Golden Member

kan je de datasheet van beide spoelen vinden?

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.