Interview mit Dr. Ray Ridley » Es ist keine schwarze Magie! «

Unser Power-Spezialist Ralf Higgelke traf sich mit Dr. Ray Ridley (rechts) auf der APEC 2017.
Unser Power-Spezialist Ralf Higgelke traf sich mit Dr. Ray Ridley (rechts) auf der APEC 2017.

Wer kann ein Publikum stundenlang mit induktiven Komponenten fesseln? Dr. Ray Ridley gelingt dieses Kunststück immer wieder. Seine Seminare sind stets ein Highlight der APEC. Wir konnten mit ihm über den schlechten Ruf der »Magnetics« sprechen und warum GaN den Erwartungen nicht entsprechen kann.

DESIGN&ELEKTRONIK: Dr. Ridley, induktiven Bauelementen für die Leistungselektronik eilt der Ruf voraus, so etwas wie schwarze Magie zu sein. Woher kommt dies Ihrer Meinung nach? 

Dr. Ray Ridley: Ursache Nummer eins ist mangelhafte Ausbildung beim Design induktiver Bauelemente. Sie werden auf der Universität nicht in praktischer Hinsicht gelehrt. Ich habe vor kurzem ein Elektronik­lehrbuch durchgesehen, und die Autoren gehen dort sehr detailliert auf Kondensatoren, IC-Netzwerke und Transistoren ein. Aber über die induktiven Bauelemente gehen sie sehr flüchtig hinweg. Ein kurzer Blick, und gleich weiter. Und Professoren, die sehr bewandert sind bei elektromagnetischen Feldern und den Maxwell-Gleichungen, fühlen sich sehr unwohl dabei, selber einen Trafo zu wickeln.

Und das bringt mich direkt zur Ursache Nummer zwei: mangelnde Erfahrung. Viele Ingenieure haben noch nie einen Spulenkörper und einen Draht in die Hand genommen und damit einen Trafo gewickelt. Das einzige, was sie gesehen haben, sind Schaltungsmodelle, aber nichts Reales. Sie haben keine praktische Erfahrung darin, eine Stromversorgung zuverlässig zum Laufen zu bringen. Wenn sie es täten und es zum Laufen brächten, würde sie das ermutigen. Es ist so, als wenn man ein Lehrbuch übers Autofahren liest. Auch nach fünf Jahren darin lesen, werden Sie immer noch nicht Auto fahren können, wenn Sie sich hinters Lenkrad klemmen. Durch praktische Erfahrung lernen Sie viel mehr als durch jedes Lehrbuch.

Und wenn die Leute beginnen, induktive Bauelemente zu wickeln, stehen sie dann vor einer Komplikation nach der anderen. Aber keine davon ist schwarze Magie, sondern lauter winzige Details. Windet man den Trafo auf jene Weise, funktioniert die Schaltung nicht. Windet man ihn auf eine andere Weise, funktioniert sie wiederum. Und alles lässt sich auf wissenschaftliche Erkenntnisse und Fakten zurückführen. Natürlich ist es keine schwarze Magie! Aber nur wenige Leute nehmen sich die Zeit, um einzutauchen und die Details zu herauszufinden.

Ich erinnere mich an Ihren Vortrag im letzten Jahr auf der APEC. Demnach gibt es Modelle, um die Verluste nach der Steinmetz- und der Dowell-Gleichung zu berechnen. Sie präsentierten eine Zahl aus dem Jahr 2000, wonach weniger als ein Prozent der Stromversorgungsentwickler die bereits fünfzig Jahre alte Dowell-Gleichung verwenden. Hat sich diese Zahl seitdem erhöht?

Nein. (Lacht verzweifelt.) 

Warum? Wird diese auf der Universität nicht gelehrt? 

Es gibt nicht viele Leute, die erklären, warum dies wichtig ist. In meinem Seminar habe ich an einem Beispiel dargelegt, dass die Verluste mit oder ohne Dowell um den Faktor Zehn differieren, aber die Gleichung ist sehr komplex. Die Ingenieure kennen den Skin-Effekt und die Dowell-Gleichung, aber sie sind überwältigt, wenn sie sich dieser Gleichung gegenübersehen. 

Die Mathematik ist zu komplex? 

Überaus komplex und nicht intuitiv. Und sie wird nicht in einer solch einfachen Form präsentiert, sodass Ingenieure sie verwenden können. Wir haben eine professionelle Software, die es Anwendern enfach macht. Aber es gibt keine kostenlosen Tools, um die Dowell-Gleichung zu lösen. In unserer modernen Welt gibt es keinen kostenfreien Weg, sie durch diesen Entwicklungsprozess zu bekommen.

Ich glaube nicht, dass sich die Zahl derer erhöht hat, die mit der Dowell-Gleichung arbeiten, seit wir mit unseren Kursen im Jahr 2000 begannen. Und diese Kurse sind für Leute, die bereits praktische Erfahrung beim Bau von Stromversorgungen haben. Apple, Google, Cisco, SpaceX – die besten Unternehmen der Welt kommen, um sich bei uns in der praktischen Arbeit mit induktiven Bauelementen schulen zu lassen. Und nur ein Teilnehmer in jedem dritten Kurs, also nur einer von 90 bis 100, hat ein gutes Gefühl für Dowell. Daher kommt meine Einschätzung von dem einen Prozent. Und alle Vorträge und Seminare, die ich wie hier bei der APEC gegeben habe, hat diese Zahl nicht angehoben.