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Kompromiss zwischen Kosten, Größe und Leistung

8. April 2019, 14:41 Uhr | VON STEVE ROBERTS, CTO RECOM

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Von Wandler-Herstellern verifizierte Lösungen sind bevorzugt

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Typisches Eingangs-EMV-Filter eines DC-DC-Wandlers
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Ein großer Wert der Induktivität scheint eine gute Idee zu sein, aber die Resonanzfrequenz verringert sich und ein physisch kleines Bauteil hat wahrscheinlich einen hohen DC-Widerstand, was je nach Last am Wandler zum Spannungsabfall führt und etwas Leistung vergeudet. Große Induktoren haben zudem auch eine große Eigenkapazität, was die Hochfrequenzdämpfung vermindert.

Ein weiterer Aspekt ist, dass eine große Induktivität selbst bei Änderungen des Laststroms Spannungsspitzen verursacht. Eine kleinere Induktivität mit einem größeren Kondensator ist eine Option. Falls aber aus Kosten- und Platzgründen ein Elektrolytkondensator verwendet wird, hat er weniger gute Hochfrequenz-Eigenschaften. Andere Arten wie Keramikkondensatoren sind im Hochfrequenz-Bereich gut, aber bei hohen Kapazitäten groß und teuer.

Aus diesem Grund ist die richtige Kombination aus Induktor und Kondensatoren ein Kompromiss zwischen Kosten, Größe und Leistung. Für Induktoren gibt es eine verwirrende Auswahl auf dem Markt. Es gibt Typen mit Ferrit- oder Eisenpulverkern und manch exotische Varianten wie polykristalline Kerne, dann sind Walzen-, Ring- und E-Formen zu berücksichtigen sowie durchkontaktierte oder SMD-Montage, was sich ebenfalls auf die Leistung auswirken kann. Ein Käufer findet sehr unterschiedliche Preise für Bauelemente, die scheinbar gleiche Spezifikationen für Induktivität und Nennstrom haben.

Jeder angebotene Induktor ist jedoch für bestimmte Anwendungen geeignet. Typen mit Ferritkern haben die geringsten Verluste, aber das Material ist teurer als Eisenpulver. Eisenpulver ist toleranter gegenüber Überstrom und behält seine Induktivität besser bei als Ferrit. Ringförmige oder Toroid-Kerne haben geringe magnetische Streufelder, sind aber schwieriger zu wickeln und abzuschließen als Walzen- oder Bobine-Kerne. Bei der Auswahl der optimalen Lösung sind darum Ingenieure aus allen Bereichen (Konstruktion, Produktion, EMV, Einkauf und Verfahrenstechnik) einzubeziehen.

Von Wandler-Herstellern verifizierte Lösungen sind bevorzugt

Als Hersteller von AC/DC- und DC/DC-Wandlern hat Recom die Schwierigkeit erkannt, den richtigen Induktor zu spezifizieren. Recom bietet darum eine Reihe kostengünstiger Induktoren und empfohlener Kondensatoren an, die zu deren meisten Spannungswandlern passen und zu denen Prüfergebnisse aus Messungen der leitungsgebundenen und abgestrahlten Störungen in der hauseigenen EMV-Kammer vorliegen. Kunden erhalten eine erprobte Lösung zur Störminderung aus einer Hand, sparen so Zeit und Geld und können ihre Produkte schneller auf den Markt bringen.

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