Ideale Speicherinduktivität für energieeffiziente Anwendungen

Anbieter zum Thema

Leistungsfähigkeit des AC-Verlustmodells

Das Modell von Würth Elektronik wurde ausgiebig validiert und mit bestehenden Modellen und gemessenen Daten verglichen. Wechselstromverluste für verschiedene Materialien wie WE-Superflux, Eisenpulver, NiZn, MnZn usw. wurden über große Tastverhältnis- und Frequenzbereiche gemessen und mit theoretischen Modellen verglichen (Bild 3 a und b).

Bild 3 a: Induktivität aus MnZn sowie Eisenpulver bei einem Tastverhältnis von 33 Prozent.
(Bild: Würth Elektronik eiSos)

In den Diagrammen sind die mit der Steinmetz-Leistungsgleichung (Pst), Modifizierten Steinmetzgleichung (Pmse) und Generalisierten Steinmetzgleichung (Pgse) ermittelten Kernverluste dargestellt. Real ist der gemessene AC-Verlust.

REDEXPERT ist das Online-Designwerkzeug von Würth Elektronik eiSos, mit dem unkompliziert eine für die jeweilige Anwendung geeignete Speicherdrossel ausgewählt werden kann. Es ist ein einfach zu bedienendes und ein effektives Tool, um in kürzester Zeit Bauteile vergleichen und auswählen zu können.

Bild 3 b: Induktivität aus MnZn sowie Eisenpulver bei einem Tastverhältnis von 33 Prozent.
(Bild: Würth Elektronik eiSos)

Zunächst gibt der Benutzer die Eingangs- und Ausgangsparameter der gewünschten Topologie ein. Dann berechnet REDEXPERT den benötigten Induktivitätswert und zeigt die passenden Induktivitäten an. Die Berechnung der AC-Verluste in einem magnetischen Bauteil ist ebenso kritisch wie komplex, nicht jedoch mit REDEXPERT, da das neue AC-Verlustmodell von Würth Elektronik inte-griert ist. Aufgrund der genauen Berechnung der kompletten AC-Verluste eignet sich die Anwendung auch zur Temperaturabschätzung.

Derzeit unterstützt REDEXPERT drei Topologien, bei denen das Bauteil für die Anwendung ausgewählt werden kann: Aufwärts-, Abwärts- und SEPIC-Wandler. Die Verluste werden graphisch über den kompletten Eingangsspannungsbereich dargestellt, um auch die Extremszenarien zu betrachten. So kann bequem für die jeweilige Anwendung die energieeffizienteste Speicherdrossel im Handumdrehen ausgewählt werden.

Bild 4: Simulation eines Tiefsetzstellers in REDEXPERT mit der WE-MAPI.
(Bild: Würth Elektronik eiSos)

Um die richtige Induktivität für einen Tiefsetzsteller zu ermitteln, gibt man in der Eingabemaske den vorhandenen Eingangsspannungsbereich sowie die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom ein, dazu noch die Schaltfrequenz, die Diodenflussspannung und den angestrebten Rippelstrom der Induktivität. Mit einem Klick auf „Details anzeigen“ erhält man die passenden Speicherinduktivitäten einschließlich deren erwartete Rippelströme und die Verluste in der Applikation.

Zusätzlich gibt es bald einen manuellen Verlustrechner, der unabhängig von der Topologie die Verluste für Speicherdrosseln berechnet. Hierzu müssen nur die Frequenz, das Tastverhältnis sowie der Rippelstrom oder der Spannungsabfall eingegeben werden. Das Tool erledigt den Rest. Praktisch ist, dass die Eingaben sofort graphisch dargestellt werden.

Ergänzendes zum Thema

Originalbeitrag als ePaper oder im pdf-Format lesen

Dieser Autorenbeitrag ist in der Printausgabe ELEKTRONIKPRAXIS 17/2015 erschienen. Diese ist auch als kostenloses ePaper oder als pdf abrufbar.

REDEXPERT ist ein webbasiertes Tool. Das bedeutet, der Benutzer muss das Werkzeug weder herunterladen noch sich um die Aktualisierung kümmern. Registrierte Kunden kommen in den Genuss weiterer Vorteile, so etwa die Ermittlung des Induktivitätswertes oder der Temperaturerhöhung bei jedem beliebigen Stromwert.

Die WE-MAPI-Speicherinduktivitäten bieten maximale Leistung auf kleinstem Raum. Mit dem innovativen Kernmaterial und dem durchdachten Design setzen sie neue Maßstäbe. Für energieeffiziente Schaltregler wählt man die WE-MAPI am besten mit dem Online-Designwerkzeug REDEXPERT aus. Hier ist das weltweit genaueste AC-Verlustmodell integriert, das über weite Wertebereiche für die Parameter Frequenz, Rippelstrom und Tastverhältnis eine sehr hohe Genauigkeit wiedergibt.

* Jochen Baier ist Leiter Technisches Marketing bei Würth Elektronik eiSoS in Waldenburg.

* Alexander Gerfer ist CTO bei Würth Elektronik eiSos.

* Ranjith Bramanpalli ist Application Engineer bei Würth Elektronik eiSos.

(ID:43243607)

Spulen

Ideale Speicherinduktivität für energieeffiziente Anwendungen

Leistungsfähigkeit des AC-Verlustmodells