Cómo enrollar un toroide para 170 uH Inductor

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Estoy planeando comprar un núcleo toroidal de Digi-Key . Quiero estar seguro de que este es el tipo correcto y que puedo alcanzar una inductancia de 170 uh con un cable de 22-18 AWG. ¿Cómo puedo deducir esto y cuál es la fórmula para poder calcularlo yo mismo en el futuro? Si esto no funciona, ¿qué puedo comprar en Digi-Key para obtener la inductancia correcta? (Mi presupuesto es de 4 dólares o menos para el núcleo toroidal). Finalmente, quiero que esto maneje hasta 10 amperios de corriente, así que dígame si no puedo usar el cable de 18 AWG.

editar-corregir enlace roto, supongo que fue solo porque estaba vinculado directamente a mi carrito de compras

De un comentario Se dice que compre el mío. No puedo encontrar ningún toroide de 170 uH de antes de la herida, y lo único que se cerró fue de 10 dólares, ¡así que me gustaría enrollarlo yo mismo!

    
pregunta skyler

3 respuestas

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El siguiente paso después de la excelente respuesta de MMGM es poner algunos números de su hoja de datos en la calculadora de la respuesta de Mark B en

Al promediar el diámetro interior y exterior (6 mm y 10 mm) obtenemos un radio de 0,4 cm y las 10 vueltas de MMGM. La hoja de datos tiene "Ae = 7.83mm ^ 2", así que ingrese 0.0783 (cm ^ 2) en el cuadro "Área" y calculará el radio de la bobina. Ingrese 4300 para la permeabilidad relativa (la hoja de datos lo llama ui, calc lo llama k, ¡estas cosas suceden!) Y la calculadora confirma la inductancia 0.168mh, bastante cerca ... Hasta ahora, bien.

Ahora la pregunta crucial: ¿tomará la bobina 10 amperios?

Hay otra otra calculadora para responder eso en el mismo sitio .. . Ingrese el radio (¡0.004 m esta vez!) 10 vueltas, k = 4300 nuevamente. Y nuevo, la "Densidad de flujo cerca de la saturación" de la hoja de datos N30 - B = 380mT = 0.38T, y haga clic en el enlace "actual" más arriba.

Para este tamaño de núcleo y material, con estos giros y esta densidad de flujo de saturación, la calculadora dice "0.177 amperios".

Entonces, no ...

Como experimento, intente un radio de 4 cm, un área de 1 cm ^ 2, 9 vueltas, el mismo material. La primera calculadora dice 0.174mh, de nuevo bastante cerca. El segundo ahora dice 1.96 amperios que se dirige en la dirección correcta, pero una bobina MUCHO más grande ...

Entonces, como dice MMGM, el diseño magnético es difícil.

Pero ese fue un primer paso. Ahora pruebe algunos materiales de núcleo diferentes (ui = k inferior, núcleos más grandes, inductancias más bajas y vea dónde se encuentra).

(También tenga en cuenta que 10A DC se puede traducir a 20A o más en AC. Intente diseñar para 1A, 5V hasta que tenga algo funcionando)

    
respondido por el Brian Drummond
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El diseño magnético es difícil. Tenga paciencia conmigo mientras paso por algunas de las consideraciones.

En la superficie, en realidad es bastante fácil averiguar cuántos turnos necesitas para obtener una inductancia dada en un toroide dado.

Primero, consulte la hoja de datos de para el núcleo y vea qué \ $ A_L \ $ (factor de inductancia) es:

Elfactordeinductanciadesunúcleoes1760nH+/-25%.

Larelaciónrealquerepresentaelfactordeinductanciaes:

\$A_L=\dfrac{nH}{(gira)^2}\$

Entonces,paraobtenerlacantidaddegirosquenecesitas,esunasimplemanipulaciónalgebraica:

\$gira=\sqrt{\dfrac{nH}{A_L}}=\sqrt{\dfrac{170000}{1760}}=10\$

Paraaveriguarsisucablevaaencajar,debeconsiderarladimensióninteriordeltoroideydeterminarcuántosdiámetrosdesucablepuedenencajarensuinterior.

Ahoralapartedifícil.

Paraaveriguarsielinductoresadecuadoparalaaplicación(esdecir,sesaturará)necesitasaberalgunascosasparapodercalcular\$B_{max}\$:

  1. Lafrecuenciadeoperación
  2. LacorrienteCAdepicoapicoesperada
  3. ¿ExisteuncomponentedeDCalactual
  4. Lascaracterísticasdelmaterial

Elnúmero4esungranproblemaaquí.¿Porqué?Elmaterialparasueleccióndetoroidees N30 , que es adecuado para frecuencias de 10 a 400kHz según la hoja de datos. ¿Es esto importante?

Eso es lo que tiene los inductores. El material central tiene un gran impacto en lo que puede hacer con la pieza, no es solo la inductancia. El material del núcleo determina la cantidad de pérdida que se generará, a qué densidad de flujo saturará el núcleo ... esencialmente todo.

No estás en posición de descubrir el mejor número 4 a menos que sepas los números 1, 2 y 3. Eso significa muchos cálculos / predicciones / simulaciones, y potencialmente muchos ensayos y errores, antes de que se haga el magnetismo 'derecho'.

Entonces, ¿su cable 18AWG estará bien para 10A? Más probable. ¿El núcleo? Depende de muchas cosas que no haya especificado en su pregunta (como la frecuencia de operación, la ondulación de pico a pico, etc.), así que no puedo asegurarlo.

    
respondido por el Adam Lawrence
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Creo que 18 awg está bien hasta 16 amperios.

Calculadora de inductor toroidal aquí - > enlace

Deberá encontrar la permeabilidad del material del núcleo (ferrita? ¿hierro?) para ingresar a la calculadora.

Saludos.

    
respondido por el Mark B

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