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Planar Komponenten für Schaltnetzteile

Planarkerne aus Leistungsferritmaterialien bilden eine ideale Plattform zum Design von „Low profile“ SNT-Transformatoren und Speicherdrosseln. Durch ihren Einsatz ist es möglich, bei wesentlich reduzierter Bauhöhe eine hohe Leistungsdichte und Strombelastbarkeit zu realisieren.

Das günstige Oberflächen / Volumen Verhältnis sorgt für eine hervorragende elektrische Performance. Darüber hinaus verbessert sich die Reproduzierbarkeit und Konstanz der elektrischen Parameter, sowie die Zuverlässigkeit, respektive Lebensdauer der Bauteile.

Diese Eigenschaften ermöglichen einen äußerst flexiblen und vielseitigen Einsatz der Kaschke Planarkern Baureihe beim Aufbau von induktiven Bauelementen mit höchster Leistungsdichte. Durch den Einsatz von verlustoptimierten Hochfrequenz-Ferritmaterialien lassen sich optimale Lösungen im Frequenzbereich von 100–1000 kHz realisieren.

Vorteile der Planarkern Baureihe

  • Geringe Bauhöhe
  • Hohe Leistungsdichte
  • Geringe Verluste bis hin zu hohen Arbeitsfrequenzen
  • Hervorragendes thermisches Verhalten aufgrund großer Oberflächen
  • Geringe Streufelder
  • Hohe Reproduzierbarkeit und Konstanz der elektrischen Parameter
  • Hohe Zuverlässigkeit

Hinweise zur Anwendung

Planarkern Baureihe: Zu unserem bevorzugtem Lieferprogramm gehören die Typen PE/PI 18, 22, 32, 38, 43 und 64, wahlweise als E-Kern oder I-Kernform. Weitere Kernbauformen entsprechend der nach IEC 61860 genormten Planarkern Baureihe sind auf Wunsch ebenfalls erhältlich. Luftspalt: Alle PE-Kerne können auf Wunsch auch mit einem Luftspalt geliefert werden.

Materialdaten

Für unsere Planarkern Baureihe wurden die verlustoptimierten Leistungsmaterialien K2001 und K2008 konzipiert. Das Material K2008 eignet sich besonders gut für den Frequenzbereich bis 500 kHz, während K2001 bis hin zu Anwendungsfrequenzen von einem MHz eingesetzt werden kann.

Fig. 1 stellt den Performance-Faktor für beide Materialien dar.

Für die Berechnung des Performance-Faktors ermittelt man bei gegebener Frequenz die Induktion B300, bei der die Materialverluste gerade 300mW/cm3 betragen. Der Performance-Faktor errechnet sich nun als Produkt aus Induktion B300 und Messfrequenz. Der Auftrag des Performance-Faktors gegen die Frequenz ermöglicht einen Vergleich von Leistungsmaterialien und die Auswahl der optimalen Einsatzfrequenzen.

Maß [mm] PE / PI 18 PE / PI 22 PE / PI 32 PE / PI 38 PE / PI 43 PE / PI 64
A 17.65 – 18.35 21.40 – 22.20 31.10 – 32.40 37.30 – 38.90 42.90 – 44.10 64.0 ± 1.3 / 63.8 ± 1.3
B 3.90 – 4.10 5.60 – 5.80 8.10 – 8.40 8.10 – 8.40 9.35 – 9.65 10.2 ± 0.13
C  9.80 – 10.20 15.50 – 16.10 24.85 – 25.95 24.85 – 25.95 27.30 – 28.50 50.8 ± 1 / 50.3 ± 1
D 1.90 – 2.10 3.10 – 3.30 4.30 – 4.60 4.30 – 4.60 5.25 – 5.55 5.1 ± 0.13
E 13.70 – 14.30 16.40 – 7.20 30.20 – 31.40 30.20 – 31.40 34.70 – 36.30 53.8 ± 1.1
F 3.90 – 4.10 4.90 – 5.10 7.40 – 7.80 7.40 – 7.80 7.90 – 8.30 10.2 ± 0.2
G 1.90 – 2.10 2.40 – 2.60 3.65 – 3.95 3.65 – 3.95 3.95 – 4.25 5.08 ± 0.13
Formkonstante PEE18 PEI18 PEE22 PEI22 PEE32 PEI32
Formfaktor C1 =Σ l/A  [mm-1] 0.618 0.513 0.414 0.332 0.318 0.136
Eff. Weglänge Ie  [mm] 24.3 20.3 32.5 26.1 41.4 69.6
Eff. Querschnitt Ae  [mm2] 39.3 39.5 78.3 78.9 130 511
Min. Querschnitt Amin  [mm2] 38.9 38.9 77.9 77.9 128 511
Eff. magn. Volumen Ve  [mm3] 955 802 2540 2050 5390 35500
K 2008            
AL-Wert ± 25% [nH] 3500 3800 5500 6350 7150 16950
Verluste PKERN [W] bei f=100kHz, B=200mT, T=100°C ≤ 0.48 ≤ 0.40 ≤ 1.3 ≤ 1.0 ≤ 2.7 ≤ 17.8
Verluste PKERN [W] bei f=500kHz, B=50mT, T=100°C ≤ 0.19 ≤ 0.16 ≤ 0.51 ≤ 0.41 ≤ 1.1  
K 2001            
AL-Wert ± 25% [nH] 2500 2750 3850 4550 5000  
Verluste PKERN [W] bei f=500kHz, B=50mT, T=100°C ≤ 0.14 ≤ 0.12 ≤ 0.38 ≤ 0.31 ≤ 0.81  
Verluste PKERN [W] bei f=1MHz, B=25mT, T=100°C ≤ 0.15 ≤ 0.13 ≤ 0.41 ≤ 0.33 ≤ 0.86  
Formkonstante PEE38 PEI38 PEE43 PEI43 PEE64 PEI64
Formfaktor C1 =Σ l/A  [mm-1] 0.270 0.225 0.267 0.220 0.156 0.136
Eff. Weglänge Ie  [mm] 52.4 43.6 61.1 50.4 79.7 69.6
Eff. Querschnitt Ae  [mm2] 194 194 229 229 511 511
Min. Querschnitt Amin  [mm2] 192 192 225 225 511 511
Eff. magn. Volumen Ve  [mm3] 10200 8440 14000 11500 40700 35500
K 2008        
AL-Wert ± 25% [nH] 8450 11000 8550 10300 16100 16950
Verluste PKERN [W] bei f=100kHz, B=200mT, T=100°C ≤ 5.1 ≤ 4.2 ≤ 7.0 ≤ 5.8 ≤ 20.4 ≤ 17.8
Verluste PKERN [W] bei f=500kHz, B=50mT, T=100°C ≤ 2.1 ≤ 1.7 ≤ 2.8 ≤ 2.3    
K 2001        
AL-Wert ± 25% [nH] 5950 7050 6000 7250    
Verluste PKERN [W] bei f=500kHz, B=50mT, T=100°C ≤ 1.5 ≤ 1.3 ≤ 2.1 ≤ 1.7    
Verluste PKERN [W] bei f=1MHz, B=25mT, T=100°C ≤ 1.6 ≤ 1.4 ≤ 2.3 ≤ 1.9    
Material Bestellnummer
PE / PI 18 PE / PI 22 PE / PI 32 PE / PI 38 PE / PI 43 PE / PI 64
K2008 PE-Kern 382184 001028 382226 001028 382326 501028 382388 001028 382439 501028 382641 001028
  PI-Kern 382182 090028 382222 590028 382323 290028 382383 890028 382434 190028 382645 190028
K2001 PE-Kern 382184 001021 382226 001021 382326 501021 382388 001021 382439 501021 382641 001021
  PI-Kern 382182 090021 382222 590021 382323 290021 382383 890021 382434 190021 382645 190021

Induktive Bauelemente

Zum Lieferprogramm der Kaschke Components GmbH gehören auch kundenspezifische induktive Bauelemente auf Basis unserer Planarkern Baureihe. Bevorzugt werden Speicherdrosseln und Übertrager in dieser Technologie aufgebaut. Die Wicklungen können in Form von Multilayern, als Scheibenwicklung oder auch aus vorgefertigten Kupfer-Stanzteilen für sehr hohe Ströme realisiert werden.

Ausgehend von der vorgegebenen Kerngeometrie ergeben sich eine Vielzahl von Designvarianten. Es besteht die Möglichkeit, Planarübertrager entsprechend der EN 60950 zu konzipieren.

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