インダクターのコアにギャップを追加する

ブーストコンバーターのインダクターを設計している最中ですが、このプロジェクトに必要なものを正確に見つけるのに苦労しています。コアのサイズ/形状は、ギャップのないコア（下の画像ではs = 0 ）で必要な材料（N49）のコアしか取得できないことを除いて、機能しているようです。このコアの計算を実行すると、リストされている値のように見えます。ターゲットの設計電流に達する前にコアを飽和させます。ただし、コアは十分に大きいので、を減らすことができれば、実行可能な設計になります。ですから、既存のコアにギャップを追加したいと思います。A $A_L$$A_L$

パフォーマンスを損なうことなくコアにギャップを追加するにはどうすればよいですか？以下に挙げるいくつかの方法を考え出しましたが、何が「最適」かわかりません。

• 内側のポストと外側の脚の両方にギャップ材料として薄いフィルム（例：カプトンテープ）を配置します。簡単ですが、コイルはギャップの中央に配置されているはずです（右？）。外側の脚の中央には配置されません。
• 中央の支柱の1つを慎重にサンドダウンします。ギャップサイズによって有効な決まるため、必要なターン数を見積もることができるかです。また、ギャップがあるときに2つのセンターポストが平面であることがどれほど重要かはわかりません。$A_L$
• 私は「奇妙な」ことをやっていて、探しているものが見つからないのには理由があります。

背景として、より高い周波数（500 kHz）、より高い電流（> 12A）、およびより高いインダクタンス（> 200µH）で動作するブーストコンバーター用のエネルギー貯蔵インダクターを作ろうとしています。

私は常に紙やプラスチックなどの素材のシムを入れており、問題に遭遇したことはありませんが、これは常に少量生産で行われています。ギャップ寸法を取得することもかなり簡単です。基本的な式は次のとおりです-

$\mu_e = \dfrac{\mu_i}{1+\dfrac{G\cdot\mu_i}{l_e}}$

ここで、Gはギャップであり、はコアの有効長です。は初期（前）で、は実効（後）です。μ I μ $l_e$$\mu_i$$\mu_e$

N49マテリアルを使用したいのはわかっていますが、N41マテリアルの表を見ると、N49のギャップについて完全に良い手掛かりを得ることができます。

したがって、有効長が70mmの場合、1mmのギャップを持つN41（1890）の透磁率は67.5になります。つまり、70の数値にかなり近くなります。実際、透過率を定義するのはギャップです。たとえば、透磁率が（たとえば）1000の材料があり、1mmのギャップで計算した場合、新しい透磁率は65.4になります。

コアの中央リムの1mmのギャップは、すべてのラウンドで0.5mmのギャップに変換されることを忘れないでください。

したがって、N49材料の場合、透磁率の新しい値は、1mmのギャップで約65になります。これは飽和にどのように影響しますか？まず、インダクタンスが1000：65の割合で低下するため、より多くのターンが必要です。インダクタンスは（ターン）比例するので、インダクタンスを元に戻すには、以前の3.922倍のターンが必要です。$^2$

これにより、一次側の電流は以前と同じになりますが、アンペアターンは3.922増加しているため、Hフィールドは3.922倍大きくなりますが、これは重要なことです。B=およびが15.38倍（3.922）、Bは実質的に3.922低下し、飽和のリスクははるかに小さくなります。μ $\mu H$$\mu$$^2$

フェライトのサンディングについて-とても簡単ですが、どこまでサンディングしたかを測定するのは少しトリッキーです。私はこれを一度やったことがあり、それが少し手間がかかること以外は何の問題もありませんでしたが、手で簡単に適度に細かいグレードの紙やすりでフェライトを取り除くことができます。

コア間に非磁性シム材を挿入するだけです。その結果として、側面からのEMIの漏洩がさらに多くなります（フラックスフリンジング）。2つのギャップを追加するので、コアポストにギャップがある場合よりも薄いシムマテリアルを使用する必要があります。これは、フライバックトランスフォーマーのプロトタイピング時に一般的に行われます。実際には、コアを接着するための特別な「スペーサー」接着剤を購入できます。あなたのケースでは、機械工学の目的で使用されるさまざまな厚さのプラスチックシムシートのキットを入手し、通常のスプリングクリップを使用してコアを保持することをお勧めします。

目的のAlに必要なエアギャップを計算するのは簡単です。たとえば、変圧器と誘導器の設計ハンドブック、マクリマン大佐1-18〜1-23を参照してください。

フライス盤でもフェライトを研削するのは簡単ではありませんが、少なくとも私の経験ではそうです。

@Spehroの良い答えは別として、剛性の高い表面に3Mまたは3Mに似た高グレイン（高速1000倍、粗度の高い仕上げ、2000年の中間平滑化、4000の予備平滑化、16000超平滑仕上げ）のダイヤモンドパッドは、私は、機械のプロトタイピングや圧縮された金属コアのコーナー調整で、金属や石からわずか10um +/- 2umを使用してきました。1〜10krmpのベンチドリルで使用するために、スピンドルにいくつかの丸いものをマウントすることに成功しました。

アイデアミックスにいくつか追加するだけです。

カプトン、PTFE、PP、PE、マイカ、フォルミカはさまざまな厚さのシートで入手できますが、最近では数百万の場所で入手できるため、シミングは問題になりません。マイカやフォルミカを使用しないことをお勧めしますが、最近では入手が難しく、あらゆる場所に鋭い破片を作らずにサイズを調整するのは面倒です。

編集：

ただし、素材の柔らかさに注意してください。一部の柔らかいプラスチックは、コアのばね力でギャップ計算を変更するのに十分なほど簡単に圧縮できます。

私が知っている最後のアイデアは、私が知っている、私は再びファンボーイングであり、彼らが米国でサンプルにカスタムギャップを行うかどうかワースに尋ねることです。そしてもちろん、彼らがあなたが法案に合うだろうあなたがサンプリングできるコアを持っているかどうかを確認してください。

私の国では、表面研削を正当化するのに十分なだけの数に達していません。また、そのようなスキルを持つほとんどの人々が去っています。表面研削は、間違った場合、変更するのが難しいものです。近くに余分なコアホットスポットがある可能性があります。シムすると、2つのギャップができ、ギャップが多いほど、フリンジフィールドからの余分な損失が少なくなります。グラインドすると、ギャップが1つだけになるため、フリンジフィールドはシムよりも悪くなります。シムしてグラインドで生産に進むと、損失が大きくなると問題が発生する可能性があります。合計ギャップが大きいほど、周波数が高いほど、余分な損失を伴う手間が発生する可能性が高くなります。小さなギャップはコアで適切にカバーされているようですメーカー。賢明なことは、生産の観点から歓迎されないリッツ線であり、線を周辺のフィールドから遠ざけます。ハムラジオからは、高Qコイルが必要であることを思い出してください。ZL4TIY。

これは私が探しているものにとても近いです。過去の人生では、パルストランスフォーマーと遅延ラインのサンプルを構築するために、パルスエンジニアリングに携わっていました。ポッティングの前にシリコーンRTVでシールしたギャップ（ポット）コアを使用することはごく一般的でした。エポキシがコアの内部に入ると、ほぼ常にフェライトに亀裂が入ります。