Дан кольцеобразный сердечник. 14х9х6мм. Снаружи пластмассовая оболочка. То, что внутри неё, сильно притягивается постоянным магнитом. Намотка десяти витков даёт индуктивность 1,54 mH, что позволяет предположить магнитную проницаемость около сорока тысяч (40000). Из этого можно предположить, что сердечник - аморфный металл. Как померять или поточнее расчитать индукцию насыщения ?

Расчитать индукцию насыщения реально не получится, потому что это не расчётная величина, а параметр материала.
А вот померить можно. Нужен какой-нить простенький инвертор, пуш-пул или полумост, чтоб терпел ток ампер 5-6 амплитуды, а лучше именно тот инвертор, куда это предназначено. На кольцо намотать пробную обмотку и включить его в нагрузку инвертора через шунт. Суть: постепенно увеличивая вольт*секунды (площадь полупериода), смотрим на шунте форму и величину тока намагничивания.
Вольт*сек можно менять величиной питания инвертора на фиксированной частоте или при постоянном питании меняя частоту. Этим мы меняем индукцию в сердечнике. А форма тока при этом будет примерно повторять кривую намагничивания, только в перевёрнутом виде, ну типа вправо В и вверх Н (в положительном полупериоде). И надо учесть, что у многих материалов нет чёткой границы насыщения, проницаемость по мере намагничивания уменьшается не очень резко, и тут надо как-то для себя условно определиться, что считать насыщением.
И полезно также посмотреть температуру кольца и оценить зависимость потерь от частоты. Потому что зачастую индукцию приходится ограничивать не по насыщению, а по максимально приемлемым в данном релизе потерям в сердечнике.
И ещё, для чего вам собсно нужна индукция? чтобы расчитать витки? так вот в этой лабораторной работе вы по сути сразу можете экспериментально оптимизировать витки, а знать какая именно там приключилась индукция совсем не обязательно.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Dec 14 2006, 08:58

а вообще....откуда выковыряли сердечник и какой цвет оболочки...

А точно померяно, что 1,54 mH? Можут всё-таки 1.54uH? Сколько я этих колец в пластике перемерял и никогда не получал индуктивность больше 100uH, что было очень близко к данным из даташитов от MICROMETALS.

Внутри контейнера должно быть что-то типа этого

(на фото - ашенский аморфник)
Определить для определения индукции насыщения (как уже написали выше) надо намотать тестовую обмотку и посмотреть, при каком напряжении сердечник начнет насыщаться.
А дальше для известного напряжения перепад индукции ищется по формуле (для прямоугольного напряжения) - дельтаB=U*tи/(wS). Соответственно, индукция насыщения - половина перепада.

Контролировать напряжение, при котором наступает насыщение, удобно выводя на осциллограф петлю гистерезиса (у нас в студенческие годы такая лаботаторка была). В прикрепленном PDF кусочек методички по этой тематике.

Про кольцо : оболочка чисто белого цвета, очень похожа на нейлон (мягковатая, вязкая, не царапается, но не скользкая, как фторопласт). Никаких опознавательных знаков на себе не несёт. В сечении - почти квадрат с малоскруглёнными углами (меньше, чем у ферритовых колец Филипс, которые в порошковой краске). Происхождением кольцо вторичное, но не из бросового китайского хлама. Индуктивность десяти витков померяна точно - 1,542 миллиГенри.
А сама проблема весьма нетривиальна : step-down в 6V от входного 7-11V, при очень широком диапазоне выходного тока : 30mA-2,5A. Прерывистый режим не допускается. И главное : весь конвертер должен встать на место одного NiMH аккумулятора 1867 (18мм диаметр, 67мм длина) и иметь КПД не хуже 90% даже на малых выходных токах.
Решение окончательно не принято, но стрелки сходятся на LM2650. Вот под него и думается кольцевой индуктор, чтоб примерно 140-160мкГ, активным сопротивлением лучше 0,005 Ом,максимальным диаметром (с обмоткой) 17мм, и не менее трёх с половиной Ампер current saturation.
Сегодня подсказали, что в России есть Гаммамет. Делают аморфное железо лучше корейцев. Завтра
попробую поизучать вопрос. Завтра же будут выполнены рекомендации Фрола Кузьмича и AML по тестированию имеющегося кольца. Результат доложу.

Кроме этого аморфные сплавы в России выпускает Ашенский металлургический завод (более известный посудой из нержавейки ). На фото выше - именно их сердечник (я его ошибочно ашерским назвал) Только где они продаются - не в курсе (бывший коллега по работе уже лет 5 сотрудничает с заводом в плане разработки и совершенствования аппаратуры для исследования параметров сердечников, от него у меня образцы)

В таком случае эти кольца Вам не подойдут, они для трансформаторов хороши, а нужен дроссель - энергию запасать.
Лучше феррит с воздушным зазором или материал с небольшим мю, порядка нескольких десятков - сотни, типа Мо-пермаллой или Cool-mu какой-нибудь.

Точно. Не обратил внимание на область применения. В качестве дросселя аморфник никак не приладишь - насыщаться будет постоянным током.

Вообще то обычно здесь используют покупные индакторы, индуктивность - единицы микрогенри, навскидку для 300кил будет (4,7-10)uH. Если самодельный индактор, то лучше всего на майкрометалсовском мю-пермаллое, например желто-белое кольцо из писишного питателя. Континус обеспечивается синхронным выпрямлением, контроллер гляньте у тиая, там у них должны быть под Ваш вход, например TPS40070-TPS40071. В качестве ключей обычно сборка из двух n-channel в SO-8, под 2,5А их просто вагон.. На вход и выход - керамику X5R. Подобные 5-амперные промышленные баки по такой конфигурации имеют КПД в районе 94-95% и размер примерно 10*23*5мм..

Можете поподробнее рассказать про континиус при синхронном выпрямлении?
Мне думается, что никаким боком автор темы себе континиус не получит (тем более при дросселе в 10мкГн на 300кГц). Он же озвучил требования - режим неразрывного тока от 30мА до 2,5А! И в добавок - чтобы при любых выходных токах был КПД не менее 90%.

Bludger, Micrometals мы-пермаллоя не делает, токмо порошковое железо.

Согласен с Slash, с требованием непрерывности тока нада што-то делать. Или применить два или три индуктора последовательно, чтоб на каком-то токе насыщался сначала самый индуктивный, потом поменьше, а на токе 2,5А остался один, с наименьшей индуктивностью.... не знаю, что тут ещё можно придумать.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Dec 16 2006, 18:21

При синхронном выпрямлении пульсации тока в индакторе не зависят от нагрузки, поскольку нижний ключ принудительно держит индактор под выходным напряжением все время обратного хода. То есть форма тока в индакторе - всегда один и тот же треугольник наложенный на постоянную составляющую, равную выходному току. Разумеется, это приводит к дополнительным потерям на малых нагрузках и на ХХ, но эти потери весьма и весьма малы. Можно их снизить увеличением индактора, но это приведет к потерям на максимальной нагрузке. А пытаться обеспечить континус на мылых токах слоновым индктором - ИМХО, про даже 90% на максимальной нагрузке можно забыть..

Может и малы а абсолютном значении, но при малой нагрузке кпд будет где-то как у паровоза, ведь при 30мА в нагрузке через ключи и индуктор будет фсё те же 2,5А.

Не 2,5А, а сколько выберете - в зависимости от частоты преобразования и индуктивности. Обычно - (20-50)% от максимального выходного тока.
Подозреваю, что речь идет о КПД при максимальной нагрузке, что бы не перегревалось ничего Один драйв гейта пару-тройку миллиампер откушает, а 3mA - уже минус 10% при 30mA выходе...