Herausforderungen bestehender Technik
Herkömmliche Drosseln werden üblicherweise hergestellt, indem ein Leiter entweder als Luftspule oder um einen Eisenkern gewickelt wird, beispielsweise aus Massiveisen, laminiertem Blech oder Ferrit. Die Wicklung liegt offen um den Kern, was zu magnetischem Streufluss, Energieverlusten und Erwärmung des umgebenden Metalls führen kann.
Vor diesem Hintergrund haben wir eine innovative Induktivität entwickelt, die an die Anforderungen heutiger Stromversorgungslösungen und im Bereich der Netzqualität angepasst ist. Wir nennen sie ECOchoke®, und sie basiert auf einer einzigartigen Konstruktion und Fertigungsmethode in Kombination mit unserem selbst entwickelten SM²C®-Material.
Unser Material
Unser SM²C®-Material bietet zusammen mit unserer Fertigungsmethode eine große Flexibilität im Vergleich zu konventionellen Materialien und eröffnet Konstruktionsmöglichkeiten, die mit bestehender Technik schwierig oder praktisch nicht umsetzbar sind.
Die Hauptvorteile von SM²C® sind:
- Geringe Energieverluste
- Gute Betriebswirtschaftlichkeit
- Große geometrische Freiheit
- Erheblich reduzierte Größe und Gewicht, um bis zu 66 %
- Nahezu geräuschloser Betrieb
- Frequenzunabhängige Leistung mit beibehaltener Induktivität bis zu 100 kHz
- Hohe magnetische Sättigung zwischen 1,4–2,0 T
- Einfache Integration von Kühlung und Temperatursensoren
Eine Hochleistungsinduktivität für moderne Leistungselektronik
Die Konstruktion ermöglicht geringe Energieverluste, eine stabile Induktivität bis zu 100 kHz und eine hohe magnetische Sättigung, während gleichzeitig sowohl Größe als auch Gewicht erheblich reduziert werden können. Die Flexibilität des SM²C®-Materials bietet zudem eine große geometrische Freiheit, wodurch die Induktivität an die spezifischen Anforderungen der Anwendung und den verfügbaren Platz angepasst werden kann.
Kühllösungen und Temperatursensoren können in die Konstruktion integriert werden, während die thermische Kopplung zwischen Wicklung und Kern zu einem effektiven Wärmemanagement beiträgt.
Das Ergebnis ist eine kompakte, nahezu geräuschlose und sehr anpassungsfähige Induktivität, die besonders für Anwendungen mit Oberschwingungen, höheren Frequenzen oder anderen Anforderungen geeignet ist, bei denen konventionelle Technik an ihre Grenzen stößt.
Die Grafiken zeigen die Induktivitätscharakteristik für EcoChoke® bei 45 µH und 100 µH sowie die Änderung der Induktivität mit dem Strom. Die Charakteristik zeigt einen Vorteil gegenüber einer herkömmlichen Drossel.
Verhalten der Induktivität bei variierendem Strom
Die Grafiken zeigen, wie sich die Induktivität von EcoChoke® bei steigendem Strom verändert. Unten sehen Sie ein Beispiel der Induktivitätscharakteristik für eine EcoChoke®, die für 150 A und 100 µH dimensioniert ist.
EcoChoke® weist eine schrittweise und kontrollierte Abnahme der Induktivität auf, ohne einen deutlichen Knickpunkt, an dem die Induktivität stark abfällt. Eine herkömmliche Drossel kann hingegen einen stärkeren Induktivitätsabfall aufweisen, wenn der Kern sich der magnetischen Sättigung nähert.
Dies verleiht EcoChoke® eine sanftere und vorhersehbarere Induktivitätscharakteristik bei hohen Stromstärken.
Induktivitätscharakteristik für EcoChoke 45 µH
Induktivitätscharakteristik für EcoChoke 100 µH
Wann ist ECOchoke® geeignet?
ECOchoke® kann besonders geeignet sein:
Wenn die Grundfrequenz des Stroms sinusförmig ist und 300 Hz überschreitet.
- Wenn die Grundfrequenz des Stroms niedriger als 300 Hz ist, zum Beispiel 50 Hz oder DC, und Oberschwingungen im kHz-Bereich effektiv reduziert werden müssen. Insbesondere wenn die Anforderung besteht, dass die Induktivität sowohl bei der Grundfrequenz als auch bei den Oberschwingungen gleich sein soll.
- Wenn Anforderungen an eine reduzierte Größe oder ein geringeres Gewicht bestehen.
- Wenn eine größere Flexibilität in der Geometrie der Komponente erforderlich ist.
- Wenn ein niedrigerer Geräuschpegel der Induktivität gewünscht wird.
- Wenn Befestigungselemente oder Sensoren in das Produkt integriert werden müssen.
- Wenn Flüssigkeitskühlung oder Kühlung über Kühlkörper verwendet werden muss oder wenn keine aktive Kühlung verfügbar ist.
- Wenn der Gesamtenergiegehalt 10 mJ überschreitet.
Verifiziert von Rami Al-Damouk
Entwicklungsingenieur bei Tramo.