Ingenieurbüro für EMV

Dipl.-Ing. Heinz Lindenberger

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Modelle

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Saturation-ckt-3

Simulation der Sättigung mit 3-adrigen CM-Drosseln

In dieser Simulation sind 3-adrige Common-Mode-Drosseln (CM) dargestellt - wobei das linke Modell ein rein lineares Verhalten aufweist, während die anderen Modelle das Sättigungs-Verhalten eines nanokristallinen Materials nachbilden. Trotz der unterschiedlichen Beschaltungen ergibt sich für die CM-Drosseln hier immer das gleiche Verhalten, egal ob alle Leitungen parallel angeschlossen sind - oder nur zwei - oder nur eine.


Die lineare und die nicht-lineare Drossel weisen zudem ein gleichartiges Frequenzverhalten auf, das ebenfalls einem nanokristallinem Material nachempfunden wurde.

Im Diagramm ist der Strom-Verlauf über der Zeit zu sehen - blau der lineare CM-Kern - türkis der nicht-lineare CM-Kern


Sämtliche nicht-lineare Simulationen weisen den selben Verlauf auf und liegen übereinander - mit der türkisen Kurve obenauf


Definiert man den Sättigungs-Beginn bei 10% Abweichung vom linearen Verhalten, so liegt der Sättigungs-Strom hier bei

etwas über 2 A

Saturation-ckt-4

Simulation der Sättigung mit 4-adrigen CM-Drosseln


In dieser Simulation sind 4-adrige Common-Mode-Drosseln (CM) dargestellt - wobei das linke Modell ein rein lineares Verhalten aufweist, während die anderen Modelle das Sättigungs-Verhalten eines nanokristallinen Materials nachbilden. Trotz der unterschiedlichen Beschaltungen ergibt sich für die CM-Drosseln hier immer das gleiche Verhalten, egal ob alle Leitungen parallel angeschlossen sind - oder nur drei, oder nur zwei oder nur eine.


Die lineare und die nicht-lineare Drossel weisen zudem ein gleichartiges Frequenzverhalten auf, das ebenfalls einem nanokristallinem Material nachempfunden wurde.

Saturation-3
Saturation-4

Resümee


Mit den hier gezeigten Modellen lassen sich mehradrige CM-Drosseln (und mehradrig beschaltete CM-Kerne) vollständig in allen relevanten Eigenschaften abbilden - sowohl mit der gewünschten Frequenzcharakteristik, als auch mit dem gewünschten Sättigungsverhalten.


Damit können z.B. HV-Filter in 3-phasigen On-Board-Chargern bis an die Grenze ihrer Strombelastbarkeit - und darüber hinaus - ausgelegt und getestet werden.

 

Im Diagramm ist der Strom-Verlauf über der Zeit zu sehen - blau der lineare CM-Kern - türkis der nicht-lineare CM-Kern


Sämtliche nicht-lineare Simulationen weisen den selben Verlauf auf und liegen übereinander - mit der türkisen Kurve obenauf


Definiert man den Sättigungs-Beginn bei 10% Abweichung vom linearen Verhalten, so liegt der Sättigungs-Strom hier bei

etwas über 2 A

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