Cómo enrollar un toroide para un inductor de 170 uH

Estoy planeando comprar un núcleo toroidal de Digi-Key . Quiero estar seguro de que este es el tipo correcto y que puedo lograr una inductancia de 170 uh con un cable de 22-18 AWG. ¿Cómo puedo liquidar esto y cuál es la fórmula para poder calcularlo yo mismo en el futuro? Si esto no funciona, ¿cuál puedo comprar en Digi-Key para obtener la inductancia correcta? (mi presupuesto es de 4 dólares o menos para el núcleo toroidal) Por último, quiero que esto maneje hasta 10 amperios de corriente, así que dígame si no puedo usar cable de 18 AWG.

enlace roto editado, supongo que fue solo porque estaba vinculado directamente a mi carrito de compras

De un comentario Dijo que para comprar el mío no puedo encontrar ningún toroide de 10 amp 170 uH ya enrollado y lo único que estaba cerca era como 10 dólares, ¡así que me gustaría enrollarlo yo mismo!

El siguiente paso después de la excelente respuesta de MMGM es poner algunos números de su hoja de datos en la calculadora de la respuesta de Mark B en

Promediando el diámetro interior y exterior (6 mm y 10 mm) obtenemos un radio de 0.4 cm y 10 giros de MMGM. La hoja de datos tiene "Ae = 7.83mm ^ 2", ingrese 0.0783 (cm ^ 2) en el cuadro "Área" y calculará el radio de la bobina. Ingrese 4300 para la permeabilidad relativa (la hoja de datos lo llama ui, calc lo llama k, ¡estas cosas suceden!) Y la calculadora confirma la inductancia 0.168mh, bastante cerca ... Hasta ahora todo bien.

Ahora la pregunta crucial: ¿tomará la bobina 10 amperios?

Hay otra calculadora para responder eso en el mismo sitio ... Ingrese el radio (¡0.004m esta vez!) 10 vueltas, k = 4300 nuevamente. Y nuevo, la "densidad de flujo cerca de la saturación" de la hoja de datos N30 - B = 380mT = 0.38T, y haga clic en el enlace a "actual" arriba.

Para este tamaño de núcleo y material, con estos giros y esta densidad de flujo de saturación, la calculadora dice "0.177 amperios".

Entonces no ...

Como experimento, pruebe con un radio de 4 cm, 1 cm ^ 2 de área, 9 vueltas, el mismo material. La primera calculadora dice 0.174mh, nuevamente bastante cerca. El segundo ahora dice 1.96 amperios que se dirige en la dirección correcta, pero una bobina MUCHO más grande ...

Entonces, como dice MMGM, el diseño magnético es difícil.

Pero ese fue un primer paso. Ahora intente con diferentes materiales del núcleo (ui = k más bajo, núcleos más grandes, inductancias más bajas y vea de dónde viene).

(También tenga en cuenta que 10A DC puede traducirse a 20A o más en AC. Intente diseñar para 1A, 5V hasta que tenga algo funcionando)

El diseño magnético es difícil. Tenga paciencia conmigo mientras recorro algunas de las consideraciones.

En la superficie, en realidad es bastante fácil calcular cuántas vueltas necesitas para obtener una inductancia dada en un toroide dado.

$A_L$

El factor de inductancia de su núcleo es 1760nH +/- 25%.

La relación real que representa el factor de inductancia es:

$A_L = \dfrac{nH}{(turns)^2}$

Entonces, para obtener la cantidad de turnos que necesita, es una simple manipulación algebraica:

$turns = \sqrt{\dfrac{nH}{A_L}} = \sqrt{\dfrac{170000}{1760}} = 10$

Para determinar si su cable va a encajar, debe considerar la dimensión interior del toroide y determinar cuántos diámetros de su cable pueden caber dentro de él.

Ahora la parte difícil.

$B_{max}$

1. La frecuencia de funcionamiento
2. La corriente de CA pico a pico esperada
3. ¿Hay un componente DC en la corriente?
4. Las características del material

El número 4 es un problema aquí. ¿Por qué? El material para su elección de toroide es N30 , que es adecuado para frecuencias de 10 a 400 kHz según la hoja de datos. ¿Es esto importante?

Eso es lo que pasa con los inductores. El material central tiene un gran impacto en lo que puede hacer con la pieza: no es solo la inductancia. El material del núcleo dicta cuánta pérdida se generará, a qué densidad de flujo el núcleo se saturará ... esencialmente todo.

No está en condiciones de encontrar el mejor número 4 a menos que conozca los números 1, 2 y 3. Eso significa muchos cálculos / predicciones / simulaciones, y potencialmente muchos ensayos y errores, antes de que los imanes se hagan 'correctamente'. .

Entonces, ¿su cable 18AWG estará bien para 10A? Más probable. ¿El núcleo? Depende de muchas cosas que no ha especificado en su pregunta (como frecuencia de operación, fluctuación de pico a pico, etc.), por lo que no puedo decir con certeza.

Creo que 18 awg está bien hasta 16 amperios.

Calculadora de inductor toroidal aquí -> http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/indtor.html

Tendrá que encontrar la permeabilidad del material del núcleo (ferrita? Hierro?) Para ingresar en la calculadora.

Salud.