Litzenrechner für schnelle Antworten

Elektrische und mechanische Kennwerte müssen exakt abgestimmt sein, um Verluste zu minimieren und die Lebensdauer zu maximieren. Präzise Berechnungen sind die Grundlage jeder Entwicklung.

Die Auswahl der passenden Litze hängt in erster Linie von den Anforderungen des jeweiligen Bauteils bzw. der geplanten Leistungselektronik ab. Wichtige Kennwerte sind unter anderem der Leiterquerschnitt, der spezifische Aufbau (Anzahl und Durchmesser der Einzeldrähte), das verwendete Leitermaterial sowie die Art der Isolation. Ebenso spielen Strombelastbarkeit, Biegeradius, Temperaturbereich und der Skineffekt und der Proximityeffekt eine Rolle.

Der LiWiCalc® ist ein Hochfrequenz-Kalkulator, den PACK LitzWire in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut IISB entwickelt hat. PACK LitzWire hat eine spezifische Umgebung geschaffen mit dem Ziel, Verlustleistungen und Stromdichten von PACK HF-Litzen in Echtzeit zu berechnen.

Die Konstruktion passiver Bauelemente für die Leistungselektronik erfordert die Berücksichtigung einer Vielzahl von Parametern. Ingenieure müssen elektrische, mechanische und thermische Anforderungen in Einklang bringen, um eine optimale Funktion zu gewährleisten. Die Auswahl der geeigneten HF-Litze ist dabei ein vielschichtiges Problem, da zahlreiche Faktoren die Leistung des Leiters beeinflussen. Es bestehen inhärente Kompromisse zwischen verschiedenen Litzenkonfigurationen und deren Auswirkungen auf die Performance.

Der Konfigurator ermöglicht es Benutzern, zwei der folgenden drei Kernparameter der Litze einzugeben: Einzeldrahtdurchmesser, Anzahl der Einzeldrahte oder gewünschter Kupferquerschnitt; das System berechnet dann den dritten Parameter. Zusätzlich ist der Typ der Außenisolation immer eine Pflichteingabe.

Ingenieure beginnen typischerweise mit den elektrischen Spezifikationen des Leistungswandlers, wie Eingangs- und Ausgangsspannung und -strom, Schaltfrequenz und gewünschter Wirkungsgrad. Das Wicklungsdesign umfasst die Bestimmung der Windungszahl und der Art des zu verwendenden Drahtes. Für Hochfrequenzanwendungen wird hier die Auswahl von Litzendraht wichtig. Ingenieure müssen oft Einschränkungen wie den verfügbaren Wickelraum, das thermische Management und die Kosten berücksichtigen. Die Auswahl des Litzendrahtes ist kein isolierter Schritt, sondern tief in den gesamten Designprozess von Induktivitäten und Transformatoren integriert. Die Nutzung des RuPaFox® und des LiWiCalc® bieten eine gute Unterstützung.

Die gängigen metrischen Einheiten: Millimeter (mm) für Durchmesser, Quadratmillimeter (mm²) für Querschnitt und Ampere (A) für Stromstärke.

Dieser Wert zeigt, wie viele Meter einer Litze ein Kilogramm wiegt. Er wird aus Querschnitt und Materialdichte errechnet – wichtig für Kalkulation und Logistik.

Querschnitt = Anzahl der Einzeldrähte × (π × (Drahtdurchmesser/2)²).
Das Ergebnis bestimmt die Stromtragfähigkeit und den Gesamtwiderstand.

Unter Schlaglänge versteht man den Abstand, den ein Leiter benötigt, um sich einmal vollständig (360°) um den Litzenumfang zu winden. Die Angaben erfolgen in mm oder cm.

Zusätzlich zum HF-Kalkulator stehen Durchmesser-, Querschnitts-, Schlaglängen- und „Meter pro Kilo“-Rechner zur Verfügung – direkt online nutzbar oder als technische PDF-Tabellen.

Lange Schlaglängen erhöhen die Flexibilität, kurze reduzieren sie.

Für die Berechnung des Außendurchmessers nutzen Sie bitte den Produktkonfigurator RuPaFox®.
Für jede Berechnung zeigt der Konfigurator die folgenden Ergebnisse prominent an:

• Gesamtdurchmesser: Der berechnete Außendurchmesser der Litze, sowohl ohne als auch mit Außenisolation ermittelt.
• Kupferquerschnitt: Die gesamte leitfähige Kupferfläche aller Einzeldrähte in der Litze, konvertierbar in AWG.
• Gleichstromwiderstand min: Der minimale Gleichstromwiderstand der Litze bei 20°C, berechnet unter Verwendung des minimalen Einzeldrahtwiderstands.
• Gleichstromwiderstand nom: Der nominale Gleichstromwiderstand der Litze bei 20°C, eine grundlegende Eigenschaft für die Bewertung ohmscher Verluste.
• Gleichstromwiderstand max: Der maximale Gleichstromwiderstand der Litze bei 20°C, der für Konfigurationen mit mehr als 25 Einzeldraht eine Berücksichtigung für Drahtbrüche beinhaltet.
• Meter/kg: Die Gesamtlänge der Litze in Metern, die aus einem Kilogramm des fertigen Produkts gewonnen werden kann, wesentlich für Material- und Gewichtsschätzungen.
• Anzahl Einzeldrahte: Die Gesamtzahl der einzelnen Drähte, explizit angezeigt, wenn sie aus einem gewünschten Kupferquerschnitt oder einer Gesamtdurchmessereingabe abgeleitet wurde.

Nutzen Sie hierfür ebenfalls unseren RuPaFox®.

Ja. Im Kompendium stehen Referenztabellen für typische Querschnitte, Widerstände und Gewichtsdaten bereit. Zusätzlich bieten die Online-Tools interaktive Berechnungen.

Herkömmliche Berechnungen sind in der leistungselektronischen Auslegung unverzichtbar. Sie erlauben es, elektrische Verluste, Stromverdrängung (Skin- und Proximity-Effekte), Temperaturanstieg oder Stromtragfähigkeit einer Hochfrequenzlitze näherungsweise zu bestimmen. Diese Modelle liefern eine wichtige Grundlage für die Vorauswahl von Leiterquerschnitten, Einzeldrahtdurchmessern und Verseilkonzepten.

Ihre Grenzen liegen jedoch darin, dass sie auf idealisierten Annahmen beruhen. In der Praxis beeinflussen zahlreiche Faktoren das reale Verhalten einer Litze, die sich nur eingeschränkt oder gar nicht exakt berechnen lassen. Dazu zählen unter anderem:

• die konkrete Verseilgeometrie und deren Fertigungstoleranzen
• das Zusammenspiel von Litze, Isolation und Anwendung
• mechanische Einflüsse bei der Verarbeitung (Biegen, Wickeln, Pressen)
• thermische Randbedingungen im realen Betrieb
• Wechselwirkungen mit benachbarten Leitern, Kernen oder Abschirmungen

Gerade bei hohen Frequenzen und Leistungen können diese Effekte dazu führen, dass berechnete Werte von der tatsächlichen Performance abweichen. Deshalb entscheidet neben der theoretischen Auslegung vor allem die Erfahrung in der Litzenherstellung und -verarbeitung über das optimale Ergebnis.

Aus diesem Grund verstehen wir Berechnungen nicht als alleinige Entscheidungsgrundlage, sondern als Teil eines ganzheitlichen Auslegungsprozesses. Unsere Beratung kombiniert theoretisches Know-how mit langjähriger praktischer Erfahrung, um für jede konkrete Anwendung die technisch und wirtschaftlich optimale Hochfrequenzlitze zu finden.

Nein. Die Berechnungen basieren auf den spezifischen Materialparametern von Kupfer.

Jede Parameteränderung (Frequenz, Temperatur, Aufbau) sollte neu berechnet werden. Kleine Änderungen können große Auswirkungen auf Verluste und Erwärmung haben.