Didelio induktyvumo Sendust šerdis Sendust bloko šerdis Didelis pralaidumas

Sendust yra magnetiniai metalo milteliai, kuriuos apie 1936 m. išrado Hakaru Masumoto Tohoku imperatoriškajame universitete Sendajuje, Japonijoje, kaip alternatyvą permallojui telefono tinklų induktoriuje.Nuosėdų sudėtis paprastai yra 85 % geležies, 9 % silicio ir 6 % aliuminio.Milteliai sukepinami į šerdis, kad būtų gaminami induktoriai.Sendust šerdys pasižymi dideliu magnetiniu pralaidumu (iki 140 000), mažu nuostoliu, mažu koercyvumu (5 A/m), geru temperatūros stabilumu ir soties srauto tankiu iki 1 T.
Dėl savo cheminės sudėties ir kristalografinės struktūros Sendust vienu metu yra nulinė magnetostrikcija ir nulinė magnetokristalinės anizotropijos konstanta K1.
Sendust yra kietesnis nei permalloy, todėl yra naudingas abrazyviniam nusidėvėjimui, pavyzdžiui, magnetinėms įrašymo galvutėms.

Kaip pasirinkti, kokių tipų miltelių šerdis su paskirstytais oro tarpais naudoti projektuojant galios induktorius ir droselius

Įvadas

Šiame naudojimo vadove pateikiamos kelios bendros gairės, kaip optimaliai pasirinkti miltelių šerdies medžiagas (MPP, Sendust, Kool Mu®, High Flux arba Iron Powder), atsižvelgiant į skirtingus induktoriaus, droselio ir filtro konstrukcijos reikalavimus.Vieno tipo medžiagos pasirinkimas prieš kitą dažnai priklauso nuo šių dalykų:
1) DC poslinkio srovė per induktorių
2) Aplinkos darbo temperatūra ir priimtinas temperatūros kilimas.Aplinkos temperatūra virš 100 laipsnių C dabar yra gana įprasta.
3) Dydžio apribojimas ir tvirtinimo būdai (per skylę arba paviršiaus montavimas)
4) Išlaidos: geležies milteliai yra pigiausi, o MPP - labiausiai ekspansyvūs.
5) Šerdies elektrinis stabilumas kintant temperatūroms
6) Pagrindinės medžiagos prieinamumas.Pavyzdžiui, Micrometals #26 ir #52 daugiausia yra sandėlyje.Dažniausiai prieinamos MPP šerdys yra 125 pralaidumo medžiagos ir kt.

Dėl pastarojo meto feromagnetinių technologijų pažangos dabar yra didesnis pagrindinių medžiagų pasirinkimas projektavimui optimizuoti.Perjungiamojo režimo maitinimo šaltiniams (SMPS), induktoriams, droseliams ir filtrams tipinės medžiagos yra MPP (molypermalloy milteliai), didelio srauto, Sendust ir geležies miltelių šerdys.Kiekviena iš aukščiau paminėtų galios šerdies medžiagų turi individualias charakteristikas, tinkamas įvairioms reikmėms.
Įprasti pirmiau minėtų miltelių šerdies gamintojai yra:
1) Mikrometalai geležies miltelių šerdims.Tik „Micrometals“ šerdys yra išbandytos dėl terminio stabilumo, o CWS visose konstrukcijose naudoja tik „Micrometals“ šerdis.
2) Magnetics Inc, Arnold Engineering, CSC ir T/T Electronics, skirta MPP, Sendust (Kool Mu®) ir didelio srauto branduoliams
3) TDK, Tokin, Toho Sendust Cores

Su milteliniais šerdimis didelio pralaidumo medžiaga sumalama arba purškiama į miltelius.Šerdies pralaidumas priklausys nuo didelio pralaidumo medžiagų dalelių dydžio ir tankio.Šios medžiagos dalelių dydžio ir tankio reguliavimas lemia skirtingą šerdies pralaidumą.Kuo mažesnis dalelių dydis, tuo mažesnis pralaidumas ir geresnės nuolatinės srovės poslinkio charakteristikos, tačiau už didesnę kainą.Atskiros miltelių dalelės yra izoliuotos viena nuo kitos, todėl šerdims būdingi paskirstyti oro tarpai energijos kaupimui induktoriuje.

Ši paskirstyto oro tarpo savybė užtikrina, kad energija būtų saugoma tolygiai per šerdį.Dėl to šerdis turi geresnį temperatūros stabilumą.Įtrūkę arba įtrūkę feritai kaupia energiją lokalizuotame oro tarpelyje, tačiau su daug didesniu srauto nuotėkiu sukelia vietinį tarpo praradimą ir trukdžius.Kai kuriais atvejais šis nuostolis dėl lokalizuoto tarpo gali viršyti patį pagrindinį nuostolį.Dėl lokalaus oro tarpo ferito šerdyje, esančio tarpo, pobūdžio, jis nepasižymi geru temperatūros stabilumu.

Optimalus šerdies pasirinkimas yra pasirinkti geriausią medžiagą su minimaliu kompromisu ir kartu pasiekti visus dizaino tikslus.Jei kaina yra pagrindinis veiksnys, pasirinkimas yra geležies milteliai.Jei temperatūros stabilumas yra pagrindinis rūpestis, MPP bus pirmasis pasirinkimas.Trumpai aptariami kiekvienos rūšies medžiagos požymiai.
Visų 3 tipų miltelių šerdies galima įsigyti internetu nedideliais kiekiais iš sandėlyje (pristatymas nedelsiant) šioje svetainėje: www.cwsbytemark.com.Daugiau techninių šių medžiagų duomenų rasite www.bytemark.com

MPP (Molypermalloy miltelių šerdys)
Sudėtis: Mo-Ni-Fe

MPP šerdys turi mažiausią bendrą šerdies nuostolį ir geriausią temperatūros stabilumą.Paprastai induktyvumo dispersija yra mažesnė nei 1 % iki 140 laipsnių C. Galimi MPP šerdys, kurių pradinis pralaidumas (µi) yra 26, 60, 125, 160, 173, 200 ir 550. MPP pasižymi didele varža, maža histereze ir sūkurine srove. nuostoliai ir labai geras induktyvumo stabilumas DC poslinkio ir kintamosios srovės sąlygomis.Esant kintamos srovės sužadinimui, induktyvumo pokytis yra mažesnis nei 2% (labai stabilus), kai µi = 125 šerdys, kai kintamosios srovės srauto tankis didesnis nei 2000 gausų.Jis lengvai neprisotinamas esant dideliam nuolatinės srovės įmagnetinimui arba nuolatinės srovės poslinkiui. MPP šerdies prisotinimo srauto tankis yra maždaug 8000 gausų (800 mT)

Palyginti su kitomis medžiagomis, MPP šerdys yra brangiausios, bet aukščiausios kokybės šerdies praradimo ir stabilumo požiūriu.Jei naudojate DC poslinkio sąlygą, vadovaukitės šiomis gairėmis.Kad pradinis pralaidumas sumažėtų mažiau nei 20 % esant nuolatinės srovės poslinkiui: - Jei µi = 60 gyslų, maks.DC poslinkis < 50 oersted;µi = 125, maks.DC poslinkis < 30 oersted;µi=160, maks.Nuolatinės srovės poslinkis <20.

Unikalios savybės

1. Mažiausias šerdies nuostolis tarp visų miltelių medžiagų.Mažas isteritikos nuostolis, dėl kurio atsiranda mažas signalo iškraipymas ir maži liekamieji nuostoliai.
2. Geriausias temperatūros stabilumas.Mažiau nei 1 proc.
3. Didžiausias soties srauto tankis yra 8000 gausų (0,8 teslos)
4.Induktyvumo tolerancija: + - 8%.(3 % nuo 500 Hz iki 200 Khz)
5.Dažniausiai naudojamas kosmoso, karo, medicinos ir aukštos temperatūros srityse.
6. Lengviausiai prieinamas, palyginti su dideliu srautu ir dulkių kiekiu.
Programos :
Aukšto Q filtrai, apkrovos ritės, rezonansinės grandinės, RFI filtrai, skirti mažesniems nei 300 kHz dažniams, transformatoriai, droseliai, diferencialinio režimo filtrai ir nuolatinės srovės šališkumo išvesties filtrai.

Didelio srauto šerdys
Sudėtis: Ni-Fe

High Flux šerdys sudarytos iš sutankintų 50 % nikelio ir 50 % geležies lydinio miltelių.Pagrindo medžiaga yra panaši į įprastą nikelio ir geležies laminavimą juosta suvyniotose šerdyse.Didelio srauto šerdys turi didesnes energijos kaupimo galimybes ir didesnį soties srauto tankį.Jų prisotinimo srauto tankis yra apie 15 000 gausų (1500 mT), maždaug toks pat kaip geležies miltelių šerdies.„High Flux“ šerdys siūlo šiek tiek mažesnius šerdies nuostolius nei „Sendust“.Tačiau „High Flux“ šerdies nuostoliai yra šiek tiek didesni nei MPP branduolių.Didelio srauto šerdys dažniausiai naudojamos tais atvejais, kai DC poslinkio srovė yra didelė.Tačiau jis nėra toks lengvai prieinamas kaip MPP ar Sendust ir yra ribotas dėl pralaidumo ar dydžio pasirinkimo.
Programos :

1) Linijinio triukšmo filtruose, kur induktorius turi palaikyti didelę kintamosios srovės įtampą be prisotinimo.

2) Reguliatorių perjungimas Induktoriai, skirti valdyti didelius nuolatinės srovės įstrižainės srovės kiekius

3) Impulsiniai transformatoriai ir grįžtamieji transformatoriai, nes jų liekamasis srauto tankis yra artimas nuliui gausso.Kai prisotinimo srauto tankis yra 15K gauss, naudojamas srauto tankis (nuo nulio iki 15K gauss) idealiai tinka vienpoliams pavaroms, pvz., impulsų transformatoriui ir grįžtamiesiems transformatoriams.

Kool Mu® / SENDUST
Sudėtis: Al-Si-Fe

Sendust šerdys taip pat žinomos kaip Kool Mu® iš Magnetics Inc., Sendust medžiaga pirmą kartą buvo panaudota Japonijoje Sendai vadinamoje vietovėje ir buvo vadinama „dulkių“ šerdimi, taigi ir Sendust pavadinimu.Apskritai, sendust šerdys turi žymiai mažesnius nuostolius nei geležies miltelių šerdys, tačiau turi didesnius šerdies nuostolius nei MPP šerdys.Palyginti su geležies milteliais, dulkių šerdies nuostoliai gali siekti 40–50 % geležies miltelių šerdies nuostolių.„Sendust“ šerdys taip pat pasižymi labai mažu magnetostrikcijos koeficientu, todėl yra tinkamos naudoti, kai reikalingas mažas garsinis triukšmas.Sendust šerdies prisotinimo srauto tankis yra 10 000 gausų, o tai yra mažesnis nei geležies miltelių.Tačiau sendust siūlo didesnį energijos kaupimą nei MPP arba tarpiniai feritai.

Sendust šerdies pradinis pralaidumas (Ui) yra 60 ir 125. Sendust šerdies pralaidumas arba induktyvumas keičiasi minimaliai (mažiau 3 %, kai ui = 125) veikiant kintamos srovės sužadinimui.Aukštos klasės temperatūros stabilumas yra labai geras.Induktyvumo pokytis yra mažesnis nei 3% nuo aplinkos temperatūros iki 125 °C. Tačiau temperatūrai nukritus iki 65 °C, jo induktyvumas sumažėja maždaug 15%, kai µi=125.Taip pat atkreipkite dėmesį, kad kylant temperatūrai, dulkių induktyvumas mažėja, palyginti su visų kitų miltelių medžiagų induktyvumo padidėjimu.Tai gali būti geras pasirinkimas temperatūros kompensavimui, kai naudojamas su kitomis medžiagomis sudėtinėje šerdies struktūroje.

Sendust šerdys kainuoja mažiau nei MPP arba didelio srauto, bet šiek tiek brangesnės nei geležies miltelių šerdys.Jei naudojate DC poslinkio sąlygas, vadovaukitės šiomis gairėmis.Norėdami, kad pradinis pralaidumas sumažėtų mažiau nei 20%, esant nuolatinės srovės poslinkiui:

Jei µi = 60 branduolių, maks.DC poslinkis < 40 oersted;µi = 125, maks.DC poslinkis < 15 oersted.

Unikalios savybės

1. Mažesnis šerdies nuostolis nei geležies milteliai.
2.Mažas magnetostrikcijos koeficientas, mažas garsinis triukšmas.
3.Geras temperatūros stabilumas.Mažiau 4% nuo -15 'C iki 125 'C
4. Maksimalus srauto tankis: 10 000 gausų (1,0 tesla)
5. Induktyvumo tolerancija: ±8%.
Programos:
1. Perjungimo reguliatoriai arba galios induktoriai SMPS
2. Grįžtamieji ir impulsiniai transformatoriai (induktoriai)
3.In-Line triukšmo filtrai
4.Sūpynės droseliai
5.Fazių valdymo grandinės (mažo garsinio triukšmo) šviesos reguliatoriai, variklio greičio reguliavimo įtaisai.
Geležies milteliai
Sudėtis: Fe

Geležies milteliai yra ekonomiškiausi iš visų miltelių šerdies.Tai ekonomiškai efektyvi dizaino alternatyva MPP, High Flux arba Sendust šerdims.Didesnį jo šerdies praradimą tarp visų miltelių medžiagų galima kompensuoti naudojant didesnio dydžio šerdis.Daugeliu atvejų, kai vietos ir aukštesnės temperatūros kilimas geležies miltelių šerdėse yra nereikšmingas, palyginti su išlaidų taupymu, geležies miltelių šerdys yra geriausias sprendimas.Geležies miltelių šerdys yra dviejų klasių: karbonilinės geležies ir vandeniliu redukuotos geležies.Karbonilo geležis turi mažesnius šerdies nuostolius ir pasižymi dideliu Q RF taikymu.

Geležies miltelių šerdys yra nuo 1 iki 100 pralaidumo. Populiarios SMPS medžiagos yra #26 (µi=75), #8/90 (µi=35), #52 (µi=75) ir #18 (µi=). 55).Geležies miltelių šerdies prisotinimo srauto tankis yra nuo 10 000 iki 15 000 gausų.Geležies miltelių šerdys yra gana stabilios esant temperatūrai.#26 medžiagos temperatūros stabilumas yra 825 ppm/C (induktyvumo pokytis maždaug 9%, kai temperatūra keičiasi iki 125°C). #52 medžiaga yra 650 PPM/C (7%).#18 medžiaga yra 385 PPM/C (4%), o #8/90 medžiaga yra 255 PPM/C (3%).

Geležies miltelių šerdys idealiai tinka naudoti žemesnio dažnio įrenginiuose.Kadangi jų histerezė ir sūkurinės srovės šerdies nuostoliai yra didesni, darbinė temperatūra turi būti apribota iki 125 °C.

Taikant DC poslinkio sąlygas, rekomenduojamos šios gairės.Norėdami, kad pradinis pralaidumas sumažėtų mažiau nei 20%, esant nuolatinės srovės poslinkiui:

Medžiagai #26 maksimalus nuolatinės srovės poslinkis < 20 oersteds;
Medžiagai #52 maksimalus nuolatinės srovės poslinkis < 25 oersted;
Medžiagai #18 maksimalus nuolatinės srovės poslinkis < 40 oersteds;
Medžiagai Nr. 8/90 maksimalus nuolatinės srovės poslinkis < 80 oersteds.

Unikalios savybės

1. Mažiausios išlaidos.
2. Tinka žemo dažnio taikymui (<10OKHz).
3. Didelis maksimalus srauto tankis: 15 000 gausų
4. Induktyvumo tolerancija ± 10 %
Programos:
1.Energijos kaupimo induktorius
2. Žemo dažnio nuolatinės srovės išvesties droseliai
3,60 Hz diferencialinio režimo EMI linijos droseliai
4.Light Dimmers Droseliai
5. Galios koeficiento korekcijos droseliai.
6.Rezonansiniai induktoriai.
7. Impulsiniai ir grįžtantys transformatoriai
8.In-line triukšmo filtrai.Gali atlaikyti didelę kintamosios srovės linijos srovę be prisotinimo.
Nuolatinės srovės šališkumo induktoriaus veikimas.
20 % pralaidumo ribos

Nuolatinės srovės įmagnetinimo sąlygomis visų miltelių medžiagų pralaidumas sumažėja, kaip parodyta diagramose.Aukščiau pateikti duomenys daro prielaidą, kad kintamosios srovės srauto tankis yra 20 gausų.Tokiems tikslams kaip išėjimo droseliai, kai induktyvumo ritės yra pakreiptos nuolatinės srovės, reikia apskaičiuoti įmagnetinimo jėgą (H=0,4*PHI*N*l/l) ir padidinti apsisukimų skaičių, kad būtų sumažintas pralaidumas.Jei apskaičiuota įmagnetinimo jėga (H) neviršija aukščiau nurodytų didžiausių nuolatinės srovės pakreipimo ribų, projektuotojui tereikia padidinti posūkius ne daugiau kaip 20%.

Santykinių išlaidų palyginimo lentelė
Santykinės kiekvienos medžiagos sąnaudos yra pagrįstos vyraujančiomis produktų kainomis ir žaliavų kainomis.Šie skaičiai turėtų būti naudojami tik kaip orientyras.Apskritai Micrometal's Iron Powder #26 yra ekonomiškiausias, o MPP yra brangiausios medžiagos.
Geležies miltelių šerdies gamintojų ir importuotojų yra daug, ir dauguma jų nepasižymi tokia kokybe, kaip siūlo Micrometals.