Miezuri toroidale din aliaj amorf: Componente cu pierderi reduse-pentru electronice

Inelul cu bandă-rănită

Un miez toroidal din aliaj amorf este produs prin înfășurarea unei panglici continue de metal amorf pe bază de fier-într-un inel închis. Panglica, cu o grosime de numai 25 până la 30 de microni, este înfășurată sub tensiune controlată, astfel încât inelul să aibă un factor de stivuire ridicat și o secțiune transversală magnetică uniformă-.

După înfășurare, inelul este recoacet într-un câmp magnetic pentru a dezvolta permeabilitatea ridicată a materialului și este apoi acoperit cu un strat izolator. Miezul finit nu are spațiu de aer și nici îmbinări, ceea ce oferă cel mai mic curent de magnetizare posibil pentru o componentă magnetică moale.

Avantaje materiale

Aliajul amorf pe bază de fier-combină o densitate de flux de saturație de aproximativ 1,56 T cu o pierdere în miez care este o fracțiune din pierderea de oțel siliconic la aceeași inducție. Panglica subțire menține pierderea-de curent turbionar scăzut, în timp ce structura atomică dezordonată menține pierderea prin histerezis mică.

Saturația ridicată este avantajul cheie față de ferită: pentru aceeași putere, un miez toroidal amorf este mult mai mic decât un miez de ferită și nu arată creșterea bruscă a pierderilor de ferită la temperatură ridicată.

De ce forma toroidală

Forma inelului închis limitează fluxul complet în interiorul materialului, oferind scurgeri magnetice scăzute și interferențe radiate scăzute. Înfășurarea înconjoară întregul inel, astfel încât cuplarea dintre primar și secundar este strâns, iar inductanța de scurgere este mică.

Pentru aceeași inductanță, miezul toroidal are nevoie de mai puține spire decât un miez deschis, ceea ce reduce pierderea de cupru și dimensiunea componentei. Prin urmare, forma este standard pentru transformatoare, inductori și transformatoare de curent din echipamentele electronice compacte.

Aplicații în electronică

Principalele aplicații sunt bobinele de mod obișnuit-pentru filtrarea interferențelor electromagnetice, transformatoarele de curent pentru măsurare și protecție, transformatoarele de-frecvență medie în convertoare și inductoarele saturabile. Pierderea redusă a miezului menține creșterea temperaturii scăzută chiar și în carcasele etanșe.

În invertoarele și sursele de alimentare cu modul comutat-, inductoarele toroidale amorfe sunt utilizate atât pe partea de intrare, cât și pe partea de ieșire, unde saturația lor ridicată permite inductorului să transporte curentul de sarcină completă fără un spațiu de aer excesiv.

Selectare și Comandă

Pentru a selecta un miez, proiectantul specifică frecvența de funcționare, curentul de vârf, inductanța necesară și temperatura ambiantă. Furnizorul propune apoi o dimensiune a miezului, o lățime a panglicii și o clasă de permeabilitate și confirmă marja de saturație la punctul de lucru.

Miezurile toroidale standard sunt disponibile într-o serie de diametre și înălțimi exterioare, iar dimensiunile personalizate sunt produse după desen. Miezul poate fi livrat gol, lipit sau într-o carcasă de protecție cu terminale.

Întrebări frecvente

Î: Care este diferența dintre miezurile toroidale amorfe și nanocristaline?
R: Aliajul amorf are o saturație de aproximativ 1,56 T și o permeabilitate moderată, în timp ce materialul nanocristalin are o saturație de aproximativ 1,25 T cu o permeabilitate mult mai mare și pierderi mai mici la frecvență înaltă. Pentru componentele de putere de 50 Hz și frecvență medie-amorfa este adesea preferată, în timp ce nanocristalina este utilizată pentru componente de precizie și-frecvență înaltă.

Î: Miezul toroidal poate fi decalat pentru aplicații DC?
A: Da. Inelul poate fi tăiat, iar materialul de împerechere este măcinat pentru a introduce un spațiu de aer definit, care scade permeabilitatea efectivă și previne saturația sub polarizarea DC. Decalajul este stabilit în mod normal prin șlefuirea unei fante mici în inel.

Î: Cum se măsoară pierderea miezului?
R: Miezul este înfășurat cu o înfășurare de testare și alimentat la frecvența nominală și densitatea fluxului. Pierderea se măsoară cu un wattmetru sau un analizor de putere, iar rezultatul este comparat cu valoarea garantată a clasei de material.

Î: De ce este panglica amorfă atât de subțire?
R: Panglica este produsă prin solidificare rapidă, care dă în mod natural o grosime de 25 până la 30 de microni. Secțiunea subțire este un avantaj deoarece limitează pierderea-curenților turbionari, care este proporțională cu pătratul grosimii panglicii.

Î: Sunt miezurile toroidale amorfe potrivite pentru producția de volum mare?
A: Da. Etapele de înfășurare, recoacere și acoperire sunt complet automatizate, iar miezurile sunt produse în loturi mari cu control statistic al proprietăților magnetice. Acest lucru menține costul unitar competitiv pentru electronicele de larg consum și industriale.