Које је најбоље језгро за високи фреквенцијски трансформатор?

У свету електронике, ефикасност и минијатуризација су најважнији. Висок - фреквенцијски трансформатори су у срцу ове револуције, омогућавајући прекидач - монивотни материјал (СМПС), претварачима и другим критичним компонентама да постану мањи, лакши и ефикаснији. Али наступ ових трансформатора шарке на једној кључној компоненти: магнетно језгро.

Одабир "најбоље" језгре није у проналажењу ниједног савршеног материјала, већ идентификовањеоптималан материјал за одређену примену.Најбољи избор је пажљиви баланс кључних магнетних својстава, оперативне фреквенције, трошкове и топлотне перформансе.

Зашто је основна материјална питања на високим фреквенцијама

На високим фреквенцијама (обично изнад 20 кХз) традиционалне силицијумске челичне језгре које се користе у напајањем постају изузетно неефикасни. То је последица два главна мекала за губитак:

1, губитак хистерезе:Енергија је изгубљена као топлота када магнетни домени у основном материјалу окрећу се натраг и назад са наизменичном струјом. Овај губитак пропорционалан је учесталости.

2, губитак струја Едди:Циркулирајуће струје изазване се у самом језграма, мењајући магнетно поље. Ови губици се повећавају саквадратфреквенције, чинећи их доминантним механизмом за губитак на високим фреквенцијама.

Погодан високи основни материјал - мора да минимизира и ове губитке.

Кључна својства идеалног високог фреквенције - фреквенција језгра

• Висока отпорност:Да минимизирају губитке од едди струје.
• Густина флукса високе засићења (Б_САТ):Омогућава мању величину језгре за дату нивоу снаге, јер језгро може поднијети јачи магнетно поље пре засићења (постаје неефикасан).
• Лов основни губици:Комбинована ниска хистереза ​​и губици изредних текућих, често су наведене као "основни губитак по јединици запремине" на одређеној фреквенцији и густини тока.
• Висока пропустљивост (μ):Омогућује вишу индуктивност са мање окрета жица, смањујући губитке и величине бакра.
• Одлична топлотна стабилност:Својства се не би требало да се деградирају значајно са температурама расте.

Кандидати за најбоље високе фреквенције - фреквенцијски језгро

Нити један материјал одликује у свим некретнинама, тако да је избор трговина - искључено. Ево најчешћих материјала, који се могу најчешће сврстати на најчешће.

1. ферит (неупитни шампион за већину апликација)

Фертите (керамичка једињења гвожђе оксида са другим металима попут мангана или цинка) су најчешће коришћени основни материјал за фреквенције од20 кХз до 1 МХз и шире.

• Прос:

○ Веома висока отпора:Изузетно ниски губици струја у Едди-у, чинећи их идеалним за високе фреквенције.

○ Ниска цена:Економичан за производњу у огромном низу облика (Е, И, У, Тороидал, Пот језгари).

○ Добра доступност:Бројне добављаче и стандардне величине.

• Против:

○ Дестина флукса ниске засићења (0.2.5 т):Ово је њихов највећи недостатак. Они су Булкиер за високог - апликације за напајање у поређењу са неким алтернативама.

○ Бриттле:Механичка крхкост може бити проблем са руковањем.

• Најбоље за:Велика већина апликација: СМПС, ЛЕД драјвери, потрошачка електроника и електроенергетски систем телекомуникације.За већину дизајнера, Феррите је подразумевана и најбоља полазиште.

2 у праху гвожђе

Ове језгре су направљене од фино честица гвожђа изазваних једни другима и компримирани у чврсту супстанцу. Изолација повећава отпорност, смањујући скраћене струје.

• Прос:

○ Веома висока густина флукса (~ 1.0-1.4 т):Може да поднесе много већу снагу или се налазе мањи од ферита за исту моћ.

○ Дистрибуирани ваздушни јаз:Инхерентна имовина која их чини веома отпорне на ДЦ пристраност струје, идеалне за индуктори и трансформатори у претварачима у Буцк / Боост.

• Против:

○ Нижа пропустљивостнего ферити.

○ Виши језгрени губиципри веома високим фреквенцијама у поређењу са феритом.

• Најбоље за:Ниже - фреквенција висока - апликације за напајање (до ~ 100 кХз), као што је корекција фактора снаге (ПФЦ) и излазни видови у СМПС-у. Није обично први избор за висок - фреквенцијски трансформаторизолација.

3. Аморфни метал (метглас)

Легура металне стакла са не- кристалном структуром. Ова структура јој даје високу отпорност и изузетно низак губитак хистерезе.

• Прос:

○ Врло ниске основне губитке:Може бити 75-90% нижи од феритних губитака на фреквенцијама као што су 20-50 кХз.

○ Густина флукса високе засићења (1.2-1.6 т):Одлично за високе - дизајн густине енергије.

• Против:

○ Високо трошак:Скупље од ферита.

○ Механички изазови:Тешко, крхки и осетљив на стрес, који могу да деградирају магнетне перформансе.

○ Нижа пропустљивостнего ферити.

• Најбоље за:Висок - Ефикасност, високи - моћи примјене у којима је минимизирајући губитак енергије критично, као што је у премиум соларним претварачима, индустријским СМПС-ом и високим системима за пуњење електричних возила.

4. Нанокристални

Резање - ЕДГЕ материјал. Има нанокристалну структуру уграђену у аморфне матрице, пројектоване за изузетне магнетне перформансе.

• Прос:

○ Изузетно ниске основне губитке:Још нижи од аморфног метала средином - до - високих фреквенција (20-100 кХз).

○ Веома висока пропустљивост:Упоредиво са најбољим феритом.

○ Густина флукса високе засићења (1.2-1.3 т):Комбинује најбоље својства ферита и аморфног метала.

• Против:

○ Највећи трошак:Знатно скупље од осталих опција.

○ крхки и стрес - осетљиви.

• Најбоље за:Држава - од - апликација - умјетности у којима су величина, тежина и крајња ефикасност возач вожње, без обзира на трошкове. Примери укључују Ултра - компактну залиху војног / ваздухопловног напајања, високог - фреквенцијским претварачима и премиум аутомобилским системима.

ЗАКЉУЧАК: Дакле, што је тоНајбољи?

• ЗаНајчешћи апликације(роба широке потрошње, телекомуникације, генерално СМП),Феритје најбољи општи избор због свог одличног високих перформанси - фреквенција, ниске трошкове и свестраност.
• ЗаВисок - снага, висок - апликације за ефикасностгде смањење губитка вреди веће трошкове,Аморфни металје супериорни избор.
• За тонајнапреднија, густина - критични дизајнса минималним ограничењем буџета,Нанокристалнипредставља врхунац перформанси.
• Заниже - фреквенција, високог споја - снагеПотребан је отпорност за засићење,У праху гвожђеостаје веома релевантан.

Коначно, "најбоља" језгра је одређена пажљивом оценом ваших приоритета вашег специфичног дизајна:Фреквенција, ниво снаге, циља трошкова, захтеви за ефикасност и ограничења величине.Увек се обратите датасхеетса произвођача за графиконе за губитак угља да бисте донели коначну, информисану одлуку.

За више информација контактирајте нас наsales@xfullstar.com