Anwythiad Uchel Sendust Craidd Bloc Sendust Craidd Athreiddedd Uchel

Mae Sendust yn bowdwr metel magnetig a ddyfeisiwyd gan Hakaru Masumoto ym Mhrifysgol Imperial Tohoku yn Sendai, Japan, tua 1936 fel dewis arall yn lle permalloy mewn cymwysiadau anwythydd ar gyfer rhwydweithiau ffôn.Mae cyfansoddiad anfonedd fel arfer yn 85% haearn, 9% silicon a 6% alwminiwm.Mae'r powdr yn cael ei sinteru i greiddiau i gynhyrchu anwythyddion.Mae gan greiddiau anfondust athreiddedd magnetig uchel (hyd at 140 000), colled isel, gorfodaeth isel (5 A/m) sefydlogrwydd tymheredd da a dwysedd fflwcs dirlawnder hyd at 1 T.
Oherwydd ei gyfansoddiad cemegol a'i strwythur crisialog, mae Sendust yn arddangos sero magnetostrithiad a sero anisotropi magnetocrystalline cyson K1.
Mae Sendust yn galetach na phermalloi, ac felly mae'n ddefnyddiol mewn cymwysiadau gwisgo sgraffiniol fel pennau recordio magnetig.

Sut i Ddewis pa fathau o greiddiau powdr gyda bylchau aer gwasgaredig i'w defnyddio wrth ddylunio anwythyddion pŵer a thagu

Rhagymadrodd

Mae'r canllaw cymhwyso hwn yn cyflwyno rhai canllawiau cyffredinol ar gyfer y dewis gorau posibl o ddeunyddiau craidd powdr (MPP, Sendust, Kool Mu®, Flux Uchel neu Powdwr Haearn) ar gyfer gwahanol ofynion dylunio anwythydd, tagu a hidlydd.Mae'r dewis o un math o ddeunydd dros y llall yn aml yn dibynnu ar y canlynol:
1) DC Bias Cerrynt drwy'r anwythydd
2) Tymheredd Gweithredu Amgylchynol a chynnydd tymheredd derbyniol.Mae tymheredd amgylchynol o dros 100 gradd C bellach yn eithaf cyffredin.
3) Cyfyngiad maint a dulliau mowntio (trwy osod twll neu wyneb)
4) Costau: Powdwr haearn yw'r rhataf a'r MPP, y mwyaf eang.
5) Sefydlogrwydd trydanol y craidd gyda newidiadau tymheredd
6) Argaeledd y deunydd craidd.Er enghraifft, mae Micrometals #26 a #52 ar gael yn bennaf o stoc.Y creiddiau MPP mwyaf cyffredin sydd ar gael yw'r 125 o ddeunyddiau athreiddedd, ac ati.

O ganlyniad i ddatblygiadau diweddar mewn technoleg ferromagnetig, mae mwy o ddewis o ddeunyddiau craidd ar gyfer optimeiddio dyluniad bellach ar gael.Ar gyfer cyflenwadau pŵer modd switsh (SMPS), anwythyddion, tagu a hidlwyr, deunyddiau nodweddiadol yw creiddiau MPP (powdr molypermalloy), Flux Uchel, Sendust, a Powdwr Haearn.Mae gan bob un o'r deunyddiau craidd pŵer uchod nodweddion unigol sy'n addas ar gyfer gwahanol gymwysiadau.
Gweithgynhyrchwyr cyffredin y creiddiau powdr uchod yw:
1) Micrometals ar gyfer creiddiau powdr haearn.Dim ond creiddiau Micrometals sy'n cael eu profi am sefydlogrwydd thermol ac mae CWS ond yn defnyddio creiddiau Micrometals yn ei holl ddyluniadau.
2) Magnetics Inc, Arnold Engineering, CSC, a T/T Electronics ar gyfer creiddiau MPP, Sendust (Kool Mu®), a High Flux
3) TDK, Tokin, Toho ar gyfer Sendust Cores

Gyda creiddiau powdr, caiff deunydd athreiddedd uchel ei falu neu ei atomized yn bowdr.Bydd athreiddedd y creiddiau yn dibynnu ar faint gronynnau a dwysedd y deunyddiau athreiddedd uchel.Mae addasu maint gronynnau a dwysedd y deunydd hwn yn arwain at athreiddedd gwahanol y creiddiau.Po leiaf yw maint y gronynnau, yr isaf yw'r athreiddedd a gwell nodweddion gogwydd DC, ond am gost uwch.Mae'r gronynnau powdr unigol yn cael eu hinswleiddio oddi wrth ei gilydd, gan ganiatáu i'r creiddiau gael bylchau aer wedi'u dosbarthu'n gynhenid ​​ar gyfer storio ynni mewn anwythydd.

Mae'r eiddo bwlch aer gwasgaredig hwn yn sicrhau bod yr ynni'n cael ei storio'n gyfartal trwy'r craidd.Mae hyn yn gwneud i'r craidd gael sefydlogrwydd tymheredd gwell.Mae ferritau wedi'u bylchau neu wedi'u hollti yn storio'r ynni yn y bwlch aer lleol ond gyda llawer mwy o ollyngiad fflwcs yn achosi colled ac ymyrraeth mewn bylchau lleol.Mewn rhai achosion, gall y golled hon oherwydd bwlch lleol fod yn fwy na'r golled graidd ei hun.Oherwydd natur leol y bwlch aer mewn craidd ferrite â bylchau, nid yw'n arddangos sefydlogrwydd tymheredd da.

Y dewis craidd gorau posibl yw dewis y deunydd gorau heb fawr o gyfaddawd wrth fodloni'r holl amcanion dylunio.Os mai cost yw'r ffactor sylfaenol, powdr haearn yw'r dewis.Os mai sefydlogrwydd tymheredd yw'r prif bryder, MPP fydd yr opsiwn cyntaf.Trafodir nodweddion pob math o ddeunydd yn fyr.
Gellir prynu'r 3 math o greiddiau powdr ar-lein mewn cyfaint bach o stoc (dosbarthiad ar unwaith) ar y wefan ganlynol: www.cwsbytemark.com.Gellir dod o hyd i ddata mwy technegol o'r deunyddiau hyn yn www.bytemark.com

MPP (Creiddiau Powdwr Molypermallo)
Cyfansoddiad: Mo-Ni-Fe

creiddiau MPP sydd â'r golled graidd gyffredinol isaf a'r sefydlogrwydd tymheredd gorau.Yn nodweddiadol, mae amrywiant inductance o dan 1% hyd at 140 deg C. Mae creiddiau MPP ar gael mewn athreiddedd cychwynnol (µi) o 26, 60, 125, 160, 173, 200, a 550. Mae MPP yn cynnig gwrthedd uchel, hysteresis isel a cherrynt eddy colledion, a sefydlogrwydd inductance da iawn o dan amodau gogwydd DC ac AC.O dan excitation AC, mae newid anwythiad o dan 2% (sefydlog iawn) ar gyfer creiddiau µi=125 ar ddwysedd fflwcs AC o dros 2000 gauss.Nid yw'n dirlawn yn hawdd ar magnetization DC uchel neu gyflwr gogwydd DC. Mae dwysedd fflwcs dirlawnder craidd MPP oddeutu 8000 gauss (800 mT)

O'i gymharu â deunyddiau eraill, creiddiau MPP yw'r rhai mwyaf costus, ond o'r ansawdd uchaf o ran colled craidd a sefydlogrwydd.Ar gyfer cais sy'n ymwneud â chyflwr tuedd DC, defnyddiwch y canllawiau canlynol.I gael gostyngiad o lai nag 20% ​​mewn athreiddedd cychwynnol o dan amod gogwydd DC:- Ar gyfer µi = 60 cores, uchafswm.Gogwydd DC < 50 oersted;µi=125, uchafswm.Gogwydd DC < 30 oersted;µi=160, uchafswm.DC gogwydd <20 oersted.

Nodweddion Unigryw

Colled craidd 1.Lowest ymhlith yr holl ddeunyddiau powdr.Colli hysteristics isel yn arwain at ystumio signal isel a cholled weddilliol isel.
Sefydlogrwydd tymheredd 2.Best.O dan 1%.
3.Y dwysedd fflwcs dirlawnder uchaf yw 8000 gauss (0.8 tesla)
4.Inductance goddefgarwch: + - 8%.(3% o 500 Hz i 200 Khz)
5.Most a ddefnyddir yn gyffredin mewn awyrofod, milwrol, cais meddygol a thymheredd uchel.
6.Most ar gael yn rhwydd fel coapred i fflwcs uchel a sendust.
Ceisiadau:
Hidlwyr Q Uchel, coiliau llwytho, cylchedau soniarus, hidlwyr RFI ar gyfer amleddau o dan 300 kHz, trawsnewidyddion, tagu, hidlwyr modd gwahaniaethol, a hidlwyr allbwn â thuedd DC.

Cores Flux Uchel
Cyfansoddiad: Ni-Fe

Mae creiddiau Flux Uchel yn cynnwys powdr aloi haearn 50% nicel a 50% wedi'i gywasgu.Mae'r deunydd sylfaen yn debyg i'r lamineiddiad haearn nicel rheolaidd mewn creiddiau clwyfau tâp.Mae gan greiddiau Flux Uchel alluoedd storio ynni uwch, a dwysedd fflwcs dirlawnder uwch.Mae eu dwysedd fflwcs dirlawnder tua 15,000 gauss (1500 mT), tua'r un peth â creiddiau powdr haearn.Mae creiddiau High Flux yn cynnig colled craidd ychydig yn is na Sendust.Fodd bynnag, mae colled craidd High Flux ychydig yn uwch na creiddiau MPP.Defnyddir creiddiau Flux Uchel yn fwyaf cyffredin wrth gymhwyso lle mae'r cerrynt gogwydd DC yn uchel.Fodd bynnag, nid yw ar gael mor hawdd â MPP neu Sendust, ac mae ei ddewisiadau athreiddedd neu ddetholiadau maint yn gyfyngedig.
Ceisiadau:

1) Mewn hidlwyr Sŵn Llinell lle mae'n rhaid i'r anwythydd gynnal folteddau AC mawr heb dirlawnder.

2) Newid Anwythyddion Rheoleiddwyr i drin llawer iawn o gerrynt rhagfarn DC

3) Trawsnewidyddion Pwls a Thrawsnewidyddion Flyback gan fod ei ddwysedd fflwcs gweddilliol yn agos at ddim gauss.Gyda'r dwysedd fflwcs dirlawnder o 15K gauss, mae'r dwysedd fflwcs defnyddiadwy (o sero i 15K gauss) yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau gyriant unbegynol fel trawsnewidyddion pwls a thrawsnewidwyr flyback.

Kool Mu® / SENDUST
Cyfansoddiad: Al-Si-Fe

Gelwir creiddiau Sendust hefyd yn Kool Mu® o Magnetics Inc., defnyddiwyd deunydd Sendust gyntaf yn Japan mewn ardal o'r enw Sendai, ac fe'i gelwir yn graidd 'llwch', ac felly'r enw Sendust.Yn gyffredinol, mae gan greiddiau sendust golledion sylweddol is na creiddiau powdr haearn, ond mae ganddynt golledion craidd uwch na creiddiau MPP.O'i gymharu â powdr haearn, gallai colled craidd sendust fod mor isel â 40% i 50% o golled craidd powdr haearn.Mae creiddiau Sendust hefyd yn arddangos cyfernod magnetostriction isel iawn, ac felly mae'n addas ar gyfer cymwysiadau sydd angen sŵn clywadwy isel.Mae gan creiddiau Sendust ddwysedd fflwcs dirlawnder o 10,000 gauss sy'n is na phowdr haearn.Fodd bynnag, mae sendust yn cynnig storfa ynni uwch na MPP neu ferrites bwlch.

Mae creiddiau anfon ar gael mewn athreiddedd cychwynnol (Ui) o 60 a 125. Mae craidd Sendust yn cynnig ychydig iawn o newid mewn athreiddedd neu anwythiad (o dan 3% ar gyfer ui=125) o dan gyffro AC.Mae sefydlogrwydd tymheredd yn dda iawn ar y pen uchel.Mae newid anwythiad yn llai na 3% o amgylchynol i 125 gradd C. Fodd bynnag, wrth i'r tymheredd ostwng i 65 gradd C, mae ei anwythiad yn gostwng tua 15% ar gyfer µi=125.Sylwch hefyd, wrth i'r tymheredd gynyddu, bod sendust yn dangos gostyngiad mewn anwythiad yn erbyn cynnydd mewn anwythiad ar gyfer yr holl ddeunyddiau powdr eraill.Gallai hyn fod yn ddewis da ar gyfer iawndal tymheredd, pan gaiff ei ddefnyddio gyda deunyddiau eraill mewn strwythur craidd cyfansawdd.

Mae creiddiau anfon yn costio llai na MPPs neu lifau uchel, ond ychydig yn ddrutach na creiddiau powdr haearn.Ar gyfer cais sy'n ymwneud ag amodau tuedd DC, defnyddiwch y canllawiau canlynol.I gael gostyngiad o dan 20% mewn athreiddedd cychwynnol o dan amod tuedd DC:

Ar gyfer µi = 60 craidd, uchafswm.Gogwydd DC < 40 oersted;µi=125, uchafswm.Gogwydd DC < 15 oersted.

Nodweddion Unigryw

Colled craidd 1.Lower na Powdwr Haearn.
Cyfernod magnetostriction 2.Low, sŵn clywadwy isel.
Sefydlogrwydd tymheredd 3.Good.O dan 4% o -15'C i 125'C
Dwysedd fflwcs 4.Maximum: 10,000 gauss (1.0 tesla)
5.Inductance goddefgarwch: ±8%.
Ceisiadau:
1.Switching rheolyddion neu Power Inductors yn SMPS
2.Fly-back a Pulse trawsnewidyddion (inductors)
hidlwyr sŵn 3.In-Line
4.Swing tagu
Cylchedau rheoli 5.Phase (sŵn clywadwy isel) dimmers golau, dyfeisiau rheoli cyflymder modur.
Powdwr Haearn
Cyfansoddiad: Fe

Powdr haearn yw'r mwyaf cost effeithiol o'r holl greiddiau powdr.Mae'n cynnig dewis dylunio cost-effeithiol yn lle creiddiau MPP, Flux Uchel neu Sendust.Gellir gwneud iawn am ei golled craidd uwch ymhlith yr holl ddeunyddiau powdr trwy ddefnyddio creiddiau maint mwy.Mewn llawer o gymwysiadau, lle mae gofod a chynnydd tymheredd uwch yn y creiddiau powdr haearn yn ddibwys o'i gymharu ag arbedion mewn costau, creiddiau powdr haearn sy'n cynnig yr ateb gorau.Mae creiddiau haearn powdwr ar gael mewn 2 ddosbarth : haearn carbonyl a haearn wedi'i leihau gan hydrogen.Mae gan haearn carbonyl golledion craidd is ac mae'n arddangos Q uchel ar gyfer cymwysiadau RF.

Mae creiddiau Powdwr Haearn ar gael mewn athreiddedd o 1 i 100. Y deunyddiau poblogaidd ar gyfer cymwysiadau SMPS yw #26 (µi=75), #8/90 (µi=35), #52 (µi= 75) a #18 (µi= 55).Mae gan greiddiau powdr haearn ddwysedd fflwcs dirlawnder o 10,000 i 15,000 gauss.Mae creiddiau powdr haearn yn eithaf sefydlog gyda thymheredd.Mae gan y deunydd #26 sefydlogrwydd tymheredd o 825 ppm/C (newid anwythiad o tua 9% gyda newid tymheredd hyd at l25 gradd C). Mae'r deunydd #52 yn 650 PPM/C (7%).Y deunydd #18 yw 385 PPM/C (4%), a'r deunydd #8/90 yw 255 PPM/C (3%).

Mae creiddiau powdr haearn yn ddelfrydol mewn cymwysiadau amledd is.Gan fod eu hysteresis a'u colled craidd cyfredol yn uwch, dylid cyfyngu'r tymheredd gweithredu i lai na 125 gradd C.

Ar gyfer cais sy'n ymwneud ag amodau tuedd DC, argymhellir y canllawiau canlynol.I gael gostyngiad o dan 20% mewn athreiddedd cychwynnol o dan amod tuedd DC:

Ar gyfer Deunydd #26, tuedd DC uchaf < 20 oersteds;
Ar gyfer Deunydd #52, tuedd DC uchaf < 25 oersteds;
Ar gyfer Deunydd #18, tuedd DC mwyaf < 40 oersteds;
Ar gyfer Deunydd #8/90, tuedd DC mwyaf < 80 oersteds.

Nodweddion Unigryw

Costau 1.Lowest.
2.Good ar gyfer cais amledd isel (<10OKhz).
Dwysedd fflwcs uchaf 3.High: 15,000 gauss
Goddefgarwch 4.Inductance ± 10%
Ceisiadau:
Inductor storio 1.Energy
Amledd 2.Low DC allbwn tagu
3.60 Hz modd gwahaniaethol EMI Line tagu
4.Light Dimmers tagu
5.Power Ffactor cywiro tagu.
Anwythyddion 6.Resonant.
7.Pulse a Fly-backTransformers
hidlwyr sŵn 8.In-lein.Yn gallu gwrthsefyll cerrynt llinell AC mawr heb dirlawnder.
Gweithrediad Inductor Tuedd DC.
Terfynau Athreiddedd 20%.

O dan amodau magneteiddio DC, mae'r holl ddeunyddiau powdr yn dangos gostyngiad mewn athreiddedd fel y dangosir yn y siartiau.Mae'r data uchod yn rhagdybio dwysedd fflwcs AC o 20 gauss.Ar gyfer cymhwysiad fel tagu allbwn, lle mae'r anwythyddion â thuedd DC, mae angen cyfrifo'r grym magneteiddio (H = 0.4 * PHI * N * l / l), a chynyddu nifer y troadau i gyfrif am y gostyngiad mewn athreiddedd.Os yw'r grym magnetization (H) a gyfrifir o fewn y terfynau tuedd DC uchaf uchod, dim ond uchafswm o 20% y mae angen i'r dylunydd gynyddu'r troeon.

Tabl Cymharu Costau Cymharol
Mae costau cymharol pob deunydd yn seiliedig ar brisio cynhyrchion cyffredinol a chostau deunydd crai.Dylid defnyddio'r rhifau hyn fel canllaw yn unig.Yn gyffredinol, Powdwr Haearn Micrometal #26 sydd fwyaf cost-effeithiol, a MPPs yw'r deunyddiau mwyaf costus.
Mae yna lawer o weithgynhyrchwyr a mewnforwyr creiddiau powdr haearn, ac nid yw'r rhan fwyaf ohonynt yn arddangos y lefel ansawdd fel y rhai a gynigir gan Micrometals.