1K107 nanokristalliline toroidne südamik transformaatorite ja induktiivpoolide jaoks

Mis on 1K107 nanokristalliline toroidne tuum

1K107 on kõrge -läbilaskvusega raua-põhine nanokristalliline pehme magnetsulam, mis saadakse sulasulami kiirel tahkumisel õhukeseks lindiks ja seejärel lõõmutamisel, et moodustada mõne nanomeetrine peeneteraline struktuur. Lint on keritud suletud toroidaalsesse kuju, mis annab pideva magnetahelaga südamiku, millel puudub õhupilu ja puudub lekkevoog. Need südamikud ühendavad suure läbilaskvuse väikese südamikukaduga keskmistel ja kõrgetel sagedustel, mis teeb neist eelistatud lahenduse kõrgsageduslike-trafode, induktiivpoolide, vooluandurite ja tavarežiimiga drosselite jaoks, kus räniteras ja ferriit ei suuda korraga kõiki nõudeid täita.

Tüüpilised magnetilised omadused

Kõrge esialgne läbilaskvus, tavaliselt vahemikus 80 000 kõrge -läbilaskvuse klasside puhul, mis vähendab antud induktiivsuse jaoks vajalike pöörete arvu.

Küllastusvoo tihedus on umbes 1,2 T, kõrgem kui ferriidil, võimaldades sama võimsuse korral väiksemaid ristlõiget{1}}.

Väike südamikukadu vahemikus kHz kuni MHz õhukese lindi ja peeneteralise struktuuri tõttu.

Kõrge Curie temperatuur umbes 570 C, mis tagab stabiilse magnetilise käitumise laias töövahemikus, tavaliselt -40 C kuni +150 C.

Madal magnetostriktsioon optimeeritud klassides, mis vähendab kuuldavat müra.

Sulamisüsteem ja lõõmutamisprotsess järgivad raua-põhiste nanokristalliliste materjalide üldist raamistikku ning amorfsete ja nanokristalliliste sulamite sarjas GB/T 19345 on viidatud kodumaistele klassifikatsioonidele, nagu 1K107.

Võrdlus silikoonterassüdamikega

Ränist terassüdamikud on 50/60 Hz jõutrafode standard, kuid nende kadu suureneb sagedusega järsult. Kõrge sagedusega-keskkonnas suurenevad hüsterees ja pöörisvoolukadud järsult, põhjustades ülekuumenemist ja kehva efektiivsust. Nanokristallilised toroidsüdamikud töötavad stabiilselt vahemikus kHz kuni MHz ja palju väiksema kaoga ning nende suletud magnetahel kõrvaldab splaissitud räniterassüdamike õhu{5}}kaod. Sama energiavajaduse korral on nanokristalliline tuum oluliselt väiksem ja kergem, mis on oluline serveri toiteallikate, sisseehitatud laadijate ja kompaktsete inverterite puhul.

Võrdlus ferriitsüdamikega

Ferriidisüdamikud domineerivad kõrge sagedusega{0}}magnetilisuses nende madala hinna ja suure takistuse tõttu, kuid neil on madal küllastusvoo tihedus, tavaliselt 0,3–0,5 T, ja läbilaskvus, mis langeb kiiresti koos temperatuuri ja sagedusega. Nanokristallilised südamikud tagavad mitu korda suurema küllastusvoo tiheduse ja suurema läbilaskvuse, nii et sama induktiivsus on saavutatav vähema keerdude ja väiksema südamikuga. Kompromiss-on kõrgemad materjalikulud, mis on õigustatud, kui suurus, tõhusus ja temperatuuri stabiilsus on kriitilise tähtsusega. Tavarežiimiga drosselites annavad nanokristallilised südamikud laias sagedusribas ka lamedama impedantsikõvera kui ferriit.

Rakendused

Kõrgsagedus-trafod lülitusrežiimis-toiteallikates ja alalisvoolu-alalisvoolumuundurid.

Ühisrežiimi drosselid EMC-filtreerimiseks tööstuslikes ajamites, päikeseenergia inverterites ja EV-laadijates.

Suurt täpsust ja madalat faasiviga nõudvad voolutrafod ja rikkevooluandurid.

PFC induktiivpoolid ja väljunddrosselid jõuelektroonikas.

Signaali- ja impulsstrafod andmesides ja mõõteriistades.

Valiku- ja disainikaalutlused

Esmalt määrake töösagedus; hinne ja tuuma suurus tulenevad selle sageduse kahjueelarvest.

Induktiivpooli konstruktsioonide puhul kontrollige maksimaalset alalispingevoolu: südamik ei tohi tippvoolu juures küllastuda ja induktiivsuse langus peab jääma rakenduspiiri piiridesse.

Arvestage mähkimisaknaga: toroidaalsete südamike jaoks on vaja kas toroidse kerimismasinat või käsitsi mähimist, mis mõjutab suurte tootmismahtude puhul kulusid.

Mõelge kaitsekorpusele: paljud tarnijad pakuvad fikseeritud aknasuurusega ümbrissüdamikke, mis lihtsustavad paigaldamist ja mähkimist.

Kontrollige rakenduse temperatuurivahemikku südamiku klassi suhtes, kuna läbilaskvuse stabiilsus temperatuuri suhtes on klassiti erinev.

Südamiku tüüpilised suurused

Järgmises tabelis on loetletud tüüpilised ümbrisega toroidsüdamikud koos südamiku mõõtmete, kaitsekarbi mõõtmete, efektiivse ristlõikepinna-ala, magnettee pikkuse ja maksimaalse alalisvoolu liigvooluklassiga.

Südamiku suurus (mm)	Kasti suurus (mm)	Ae (mm2)	Magnettee (mm)	Maksimaalne alalisvoolu liigvool (A)
14 x 19 x 6.5	12 x 22 x 8	11.86	51.81	20
14 x 20 x 10	12 x 22.3 x 11.4	29.68	52.29	40
16 x 21 x 10	15 x 24 x 12.3	24.85	57.41	60
18 x 25 x 10	16.4 x 25.9 x 12.3	37.97	64.56	70
20 x 28 x 10	18.5 x 29 x 12.3	45.76	73.88	90
21 x 28 x 10	18.3 x 30 x 12.3	50.39	77.45	100
22 x 32 x 10	20.5 x 33.4 x 12.3	43.58	73.43	120

Saadaval on täiendavad suurused ja kohandatud mõõtmed; efektiivne pindala ja teepikkus tuleks alati täpse kalde jaoks kinnitada, kuna need määravad otseselt pöörete arvutuse.

Korduma kippuvad küsimused

Mida tähendab klassi tähis 1K107?

1K107 identifitseerib raua-põhist nanokristallilist sulamit, millel on kõrge algläbilaskvus ja mis kuulub amorfsete ja nanokristalliliste pehmete magnetiliste materjalide jaoks standarditud klasside perekonda. Erikadude ja läbilaskvuse väärtused kinnitatakse iga partii veski sertifikaadiga.

Kas nanokristalliline toroidsüdamik võib asendada otse räniterassüdamikuga?

50/60 Hz jõutrafode puhul jääb räniteras ökonoomsemaks standardiks. Nanokristallilised südamikud asendavad räniterast, kui sagedus on kõrgem, suurus peab olema väiksem või kadude eelarve on kitsas, näiteks kõrgsageduslikes-trafodes ja elektromagnetilise ühilduvuse drosselites.

Miks on toroidaalne kuju jõudluse jaoks oluline?

Toroid moodustab suletud magnetahela, millel puudub õhupilu, seega puudub tühimiku kadu ja peaaegu puudub väline lekkeväli. See parandab tõhusust, vähendab elektromagnetilisi häireid ja muudab südamiku paigaldusasendi suhtes tundlikuks.

Mille poolest erineb ümbrisega toroidsüdamik tühjast südamikust?

Korpusega südamik on kapseldatud fikseeritud aknaga kaitsvasse korpusesse, mis kaitseb lindi servi, lihtsustab kerimist ja tagab ühtlased paigaldusmõõtmed. Korpus vähendab veidi kasutatavat aknapinda, seega tuleks suuruse määramisel kasutada karbi mõõtmeid.

Millises temperatuurivahemikus need südamikud töötavad?

Materjali kõrge Curie temperatuuri korral on tüüpiline töötemperatuur –40 C kuni +150 C, kusjuures läbilaskvus muutub vahemikus järk-järgult. Auto- ja välistingimustes kasutatavate rakenduste puhul eemaldab see stabiilsus vajaduse temperatuuri kompensatsiooniahelate järele.

Kas nanokristallilised südamikud on mürarikkamad kui ferriitsüdamikud?

Magnetostriktsioon määrab kuuldava müra ja optimeeritud nanokristallilistel klassidel on väga madal magnetostriktsioon, seega on müra praktikas võrreldav või madalam kui ferriidil. Toroidaalne kuju väldib ka õhuvahega