1K107 nanokristallilisest sulamist rõngasüdamik tõhusate transformaatorite jaoks

 

Nanokristallilise tuuma kadu suureneb sagedusega, peamiselt pöörisvoolude ja hüstereesi tõttu. Kui nanokristallilistel materjalidel on madalamatel sagedustel väga väikesed tuumakaod, siis kadude komponendid suurenevad sageduse tõustes, eriti üle 100 kHz. See seos on jõuelektroonika rakenduste jaoks kriitiline disainilahendus ja tootjad on jõudluse parandamiseks välja töötanud spetsiaalsed kõrgsageduslikud (HF) klassid nanokristallilised südamikud.

 

 

 

 

Nanokristallilise tuuma kadu mõjutavad tegurid vs. sagedus

 

Pöörisvoolukaod:

Need on kõrgetel sagedustel kõige olulisemad kadukomponendid ja on võrdelised sageduse ruuduga. Kuigi nanokristallilistel materjalidel on väga peeneteraline struktuur, mis minimeerib madalamatel sagedustel tekkivaid pöörisvoolusid, muutuvad need sageduse kasvades domineerivaks.

 

Hüstereesikaod:

Need kaod sõltuvad ka sagedusest ja voo tihedusest ning aitavad kaasa tuuma kogukadudele.

 

Ülemäärased kaod:

Need on tuumakao komponent, mis tuleneb materjali ainulaadsest mikrostruktuurist ja mida mõjutab ka sagedus.

 

Materjali omadused:

Nanokristallilise materjali elektrijuhtivus ise mängib üliolulist rolli, kuna kõrgem juhtivus põhjustab kõrgetel sagedustel suuremaid pöörisvoolukadusid.

 

Põhikujundus:

Südamiku füüsiline struktuur, sealhulgas selle paksus ja isolatsioon, mõjutavad seda, kui hästi see talub suuri{0}}sageduskadusid.

 

 

Nanokristallilise sulami südamiku jõudlus erinevatel sagedustel

 

Madalad kuni keskmised sagedused (10–100 kHz):

Nanokristallilistel südamikel on suurepärane jõudlus ja selle vahemiku magnetmaterjalide tuumakadu on mõned väikseimad, pakkudes suurepärast tõhusust selliste rakenduste jaoks nagu võimsusmuundurid.

 

Kõrged sagedused (üle 100 kHz):

Pöörisvoolukaod suurenevad plahvatuslikult, põhjustades tuuma kogukadude kiire tõusu. Mõnel juhul võivad nanokristallilised südamikud selles väga kõrges sagedusvahemikus olla suuremad kui spetsiaalsetel ferriitmaterjalidel.

 

 

Nanokristallilise sulami rõnga südamiku kujunduse mõju

 

Kõrge{0}}sageduse hinded:

Kõrgete sageduste mõju leevendamiseks pakuvad tootjad spetsiaalseid kõrg-sageduslikke (HF) nanokristallseid materjale, mille tuumakaod on sihttööpiirkonnas väiksemad.

 

Jõudlustegurid:

Trafode materjali valik hõlmab sageli "jõudlusteguri" kasutamist, mis on vahelduvvoolu tiheduse ja sageduse korrutis antud võimsuskao korral.

 

Soojusjuhtimine:

Südamiku kadude suurenemine kõrgetel sagedustel tekitab rohkem soojust, mis võib viia efektiivsuse vähenemiseni ja nõuab hoolikat soojusjuhtimist üldises disainis.

 

Nanokristalliline toroidne südamikspetsifikatsioon

Magnetsüdamiku suurus (mm)			Kaitsekarbi suurus (mm)			Efektiivne{0}}ristlõikepindala Ae (mm2)		Magnettee pikkus Ie (mm)		Maksimaalne DC liigvoolu klass (A)
id	od	ht	ID	OD	HT
14	19	6.5	12	22	8	11.86		51.81		20
14	20	10	12	22.3	11.4	29.68		52.29		40
16	21	10	15	24	12.3	24.85		57.41		60
16	23	8	15	24	9.7	20.44		61.23		60
16	23	10	15	24	12.3	34.62		59.92		60
17	22	10	15.3	24.4	12.3	24.86		60.59		60
17	21	8	15.3	24	9.7	25.56		60.67		60
17	23	8	15.3	24.4	9.7	26.89		61.34		60
18	23	10	16.4	24.4	12.3	29.78		60.38		70
18	24	9	16.4	25	11.2	34.78		60.89		70
18	25	10	16.4	25.9	12.3	37.97		64.56		70
19	24	9	17.3	25	11.2	40.39		65.32		80
19	25	10	17.3	26	12.3	39.42		62.31		80
19	26	10	17.3	27.3	12.3	48.32		69.56		80
20	25	10	18.5	26.3	12.3	39.29		70.32		90
20	28	10	18.5	29	12.3	45.76		73.88		90
20	32	10	18.5	32.3	12.3	58.91		78.75		90
21	29	10	18.2	31.3	12.3	39.65		77.19		100
21	26	8	18.3	27.4	9.7	46.54		78.32		100
21	28	10	18.3	30	12.3	50.39		77.45		100
22	28	10	20.5	30	12.3	49.32		79.89		120
22	32	10	20.5	33.4	12.3	43.58		73.43		120
23	32	10	21.3	33.4	12.3	44.56		74.56		120