Amorficzne nanokrystaliczne cewki indukcyjne oferują przewagę nad tradycyjnymi rdzeniami ferrytowymi

Amorficzne cewki nanokrystaliczne oferują przewagę nad tradycyjnymi rdzeniami ferrytowymi: wysoką maksymalną przepuszczalność i niskie straty w rdzeniu. Te właściwości magnetyczne umożliwiają znaczną redukcję rozmiarów elementów elektronicznych.

Wysoka przepuszczalność

Amorficzne materiały stopowe powstają w wyniku szybkiego chłodzenia strumienia stopionego metalu. W wyniku tego procesu powstaje materiał o uporządkowaniu krótkiego zasięgu i nieporządku dalekiego zasięgu w układzie i kombinacji atomów. Umożliwia to formowanie materiału w kształty bez tworzenia domen magnetycznych, co zmniejszałoby przepuszczalność.

Przepuszczalność amorficzna tych rdzeni jest wysoka, co pozwala im pracować przy wyższych częstotliwościach niż tradycyjne rdzenie stalowe. Zwiększa to gęstość mocy rdzenia, zmniejszając straty miedzi i poprawiając efektywność projektowania obwodów.

Paski amorficzne i nanokrystaliczne na bazie żelaza charakteryzują się wysokim nasyceniem i przepuszczalnością, co czyni je idealnymi do dławików trybu wspólnego w filtrach EMC. Stosowane są również do filtrów wyjściowych i przekładników prądowych w zasilaczach UPS, zasilaczach i innych urządzeniach energoelektroniki. Inne zastosowania obejmują klimatyzatory, stateczniki i oświetlenie energooszczędne. Rdzenie te oferują doskonałe właściwości częstotliwościowe, stabilną indukcyjność w porównaniu z prądem polaryzacji DC, zmienną stabilność polaryzacji DC i niskie straty.

Wysoka gęstość strumienia nasycenia

Amorficzne rdzenie nanokrystaliczne mają wyższą gęstość strumienia magnetycznego nasycenia niż rdzenie ferrytowe. Przekłada się to na mniejsze straty bez obciążenia, co z kolei prowadzi do wyższej wydajności. Zwiększa to moc wyjściową przy mniejszych stratach energii, co pomaga również obniżyć koszty operacyjne w całym okresie użytkowania urządzenia.

Laminowane amorficzne paski nanokrystaliczne na bazie żelaza można stosować we wszystkich typach komponentów zasilaczy impulsowych, w tym transformatorach impulsowych, transformatorach sterujących i wzmacniaczach. Mogą pracować w trybie pojedynczego końca, mostu lub push-pull.

Obróbka cieplna po zagęszczeniu może wyeliminować naprężenia wewnętrzne, które mogą obniżyć przepuszczalność, koercję i namagnesowanie nasycenia. Ponadto może promować krystalizację superparamagnetycznych ziaren nanokrystalicznych, zwiększając przepuszczalność i koercję. Powstałe rdzenie z amorficznego żelaza mają wysoki zakres przepuszczalności od 120 do 1200u przy niskich stratach i Hc.

Niska strata

Wysoka przepuszczalność amorficznego metalu nanokrystalicznego zapewnia oszczędność rozmiaru, rdzenia i robocizny w porównaniu z konstrukcjami ferrytowymi w energoelektronice. Te zalety, wraz z niskimi stratami i szerokim zakresem temperatur pracy, sprawiają, że amorficzny nanokrystaliczny materiał jest idealnym wyborem do transformatorów mocy i dławików w zastosowaniach takich jak falowniki, UPS, ASD (napęd o regulowanej prędkości) i zasilacze impulsowe (SMPS).

Wpływ proporcji zmieszania sproszkowanego żelaza karbonylowego i różnych procedur obróbki cieplnej na właściwości magnetyczne cewek indukcyjnych do formowania z amorficznego stopu FeSiCrB badano za pomocą dyfraktometru rentgenowskiego i SEM. Właściwości magnetyczne scharakteryzowano poprzez pomiar przepuszczalności początkowej i pętli histerezy ciał toroidalnych.

Miniaturyzacja

Cewki indukcyjne są stosowane w obwodach elektronicznych do magazynowania i uwalniania energii w razie potrzeby. Są one również wykorzystywane w wielu zastosowaniach w celu zmniejszenia zakłóceń elektromagnetycznych (EMI). Amorficzne rdzenie nanokrystaliczne zapewniają lepszą wydajność przy wysokich częstotliwościach.

W przeciwieństwie do tradycyjnych rdzeni stalowych, które działają przy niższych poziomach nasycenia strumienia w miarę wzrostu częstotliwości, rdzenie z metalu amorficznego są znacznie mniejsze i można je nawijać na wyższe prądy bez przegrzania. Pozwala to na użycie mniejszej liczby zwojów przy tej samej indukcyjności i zaoszczędzenie na stratach w miedzi.