Меня интересует разница между маленьким ферритом (внешний диаметр 13 мм) и тороидами из порошка желто-белого железа. Будут ли ферритовые тороиды насыщаться при токе 5 А?
Я планирую использовать ядра для понижающих преобразователей (в основном 3 А при частоте ниже 200 кГц).
Вот те, на которые я смотрю:
Феррит: https://www.ebay.com/itm/Metal-Core-Power-Inductor-Ferrite-Rings-Toroid-Cord-25x10x15mm/310980203521 (также доступен с внешним диаметром 13 мм)
Железный порошок: https://www.ebay.com/itm/7mm-Inner-Diameter-Ferrite-Ring-Iron-Toroid-Cores-Yellow-White-50PCS-LW/181834403242
Кажется, что большинство преобразователей доллара используют тороиды порошка желтого белого железа, например: https://www.ebay.com/itm/5Pcs-Toroid-Core-Inductors-Wire-Wind-Wound-mah-100uH-6A- Coil-DIY / 221981982278 .
По результатам поиска в Интернете желто-белые тороиды, по-видимому, имеют проницаемость 75, а ферриты - 2300 или около того. Это важно для насыщения?
У меня есть несколько тороидов и измеритель LCR, а ферритовому тороиду требуется всего несколько витков провода, чтобы получить индуктивность 1 мГн, по сравнению со многими другими витками для сердечника из железного порошка. Будет ли это иметь значение, если пиковый ток через индуктор ограничен?
Я предполагаю, что ферритовые тороиды хороши при низких токах (0-100 мА) и низких частотах (<100 кГц, так как я могу получить большую индуктивность за меньшее количество витков). Но они также хороши для более высоких токов (например, 5-6 А пика)?
(PS: Еще одна причина, по которой я спрашиваю, заключается в том, что у меня ферритовые сердечники стоят вдвое дешевле железных порошковых сердечников.)
Ответы:
Существует цветовой стандарт для окрашенных тороидов, а желтый означает, что он имеет гистерезис для предотвращения насыщения и предназначен для катушек индуктивности фильтра. Но побочным эффектом является то, что он имеет очень низкую проницаемость. Черный феррит обычно является хорошим выбором для трансформаторов. Синий - дорогой пермаллой, более эффективный, чем феррит. Зеленый - это низкочастотные фильтры, изготовленные из силиконовой стальной ленты, обмотанной для образования тороида.
Эта диаграмма является общей, так как она не включает мелкие детали, такие как проницаемость, и не указывает, является ли железо, сталь, феррит или пермаллой, который является никель-железным сплавом.
Блоки питания ПК могут выдавать более 1000 Вт, и они используют E-сердечники, поскольку их легко наматывать на машине, и могут иметь поперечное сечение, достаточно большое, чтобы выдерживать до 10 ампер / витков, а крошечный воздушный зазор в 10 мил помогает много. Крупные тороиды требуют дорогих головок намоточных машин, поэтому тороиды лучше использовать при низких напряжениях, где число обмоток мало, например, в источниках питания автомобильной стереосистемы.
ПРИМЕЧАНИЕ: Иногда практические причины определяют, какой материал и форма трансформатора используются, что не всегда является лучшим выбором. Стоимость и размер конкурируют с эффективностью. Мнения о разработке, маркетинге и продажах не совпадают, и кто выигрывает, определяет, что используется. «Достаточно хорошо» побеждает большую часть времени.
Гистерезис - это промежуток, в котором железный или ферритовый сердечник нуждается в более интенсивном магнитном поле для намагничивания, сохраняя немного поля после того, как ток был удален. Для изменения магнитного поля сердечника требуется более сильный ток обратной полярности. Как правило, измеритель LCR, который работает с малыми токами возбуждения, покажет, что сердечник с гистерезисом, встроенным в его материал, имеет гораздо меньшую индуктивность, чем сердечник с теми же витками провода и такого же поперечного сечения, но изготовленный из феррита или пермаллоя.
Чтобы охватить все варианты сердечников, изготовленные многими производителями, вам понадобится книга, полная диаграмм, специфичных для каждого материала сердцевины. Для любого данного сердечника любой формы вам необходима таблица или диаграмма производителей для этого сердечника, чтобы получить представление о проницаемости и любых факторах гистерезиса и пиковых значениях тока в зависимости от ширины импульса. Цитирую комментарий Али..ченского:
Связь с магнитным гистерезисом
источник
Порошковое железо является дешевым и более щадящим, когда дело доходит до насыщения из-за более постепенных кривых ЧД. Есть недостаток, когда для доллара и большинства других DC / DC преобразователей.
Пульсирующий ток индуктора вызовет больше потерь в сердечнике в порошковом железе, чем в большинстве ферритов. Вполне нормально, что переменный ток пульсации составляет около 33% от максимального тока нагрузки постоянного тока. Таким образом, в традиционном жестком режиме переключения режима пикового тока, для которого проще всего купить микросхемы, указано, что вы получите более низкую эффективность на порошковом железе.
Когда я запускаю порошковое железо, я настраиваюсь на очень низкие пульсации тока, чтобы сделать потери в сердечнике очень низкими.
источник