Erfahren Sie mehr über Ferritkerne

Was ist ein Ferritkern?

Ferritkerne sind dichte, homogene Keramikstrukturen, die durch Mischen von Eisenoxid (Fe2O3) mit Oxiden oder Carbonaten eines oder mehrerer Metalle wie Mangan, Zink, Nickel oder Magnesium hergestellt werden. Sie werden gepresst, dann in einem Ofen auf 1300 ° C gebrannt und nach Bedarf bearbeitet, um die verschiedenen betrieblichen Anforderungen zu erfüllen. Ferrite haben einen Vorteil gegenüber anderen Arten von magnetischen Materialien aufgrund ihres hohen spezifischen elektrischen Widerstands und ihrer geringen Wirbelstromverluste über einen breiten Frequenzbereich. Diese Eigenschaften zusammen mit der hohen Permeabilität machen Ferrit ideal für den Einsatz in Anwendungen wie Hochfrequenztransformatoren, Breitbandtransformatoren, einstellbaren Induktivitäten und anderen Hochfrequenzschaltungen von 10 kHz bis 50 MHz. Ferrite sind in einer Vielzahl von Materialien und Geometrien erhältlich, was Flexibilität in Bezug auf magnetische Eigenschaften und mechanische Parameter ermöglicht.

Wie wichtig ist die Durchlässigkeit?

Permeabilität ist die Flussdichte (B) dividiert durch den Antriebslevel (H). Leistungsmaterialien werden im Allgemeinen für Hochfrequenztransformatoranwendungen verwendet; deshalb sind die wichtigen Eigenschaften eine hohe Flussdichte und / oder geringe Kernverluste. Die Durchlässigkeit ist aufgrund ihrer Variabilität über einen Betriebsflussbereich von geringerer Bedeutung.

Was ist eine Disacommodatiom?

Die Disacommodatiom tritt in Ferriten auf und ist die Verringerung der Permeabilität mit der Zeit, nachdem ein Kern entmagnetisiert wurde. Diese Entmagnetisierung kann durch Erhitzen über den Curie-Punkt durch Anlegen eines Wechselstroms mit abnehmender Amplitude oder durch mechanisches Schock des Kerns verursacht werden. Bei diesem Phänomen steigt die Permeabilität zu ihrem ursprünglichen Wert an und beginnt dann exponentiell abzunehmen. Wenn keine extremen Bedingungen in der Anwendung erwartet werden, sind die Permeabilitätsänderungen gering, da der größte Teil der Veränderung in den ersten Monaten nach der Herstellung des Kerns aufgetreten ist. Hohe Temperatur beschleunigt die Abnahme der Permeabilität. Die Disakkommodation ist mit jeder aufeinanderfolgenden Entmagnetisierung wiederholbar; es ist also nicht dasselbe wie Altern.

 

Warum sind die tatsächlichen Kernverluste größer als berechnet?



Bei der Berechnung der Kernverluste wird von einer homogenen Struktur ausgegangen. Wenn Kernhälften zusammengefügt werden, gibt es tatsächlich einen Streufluß (Streufluß) an den Berührungsflächen, und die Spaltverluste tragen zu den Gesamtverlusten bei. Spaltverluste werden durch die Flusskonzentration im Kern und die Wirbelströme in den Wicklungen verursacht. Wenn ein Kern Lücken aufweist, kann dieser Lückenverlust die Gesamtverluste drastisch erhöhen. Da die Querschnittsfläche vieler Kerngeometrien nicht einheitlich ist, können sich außerdem lokale "heiße Stellen" an Punkten minimalen Querschnitts entwickeln. Dies erzeugt örtlich begrenzte Bereiche erhöhter Flussdichte, was zu höheren Verlusten an diesen Punkten führt.

Was ist der Unterschied zwischen Nickel-Zink- und Mangan-Zink-Ferriten?

MnZn-Materialien haben eine hohe Permeabilität, während NiZn-Ferrite eine geringe Permeabilität aufweisen. Mangan-Zink-Ferrite werden in Anwendungen verwendet, in denen die Betriebsfrequenz weniger als 5 MHz beträgt. Nickel-Zink-Ferrite haben einen höheren spezifischen Widerstand und werden bei Frequenzen von 2 MHz bis zu mehreren hundert Megahertz verwendet. Die Ausnahme sind Gleichtaktinduktivitäten, bei denen die Impedanz von MnZn-Material die beste Wahl bis 70 MHz und NiZn von 70 MHz bis mehrere hundert GHz ist.

Warum ist in einigen Fällen nur das Minimum AL im Kerndatenblatt aufgeführt?

Permeabilität (und AL) variiert mit dem Laufwerkspegel. Für Leistungsanwendungen muss die maximale AL nicht begrenzt werden. Ein minimaler AL wird in maximalen Erregerstrom umgesetzt.

Was ist der richtige Klemmdruck für Ferrite?



Im Allgemeinen beträgt eine empfohlene Größe etwa 700 kg/m² (100 lbs./sq.in.).Paarungsfläche.

Warum schleifen Sie Ferritkerne?

Aufgrund der beim Brennvorgang entstehenden unebenen Oberfläche werden die Kerne flach auf der Berührungsfläche geschliffen. Es ist wichtig, dass die Kerne mit einem minimalen Luftspalt zusammenpassen, um die Spaltverluste niedrig zu halten und eine optimale Induktivität zu erreichen.

Warum werden Kerne geläppt? Was ist die Oberflächenbeschaffenheit?



Läppen ist ein zusätzlicher Produktionsprozess, der zur Verbesserung der Passfläche verwendet wird. Dies wird typischerweise bei Kernen mit einer Materialdurchlässigkeit von 5000 und größer durchgeführt, um den maximalen AL-Wert für ein gegebenes Material zu erreichen. Ein spiegelartiges Finish ist das Ergebnis. Die Oberflächenbeschaffenheit für eine normalerweise flachgeschliffene Oberfläche beträgt 0,5 bis 1,0 Mikrometer und für einen geläppten Kern beträgt sie 0,1 bis 0,2 Mikrometer.

Warum ist die Ferrit-Toleranz nicht immer ± 3%?

Aufgrund der Beschränkungen der Maschine, die die Lückenbildung durchführt, wird es zunehmend schwieriger, enge Toleranzen einzuhalten, wenn die Spaltabmessung abnimmt. Wenn AL zunimmt, wird die Lücke kleiner und die Toleranzen nehmen zu. Wenn die Lücke kleiner wird, wird die mechanische Toleranz proportional größer, zusätzlich wird der Einfluss der Variation der Materialdurchlässigkeit größer. Eine Lücke, die durch ihren AL-Wert spezifiziert wird, ergibt eine engere Toleranz als eine Lücke, die durch ihre physikalischen Dimensionen spezifiziert ist.

Wie kleben Sie Ferritkerne?

Das Kleben sollte mit duroplastischen Epoxidharzklebstoffen erfolgen. Der verfügbare Bereich ist sehr groß. Wichtige Faktoren bei der Auswahl sind die erforderliche Temperatur und Viskosität. Die wirtschaftliche Aushärtetemperatur darf nicht über der maximalen Temperatur liegen, bei der die Baugruppe sicher angehoben werden kann. Harz mit hoher Viskosität kann schwierig aufzubringen sein. Niedrigviskoses Harz kann aus einer schlecht angepassten Verbindung auslaufen oder kann von dem porösen Ferritmaterial absorbiert werden. Befolgen Sie die Anweisungen des Herstellers für ein bestimmtes Harz. Achten Sie darauf, Ferrite nicht thermisch zu schockieren; eine zu schnelle Erhöhung oder Senkung der Kerntemperatur ist gefährlich. Ferrite werden reißen, wenn die Temperatur 5-10° C / min übersteigt. Außerdem muss darauf geachtet werden, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) des Klebstoffs dem des Ferritmaterials entspricht. Ansonsten kann sich das Harz schneller ausdehnen oder zusammenziehen als der Ferrit; Das Ergebnis können Risse sein, die die Kerneigenschaften verschlechtern.

 

 

Breitbandtransformatoren

Material J, W,


Geringer Verlust, hoher μ (Permeabilität),  guter Frequenzgang

 

Common Mode Chokes

Material J, W

Gleichtaktdrosseln Sehr hohe μ

 

Konverter und Inverter Transformatoren

Material F

Geringe Verluste, hohe Sättigung

 

Schmalband-Transformatoren

Material F und J

Moderate Q, hohe μ, hohe Stabilität

 

Noise Filters

Material J und W

Hohe μ, guter Frequenzgang

 

Power Inductors

Material F

Geringe Verluste bei hohen Flussdichten und Temperaturen, Hohe Sättigung, Gute Stabilität unter Lastbedingungen.

 

Power Transformers

Material F

 Hoher μ und geringe Verluste bei hohen Flussdichten und Temperaturen, Hohe Sättigung, Niedrige Erregerströme.

 

Pulse Transformers

Material J und W

Hohe μ, geringe Verluste, hohe B Sättigung