Сердечники: производство и применение

По материалу изготовления сердечники могут быть:

• броневые (наборное железо) - для низких частот, как правило, на частоту десятки-сотни герц;
• марганец-цинк (феррит) - для высоких частот – до 500кГц;
• никель-цинк;
• молибден-пермаллой;
• альсифер (сендаст), у некоторых производителей выпускающийся под товарным названием Kool Mu;
• различные сплавы;
• нанокристаллические кольца и т.д.

По форме изготовления сердечники разделяются на:

• кольцевые (тороидальные);
• Ш-образные;
• различные модификации Е-образных, позволяющие достичь оптимальных параметров трансформатора в зависимости от конкретных условий (ограничение высоты на плате, способ крепления, назначение трансформатора). Количество форм таких сердечников для трансформаторов достаточно велико – ETD, PQ, EFD, EI и многие другие.

Наиболее популярная основа для изготовления импульсных источников питания - материал N87 (Epcos) и его аналоги, например, P4 фирмы Fuantronics или FW44 компании Ferriwo, работающие на частоте до 1 Мгц и магнитной индукции до 3,72 Гс.

Тороидальные сердечники

Тороидальные сердечники – классика электромагнитных компонентов. Все расчеты катушек индуктивности и трансформаторов строятся именно для тороидальных магнитопроводах. Они являются эталонными, так как магнитное поле, возникающее при прохождении тока через катушку, намотанную на торе, целиком сосредоточено внутри сердечника. Таким образом, катушка почти не излучает магнитное поле вовне. Однако, с точки зрения серийного производства, намотка тороидальных сердечников значительно сложнее и требует наличия специального дорогостоящего оборудования и , как следствие, изделия получаются дорогими и громоздкими.

Тем не менее, они не теряют свою популярность и широко используются в электронике. В схемах с большими токами они не имеют альтернативы, именно поэтому разнообразие тороидальных сердечников значительно шире, чем у любых других.

Производители предлагают широкий выбор тороидальных сердечников для различных применений с учетом потребностей разработчика.

Наиболее широко используемыми сердечниками являются ферриты, выполненные из оксида железа с добавлением марганца и никеля. Такие ферритовые сердечники обеспечивают работу в полях до 300 мТл (3000 Гаусс).

Область применения – импульсные трансформаторы с частотой до 1 МГц, помехоподавляющие фильтры и т.д. Выпускаются с начальной проницаемостью от 400 (для Ni-Zn) до 15000 (Mn-Zn). Как правило, тороидальные сердечники с высокой проницаемостью используются для производства синфазных фильтров на большие токи.

Сердечники широко используются с распределенным зазором:

• Распыленное железо (Iron Powder core). Торговое название у многих производителей сердечников в Китае – KT. Самыми распространенными являются тороидальные сердечники, хотя выпускаются также Ш-образные, столбики и «гантели» DR. Проницаемость находится в диапазоне 10-100, самыми популярными являются сердечники с проницаемостью 75 (марка материала 26 и 52), при этом у материала 52 меньшие потери на высоких частотах. Насыщение наступает в полях 10000-12000 Гаусс (1 Тл), потери у таких колец достаточно высокие, но низкая стоимость оправдывает во многих случаях их применение.
• Сендаст (альсифер) выпускается также с торговым названием KS (аналог компании Magnetics – Kool Mu). Эти сердечники могут использоваться в магнитных полях до 0,8-0,9 Тл (9000 Гаусс), для этого материала характерны низкие потери. Стоимость, например, сердечника KS с размерами 20,312,76,35 составляет около 0,25 долларов. Покрытие - парилен черного цвета. Проницаемость в пределах 26-125.
• Молибден-пермаллой (торговое название MPP) характеризуются минимальными потерями среди всех рассматриваемых, и высокой температурной стабильностью, могут быть использованы для работы в полях до 7500 Гаусс, однако стоимость их самая высокая среди всех сердечников с распределенным зазором, рассматриваемое в качестве примера кольцо 20,312,76,35 обойдется уже примерно в 2 доллара.
• High Flux (HF) стоит ниже, чем молибден-пермаллой, стоимость того же сердечника 20,312,76,35 составляет около 1,10 доллара. Индукция насыщения у этого типа до 15000 Гаусс (1,5Тл), что делает их лидерами по этому параметру. В то же время потери у них выше, чем у MPP. Данный тип хорошо подходит для изготовления дросселей с большими постоянными токами.
• Нанокристаллические материалы – выполнены из специальной железной фольги исключительно малой толщины, начальная проницаемость составляет десятки и сотни тысяч, рабочая частота – до 3 МГц,индукция насыщения – 1,15 Тл, потери в сердечнике – менее 30 Вт/кг при частоте 30 кГц и магнитной индукции 0,3 Тл. Важным параметром таких сердечников является их термостабильность, температура Кюри составляет 570 градусов С. Использование таких материалов позволяет значительно снизить габариты изделия. К недостаткам можно отнести высокую стоимость и малое распространение.

Ормикс компонент предлагает купить тороидальные и ферритовые сердечники по низким ценам на сайте или по телефону +7 (495) 544-71-16.