Порошковые сердечники с высокой индукцией насыщения

Порошковые сердечники с высокой индукцией насыщения

Сердечники MPP представляют собой кольцевые сердечники, изготовленные на 79% из никеля, на 17% из железа и на 4% из молибденового порошка и имеют наименьшие потери из всех порошковых материалов. Преимуществом Сердечников MPP является высокое удельное сопротивление, низкие величины значений гистерезиса и вихревых токов, высокая стабильность индуктивности после намагничивания большим постоянным током. Высокая температурная и временная стабильность магнитной проницаемости от температуры делает их незаменимыми для изготовления высокоточных катушек индуктивности, работающих в широком интервале температур. При обычных условиях хранения индуктивность сердечника изменится менее чем на 0,05%.

Сердечники High Flux имеют состав 50% из никеля и 50% из порошкового железа и обладают высокой индукцией насыщения по сравнению с другими порошковыми материалами. Сердечники High Flux обладают рядом преимуществ, которые позволяют их рекомендовать для применений, требующих высокой мощности, высокого подмагничивания постоянного или переменного токов на высоких частотах. Индукция насыщения сердечников High Flux 1,5 Тл, что гораздо больше, в сравнении с 0,75 Тл для стандартных сердечников MPP или 0,45 Тл для ферритовых сердечников. Сердечники High Flux имеют потери значительно меньшие, чем у сердечников из распыленного железа (iron powder cores). В большинстве применений использование сердечников High Flux обеспечивает значительное уменьшение размеров моточных изделий по сравнению с другими сердечниками из порошковых материалов.

Сердечники Kool Mµ изготавливаются из из сплава железа с алюминием и характеризуются низкими потерями при повышенных частотах. Магнитострикция, близкая к нулю делает сердечники Kool Mµ идеальными для устранения звуковых шумов в фильтрах. Сердечники Kool Mµ имеют значительно меньшие потери, чем сердечники на основе распыленного железа и обеспечивают уменьшение габаритов моточных изделий и величину температурных скачков по сравнению с последними. Благодаря низкой стоимости сердечники Kool Mµ широко используются в мире в схемах источников питания.

Не содержащие дорогостоящего никеля, а следовательно, недорогие сердечники из нового материала XFLUX сочетают в себе ранее не доступные для других никель не содержащих материалов характеристики, как повышенную величину индукции (1,6Тл) и высокую стабильность магнитной проницаемости от температуры.

Сравнение характеристик пермаллоев производства Magnetics

Материал     Состав          сплава       Стабильность проницаемости при подмагничивании постоянным током
Потери в сердечнике Относительная стоимость Индукция насыщения Температура Кюри Рабочие Температуры 60μ,
плоская зависимость до частоты
XFlux®
Fe Si
Наиболее высокое
Высокие
     Низкая      1.6 Тл      700 °С   -55 ... 200 °С      500 кГц
High Flux
Fe Ni
Наиболее высокое Средние
     Высокая      1.5 Тл      500 °С   -55 ... 200 °С      1 МГц
75 серия
Fe Si Al
Высокое
Средние
     Низкая      1.5 Тл      700 °С -55 ... 200 °С       500 кГц
Kool Mμ® MAX
Fe Si Al
Высокое
Очень низкие
     Средняя      1.0 Тл      500 °С -55 ... 200 °С      900 кГц
 MPP FeNiMo                  Высокое      Очень           низкие      Наиболее            Высокая      0.8 Тл      460 °  -55 ... 200 °С      2 МГц
 Kool Mμ®  Fe Si Al          Среднее     Низкие          Низкая      1.0 Тл      500 °С -55 ... 200 °С      900 кГц
 Порошковое железо      Fe          Среднее   Наиболее     высокие      Наиболее           Низкая    1.2-1,5 Тл      770 -30 ... 75 °С      500 кГц
 Феррит  Керамическая      технология          Низкое   Наиболее       низкие      Наиболее            Низкая      0.45 Тл   100 - 250 °С   Варьируется  Варьируется

Характеристики материала EDGE

Кольцевые сердечники Edge изготавливаются из сплава на основе Fe-Ni и отличаются улучшенными параметрами при подмагничивании постоянным током (на 30 % выше в сравнении с другими порошковыми материалами) и высокими значениями индукции насыщения (сопоставимыми с HighFlux). Применение сплава позволяет обеспечить минимальный размер готовых изделий и максимальную эффективность, а также добиться наиболее низких потерь (на 40% меньше, чем у материала HighFlux). Порошковые сердечники Edge представляют интерес для использования в источниках питания (серверные стойки), телекоммуникационном оборудовании, катушках индуктивности импульсных регуляторов, фильтрах подавления помех, обратноходовых трансформаторах, импульсных трансформаторах, элементах для коррекции коэффициента мощности и др.. В настоящее время, для заказа доступны сердечники Edge с проницаемостью 26 и 60 в стандартном размерном ряде с диаметром до 40 мм.

Характеристики материала Kool Mμ® Hƒ

Сердечники Kool Mμ® Hƒ изготавливаются на основе порошка (Al-Si-Fe) с распределенным зазором для работы на частоте 200-500 кГц. Основой для разработки материала Kool Mμ Hƒ послужила увеличивающаяся потребность в катушках индуктивности, используемых в силовом оборудовании на основе GaN и SiC, а также бесперебойных источниках питания. Несмотря на то, что интерес потребителей сосредоточен в основном на рабочих частотах 200-500 кГц, марка Kool Mμ Hƒ характеризуется низкими потерями в широком частотном диапазоне. При этом, улучшенные показатели по потерям для силовых индуктивностей на основе Kool Mμ Hƒ сохраняются вплоть до 2-3 МГц и соответствуют потерям в материале MPP в более низком диапазоне частот (20-200 кГц), что позволяет использовать новый материал в любом источнике питания высокой эффективности. Величина потерь в сердечнике для Kool Mμ® Hƒ на 35% ниже в сравнении с Kool Mμ. В настоящее время для заказа доступны сердечники Kool Mμ Hƒ с проницаемостью 26 и 60 в стандартном размерном ряде с диаметром до 40 мм.

Характеристики материала Amoflux®

На сегодняшний день в промышленных источниках питания, компьютерной технике и другом оборудовании, где требуется коррекция коэффициента мощности и установка выходных DC дросселей наряду с отмеченными пермаллоями и порошковым железом перспективным является использование материала марки Amoflux® (Fе Si B), выпускаемого компанией Magnetics. Благодаря наличию распределенного зазора удается значительно снизить потери в сердечнике и добиться высоких значений индукции насыщения (1,5 Тл). Кроме того, этот сплав обладает стабильностью таких параметров как индукция насыщения и потери в сердечнике при температурах вплоть до 155°С. Сердечники, выполненные из материала Amoflux®, выпускаются в форме колец с магнитной проницаемостью 60.

       Сравнение материала Amoflux® с другими материалами       
 Основные характеристики High Flux Kool Mµ
 MPP 
Потери в сердечнике
Amoflux® на 50% лучше
близки по уровню потерь
MPP лучше
Подмагничивание постоянным током
High Flux лучше
Amoflux® на 50% лучше
Amoflux® на 30% лучше
Цена
Amoflux® ниже
Kool Mµ ниже
Amoflux® намного ниже
Преимущества Amoflux® перед другими материалами
Лучше эффективность, более экономичное решение
Более высокая допустимая нагрузка по току, возможность снизить габаритные размеры
Более высокая допустимая нагрузка по току, возможность снизить габаритные размеры, более экономичное решение


75-series

         Размеры и магнитные характеристики сердечников, изготавливаемых компанией Magnetics из Amoflux®      

Код изделия

Магнитная
проницаемость
   AL±8%
нГн/виток2  
  Вес
   г 
Размеры сердечника после покрытия
Эффективные параметры
Внешний
 диаметр,
мм
Внутренний диаметр,
мм
Высота,
мм

Ve 
(Эффективный объем),
мм3
Ae 
(Эффективное
сечение),
 мм2
Le
(Длина магнитного пути),
мм
    0088351A7     60    51   14     24,4     13,7     9,66     2,280     38,8     58,8
   0088894A7     60     75     26     27,69     14,1     12,0     4,150    65,4     63,5
   0088071A7     60     61     33     33,66     19,4     11,5     5,340    65,6     81,4
   0088083A7    60     81     65     40,77     23,3     15,4     10,600    107        98,4
   0088439A7    60    135   131    47,63      23,3      19,0      21,3  199      107
   0088192A7    60     138     173     58,04     25,57     16,2     28,6     229     125

Характеристики материала 75 серии

Кольцевые сердечники 75-ой серии изготавливаются из сплава на основе железа, кремния и алюминия и характеризуются улучшенными параметрами (напряженность магнитного поля DC) в сравнении с материалом Kool Mµ и более низкими потерями в сердечнике, чем у марки XFlux. Благодаря высоким значениям индукции насыщения использование магнитопроводов 75 серии является бюджетным решением для применений, где крайне важны стабильность параметров, в частности, магнитной индукции при включенной нагрузке, например, в инверторах для возобновляемых источников энергии, а также источниках бесперебойного питания. Кроме того, сердечники 75-ой серии могут быть рассмотрены в качестве альтернативы по стоимости материала HighFlux и также отличаются значительными преимуществами по потерям и напряженности магнитного поля в сравнении с распыленным железом (Iron Powder).


75-series

                 Напряженность магнитного поля и потери в сердечнике для материала 75 -серии
 с разной проницаемостью   
Магнитная проницаемость
26μ
40μ
 60μ
Напряженность магнитного поля DC (A•Tл/см)
спад 80%
128 80 56
спад 50%
282
183
115
       Потери в сердечнике (мВт/см3)
 при 100 мТл и 50кГц             700        676        537
 при 100 мТл и 100кГц            1900       1860       1425

Характеристики материала Kool Mµ® MAX

В марте 2017 года компания Magnetics добавила в свою линейку порошковых материалов новый материал, который получил название Kool Mµ® MAX, являющийся более усовершенствованной версией марки Kool Mµ®. Кольцевые сердечники Kool Mµ® MAX изготавливается из сплава на основе железа, кремния и алюминия, и характеризуются более низкими потерями и более высокой стабильностью магнитной проницаемости при подмагничивании постоянным током в сравнении с материалом Kool Mµ®. Кроме того, сердечники Kool Mµ® MAX обеспечивают уменьшение габаритов моточных изделий и величину температурных скачков по сравнению с сердечниками, выполненными из материала Kool Mµ®.

Сердечники Kool Mµ® MAX


75-series 

Выпускаемые типоразмеры сердечников Kool Mµ® MAX и значения магнитной проницаемости:

Сердечники, выполненные из материала Kool Mµ® MAX, выпускаются в форме колец с магнитной проницаемостью 26 и 60 и покрывают размерный ряд от R13.5 до R134 (после нанесения защитного диэлектрического покрытия epoxy). Цвет покрытия - чёрный.

 Размеры до нанесения
защитного диэлектрического
покрытия epoxy (мм)
26μ
60μ
12.7 х 7.62 х 4.75
0079052A7
0079051A7
16.6 х 10.2 х 6.35
0079122A7
0079121A7
17.3 х 9.65 х 6.35
0079382A7
0079381A7
20.3 х 12.7 х 6.35
0079208A7
0079848A7
 22.9 х 14.0 х 7.62      0079312A7       0079059A7
 23.6 х 14.4 х 8.89      0079352A7       0079351A7
 26.9 х 14.7 х 11.2      0079932A7       0079894A7
 32.8 х 20.1 х 10.7       0079550A7      0079071A7
 34.3 х 23.4 х 8.89      0079587A7     0079586A7
 35.8 х 22.4 х 10.5    0079326A7   0079076A7
 39.9 х 24.1 х 14.5    0079256A7   0079083A7
 46.7 х 24.1 х 18.0    0079440A7   0079439A7
 46.7 х 28.7 х 15.2    0079091A7   0079090A7
 50.8 х 31.8 х 13.5      0079717A7   0079716A7
 57.2 х 26.4 х 15.2    0079191A7   0079192A7
 57.2 х 35.6 х 14    0079111A7   0079110A7
 62 х 32.6 х 25    0079615A7   0079617A7
 74.1 х 45.3 х 35    0079735A7   0079737A7
 77.8 х 49.2 х 12.7    0079868A7    
 77.8 х 49.2 х 15.9    0079908A7   0079907A7
 101.6 х 57.2 х 16.5    0079102A7   0079099A7
 134 х 77.19 х 26.8 (*)      0079337A7  

(*) Для данного сердечника размеры указаны после нанесения защитного диэлектрического покрытия epoxy.

Преимущества порошковых материалов фирмы Magnetics

  • Более широкие номенклатурные ряды.
  • Наличие диэлектрического покрытия, облегчающего процесс намотки и значительно увеличивающего долговечность изделий при эксплуатации в условиях неблагоприятной климатики, выдерживающего напряжение пробоя до 1500В.
  • Более жесткие требования по разбросу коэффициента одновитковой индуктивности — до 2% (отечественные КГЖП757140.001ТУ с приемкой 5 допускают разброс до 10%).
  • Наличие термокомпенсированных вариантов исполнения, позволяющих изготавливать высокостабильные прецизионные катушки индуктивности, работающие в широком интервале температур.
  • Великолепная техническая поддержка в идее литературы и статей.
  • Низкая, по сравнению с отечественными порошковыми материалами, стоимость сердечников.