Amorphous Multiple Air Gap C-Πυρήνας: Σχεδίαση, απόδοση και εφαρμογές

Τι είναι ένας άμορφος πυρήνας πολλαπλού διακένου αέρα C-;

Ένας άμορφος πυρήνας C-πολλαπλού διακένου αέρα είναι ένας ορθογώνιος μαγνητικός πυρήνας-σχήματος C που έχει κατασκευαστεί από άμορφη κορδέλα από κράμα με βάση Fe- που στερεοποιείται γρήγορα. Η κορδέλα τυλίγεται, ανόπτεται, κόβεται και στη συνέχεια διαχωρίζεται σε πολλά τμήματα έτσι ώστε τα κατασκευασμένα κενά αέρα να κατανέμονται κατά μήκος της μαγνητικής διαδρομής αντί να συγκεντρώνονται σε μία μόνο κοπή. Αυτή η δομή δίνει στους σχεδιαστές ακριβή έλεγχο της αποτελεσματικής διαπερατότητας του πυρήνα, η οποία είναι το κλειδί για σταθερή επαγωγή υπό συνθήκες πόλωσης DC.

Το άμορφο υλικό παράγεται με την απόσβεση ενός τηγμένου κράματος Fe-Si-B με ρυθμό ψύξης πάνω από ένα εκατομμύριο kelvin ανά δευτερόλεπτο, το οποίο παγώνει το μέταλλο σε μια μη-κρυσταλλική ταινία πάχους περίπου 20 έως 30 μικρομέτρων. Επειδή δεν υπάρχει δομή κόκκων, η απώλεια υστέρησης είναι πολύ μικρή και η κορδέλα μπορεί να στοιβάζεται με υψηλό συντελεστή ελασματοποίησης. Ο βαθμός 1k101 είναι ένας τυπικός άμορφος βαθμός βασισμένος σε Fe- που χρησιμοποιείται για μαγνητικά ισχύος στην περιοχή από 1 kHz έως 100 kHz.

Γιατί έχουν σημασία τα πολλαπλά διάκενα αέρα

Ένας συμβατικός πυρήνας ενός-κενού C-συγκεντρώνει ολόκληρο το διάκενο αέρα σε μία τομή. Υπό υψηλό ρεύμα συνεχούς ρεύματος, η ροή κροσσών γύρω από αυτό το ενιαίο διάκενο κορεσμό του τοπικού υλικού πυρήνα, αυξάνει τη θερμοκρασία του hotspot και παράγει ηχητικό θόρυβο. Ένας σχεδιασμός πολλαπλού διακένου αέρα χωρίζει το διάκενο σε πολλά μικρότερα τμήματα, γεγονός που μειώνει την πυκνότητα ροής κροσσών σε κάθε διάκενο, μειώνει την άνοδο της θερμοκρασίας και βελτιώνει τα χαρακτηριστικά πόλωσης DC-του τσοκ.

Τα πολλαπλά κενά μειώνουν επίσης τη μηχανική δόνηση που προκαλείται από τη μαγνητοσυστολή και τη μαγνητική έλξη μεταξύ των μισών του πυρήνα. Για τα τσοκ εξόδου τροφοδοσίας με μεταγωγή-λειτουργίας και τα τσοκ ενίσχυσης PFC, αυτό μεταφράζεται σε πιο αθόρυβη λειτουργία και μια πιο γραμμική καμπύλη επαγωγής από χωρίς φορτίο σε πλήρες φορτίο.

Στοιχεία Υλικού και Απόδοσης

Ο πυρήνας είναι κατασκευασμένος από άμορφο κράμα ποιότητας 1k101 με βάση το Fe-με τις ακόλουθες τυπικές μαγνητικές και φυσικές ιδιότητες:

Παράμετρος	Αξία
Πυκνότητα ροής κορεσμού Bs	1.56 T
Σκληρότητα Hv	960 kg/mm2
Θερμοκρασία Κιουρί Tc	410 C
Ηλεκτρική αντίσταση	130 uOhm.cm
Θερμοκρασία κρυστάλλωσης Τχ	500 C
Πυκνότητα	7,18 g/cm3
Μαγνητοσυστολή λάμδα-	27 x 10-6
Απώλεια πυρήνα Ps στα 16 kHz, 37 mT	κάτω από 1,0 W/kg

Η υψηλή ειδική αντίσταση των 130 uOhm.cm, περίπου τριπλάσια από αυτή του χάλυβα πυριτίου με προσανατολισμό κόκκων-, καταστέλλει τις απώλειες δινορευμάτων σε υψηλή συχνότητα, ενώ η πυκνότητα ροής κορεσμού 1,56 T επιτρέπει μικρότερο όγκο πυρήνα για ένα δεδομένο ονομαστικό ρεύμα.

Τυπικές Εφαρμογές

Έξοδος λείων τσοκ φίλτρου για τροφοδοτικά με μεταγωγή-λειτουργίας

Τσοκ ενίσχυσης PFC για ηλιακούς μετατροπείς και πασσάλους φόρτισης EV

Τσοκ inverter AC για φωτοβολταϊκούς μετατροπείς και φίλτρα ενεργού ισχύος

Τσοκ DC και επαγωγείς φίλτρων σε ρομποτικά συστήματα

Τσοκ γραμμής και φόρτωσης σε μετατροπείς συχνότητας

Σε όλα αυτά τα κυκλώματα, το τσοκ πρέπει να φέρει ένα σημαντικό στοιχείο συνεχούς ρεύματος ή χαμηλής-συχνότητας εναλλασσόμενου ρεύματος, διατηρώντας παράλληλα μια καθορισμένη επαγωγή, η οποία είναι ακριβώς η κατάσταση όπου οι άμορφοι πυρήνες πολλαπλών διακένων αέρα υπερτερούν των εναλλακτικών χάλυβα πυριτίου και φερρίτη.

Εύρος τυπικών διαστάσεων

Ο πυρήνας παρέχεται ως δύο ταιριαστά μισά C. Ο παρακάτω πίνακας παραθέτει αντιπροσωπευτικά τυπικά μεγέθη. ο συμβολισμός ακολουθεί τα a, b, c, d, e, f ως το κύριο παράθυρο και τις εξωτερικές διαστάσεις, lm το μέσο μήκος μαγνητικής διαδρομής, Ac την ενεργή διατομή-, Wa την περιοχή του παραθύρου, WaAc το γινόμενο εμβαδού και τη μάζα του βάρους ενός πλήρους πυρήνα.

ένα χιλιοστό	b mm	c mm	d mm	e mm	f mm	lm cm	Ac cm2	Wa cm2	WaAc cm4	Μάζα g
9 +/-0.5	10	32.8	15 +/-0.5	28 +/-1.5	50.8 +/-1.5	11.2	1.2	3.3	3.9	97
10 +/-0.5	11	33	20 +/-0.5	31 +/-1	53 +/-2	11.8	1.74	3.6	6.3	150
11 +/-0.8	13	40	25 +/-0.5	35 +/-1	62 +/-2	13.7	2.4	5.2	12.5	241
13 +/-0.8	15	56	30 +/-0.5	41 +/-1	82 +/-2	17.9	3.4	8.4	28.6	450
16 +/-1	20	70	30 +/-0.5	52 +/-1	102 +/-3	22.7	4.19	14	58.6	740
19 +/-1	25	83	40 +/-1	63 +/-1	121 +/-3	27.2	6.63	20.8	137.5	1321
22 +/-1	35	85	50 +/-1	79 +/-1	129 +/-3	30.4	9.59	29.8	285.4	2135
26 +/-1	45	88	40 +/-1	97 +/-1	140 +/-3	34.3	9.07	39.6	359.1	2275
30 +/-1	40	95	85 +/-1	100 +/-1	155 +/-4	35.7	22.24	38	845	5820
33 +/-1	40	105	85 +/-1	106 +/-1	171 +/-4	38.7	24.46	42	1027.3	6930

Μπορούν να παραχθούν προσαρμοσμένα μεγέθη, μήκη διακένου αέρα και πλήθος τμημάτων με διάκενα ώστε να ταιριάζουν με την αυτεπαγωγή στόχο και το ρεύμα συνεχούς ρεύματος ενός συγκεκριμένου σχεδίου.

Σημειώσεις επιλογής και κοινά λάθη

Προσδιορίστε το ρεύμα πόλωσης DC και την απαιτούμενη αυτεπαγωγή σε αυτό το ρεύμα, όχι μόνο την επαγωγή χωρίς-φορτίο, επειδή η πραγματική διαπερατότητα μειώνεται καθώς αυξάνεται το ρεύμα συνεχούς ρεύματος.

Ελέγξτε την άνοδο της θερμοκρασίας στη μέγιστη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Οι άμορφοι πυρήνες λειτουργούν πιο θερμοί από τον φερρίτη με την ίδια αιώρηση ροής, εκτός εάν η κατανομή του χάσματος και οι απώλειες χαλκού εξισορροπηθούν.

Μην αντικαταστήσετε ούτε έναν-πυρήνα κενού του ίδιου προϊόντος περιοχής. η απόδοση DC-πόλωσης και θορύβου θα διαφέρουν σημαντικά.

Επαληθεύστε το παράθυρο περιέλιξης πριν παραγγείλετε. το προϊόν περιοχής WaAc είναι ο πιο γρήγορος δείκτης για το εάν ταιριάζει ο απαιτούμενος αριθμός στροφών.

FAQ

Τι σημαίνει πολλαπλό διάκενο αέρα σε έναν άμορφο πυρήνα C-;

Σημαίνει ότι η μαγνητική διαδρομή χωρίζεται σε πολλά μικρά κενά αντί για μια μεγάλη τομή. Κάθε τμήμα διακένου περιορίζει τη ροή κροσσών, γεγονός που βελτιώνει τη σταθερότητα της πόλωσης DC, μειώνει την άνοδο της θερμοκρασίας και μειώνει τον ηχητικό θόρυβο σε τσοκ υψηλού-ρεύματος.

Γιατί να χρησιμοποιείτε άμορφο κράμα αντί για σιλικονούχο χάλυβα για τσοκ υψηλής-συχνότητας;

Το άμορφο κράμα έχει περίπου τριπλάσια ηλεκτρική ειδική αντίσταση από χάλυβα πυριτίου και πολύ χαμηλή απώλεια υστέρησης, επομένως οι απώλειες δινορευμάτων και υστέρησης παραμένουν χαμηλές στις συχνότητες μεταγωγής από 1 kHz σε 100 kHz. Αυτό επιτρέπει μικρότερο όγκο πυρήνα και ψυχρότερη λειτουργία.

Ποια είναι η πυκνότητα ροής κορεσμού του άμορφου κράματος 1k101;

Η τυπική πυκνότητα ροής κορεσμού Bs είναι 1,56 Τ, η οποία είναι υψηλότερη από τον φερρίτη και επαρκής για τους περισσότερους σχεδιασμούς επαγωγέων ισχύος, ενώ διατηρεί τον όγκο του πυρήνα συμπαγή.

Πώς επηρεάζουν τα πολλαπλά κενά αέρα την απόδοση πόλωσης DC;

Τα κατανεμημένα κενά διαχέουν τη ροή κροσσών και αυξάνουν το ενεργό ρεύμα κορεσμού, έτσι η αυτεπαγωγή παραμένει πιο σταθερή από ελαφρύ φορτίο σε πλήρες φορτίο, κάτι που είναι απαραίτητο για την ενίσχυση PFC και τα τσοκ φίλτρου εξόδου.

Ποιες εφαρμογές επωφελούνται περισσότερο από αυτόν τον βασικό σχεδιασμό;

Τα τσοκ εξόδου τροφοδοσίας με μεταγωγή{0}λειτουργίας, τα τσοκ ενίσχυσης PFC σε ηλιακούς μετατροπείς και πασσάλους φόρτισης EV, τσοκ μετατροπέα AC, αντιδραστήρες ενεργού φίλτρου ισχύος και τσοκ γραμμής μετατροπέα συχνότητας, όλα επωφελούνται από τη συμπεριφορά χαμηλής απώλειας και σταθερής μεροληψίας DC-.

Μπορούν να προσαρμοστούν οι διαστάσεις του πυρήνα;

Ναί. Η γεωμετρία του πυρήνα, το μήκος του διακένου αέρα, ο αριθμός των τμημάτων του διακένου και το παράθυρο περιέλιξης μπορούν να ρυθμιστούν ώστε να ανταποκρίνονται σε μια συγκεκριμένη αυτεπαγωγή, τρέχουσα βαθμολογία και θερμικό προϋπολογισμό.