1K107 E-nanokristalne jezgre za prekidačke izvore napajanja

Što je nanokristalna jezgra oblika 1K107 E-?

Oznaka 1K107 odnosi se na nanokristalnu meku magnetsku leguru na bazi željeza s vrlo visokom propusnošću, velikom gustoćom toka zasićenja i niskim gubitkom jezgre na visokoj frekvenciji. Kada se proizvodi u E-obliku, jezgra pruža prikladnu tri-magnetsku strukturu koja se lako namotava i montira na PCB ili šasiju. Nanokristalne jezgre oblika E- koriste se u sklopnim jedinicama napajanja za poboljšanje performansi, posebno u aplikacijama visoke-snage, visoke-frekventnosti kao što su pretvarači, punjači baterija i industrijska oprema, gdje daju kompaktniji i učinkovitiji dizajn od konvencionalnih feritnih jezgri.

Ključne prednosti u usporedbi s feritom

Visoka magnetska indukcija zasićenja: legura 1K107 zasićena je na oko 1,2 T, otprilike 2,5 puta više od gustoće fluksa zasićenja ferita snage, što omogućuje manje transformatore s većom gustoćom snage ili većim zamahom fluksa za istu veličinu jezgre.

Niski gubici u jezgri na visokoj frekvenciji: nanokristalne jezgre imaju značajno manje gubitke u jezgri na 20-50 kHz od feritnih, povećavajući učinkovitost i smanjujući stvaranje topline u transformatoru.

Izvrsna toplinska stabilnost: s Curiejevom temperaturom od oko 570 stupnjeva, magnetska izvedba ostaje stabilna u mnogo širem temperaturnom rasponu od ferita, čija se svojstva pogoršavaju znatno ispod 200 stupnjeva.

Kompaktan dizajn: superiorna magnetska svojstva omogućuju manje veličine jezgri, što je kritično za aplikacije s ograničenim prostorom kao što su vozila, punjači i medicinska oprema.

Visoka propusnost: visoka početna propusnost smanjuje broj zavoja potrebnih za dati induktivitet, smanjujući gubitak bakra i troškove namota.

Primjene u sklopnim izvorima napajanja

Glavni transformatori

Veliki prekidački izvori napajanja i pretvarači koriste nanokristalne jezgre u obliku E- za svoje glavne transformatore za učinkovito rukovanje visokom snagom. Visoki tok zasićenja omogućuje manji presjek jezgre, dok niski gubici održavaju porast temperature unutar granica pri visokim frekvencijama prebacivanja.

Visoko{0}}frekventni transformatori

Za naprijed, flyback i LLC rezonantne pretvarače koji rade na 20-100 kHz, mali gubitak jezgre nanokristalnog materijala je odlučujuća prednost. Transformator može raditi s većim zamahom fluksa, smanjujući broj zavoja i gubitak bakra.

Induktori i prigušnice

Nanokristalne jezgre oblika E- koriste se u induktorima uobičajenog-moda, PFC (korekcija faktora snage) induktorima i induktorima za filtriranje. U PFC boost induktorima, visoka gustoća toka zasićenja i opcija kontroliranog zračnog raspora omogućuju veliku pohranu energije u malom volumenu.

Ostala energetska elektronika

Dodatne primjene uključuju UPS sustave, solarne invertere i IGBT inverterska napajanja, gdje su učinkovitost, toplinska stabilnost i kompaktnost jednako važni.

Tipične dimenzije

Tablica u nastavku navodi reprezentativne dimenzije nanokristalne jezgre oblika E-. A, B, C, D, E i F su standardni geometrijski parametri E-jezgre; vrijednosti tolerancije dane su nakon znaka plus-minus.

A (mm)	B (mm)	C (mm)	D (mm)	E (mm)	F (mm)
8.3 ± 0.2	6.0 ± 0.1	1.8 ± 0.2	3.6 ± 0.2	3.0 ± 0.1	4.0 ± 0.1
10.0 ± 0.3	7.0 ± 0.2	2.4 ± 0.2	4.6 ± 0.3	4.2 ± 0.2	5.4 ± 0.2
13.0 ± 0.3	10.2 ± 0.3	2.6 ± 0.2	5.9 ± 0.2	4.6 ± 0.1	6.0 ± 0.2
16.0 ± 0.3	12.0 ± 0.3	3.8 ± 0.2	4.8 ± 0.2	5.2 ± 0.2	7.2 ± 0.1
19.0 ± 0.3	14.0 ± 0.2	4.8 ± 0.3	4.8 ± 0.3	5.7 ± 0.2	8.0 ± 0.3
22.0 ± 0.6	15.6 ± 0.2	5.7 ± 0.3	5.7 ± 0.3	5.4 ± 0.3	9.2 ± 0.3
25.0 ± 0.4	18.6 ± 0.3	6.5 ± 0.3	6.5 ± 0.3	6.8 ± 0.2	10.0 ± 0.2
28.0 ± 0.6	18.6 ± 0.3	7.2 ± 0.2	10.7 ± 0.3	6.5 ± 0.2	10.5 ± 0.3
30.0 ± 0.5	19.9 ± 0.4	6.9 ± 0.3	7.1 ± 0.2	10.0 ± 0.2	15.0 ± 0.2
33.0 ± 0.3	23.5 ± 0.3	9.6 ± 0.4	12.7 ± 0.3	9.2 ± 0.3	13.7 ± 0.3
35.0 ± 0.6	24.6 ± 0.2	10.0 ± 0.3	10.0 ± 0.3	12.5 ± 0.3	17.5 ± 0.3
42.1 ± 0.9	29.5 ± 0.2	12.0 ± 0.3	15.0 ± 0.3	15.2 ± 0.4	21.1 ± 0.3

Gore navedene dimenzije služe kao referenca. Dodatne veličine i geometrije mogu se prilagoditi kako bi se zadovoljile specifične potrebe za snagom i prostorom, uključujući verzije s prazninama za induktore-pohrane energije.

Razmatranja dizajna za inženjera za napajanje

Provjerite ljuljanje fluksa: nanokristalne jezgre dopuštaju veći delta-B od feritnih, ali gubitak jezgre brzo raste s frekvencijom i gustoćom fluksa, pa provjerite krivulju gubitaka na stvarnoj radnoj točki.

Uzmite u obzir zračni raspor: za PFC i filterske induktore potreban je kontrolirani raspor za pohranu energije; za primjene transformatora, jezgra bez razmaka povećava propusnost i smanjuje struju magnetiziranja.

Provjerite prozor namotaja: područje prozora u obliku E-a i poprečni-presjek jezgre zajedno određuju moguću snagu. Upotrijebite A x B umnožak jezgre za procjenu mogućnosti napajanja u prvom projektiranom prolazu.

Smanjenje temperature: iako je Curiejeva temperatura visoka, izolacija žice i obloga jezgre postavljaju praktičnu temperaturnu granicu; održavajte temperaturu jezgre ispod oko 120-150 stupnjeva za dugoročnu pouzdanost.

Rukovanje: nanokristalne jezgre osjetljive su na mehanički stres. Koristite isporučeni zaštitni premaz i izbjegavajte stezanje jezgre izravno na njezinu magnetsku stazu.

FAQ

Što znači 1K107 u oznaci jezgre?

1K107 je oznaka stupnja nanokristalne legure na bazi željeza-: identificira specifičan sastav i toplinsku obradu koji daju jezgri visoku propusnost, visoku gustoću toka zasićenja i male gubitke u jezgri. Različiti stupnjevi u seriji 1K optimizirani su za različite kombinacije gubitaka, propusnosti i frekvencijskog raspona.

Zašto je gustoća toka zasićenja važna u sklopnom transformatoru napajanja?

Veća gustoća toka zasićenja omogućuje transformatoru da radi s većim zamahom toka, što znači manje zavoja i manju jezgru za istu snagu. S feritom, korisna promjena toka ograničena je na oko 0,2-0,3 T, dok nanokristalni materijal može raditi na 0,5-0,8 T ili više, otprilike prepolovljujući presjek jezgre za istu snagu.

Mogu li se nanokristalne jezgre E{0}} oblika koristiti na frekvencijama iznad 100 kHz?

Mogu, ali gubici u jezgri rastu s frekvencijom, pa se zamah fluksa mora smanjiti u skladu s tim. Između 20 i 100 kHz materijal nudi jasnu prednost u odnosu na ferit; iznad 100-200 kHz, usporedba ovisi o specifičnom stupnju legure i potrebnoj učinkovitosti.

Kakva je nanokristalna E{0}}jezgra u usporedbi s feritnom E-jezgrom iste veličine?

Za istu geometriju, nanokristalna jezgra pruža otprilike 2,5 puta veću gustoću toka zasićenja i manji gubitak jezgre na 20-50 kHz, omogućujući veću propusnost snage. Feritna jezgra je lakša, jeftinija i lakše ju je nabaviti u vrlo velikim veličinama, tako da izbor ovisi o gustoći snage, cijeni i toplinskim zahtjevima dizajna.

Trebaju li nanokristalne jezgre zračni raspor za PFC induktore?

Da. Induktori-za pohranjivanje energije kao što su PFC induktori za pojačanje zahtijevaju zračni raspor za pohranjivanje energije u magnetskom polju. Jezgra se može isporučiti s raspodijeljenim razmakom ili diskretnim razmakom tako da induktivitet ostaje stabilan pod istosmjernim prednaponom bez zasićenja.