Panduan Pemilihan Bahan Inti Ferit untuk SMP

Dalam posting ini kita belajar bagaimana memilih bahan inti ferit dengan spesifikasi yang benar untuk memastikan kompatibilitas yang tepat dengan desain sirkuit SMP yang diberikan

Mengapa Inti Ferit

Ferit adalah zat inti yang luar biasa untuk transformer , inverter dan induktor dalam spektrum frekuensi 20 kHz hingga 3 MHz, karena keuntungan dari pengurangan biaya inti dan kerugian inti yang minimal.

Ferit adalah bahan yang efektif untuk catu daya inverter frekuensi tinggi (20 kHz hingga 3 MHz).

Ferit harus digunakan dalam pendekatan jenuh untuk daya rendah, fungsi frekuensi rendah (<50 watts and 10 kHz). For high power functionality a 2 transformer layout, employing a tape wrapped core as the saturating core and a ferrite core as the output transformer, delivers optimum execution.

Model 2 transformator memberikan efisiensi yang luar biasa, daya tahan frekuensi yang fantastis, dan drawdown switching yang minimal.

Inti ferit biasanya digunakan dalam versi trafo fly-back , yang memberikan biaya inti minimal, mengurangi biaya sirkuit, dan efisiensi tegangan atas. Inti bubuk (MPP, Fluks Tinggi, Kool Mμ®) menghasilkan saturasi yang lebih lembut, Bmax yang lebih besar, dan keteguhan suhu yang lebih menguntungkan dan sering kali merupakan pilihan yang disukai dalam sejumlah penggunaan flyback atau induktor.

Catu daya frekuensi tinggi, baik inverter maupun konverter, menawarkan harga yang lebih murah, dan mengurangi berat dan struktur dibandingkan dengan opsi daya tradisional 60 hertz dan 400 hertz.

Beberapa inti di segmen khusus ini merupakan desain khas yang sering digunakan dalam profesi.

MATERI INTI

Bahan F, P, dan R, yang memfasilitasi kerugian inti minimal dan kerapatan fluks saturasi maksimum, direkomendasikan untuk fungsi daya tinggi / suhu tinggi. Defisit inti material P turun dengan suhu hingga 70 ° C R kehilangan material turun hingga 100 ° C.

Material J dan W memberi Anda impedansi superior untuk transformator lebar, yang membuatnya juga direkomendasikan untuk transformator daya tingkat rendah.

GEOMETRI INTI

1) DAPAT WARNA

Pot Core, diproduksi untuk melingkari gelendong luka. Ini memfasilitasi pengamanan kumparan dari pengambilan EMI dari alternatif luar.

Proporsi inti pot hampir semuanya melekat pada spesifikasi IEC untuk memastikan bahwa ada pertukaran antar perusahaan. Baik kumparan sirkuit biasa dan tercetak adalah
di pasar, seperti halnya pemasangan dan perangkat keras perakitan.

Karena tata letaknya, inti pot biasanya merupakan inti dengan harga lebih tinggi dibandingkan dengan format lain dengan ukuran analog. Inti pot untuk keperluan daya yang besar tidak mudah diakses.

2) DOUBLE SLAB DAN RM CORES

Inti tiang tengah padat sisi pelat mirip dengan inti pot, tetapi memiliki segmen yang memperkecil di kedua bagian rok. Pintu masuk yang substansial memungkinkan kabel yang lebih besar tersangkut dan berkontribusi untuk menghilangkan panas dari pengaturan.

Warna RM mirip dengan inti pot, tetapi dirancang untuk membatasi area PCB, yang menyediakan minimal 40% pengurangan ruang instalasi.

Sirkuit tercetak atau kumparan polos dapat diperoleh. Klem 1 unit yang lugas memungkinkan konstruksi yang tidak merepotkan. Garis yang lebih rendah bisa dicapai.

Bagian tengah yang kokoh menghasilkan lebih sedikit kehilangan inti yang pada gilirannya menghilangkan akumulasi panas.

3) EP CORES

EP Core adalah desain kubus tiang tengah melingkar yang mengelilingi koil secara menyeluruh dengan pengecualian terminal papan sirkuit tercetak. Penampilan spesifik menghilangkan pengaruh celah aliran udara yang terbentuk di dinding kawin di jalur magnet dan memberi Anda rasio volume yang lebih signifikan terhadap area absolut yang digunakan. Mengamankan dari RF cukup bagus.

4) WARNA PQ

Inti PQ ditujukan khusus untuk catu daya mode sakelar. Tata letak memungkinkan rasio massal ke wilayah berliku dan luas permukaan yang dimaksimalkan.

Oleh karena itu, induktansi optimal dan permukaan belitan dapat dicapai dengan dimensi inti minimum absolut.

Hasilnya, inti-inti tersebut menghasilkan keluaran daya yang optimal dengan massa dan dimensi transformator yang paling sedikit dirakit, serta menempati tingkat ruang minimum pada papan sirkuit tercetak.

Menyiapkan dengan kumparan sirkuit tercetak dan klem satu bit menjadi mudah. Model ekonomis ini menjamin penampang melintang yang jauh lebih homogen sehingga inti sering bekerja dengan jumlah posisi panas yang lebih kecil dibandingkan dengan tata letak yang berbeda.

5) DAN WARNA

Inti inti lebih murah daripada inti pot, sementara memiliki aspek gulungan spul langsung dan pemasangan yang tidak rumit. Penggulungan geng dapat dicapai untuk kumparan yang digunakan menggunakan inti ini.

Inti tidak pernah, semuanya sama, menampilkan perlindungan diri. Tata letak ukuran laminasi E dirancang untuk mengakomodasi bobbin yang dapat diakses secara komersial di masa lalu yang dimaksudkan untuk menyesuaikan dengan stempel strip pengukuran laminasi biasa.

Metrik dan Ukuran DIN juga dapat ditemukan. Core biasanya ditanamkan pada berbagai konsistensi, melengkapi berbagai area penampang. Bobbin untuk berbagai area penampang ini cenderung dapat diakses secara komersial.

Core biasanya dipasang dalam orientasi unik, jika diinginkan, berikan profil rendah.
Kumparan sirkuit tercetak dapat ditemukan untuk pemasangan profil rendah.

Core adalah desain terkenal karena harganya yang lebih terjangkau, kemudahan perakitan dan penggulungan, dan prevalensi yang terorganisir dari bermacam-macam perangkat keras.

6) PLANAR DAN WARNA

Inti planar E dapat ditemukan di hampir semua pengukuran konvensional IEC, bersama dengan beberapa kapasitas tambahan.

Bahan Magnetics R sangat cocok dengan bentuk planar karena kehilangan inti AC yang berkurang dan kerugian minimal pada 100 ° C.

Tata letak planar dalam banyak kasus memiliki angka belokan yang rendah dan disipasi termal yang sesuai dibandingkan dengan trafo ferit standar, dan oleh karena itu desain yang ideal untuk ruang dan efektivitas menyebabkan peningkatan kerapatan fluks. Dalam variasi tersebut, keunggulan kinerja keseluruhan dari material R pada prinsipnya cukup menonjol.

Rentang kaki dan ketinggian jendela (proporsi B dan D) fleksibel untuk keperluan individu tanpa perkakas baru. Hal ini memungkinkan pengembang untuk menyempurnakan spesifikasi inti yang diselesaikan agar sesuai secara akurat dengan elevasi tumpukan konduktor planar, tidak memiliki ruang yang dikeluarkan.

Klip dan slot klip ditawarkan dalam banyak contoh, yang secara khusus bisa efektif untuk pembuatan prototipe. I-core selanjutnya merupakan standar yang diusulkan, yang memungkinkan lebih banyak adaptasi dalam tata letak.

Pola planar E-I berguna untuk memungkinkan pencampuran wajah yang efektif dalam produksi massal tinggi, serta untuk membuat inti induktor yang memiliki celah di mana penarikan tepi perlu dipertimbangkan secara menyeluruh karena struktur planar.

7) EC, ETD, EER DAN ER CORES

Jenis pola ini adalah campuran antara inti E dan inti pot. Seperti inti E, mereka memberikan celah yang sangat besar di kedua sisi. Hal ini memungkinkan ruang yang memuaskan untuk kabel berukuran lebih besar yang diperlukan untuk mengurangi tegangan keluaran catu daya mode sakelar.

Selain itu juga menjamin adanya sirkulasi udara yang menjaga konstruksi tetap dingin.

Bagian tengahnya melingkar, sangat mirip dengan inti pot. Salah satu aspek positif dari pilar pusat melingkar adalah bahwa belitan menanggung periode jalur yang lebih kecil di sekitarnya (11% lebih cepat) dibandingkan dengan kawat di sekitar pilar pusat tipe persegi dengan luas penampang yang sama.

Ini mengurangi kerugian belitan sebesar 11% dan juga memungkinkan inti untuk mengatasi kemampuan keluaran yang ditingkatkan. Pilar tengah melingkar juga meminimalkan lipatan berduri pada tembaga yang terjadi dengan lilitan pada pilar pusat tipe persegi.

8) TOROID

Karena itu, Toroids hemat biaya untuk diproduksi, ini adalah yang paling murah dari desain inti yang paling relevan. Karena tidak ada spul yang diperlukan, biaya aksesori dan pengaturan dapat diabaikan.

Belitan selesai pada peralatan belitan toroidal. Atribut perisai cukup bagus.

Gambaran

Geometri ferit memberi Anda banyak pilihan dalam ukuran dan gaya. Saat memilih inti untuk penggunaan catu daya, spesifikasi yang ditampilkan pada Tabel 1 harus dinilai.

PEMILIHAN UKURAN INTI TRANSFORMER

Kemampuan pemrosesan daya pada inti transformator biasanya bergantung pada produk WaAc-nya, di mana Wa adalah ruang jendela inti yang ditawarkan, dan Ac adalah ruang penampang inti yang berguna.

Sementara persamaan di atas memungkinkan WaAc dimodifikasi tergantung pada geometri inti tertentu, teknik Pressman memanfaatkan topologi sebagai faktor fundamental dan memungkinkan pembuat untuk menentukan kerapatan arus.

INFORMASI UMUM

Trafo yang sempurna hanyalah salah satu yang menjanjikan penurunan inti minimal sambil menuntut volume ruangan paling sedikit.

Kehilangan inti dalam inti tertentu secara khusus dipengaruhi oleh kerapatan fluks bersama dengan frekuensinya. Frekuensi adalah faktor krusial dalam sebuah transformator. Hukum Faraday menunjukkan bahwa ketika frekuensi semakin cepat, kerapatan fluks juga berkurang.

Perdagangan kehilangan inti berkurang lebih banyak jika kerapatan fluks turun dibandingkan ketika frekuensi meningkat. Sebagai ilustrasi, ketika transformator dioperasikan pada 250 kHz dan 2 kG pada material R pada suhu 100 ° C, kegagalan inti mungkin sekitar 400 mW / cm3.

Jika frekuensi dibuat dua kali dan sebagian besar batasan lainnya tidak terluka, sebagai akibat dari hukum Faraday, kerapatan fluks kemungkinan besar akan berubah menjadi 1kG dan penarikan inti yang dihasilkan kira-kira menjadi 300mW / cm3.

Trafo daya ferit standar dibatasi kehilangan inti mulai dari 50- 200mW / cm3. Model planar dapat dioperasikan jauh lebih tegas, hingga 600 mW / cm3, karena disipasi daya yang lebih menguntungkan dan jauh lebih sedikit tembaga pada belitan.

Kategori SIRKUIT

Sejumlah umpan balik dasar pada beberapa rangkaian adalah: Sirkuit dorong-tarik efektif karena perangkat menyebabkan penggunaan dua arah inti transformator, menghasilkan keluaran dengan riak yang berkurang. Meskipun demikian, rangkaiannya sangat canggih, dan saturasi inti transformator dapat menyebabkan kerusakan transistor ketika transistor daya memiliki sifat switching yang tidak sama.

Sirkuit umpan maju lebih murah biayanya, hanya menerapkan satu transistor. Riak minimal karena fakta bahwa aliran arus dalam keadaan stabil pada transformator tidak peduli apakah transistor dalam keadaan ON atau OFF. Sirkuit flyback sangat mudah dan terjangkau. Selain itu, masalah EMI jauh lebih sedikit. Meskipun demikian, trafo lebih besar dan riak lebih signifikan.

SIRKUIT TARIK-TARIK

Sirkuit dorong-tarik konvensional disajikan pada Gambar 2A. Tegangan umpan adalah output dari jaringan IC, atau jam, yang berosilasi transistor ON dan OFF secara bergantian. Gelombang persegi frekuensi tinggi pada keluaran transistor akhirnya dimurnikan, menghasilkan dc.

INTI DALAM SIRKUIT PUSH-PULL

Untuk trafo ferit, pada 20 kHz, biasanya proses terkenal menggunakan persamaan (4) dengan tingkat kerapatan fluks (B) ± 2 kG maks.

Ini dapat ditarik keluar oleh bagian berwarna dari Histeresis Loop pada Gambar 2B. Derajat B ini dipilih terutama karena aspek pembatas dari pemilihan inti dengan frekuensi ini adalah kehilangan inti.

Pada 20 kHz, jika transformator ideal untuk kerapatan fluks di sekitar saturasi (seperti yang dilakukan untuk tata letak frekuensi yang lebih kecil), inti akan memperoleh lonjakan suhu yang tidak terkendali.

Oleh karena itu, kerapatan fluks operasi yang lebih kecil dari 2 kG dalam banyak kasus akan membatasi kehilangan inti, akibatnya membantu peningkatan suhu inti yang terjangkau.

Di atas 20 kHz, kerugian inti memaksimalkan. Untuk menjalankan SPS pada frekuensi yang dinaikkan, penting untuk menjalankan laju fluks inti yang kurang dari ± 2 kg. Gambar 3 menunjukkan penurunan tingkat fluks untuk bahan ferit MAGNETICS “P” yang vital untuk memberikan kontribusi kehilangan inti 100mW / cm3 yang konstan pada berbagai frekuensi, dengan lonjakan suhu optimal 25 ° C.

Dalam rangkaian maju umpan yang ditunjukkan pada Gambar 4A, transformator dieksekusi di kuadran 1 dari Loop Histerisis. (Gambar 4B).

Pulsa unipolar yang diimplementasikan ke perangkat semikonduktor menyebabkan inti transformator diberi daya dari nilai BR-nya yang mendekati saturasi. Saat pulsa dirampingkan menjadi nol, inti kembali ke tingkat BR-nya.

Untuk dapat mempertahankan efisiensi yang unggul, induktansi utama dipertahankan tinggi untuk membantu mengurangi arus magnetisasi dan mengurangi penarikan kabel. Ini menyiratkan bahwa inti harus memiliki bukaan aliran udara nol atau minimal.