1K107 สูง-Fe ความสามารถในการซึมผ่าน-แกนบล็อกนาโนคริสตัลไลน์ที่ใช้พื้นฐาน: คุณสมบัติและการใช้งาน

แกนนาโนคริสตัลไลน์ที่ใช้ 1K107 Fe- คืออะไร

1K107 เป็นการกำหนดเกรดสำหรับอัลลอยด์นาโนคริสตัลไลน์ที่มี-ความสามารถในการซึมผ่านของ Fe- สูง วัสดุนี้ผลิตขึ้นโดยการชุบโลหะผสมหลอมเหลวอย่างรวดเร็วให้เป็นริบบิ้นที่มีความหนาประมาณ 25 μm ซึ่งจากนั้นจะถูกพันหรือซ้อนกันและอบอ่อนภายใต้สนามแม่เหล็กเพื่อพัฒนาโครงสร้างที่ละเอียดของผลึกขนาดนาโนที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์อสัณฐาน โครงสร้างจุลภาคนี้รวมการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่มีความอิ่มตัวสูงประมาณ 1.25 T เข้ากับความสามารถในการซึมผ่านสูง ค่า coercivity ต่ำ และการสูญเสียแกนกลางที่ต่ำมากที่ความถี่สูง ทำให้ 1K107 เหมาะสำหรับส่วนประกอบแม่เหล็กที่ทำงานระหว่างประมาณ 20 kHz ถึง 30 kHz ขึ้นไป

บล็อกการก่อสร้างแกน

A block core (also called a stacked block core) is built by stacking nanocrystalline ribbon segments or by flattening and pressing wound ribbons into a rectangular block shape, so that the magnetic path has a larger effective cross-section than a single toroid. The block form is then assembled with the required air gap or left gapless depending on the application. Because the annealed ribbon is brittle and sensitive to mechanical stress, the core is usually encapsulated or clamped with soft pressure distribution, and the stacking factor (the ratio of effective magnetic steel area to the geometric cross-section) is typically above 0.75 for this material class.

คุณสมบัติทางแม่เหล็กและทางกายภาพที่สำคัญของ 1K107

การรวมกันของการเหนี่ยวนำความอิ่มตัวสูงและการสูญเสียต่ำหมายความว่าแกน 1K107 สามารถรองรับความหนาแน่นของฟลักซ์ที่สูงกว่าเฟอร์ไรต์ที่ความถี่เดียวกัน ซึ่งแปลเป็นส่วนตัดขวางของแกนที่เล็กกว่า-สำหรับปริมาณงานพลังงานที่กำหนด

เปรียบเทียบกับวัสดุหลักอื่นๆ

เมื่อเปรียบเทียบกับเฟอร์ไรต์ 1K107 มีความหนาแน่นของฟลักซ์อิ่มตัวประมาณสองเท่า ซึ่งจะช่วยลดจำนวนรอบหรือขนาดแกนในหม้อแปลงความถี่สูง- เมื่อเปรียบเทียบกับริบบอนอสัณฐาน โลหะผสมนาโนคริสตัลไลน์ให้ความสามารถในการซึมผ่านที่สูงขึ้นและการสูญเสียแกนกลางที่ต่ำกว่าในช่วง 20 kHz ถึง 100 kHz แม้ว่าต้นทุนวัสดุจะสูงกว่าก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กซิลิกอนเชิงเกรน- วัสดุนาโนคริสตัลไลน์มีการสูญเสียที่ต่ำกว่ามากที่ความถี่สูง แต่มีการเหนี่ยวนำความอิ่มตัวต่ำกว่า (ประมาณ 1.25 T เทียบกับ 1.7 T ถึง 2.0 T) และปัจจัยการเรียงซ้อนที่ต่ำกว่า เหล็กซิลิกอนจึงยังคงเป็นตัวเลือกสำหรับ-หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังความถี่เส้น

การใช้งานทั่วไป

หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังความถี่สูง-สำหรับแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์-ที่ทำงานที่ 20 kHz ถึง 30 kHz

ตัวเหนี่ยวนำตัวกรองเอาต์พุตและโช้กตัวกรอง EMI ของอินเวอร์เตอร์พลังงานแสงอาทิตย์

โช้คการแก้ไขตัวประกอบกำลัง (PFC) ในอุปกรณ์จ่ายไฟทางอุตสาหกรรมและโทรคมนาคม

โช้คโหมด-ทั่วไปและหม้อแปลงกระแสไฟฟ้าเพื่อการวัดที่แม่นยำ

เครื่องขยายสัญญาณแม่เหล็กและหม้อแปลงพัลส์ที่ต้องการการซึมผ่านสูงและการตอบสนองที่รวดเร็ว

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบและการจัดการ

เนื่องจากริบบอนนาโนคริสตัลไลน์อบอ่อนมีความเปราะ แกนบล็อกจึงต้องได้รับการดูแลด้วยความระมัดระวัง: หลีกเลี่ยงการกระแทกอย่างมีคม ห้ามใช้แรงดันในการหนีบเกินที่แนะนำ และใช้กล่องป้องกันที่มีการสั่นสะเทือน พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพที่ใช้ในการคำนวณการออกแบบจะต้องมีปัจจัยการซ้อน ในการใช้งานความถี่สูง- รูปแบบการพันขดลวดควรลดความเหนี่ยวนำการรั่วไหลและความใกล้เคียง-การสูญเสียเอฟเฟกต์ และการสูญเสียแกนกลางควรได้รับการประเมินที่ความหนาแน่นและความถี่ของฟลักซ์การทำงานจริง ไม่ใช่ที่เงื่อนไขการทดสอบวัสดุ เนื่องจากการสูญเสียจะเพิ่มขึ้นอย่างมากในทั้งสองกรณี

คำถามที่พบบ่อย

แกนบล็อก 1K107 สามารถเปลี่ยนแกนเฟอร์ไรต์ในหม้อแปลงตัวเดียวกันได้หรือไม่

บ่อยครั้งใช่ด้วยการออกแบบใหม่ การเหนี่ยวนำความอิ่มตัวที่สูงขึ้นจะทำให้แกนเล็กลงหรือหมุนน้อยลง แต่การพันจะต้องได้รับการปรับปรุง-ให้เหมาะสมอีกครั้ง เนื่องจากความสมดุลของการสูญเสียแกนกลางและการสูญเสียทองแดงจะเปลี่ยนไป

ช่วงอุณหภูมิในการทำงานคือเท่าไร?

วัสดุนี้มีความเสถียรจนถึงอุณหภูมิคูรีประมาณ 560 องศา ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิหม้อแปลงใดๆ ในทางปฏิบัติมาก ขีดจำกัดในทางปฏิบัติถูกกำหนดโดยฉนวนที่คดเคี้ยวและวัสดุห่อหุ้ม โดยทั่วไปอยู่ที่ 120 องศาถึง 180 องศา

เหตุใดปัจจัยการซ้อนจึงต่ำกว่าเหล็กซิลิกอน

พื้นผิวริบบิ้นและกระบวนการประกอบบล็อกทำให้มีช่องว่างอากาศขนาดเล็กระหว่างชั้น 0.75 ถึง 0.85 เป็นช่วงจริงสำหรับบล็อกนาโนคริสตัลไลน์ ดังนั้นผู้ออกแบบต้องใช้พื้นที่ที่มีประสิทธิผลในการคำนวณฟลักซ์

การสูญเสียแกนกลางต่ำกว่าโลหะผสมอสัณฐานที่ 20 kHz หรือไม่

โดยทั่วไปแล้ว ใช่ สำหรับความหนาแน่นฟลักซ์เท่ากัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมนาโนคริสตัลไลน์จึงเป็นที่นิยมสำหรับการแปลงพลังงานความถี่สูง- ในขณะที่อสัณฐานยังคงแข่งขันได้ที่ความถี่ต่ำกว่าและสำหรับคอร์ที่ใหญ่กว่า

แกนกลางจำเป็นต้องมีช่องว่างอากาศสำหรับการใช้งาน PFC choke หรือไม่?

สำหรับโช้คที่มีอคติ DC โดยปกติจะต้องมีช่องว่างอากาศแบบกระจายหรือแยกกันเพื่อป้องกันความอิ่มตัว ความสามารถในการซึมผ่านสูงของ 1K107 ไม่เช่นนั้นจะอิ่มตัวภายใต้กระแสไฟตรงขนาดเล็ก

โดยสรุป แกนบล็อกนาโนคริสตัลไลน์ที่ใช้ 1K107 Fe- ให้ความสามารถในการซึมผ่านสูง การเหนี่ยวนำความอิ่มตัวสูง และการสูญเสียความถี่สูง-ต่ำ ซึ่งทำให้แกนเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งสำหรับหม้อแปลง 20 kHz ถึง 30 kHz ตัวกรองอินเวอร์เตอร์ และโช้ก PFC ซึ่งให้เหตุผลในการออกแบบสำหรับปัจจัยการซ้อนและข้อจำกัดในการจัดการทางกล