Kas yra EE-tipo MnZn ferito šerdis? Kodėl tai taip svarbu kuriant maitinimo šaltinį?

Kurdami perjungimo maitinimo šaltinius, įkroviklius ar įvairius elektroninius prietaisus, dažnai susiduriate su komponentu, vadinamu „magnetine šerdimi“. Tarp jų – EE-tipasMnZn ferito šerdis yra vienas iš labiausiai paplitusių ir plačiausiai naudojamų tipų. Daugelis inžinierių ir viešųjų pirkimų specialistų dažnai klausia: kuo jis toks geras? Kaip išsirinkti tinkamą? Kuo jis skiriasi nuo kitų branduolių? Šiandien šiuos klausimus paaiškinsime aiškiai ir paprastai.

1. Kas yra MnZn feritas?

Mangano-Cinko (MnZn) feritas yra keraminė magnetinė medžiaga, daugiausia sudaryta iš geležies, mangano ir cinko oksidų. Tai minkšta magnetinė medžiaga, todėl ją galima lengvai įmagnetinti ir išmagnetinti, todėl puikiai tinka aukšto -dažnio perjungimo grandinėms.

Pagrindiniai šios medžiagos pranašumai yra šie:

Didelė savitoji varža: mažas sūkurinės srovės nuostolis, leidžiantis veikti aukštu{0}}dažniu.

Didelis pralaidumas: su tuo pačiu apsisukimų skaičiumi galima pasiekti didesnę induktyvumą.

Didelis soties srauto tankis: gali atlaikyti didesnę srovę be soties.

Įprasto MnZn ferito prisotinimo srauto tankis yra maždaug 410 mT esant 100 laipsnių, o Curie temperatūra (temperatūra, kurioje prarandamas magnetizmas) viršija 220 laipsnių. Todėl jis yra labai patikimas naudoti maitinimo šaltiniuose.

 

2. Kuo ypatinga EE forma?

EE šerdį sudaro dvi simetriškos „E“- formos pusės. Centrinė kojelė naudojama apvijai, o dvi išorinės kojelės sudaro uždarą magnetinį kelią. Jo funkcijos apima:

Kompaktiška konstrukcija: Didelis apvijos langas leidžia naudoti storesnius laidus arba kelias apvijas.

Geras šilumos išsklaidymas: Didelis paviršiaus plotas palengvina šilumos išsiskyrimą.

Uždara magnetinė grandinė: mažas nuotėkio srautas, todėl elektromagnetinius trukdžius (EMI) lengviau valdyti.

Lankstus tvirtinimas: gali būti naudojamas su ritėmis, kaiščiais, juostele ar spaustukais, tinka automatizuotai gamybai.

Žinoma, EE branduolys nėra tobulas. Jo nuotėkio srautas yra santykinai didesnis, o EMI atsparumas nėra toks geras kaip toroidinių šerdžių. Jei pridedamas oro tarpas, šalia tarpo esantis magnetinio srauto nuotėkis gali trukdyti aplinkinėms grandinėms. Tačiau šie trūkumai yra priimtini daugelyje programų arba juos galima sumažinti tinkamai suprojektavus.

3. Kai gaunate EE MnZn ferito šerdies duomenų lapą, svarbiausi yra šie parametrai:

(1) Pradinis pralaidumas (μᵢ)

Paprasčiau tariant, jis matuoja šerdies gebėjimą atlikti magnetinį srautą. Kuo didesnė vertė, tuo didesnis induktyvumas pasiekiamas su tuo pačiu apsisukimų skaičiumi. MnZn ferito pradinis pralaidumas paprastai svyruoja nuo 2000 iki 15000, daug didesnis nei NiZn ferito. Didelis pralaidumas leidžia sumažinti šerdies dydį, tačiau tai gali pakenkti temperatūros stabilumui ir padidinti aukšto dažnio nuostolius.

(2) Prisotinimo srauto tankis (Bₛ)

Tai didžiausias magnetinis srautas, kurį šerdis gali valdyti. Viršijus induktyvumą smarkiai sumažėja, o srovė gali tapti nekontroliuojama. Kambario temperatūroje MnZn ferito Bₛ yra apie 400–530 mT, bet aukštoje temperatūroje (pvz., 100 laipsnių) sumažėja apie 30%. Todėl projektavimas turėtų būti pagrįstas faktine verte darbinėje temperatūroje, o ne tik kambario temperatūros duomenimis.

(3) Šerdies praradimas (P꜀)

Veikimo metu šerdis gamina šilumą dėl histerezės ir sūkurinių srovių. Mažesni šerdies nuostoliai reiškia didesnį maitinimo efektyvumą ir mažesnį temperatūros kilimą. Geros kokybės MnZn galios feritas gali pasiekti net 210 mW/cm³ šerdies nuostolius esant 100 kHz ir 200 mT. Atminkite, kad šerdies nuostoliai paprastai didėja didėjant dažniui.

(4) Curie temperatūra (T꜀)

Virš šios temperatūros šerdis praranda savo magnetines savybes. Galios transformatorių Curie temperatūra turi būti bent 40–50 laipsnių aukštesnė už tikrąją darbinę temperatūrą. Daugumos MnZn ferito šerdies Curie temperatūra yra aukštesnė nei 200 laipsnių, to pakanka daugeliui pritaikymų.

4.MnZn prieš NiZn: ​​kurį pasirinkti?

Parametras	Mn-Zn	Ni-Zn
Dažnių diapazonas	Paprastai žemiau 2 MHz	1–2 MHz iki kelių šimtų MHz
Pralaidumas	Aukštas (2 000–15,000+)	Mažas arba vidutinis (100–2 000)
Prisotinimo srauto tankis	Aukštas (apie . 400–550 mT)	Santykinai žemas (apie . 250–400 mT)
Atsparumas	Žemas (apie . 10² Ω·cm)	Aukštas (10⁶–10⁸ Ω·cm)
Tipiška spalva	Tamsiai pilka arba juoda	Pilka{0}}juoda
Pagrindinės programos	Maitinimo transformatoriai, perjungimo{0}}režimo maitinimo šaltiniai, maitinimo induktoriai	RF grandinės, EMI filtravimas, aukšto -dažnio transformatoriai

Maitinimo reikmėms, kurių dažnis mažesnis nei 1–2 MHz, pasirinkite Mn-Zn.

Aukšto -dažnio signalo arba RF grandinėms pasirinkite Ni-Zn.

 

5. Kur naudojamos EE MnZn šerdys?

Dėl subalansuoto veikimo ir mažos kainos EE MnZn šerdys yra plačiai naudojamos daugelyje sričių:

Perjungiamieji maitinimo šaltiniai – telefonų įkrovikliuose, kompiuterių maitinimo šaltiniuose, adapteriuose, nuo kelių vatų iki 1 kW.

DC-DC keitikliai – automobilių elektronika, telekomunikacijų galia, pramoniniai moduliai.

Maitinimo induktoriai – energijos kaupimui ir filtravimui, pvz., LED tvarkyklės, pagrindinės plokštės VRM.

EMI filtrai – bendrojo ir diferencinio režimo droseliai, siekiant sumažinti trukdžius.

Buitinė technika – valdymo plokštės televizoriuose, garso aparatūra, skalbimo mašinos, kondicionieriai.

Automobilių elektronika – integruoti įkrovikliai, baterijų valdymo sistemos, jutiklių maitinimo šaltiniai.

6. Kokie veiksniai turi įtakos pagrindiniam veikimui ir į ką reikėtų atsižvelgti?

(1) Temperatūros poveikis

Pagrindinės savybės skiriasi priklausomai nuo temperatūros. Galios feritų šerdies nuostoliai paprastai yra mažiausi apie 100 laipsnių ir didesni kambario temperatūroje. Visada rinkitės pagal duomenis apie faktinę darbinę temperatūrą.

(2) Dažnio efektas

Didėjant dažniui, pralaidumas gali sumažėti, o šerdies nuostoliai padidėti. Jei jūsų programa viršija 500 kHz, atkreipkite dėmesį į šerdies dažnio praradimo kreivę. Rekomenduojamo dažnio viršijimas gali sukelti perkaitimą ar net gedimą.

(3) Oro tarpo efektas

Daugeliu atvejų vidurinėje kojoje yra įžeminamas oro tarpas. Oro tarpo pridėjimas:

- Sumažina efektyvų pralaidumą → sumažina induktyvumą

- Pagerina nuolatinės srovės šališkumo galimybes

- Stabilizuoja induktyvumą

Tačiau tai taip pat sukuria pakraščio srautą – magnetinis srautas aplink tarpą gali nuklysti į varines apvijas, sukeldamas papildomą šilumą ir EMI. Todėl tarpo padėtis ir dydis turi būti kruopščiai suplanuoti.

(4) Mechaninis įtempis

Ferito šerdys yra panašios į keramiką – jos trapios ir jautrios mechaniniam smūgiui, slėgiui ir staigiems temperatūros pokyčiams. Surinkdami elkitės atsargiai. Tvirtindami neperveržkite, nes vidiniai įtrūkimai gali pabloginti veikimą.

7. Ar galima pritaikyti? Kokius aspektus galima pritaikyti?

Klientams, turintiems specialių reikalavimų, EE MnZn šerdys gali būti pritaikytos šiais aspektais:

Medžiagos klasė – nuo ​​standartinių galios medžiagų (pvz., PC40) iki didelio{3}}laidumo klasių (pvz., H5K, H7K, H12K) skirtingiems dažnio ir induktyvumo poreikiams.

Matmenys – Nors yra daug standartinių dydžių, galima naudoti nestandartinius matmenis (taikomas MOQ).

Oro tarpas – galima apibrėžti konkretų oro tarpo ilgį, pvz., 0,34 mm ± 0,02 mm.

Tinkanti ritė – gali būti tiekiamos skirtingų temperatūrų (pvz., PBT, LCP) ritės.

8. Dažnai užduodami klausimai (DUK)

1 klausimas: koks yra didžiausias EE MnZn šerdies veikimo dažnis?

A: Standartinėms galios klasėms rekomenduojamas dažnis yra mažesnis nei 1 MHz. Kai kurios mažo-nuostolio medžiagos gali veikti iki 2MHz. Jei dažniai viršija 2 MHz, naudokite NiZn branduolius.

Q2: Mano grandinėje yra nuolatinės srovės komponentas. Ar man reikia oro tarpo?

A: Taip, jei yra reikšmingas nuolatinės srovės komponentas (pvz., grįžtamieji keitikliai, energijos kaupimo induktoriai), būtinas oro tarpas, kad būtų išvengta šerdies prisotinimo. Naudojant grynai kintamąją srovę (pvz., signalo transformatoriams), oro tarpas paprastai nereikalingas.

3 klausimas: ar aukšta temperatūra turi įtakos veikimui?

A: Taip. Esant aukštai temperatūrai, soties srauto tankis mažėja, o šerdies nuostolių charakteristikos pasikeičia. Dauguma maitinimo branduolių geriausiai veikia maždaug 100 laipsnių kampu. Jei aplinkos temperatūra viršija 120 laipsnių, pasirinkite medžiagą, kurios Curie temperatūra aukštesnė.

4 klausimas: ar galiu pakeisti toroidinę šerdį EE šerdimi?

A: Tai įmanoma, bet yra kompromisų-. EE šerdys yra lengviau suvyniotos ir mažesnės sąnaudos, tačiau jos turi didesnį nuotėkio srautą ir prastesnį EMI veikimą. Jautrioms- grandinėms pageidautina naudoti toroidinę šerdį arba EE šerdį su ekranuojančiu dangteliu.

9. Santraukos ir pasirinkimo vadovas

Renkantis EE MnZn ferito šerdį, atminkite šiuos pagrindinius dalykus:

Parametras	Tipiškas diapazonas	Pastaba
Veikimo dažnis	10kHz ~ 1MHz	Aukštesniems dažniams rinkitės Ni Zn
Pradinis pralaidumas	2000 ~ 15000	Didesnis pralaidumas suteikia didesnį induktyvumą, bet taip pat didesnį nuostolį ir temperatūros poslinkį
Prisotinimo srauto tankis	400–550 mT (esant 25 laipsnių)	Nukrenta aukštoje temperatūroje; naudojimo vertė esant darbinei temperatūrai
Darbinė temperatūra	-40 ~ +120 laipsnių	Įsitikinkite, kad Curie temperatūra gerokai viršija maksimalią darbinę temperatūrą
Pagrindinis praradimas	200–800 mW/cm³	Mažesni nuostoliai užtikrina didesnį efektyvumą, bet šiek tiek didesnę kainą

EE-tipo MnZn ferito šerdys yra brandžios, ekonomiškos ir patikimos perjungiant maitinimo šaltinius ir induktorius, pasižymi geru našumu, lengvai apvija, standartinių dydžių -idealiai tinka vidutinio- ir -žemo dažnio programoms. Norėdami gauti daugiau informacijos, susisiekite su mumis šiuo adresu:sales@xfullstar.com