Nanókristallaðir kjarna fyrir Common Mode Chokes: Val og hönnunarleiðbeiningar

Hvað Nanocrystalline Common Mode Choke gerir

Common mode choke er tveggja-vinda íhlutur sem sendir frá sér mismunastrauma (merki eða afl) á sama tíma og sýnir háa viðnám fyrir common mode hávaða, óæskilega strauma sem flæða í sömu átt á báða leiðarana og snúa aftur í gegnum jarðveginn. Nanókristallaður venjulegur kæfa vindur tvær spólur á einn nanókristallaðan kjarna og mikil gegndræpi kjarnans gefur sterka venjulegu sprautu í litlu magni. Þetta gerir nanókristallaða köfnun að ákjósanlega lausn fyrir EMI síun í rafeindatækni, gagnasamskiptum og iðnaðar sjálfvirkni.

Efniseiginleikar nanókristallaðra kjarna

Nanókristallaðir kjarnar eru framleiddir með hraðri storknun bræðslu í myndlaust borði, fylgt eftir með stýrðri glæðingu sem myndar kristallað korn á nanóskala um 10-20 nm innbyggð í myndlaust fylki. Niðurstaðan sameinar mjög mikla upphaflegu gegndræpi, mikla mettunarflæðisþéttleika og lítið kjarnatap. Í praktískum skilningi nær nanókristallaður kjarni tiltekinni venjulegri spólu með færri snúningum og minni eðlisfræðilegri stærð en flestar ferrít hönnun, og hann viðheldur mikilli viðnám á breitt tíðnisvið. Hár mettunarflæðisþéttleiki þýðir einnig að innsöfnunin heldur áfram að virka við hærri DC hlutdrægni eða skammtímastrauma án þess að tapa inductance.

Nanókristallaðir vs ferrítkjarnar

Ferrít er keramik segulmagnaðir efni sem er mikið notað í venjulegum köfnun. Samanburðurinn fyrir síunarforrit:

Gegndræpi: nanókristallaðir kjarnar bjóða upp á mun hærra upphafsgegndræpi, venjulega 40.000-80.000, samanborið við nokkur þúsund fyrir algenga aflferrít, svo færri snúninga þarf fyrir sömu inductance.

Kjarnatap: nanókristallað efni hefur lægra kjarnatap við afltíðni, sem bætir skilvirkni í aflbreytum.

Mettun: ferrít mettast við um það bil 0,3-0,5 T, en nanókristallað efni nær um 1,2 T, sem gefur betri afköst með ójafnvægi eða jafnstraumi til staðar.

Stærð og þyngd: Hátt gegndræpi gerir minni, léttari köfnur, sem skiptir máli í -þröngri hönnun.

Stöðugleiki hitastigs: gegndræpi ferríts lækkar verulega með hitastigi; nanókristallaðir kjarnar eru stöðugri yfir rekstrarsviðið.

Ferrít er enn gilt val þar sem kostnaður er ríkjandi þáttur eða þar sem aðeins er krafist lágtíðni-síu, en nanókristallaðir kjarna vinna yfirleitt á frammistöðu á hverja rúmmálseiningu.

Nanókristallaðir vs formlausir kjarna

Formlausir kjarnar, gerðir úr sama borði-steypuferli en án nanókristallaða glæðingarskrefsins, bjóða einnig upp á mikla gegndræpi og eru notaðir í svipuðum forritum. Lykilmunurinn er kjarnatap og stærð: nanókristallað efni hefur lægra kjarnatap við hærri tíðni og nær meiri virku gegndræpi, þannig að fyrir sömu köfnunarforskriftina er nanókristallaði kjarninn minni. Formlausir kjarnar eru enn aðlaðandi fyrir forrit eins og lág-þurrku og segulmagnaðir magnara þar sem kostnaðarávinningur þeirra skiptir máli, en fyrir breiðbandssíun með algengri stillingu í kveiktum-stillingarkerfum, skila nanókristallaðir kjarna betri afköstum í sama fótspori.

Dæmigert kjarnaforskriftir

Taflan hér að neðan sýnir dæmigerðar nanókristallaða hringkjarna stærðir sem notaðar eru í venjulegum kæfum. Innra þvermál (id) og ytra þvermál (od) skilgreina vafningsgluggann og heildarfótsporið, hæðin (ht) skilgreinir stöflunarstefnuna og virkt þversniðsflatarmál (Ae) og segulleiðarlengd (Ie) ákvarða inductance sem hægt er að ná fyrir tiltekinn fjölda snúninga.

Kjarnastærð auðkenni x odd x ht (mm)	Ae (mm2)	Segulleiðarlengd Ie (mm)
14 x 19 x 6.5	11.9	51.8
16 x 23 x 10	34.6	59.9
18 x 25 x 10	38.0	64.6
20 x 28 x 10	45.8	73.9
21 x 28 x 10	50.4	77.5
23 x 32 x 10	44.6	74.6

Fyrir tiltekinn kjarna er hægt að ná fram venjulegri spólu í hlutfalli við veldi fjölda snúninga og gegndræpi efnisins. Hönnunarvinna ætti að sannreyna að vindan passi við gluggasvæðið og að viðnámsmarkmiðinu sé náð yfir tilskilið tíðnisvið, sem er venjulega mælt með viðnámsgreiningartæki á fullbúnu innstungu.

Umsóknir

Rafeindatækni: inntaks- og úttaks EMI-síur í rofa-ham aflgjafa, inverterum og hleðslutækjum, þar sem bæla þarf almennan hams frá hröðum skiptum.

Gagnasamskipti: síun á Ethernet, iðnaðarrútu og merkjalínum til að halda-háhraða gagnaflutningi hreinni og villulausri-.

Bifreiðaraftæki: bæling á útblæstri í upplýsinga- og afþreyingarkerfum, vélastýringareiningum og-hleðslutæki um borð.

Iðnaðarsjálfvirkni: vernd stjórn- og eftirlitskerfa gegn truflunum sem myndast af drifum og tengiliðum.

Lækningatæki: EMI síun í myndgreiningar- og sjúklingaeftirlitsbúnaði, þar sem áreiðanlegar mælingar eru háðar lágum hávaða.

Valpunktar og algeng mistök

Athugaðu viðnámsferilinn, ekki bara inductance við 1 kHz; choke sem er gott á lágri tíðni getur verið ónýtt á skiptitíðninni.

Staðfestu nafnstraum og DC viðnám; hvort tveggja fer eftir vírnum sem valinn er og kjarnaglugganum.

Ekki gera ráð fyrir að ferrít og nanókristallaðir kjarni sé falli-í jafngildi; beygjutalning og vindauppsetning eru mismunandi fyrir sama markviðnám.

Íhugaðu hitastigshækkunina við fullhleðslustraum, þar sem kjarnatap hvers efnis hækkar með hitastigi og tíðni.

Staðfestu jafnvægi tveggja vafninga; léleg vafningssamhverfa breytir mismunamerkjum í almennan hávaða.

Algengar spurningar

Q1. Af hverju að nota nanókristallaðan kjarna í stað ferríts í venjulegri köfnun?Nanókristallað efni býður upp á miklu meiri gegndræpi og mettunarflæðisþéttleika, lægra kjarnatapi og betri hitastöðugleika, þannig að kæfan er minni og skilvirkari yfir tíðnisviðið, sérstaklega þar sem DC eða ójafnvægi straumur er til staðar.

Q2. Hvað þýðir áhrifaríkt þversniðsflatarmál Ae fyrir hönnunina?Ae er jafngilt segulflatarmál kjarnans, notað ásamt segulleiðarlengd Ie og gegndræpi til að reikna út inductance á hvern snúning í öðru veldi. Stærra Ae gefur meiri inductance fyrir sama fjölda snúninga.

Q3. Getur nanocrystalline choke höndlað DC forspennustraum?Já, betra en flest ferrít, vegna þess að mettunarflæðisþéttleiki er um 1,2 T. Innsöfnunin ætti samt að vera hönnuð þannig að versta-tilviksskekkjan ýti ekki kjarnanum í mettun, sem myndi hrynja viðnámið.

Q4. Hvaða tíðnisvið ná nanókristölluðu common mode chokes yfir?Þeir eru virkir frá afltíðni upp í nokkrar megahertz eftir hönnun, sem nær yfir skiptitíðni nútíma aflbreyta og þarfir flestra gagna- og stjórnlína.

Q5. Hvernig er frammistaða köfnunar í algengri stillingu staðfest?Innsöfnunin er mæld með hliðsjón af venjulegri viðnám gegn tíðni og fyrir inductial mode inductance, núverandi einkunn og DC viðnám. EMC for-samræmisprófun á endanlegri vöru staðfestir að útblástur uppfylli viðeigandi mörk.

Q6. Þurfa nanókristallaðir kjarna hlífðar?Í flestum algengustu köfnunaraðgerðum hætta tveir jafnir og gagnstæðir vindastraumar ytra sviðið, svo sjaldan er þörf á viðbótarhlífinni. Fyrir mjög viðkvæma uppsetningu ætti samt að endurskoða innstungustaðsetninguna og stefnuna miðað við nærliggjandi rafrásir.