High Inductance Sendust Core Sendust Block Core High Permeability

Ang Sendust ay isang magnetic metal powder na naimbento ni Hakaru Masumoto sa Tohoku Imperial University sa Sendai, Japan, noong mga 1936 bilang alternatibo sa permalloy sa mga inductor application para sa mga network ng telepono.Ang komposisyon ng Sendust ay karaniwang 85% na bakal, 9% na silikon at 6% na aluminyo.Ang pulbos ay sintered sa mga core upang gumawa ng mga inductors.Ang mga Sendust core ay may mataas na magnetic permeability (hanggang sa 140 000), mababang pagkawala, mababang coercivity (5 A/m) magandang temperature stability at saturation flux density hanggang 1 T.
Dahil sa kemikal na komposisyon nito at crystallographic na istraktura, ang Sendust ay nagpapakita ng sabay-sabay na zero magnetostriction at zero magnetocrystalline anisotropy constant na K1.
Ang Sendust ay mas mahirap kaysa sa permalloy, at sa gayon ay kapaki-pakinabang sa mga nakasasakit na aplikasyon ng pagsusuot tulad ng mga magnetic recording head.

Paano Pumili kung anong mga uri ng mga powder core na may distributed air gaps ang gagamitin sa pagdidisenyo ng mga power inductors at chokes

Panimula

Ang gabay sa application na ito ay nagtatanghal ng ilang pangkalahatang mga alituntunin para sa pinakamabuting pagpili ng mga materyales sa powder core (MPP, Sendust, Kool Mu®, High Flux o Iron Powder) para sa iba't ibang mga kinakailangan sa disenyo ng inductor, choke at filter.Ang pagpili ng isang uri ng materyal sa iba ay kadalasang nakasalalay sa mga sumusunod:
1) DC Bias Current sa pamamagitan ng inductor
2) Ambient Operating Temperature at katanggap-tanggap na pagtaas ng temperatura.Ang ambient temperature na higit sa 100 deg C ay karaniwan na ngayon.
3) Mga hadlang sa laki at mga paraan ng pag-mount (sa pamamagitan ng butas o surface mount)
4) Mga Gastos : iron Powder ang pinakamurang at MPP, ang pinakamalawak.
5) Electrical stability ng core na may mga pagbabago sa temperatura
6) Availability ng pangunahing materyal.Halimbawa, ang Micrometals #26 at #52 ay pangunahing available mula sa stock.Ang pinakakaraniwang magagamit na mga MPP core ay ang 125 permeability na materyales, atbp.

Bilang resulta ng kamakailang mga pag-unlad sa ferromagnetic na teknolohiya, isang mas malaking pagpipilian ng mga pangunahing materyales para sa pag-optimize ng disenyo ay magagamit na ngayon.Para sa switch mode power supply (SMPS), inductors, chokes at filter, ang mga tipikal na materyales ay MPP (molypermalloy powder), High Flux , Sendust, at Iron Powder core.Ang bawat isa sa itaas na mga power core na materyales ay may mga indibidwal na katangian na angkop para sa iba't ibang mga aplikasyon.
Ang mga karaniwang tagagawa ng nasa itaas na mga powder core ay:
1) Micrometals para sa iron powder core.Tanging ang mga Micrometals core ang sinusuri para sa thermal stability at ang CWS ay gumagamit lamang ng Micrometals core sa lahat ng mga disenyo nito.
2) Magnetics Inc, Arnold Engineering, CSC, at T/T Electronics para sa mga core ng MPP, Sendust ( Kool Mu®), at High Flux
3) TDK, Tokin, Toho para sa Sendust Cores

Gamit ang mga core ng pulbos, ang mataas na permeability na materyal ay dinidikdik o ginawang pulbos.Ang pagkamatagusin ng mga core ay depende sa laki ng butil at densidad ng mga materyales na mataas ang permeability.Ang pagsasaayos ng laki ng butil at density ng materyal na ito ay humahantong sa iba't ibang pagkamatagusin ng mga core.Kung mas maliit ang laki ng butil, mas mababa ang permeability at mas mahusay na mga katangian ng bias ng DC, ngunit sa mas mataas na gastos.Ang mga indibidwal na particle ng pulbos ay insulated mula sa isa't isa, na nagpapahintulot sa mga core na magkaroon ng likas na distributed air gaps para sa pag-iimbak ng enerhiya sa isang inductor.

Tinitiyak ng distributed air gap property na ito na ang enerhiya ay nakaimbak nang pantay-pantay sa core.Ginagawa nitong ang core ay may mas mahusay na katatagan ng temperatura.Ang gapped o slitted ferrites ay nag-iimbak ng enerhiya sa naka-localize na air gap ngunit may higit pang flux leakage na nagdudulot ng localized na gap loss at interference.Sa ilang mga kaso, ang pagkawala na ito dahil sa naisalokal na agwat ay maaaring lumampas sa pangunahing pagkawala mismo.Dahil sa naisalokal na katangian ng air gap sa isang gapped ferrite core, hindi ito nagpapakita ng mahusay na katatagan ng temperatura.

Ang pinakamainam na pangunahing pagpili ay ang piliin ang pinakamahusay na materyal na may kaunting kompromiso habang natutugunan ang lahat ng layunin sa disenyo.Kung ang gastos ang pangunahing salik, ang pulbos na bakal ang pipiliin.Kung ang katatagan ng temperatura ang pangunahing alalahanin, ang MPP ang magiging unang opsyon.Ang mga katangian ng bawat uri ng materyal ay tinalakay sa madaling sabi.
Ang lahat ng 3 uri ng powder core ay maaaring mabili on-line sa maliit na volume mula sa stock (agarang paghahatid) sa sumusunod na website: www.cwsbytemark.com.Ang higit pang teknikal na data ng mga materyal na ito ay matatagpuan sa www.bytemark.com

MPP (Molypermalloy Powder Cores)
Komposisyon: Mo-Ni-Fe

Ang mga MPP core ay may pinakamababang pangkalahatang pagkawala ng core at pinakamahusay na katatagan ng temperatura.Karaniwan, ang pagkakaiba-iba ng inductance ay nasa ilalim ng 1% hanggang 140 deg C. Ang mga core ng MPP ay available sa mga paunang permeabilities (µi) na 26, 60, 125, 160, 173, 200, at 550. Nag-aalok ang MPP ng mataas na resistivity, mababang hysteresis at eddy current pagkalugi, at napakahusay na katatagan ng inductance sa ilalim ng bias ng DC at mga kondisyon ng AC.Sa ilalim ng AC excitation, ang pagbabago ng inductance ay nasa ilalim ng 2% (napaka-stable) para sa µi=125 core sa AC flux density na higit sa 2000 gauss.Hindi ito madaling mababad sa mataas na DC magnetization o DC bias na kondisyon. Ang saturation flux density ng MPP core ay humigit-kumulang 8000 gauss ( 800 mT)

Kung ikukumpara sa iba pang mga materyales, ang mga core ng MPP ay ang pinakamahal, ngunit pinakamataas na kalidad sa mga tuntunin ng pagkawala ng core at katatagan.Para sa aplikasyon na may kinalaman sa kundisyon ng bias ng DC, gamitin ang mga sumusunod na alituntunin.Para makakuha ng mas mababa sa 20% na pagbaba sa paunang permeability sa ilalim ng DC bias condition:- Para sa µi= 60 core, max.DC bias <50 oersted;µi=125, max.DC bias <30 oersted;µi=160, max.DC bias <20 oersted.

Mga Natatanging Tampok

1. Pinakamababang pagkawala ng core sa lahat ng materyales sa pulbos.Mababang pagkawala ng hysteristic na nagreresulta sa mababang pagbaluktot ng signal at mababang natitirang pagkawala.
2. Pinakamahusay na katatagan ng temperatura.Wala pang 1%.
3. Ang maximum saturation flux density ay 8000 gauss (0.8 tesla)
4.Inductance tolerance: + - 8%.(3% mula 500 Hz hanggang 200 Khz)
5. Karamihan sa karaniwang ginagamit sa aerospace, militar, medikal at mataas na temperatura application.
6. Pinaka madaling magagamit bilang kumpara sa mataas na flux at sendust.
Mga Application:
Mataas na Q filter, loading coils, resonant circuit, RFI filter para sa mga frequency na mas mababa sa 300 kHz, transformer, chokes, differential mode filter, at DC biased na output filter.

Mga High Flux Core
Komposisyon: Ni-Fe

Ang mga High Flux core ay binubuo ng compacted 50% nickel at 50% iron alloy powder.Ang base na materyal ay katulad ng regular na nickel iron lamination sa tape wound cores.Ang mga high Flux core ay may mas mataas na kakayahan sa pag-imbak ng enerhiya, at mas mataas na saturation flux density.Ang kanilang saturation flux density ay humigit-kumulang 15,000 gauss ( 1500 mT), halos kapareho ng mga iron powder core.Ang mga High Flux core ay nag-aalok ng bahagyang mas mababang pagkawala ng core kaysa sa Sendust.Gayunpaman, ang core loss ng High Flux ay medyo mas mataas kaysa sa mga MPP core.Ang mga High Flux core ay karaniwang ginagamit sa aplikasyon kung saan mataas ang DC bias current.Gayunpaman, hindi ito madaling magagamit gaya ng MPP o Sendust, at limitado sa mga pagpipilian sa permeability o mga pagpipilian sa laki nito.
Mga Application:

1) Sa Line Noise filter kung saan dapat suportahan ng inductor ang malalaking boltahe ng AC nang walang saturation.

2) Pagpapalit ng mga Regulator Inductors upang mahawakan ang malaking halaga ng kasalukuyang bias ng DC

3) Pulse Transformers at Flyback Transformers dahil ang natitirang density ng flux nito ay malapit sa zero gauss.Sa saturation flux density na 15K gauss, ang magagamit na flux density (mula sa zero hanggang 15K gauss) ay angkop na angkop para sa mga unipolar drive application gaya ng pulse transformer at flyback transformer.

Kool Mu® / SENDUST
Komposisyon: Al-Si-Fe

Ang mga Sendust core ay kilala rin bilang Kool Mu® mula sa Magnetics Inc., ang materyal na Sendust ay unang ginamit sa Japan sa isang lugar na tinatawag na Sendai, at tinawag itong 'dust' core, at sa gayon ang pangalang Sendust.Sa pangkalahatan, ang mga sendust core ay may makabuluhang mas mababang pagkalugi kaysa sa mga iron powder core, ngunit may mas mataas na core losses kaysa sa mga MPP core.Kung ikukumpara sa iron powder, ang sendust core loss ay maaaring kasing baba ng 40% hanggang 50% ng Iron powder core loss.Ang mga Sendust core ay nagpapakita rin ng napakababang magnetostriction coefficient, at samakatuwid ito ay angkop para sa mga application na nangangailangan ng mababang naririnig na ingay.Ang mga Sendust core ay may saturation flux density na 10,000 gauss na mas mababa kaysa sa Iron powder.Gayunpaman, nag-aalok ang sendust ng mas mataas na imbakan ng enerhiya kaysa sa MPP o gapped ferrites.

Available ang mga Sendust core sa initial permeabilities (Ui) na 60 at 125. Nag-aalok ang Sendust core ng kaunting pagbabago sa permeability o inductance (sa ilalim ng 3% para sa ui=125) sa ilalim ng AC excitation.Ang katatagan ng temperatura ay napakahusay sa mataas na dulo.Ang pagbabago ng inductance ay mas mababa sa 3% mula sa ambient hanggang 125 deg C. Gayunpaman, habang bumababa ang temperatura sa 65 deg C, bumababa ang inductance nito ng humigit-kumulang 15% para sa µi=125.Tandaan din na habang tumataas ang temperatura, ang sendust ay nagpapakita ng pagbaba sa inductance kumpara sa pagtaas ng inductance para sa lahat ng iba pang materyales sa pulbos.Maaari itong maging isang mahusay na pagpipilian para sa kabayaran sa temperatura, kapag ginamit kasama ng iba pang mga materyales sa isang pinagsama-samang istraktura ng core.

Ang mga Sendust core ay mas mura kaysa sa mga MPP o mataas na flux, ngunit bahagyang mas mahal kaysa sa mga iron powder core.Para sa aplikasyon na kinasasangkutan ng mga kundisyon ng bias ng DC, gamitin ang mga sumusunod na alituntunin.Upang makakuha ng mas mababa sa 20% na pagbaba sa paunang permeability sa ilalim ng kundisyon ng bias ng DC:

Para sa µi= 60 core, max.DC bias <40 oersted;µi=125, max.DC bias < 15 oersted.

Mga Natatanging Tampok

1. Mas mababang pagkawala ng core kaysa sa Iron Powder.
2. Mababang koepisyent ng magnetostriction, mababang naririnig na ingay.
3.Good temperatura katatagan.Sa ilalim ng 4% mula -15 'C hanggang 125'C
4. Pinakamataas na density ng flux: 10,000 gauss (1.0 tesla)
5.Inductance tolerance: ±8%.
Mga Application:
1. Pagpapalit ng mga regulator o Power Inductors sa SMPS
2.Fly-back at Pulse transformer (inductors)
3.In-Line na mga filter ng ingay
4.Swing chokes
5.Phase control circuits (mababang naririnig na ingay) light dimmers, motor speed control device.
Pulbos na Bakal
Komposisyon: Fe

Ang bakal na pulbos ay ang pinaka-epektibo sa lahat ng mga core ng pulbos.Nag-aalok ito ng matipid na alternatibong disenyo sa MPP, High Flux o Sendust core.Ang mas mataas na pagkawala ng core nito sa lahat ng materyales sa pulbos ay maaaring mabayaran sa pamamagitan ng paggamit ng mas malalaking sukat na mga core.Sa maraming mga aplikasyon, kung saan ang espasyo at mas mataas na pagtaas ng temperatura sa mga iron powder core ay hindi gaanong mahalaga kumpara sa pagtitipid sa mga gastos, ang mga iron powder core ay nag-aalok ng pinakamahusay na solusyon.Available ang mga Iron Powder core sa 2 klase : carbonyl iron at hydrogen reduced iron.Ang carbonyl iron ay may mas mababang core loss at nagpapakita ng mataas na Q para sa mga RF application.

Available ang mga Iron Powder core sa permeabilities mula 1 hanggang 100. Ang mga sikat na materyales para sa mga aplikasyon ng SMPS ay #26 (µi=75), #8/90 (µi=35), #52 (µi= 75) at #18 (µi= 55).Ang mga iron powder core ay may saturation flux density na 10,000 hanggang 15,000 gauss.Ang mga core ng pulbos ng bakal ay medyo matatag sa temperatura.Ang materyal na #26 ay may katatagan ng temperatura na 825 ppm/C (pagbabago ng inductance na humigit-kumulang 9% na may pagbabago sa temperatura na hanggang l25 deg C). Ang#52 na materyal ay 650 PPM/C (7%).Ang #18 na materyal ay 385 PPM/C (4%), at ang #8/90 na materyal ay 255 PPM/C (3%).

Ang mga iron powder core ay mainam sa mga mas mababang frequency na aplikasyon.Dahil ang kanilang hysteresis at eddy current core loss ay mas mataas, ang operating temperature ay dapat na limitado sa ibaba 125 deg C.

Para sa aplikasyon na kinasasangkutan ng mga kundisyon ng bias ng DC, ang mga sumusunod na alituntunin ay inirerekomenda.Upang makakuha ng mas mababa sa 20% na pagbaba sa paunang permeability sa ilalim ng kundisyon ng bias ng DC:

Para sa Material #26, max DC bias < 20 oersted;
Para sa Material #52, max DC bias < 25 oersted;
Para sa Material #18, max DC bias < 40 oersteds;
Para sa Material #8/90, max DC bias < 80 oersted.

Mga Natatanging Tampok

1. Pinakamababang gastos.
2.Mabuti para sa mababang frequency application (<10OKhz).
3. Mataas na maximum na density ng flux: 15,000 gauss
4.Inductance tolerance ± 10%
Mga Application:
1.Energy storage inductor
2.Low frequency DC output chokes
3.60 Hz differential mode EMI Line Chokes
4. Ang mga Light Dimmer ay Nabulunan
5.Power Factor correction Chokes.
6.Resonant Inductors.
7.Pulse at Fly-backTransformers
8.In-line na mga filter ng ingay.May kakayahang makatiis ng malaking kasalukuyang linya ng AC nang walang saturation.
DC Biased Inductor Operation.
20% Mga Limitasyon sa Pagkamatagusin

Sa ilalim ng mga kondisyon ng pag-magnetize ng DC, ang lahat ng materyales sa pulbos ay nagpapakita ng pagbawas sa permeability tulad ng ipinapakita sa mga tsart.Ipinapalagay ng data sa itaas ang density ng AC flux na 20 gauss.Para sa aplikasyon tulad ng mga output chokes, kung saan ang mga inductors ay DC bias, ang magnetization force (H=0.4*PHI*N*l/l) ay kailangang kalkulahin, at ang bilang ng mga pagliko ay nadagdagan para sa pagbawas sa permeability.Kung ang magnetization force (H) na nakalkula ay nasa loob ng maximum na DC biased na limitasyon sa itaas, kailangan lang ng taga-disenyo na taasan ang mga pagliko ng maximum na 20%.

Talahanayan ng Paghahambing ng Kaugnay na Gastos
Ang mga relatibong gastos ng bawat materyal ay batay sa umiiral na pagpepresyo ng mga produkto at mga gastos sa hilaw na materyales.Ang mga numerong ito ay dapat gamitin bilang gabay lamang.Sa pangkalahatan, ang Iron Powder #26 ng Micrometal ay pinaka-epektibo sa gastos, at ang mga MPP ang pinakamamahal na materyales.
Maraming mga tagagawa at importer ng mga core ng iron powder, at karamihan sa kanila ay hindi nagpapakita ng antas ng kalidad gaya ng mga inaalok ng Micrometals.