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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Materiais magnéticos e circuitos magnéticos para comutação de fontes de alimentação. Data de referência
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Materiais de referência Na maioria das vezes, núcleos magnéticos feitos de ferrite 1000NM-2000NM são usados em bobinas e transformadores de rádio amador e fontes de alimentação industriais de comutação de alta frequência. Porém, a rigor, seu uso em fontes de alimentação nem sempre é correto, uma vez que essas ferritas são projetadas para operar em campos magnéticos fracos (em bobinas de loop, transformadores correspondentes, etc.). As características energéticas dos transformadores de rede e bobinas podem ser significativamente melhoradas usando núcleos magnéticos de ferrite de graus como 2500NMC1, 2500NMC2, 3000HMC, 3000NMC1. Essas ferritas de manganês-zinco (M) de baixa frequência (H) com permeabilidade relativa de 2500 e 3000, respectivamente, são projetadas para operar em campos elevados (C). As ferritas deste grupo são projetadas especificamente para dispositivos eletrônicos de alta potência e são capazes de operar normalmente em temperaturas de até 125...150°C. Abaixo estão as principais características comparativas de algumas ferritas comuns projetadas para operar em campos magnéticos fortes. especificações:
Estas ferritas têm características bastante semelhantes, e as perdas específicas de volume não só não aumentam com o aumento da temperatura, como acontece com muitos outros materiais semelhantes, mas até diminuem. Esta circunstância, e o fato de o ponto Curie das ferritas da classe em questão ser muito elevado, permite-nos classificá-las como termoestáveis. Arroz. A Figura 1 ilustra a dependência da temperatura das perdas magnéticas volumétricas específicas de duas ferritas - 2500NMS2 e 2000NM1. Pode-se observar que em temperaturas normais os materiais praticamente não são inferiores entre si, e já a 100°C, o que é bastante realista para um transformador ou indutor operando em uma fonte de energia, as perdas na ferrita 2000NM1 são quase 2,5 vezes maiores. do que em 2500NM2.
Na Fig. A Figura 2 mostra dependências típicas de perdas magnéticas específicas em função da amplitude da indução do campo magnético em dois valores de temperatura. Sabe-se que as perdas num circuito magnético são proporcionais ao quadrado da amplitude de indução. As ferritas do grupo em questão, como mostram os gráficos, superam significativamente as tradicionais, como 2000NM1, em termos de indução máxima permitida, principalmente em temperaturas elevadas.
Dependências típicas da indução magnética B e da permeabilidade magnética relativa μ na força H do campo externo aplicado à temperatura normal para os mesmos dois materiais são apresentadas na Fig. 3. Uma análise conjunta deste e dos números anteriores permite-nos concluir que sim. que as ferritas de “alto campo” permitem a operação normal do circuito magnético com uma amplitude de indução 30% maior que a das ferritas convencionais em toda a faixa de temperatura operacional.
Com o aumento da temperatura do circuito magnético, a amplitude de indução permitida diminui, permanecendo, no entanto, significativamente maior do que a de ferritas como 2000NM1. Isto é confirmado pelos gráficos da Fig. 4, tomado para ferrite 2500NMC1 em duas condições de temperatura.
A gama de tipos de núcleos magnéticos feitos de ferritas para campos elevados é bastante ampla (Tabela 1). A indústria produz a maioria dos tamanhos padrão há muito tempo; eles são listados e descritos em detalhes no livro de referência de Sidorov I.N., Khristinin A.A., Skornyakov S.V. “Núcleos e núcleos magnéticos de pequeno porte” - M.: Rádio e Comunicações. 1989.
A exceção são os núcleos magnéticos HF relativamente novos. conveniente para uso na comutação de fontes de alimentação. O núcleo magnético KB consiste em duas partes idênticas (Fig. 5; uma parte é mostrada), unidas em um único todo por amarrações de mola especiais. Após a montagem, um espaço em forma de anel é formado dentro do circuito magnético para acomodar a bobina.
As principais dimensões dos núcleos magnéticos de toda a série fabricada, feitos a partir das ferritas em questão, estão resumidas na Tabela. 2. O núcleo magnético KV14-5, ao contrário dos demais, possui um furo passante central com diâmetro de 5 mm (dl).
A designação completa de um núcleo magnético de ferrite sempre começa com a letra M. Segue-se a marca da ferrite e, separados por hífens, o número da versão, o coeficiente de indutância e o tipo de núcleo magnético. Exemplo: M2500NMS1 -15-250-KV8. O coeficiente de indutância é a indutância em nanohenry de uma volta colocada neste circuito magnético. Conhecendo este parâmetro, é fácil calcular a indutância da futura bobina se o número de suas voltas for conhecido. Núcleos magnéticos sem gap não magnético possuem coeficiente de indutância superior a 1000, porém, devido ao fato da dispersão deste parâmetro ser muito grande, muitas vezes não é indicado. A introdução de um gap reduz drasticamente o coeficiente de indutância, mas a tolerância para o valor deste parâmetro também é reduzida (ver Tabela 3; b/c - circuito magnético sem gap). Normalmente, uma lacuna de um ou outro tamanho é formada no fabricante do núcleo magnético usando equipamento de máquina especial. A lacuna é obtida retificando a saliência central em uma ou ambas as partes do circuito magnético. Em condições amadoras, uma lacuna em um núcleo magnético sem folga só pode ser formada com a instalação de uma junta anular feita de material sólido não magnético (getinax, textolite, fibra de vidro, etc.). Ao determinar a espessura da junta, partimos da regra: metade de sua espessura é igual à folga especificada ou calculada menos a folga de fábrica (se houver) do circuito magnético existente. As características dos núcleos magnéticos da série KV, feitos de ferrite 2500NMS1, necessários para o cálculo das unidades de enrolamento das fontes chaveadas, estão resumidas na Tabela. 3.
Concluindo, deve-se dizer que o trabalho para melhorar os núcleos magnéticos e criar novos tipos de produtos continua. Então. A pedido do cliente, são produzidos núcleos magnéticos de altura reduzida, desenvolvidas molduras de bobinas e iniciada a sua produção em série. Autor: A.Mironov, Lyubertsy, Região de Moscou
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