Rdzeń ferrytowy - Ferrite core

Ten artykuł dotyczy rdzeni transformatorów. Informacje na temat technologii pamięci komputera zawiera sekcja Pamięć z rdzeniem ferrytowym .
Kilka rdzeni ferrytowych

W elektronice , A rdzeń ferrytowy jest typu magnetycznego rdzenia wykonanego z ferrytu , w którym uzwojenia elektryczne transformatory i innych elementów tak zwinięty, jak cewki indukcyjne są wykonane. Wykorzystywany jest ze względu na swoje właściwości wysokiej przepuszczalności magnetycznej w połączeniu z niską przewodnością elektryczną (co pomaga zapobiegać prądom wirowym ). Ze względu na ich stosunkowo niskie straty przy wysokich częstotliwościach, są one szeroko stosowane w rdzeniach transformatorów RF i cewek indukcyjnych w zastosowaniach takich jak zasilacze impulsowe i anteny ferrytowe z pętlą pętlową do odbiorników radiowych AM .

Ferryty

Ferryty są ceramicznymi związkami metali przejściowych z tlenem , które są ferrimagnetyczne, ale nieprzewodzące. Ferryty stosowane w transformatorach lub rdzeniach elektromagnetycznych zawierają tlenki żelaza połączone ze związkami niklu , cynku i / lub manganu . Mają niską koercję i są nazywane „ miękkimi ferrytami ”, aby odróżnić je od „ twardych ferrytów ”, które mają wysoką koercję i są używane do wytwarzania magnesów ferrytowych . Niska koercja oznacza, że namagnesowanie materiału może łatwo odwrócić kierunek, jednocześnie rozpraszając bardzo mało energii ( straty histerezy ), jednocześnie wysoka rezystywność materiału zapobiega powstawaniu prądów wirowych w rdzeniu, które są kolejnym źródłem strat energii. Najczęstsze ferryty miękkie to:

  • Ferryt manganowo-cynkowy ( MnZn , o wzorze Mn a Zn (1−a) Fe 2 O 4 ). MnZn mają wyższą przepuszczalność i poziomy nasycenia niż NiZn.
  • Ferryt niklowo-cynkowy ( NiZn , o wzorze Ni a Zn (1−a) Fe 2 O 4 ). Ferryty NiZn wykazują wyższą rezystywność niż MnZn i dlatego są bardziej odpowiednie dla częstotliwości powyżej 1 MHz.

Do zastosowań poniżej 5 MHz stosuje się ferryty MnZn; powyżej tego zwykle wybiera się NiZn. Wyjątkiem są cewki indukcyjne trybu wspólnego , gdzie próg wyboru wynosi 70 MHz.

Ponieważ każda dana mieszanka charakteryzuje się kompromisem między maksymalną częstotliwością użytkową a wyższą wartością mu, w każdej z tych podgrup producenci produkują szeroką gamę materiałów do różnych zastosowań, mieszanych w celu uzyskania wysokiej początkowej (niskiej częstotliwości) indukcyjności lub niższej indukcyjność i wyższa częstotliwość maksymalna, lub w przypadku ferrytów tłumiących zakłócenia, bardzo szeroki zakres częstotliwości, ale często z bardzo wysokim współczynnikiem strat (niski Q ).

Ważne jest, aby wybrać odpowiedni materiał do zastosowania, ponieważ właściwy ferryt dla zasilacza impulsowego 100 kHz (wysoka indukcyjność, niskie straty, niska częstotliwość) różni się znacznie od tego dla transformatora RF lub anteny prętowej ferrytowej (wysoka częstotliwość, niskie straty, ale niższa indukcyjność) i znowu różni się od ferrytu tłumiącego (wysokie straty, szerokopasmowy)

Aplikacje

Istnieją dwa szerokie zastosowania rdzeni ferrytowych, różniących się wielkością i częstotliwością pracy: transformatory sygnałowe, które mają małe rozmiary i wyższe częstotliwości oraz transformatory mocy, które mają duże rozmiary i niższe częstotliwości. Rdzenie można również klasyfikować według kształtu, takie jak rdzenie toroidalne, rdzenie powłokowe lub rdzenie cylindryczne.

Rdzenie ferrytowe stosowane w transformatorach mocy pracują w zakresie niskich częstotliwości (zwykle od 1 do 200 kHz) i mają dość duże rozmiary, mogą być toroidalne, muszelkowe lub w kształcie litery „C”, „D” lub „E” . Są przydatne we wszystkich rodzajach elektronicznych urządzeń przełączających – zwłaszcza w zasilaczach od 1 W do maksymalnie 1000 W, ponieważ bardziej wydajne zastosowania są zwykle poza zakresem ferrytycznych pojedynczych rdzeni i wymagają rdzeni laminowanych zorientowanych ziarnem.

Rdzenie ferrytowe używane w sygnałach mają zakres zastosowań od 1 kHz do wielu MHz, być może nawet do 300 MHz i znalazły swoje główne zastosowanie w elektronice, np. W radiach AM i znacznikach RFID .

Antena pręta ferrytowego

Zobacz także: antena pętlowa § Ferryt
Antena pętlowa z radia AM z dwoma uzwojeniami, jedno do odbioru fal długich, a drugie do odbioru fal średnich (nadawanie AM). Te anteny pętlowe o długości zwykle 10 cm są zwykle ukryte wewnątrz odbiornika radiowego.

Anteny prętowe ferrytowe (lub anteny) są rodzajem małych anten z pętlą magnetyczną ( SML ) bardzo powszechnych w radiach tranzystorowych pasma radiowego AM , chociaż zaczęto ich używać w radiotelefonach lampowych (zaworowych) w latach pięćdziesiątych. Są one również przydatne w odbiornikach o bardzo niskich częstotliwościach (VLF) i czasami mogą dawać dobre wyniki na większości częstotliwości krótkofalowych (zakładając, że używany jest odpowiedni ferryt). Składają się ze zwoju drutu owiniętego wokół rdzenia pręta ferrytowego (zwykle o kilka cali dłuższego niż cewka, ale czasami o długości ponad 3 stóp). Rdzeń ten skutecznie `` koncentruje '' pole magnetyczne fal radiowych, aby dać silniejszy sygnał niż można uzyskać za pomocą anteny pętlowej z rdzeniem powietrznym o porównywalnej wielkości, chociaż nadal nie jest tak silny, jak sygnał, który można uzyskać za pomocą dobrej zewnętrznej anteny przewodowej. .

Inne nazwy to antena pętlowa , ferrod i antena ferrytowa . „ Ferroceptor ” to starsza alternatywna nazwa anteny prętowej ferrytowej, szczególnie używana przez firmę Philips, gdzie rdzeń ferrytowy byłby nazywany prętem „ Ferroxcube ” (nazwa marki przejęta przez Yageo od Philipsa w 2000 roku). Krótkoterminowy pręt ferrytowy lub „pętla kijowa” czasami odnosi się do kombinacji cewka-plus-ferryt, która zastępuje zarówno antenę zewnętrzną, jak i pierwszy obwód strojony radia, lub po prostu sam rdzeń ferrytowy (cylindryczny pręt lub płaski ferryt płyta).

Zobacz też

Bibliografia