1K107 пръстеновидно ядро ​​от нанокристална сплав за ефективни трансформатори

 

Загубата на нанокристално ядро ​​се увеличава с честота, главно поради вихрови токове и хистерезис. Докато нанокристалните материали имат много ниски загуби в сърцевината при по-ниски честоти, компонентите на загубата се увеличават с повишаване на честотата, особено над 100 kHz. Тази връзка е критично съображение при проектирането на приложения за силова електроника и производителите са разработили специализирани високо-честотни (HF) степени на нанокристални ядра за подобряване на производителността.

 

 

 

 

Фактори, влияещи върху загубата на нанокристално ядро ​​спрямо честотата

 

Загуби от вихров ток:

Това са най-значимият компонент на загубата при високи честоти и са пропорционални на квадрата на честотата. Въпреки че нанокристалните материали имат много фина зърнеста структура, която минимизира вихровите токове при по-ниски честоти, те стават доминиращи с увеличаване на честотата.

 

Хистерезисни загуби:

Тези загуби също зависят от честотата и плътността на потока и допринасят за общата загуба в сърцевината.

 

Излишни загуби:

Те са компонент на загубата в сърцевината, която възниква от уникалната микроструктура на материала и също се влияе от честотата.

 

Свойства на материала:

Електрическата проводимост на самия нанокристален материал играе решаваща роля, тъй като по-високата проводимост води до по-големи загуби на вихрови токове при високи честоти.

 

Основен дизайн:

Физическата структура на сърцевината, включително нейната дебелина и изолация, влияе върху това колко добре тя може да издържи на високи-честотни загуби.

 

 

Ефективност на ядрото от нанокристална сплав при различни честоти

 

Ниски до средни честоти (10−100 kHz):

Нанокристалните ядра показват превъзходна производителност, с едни от най-ниските загуби в сърцевината от всички магнитни материали в този диапазон, осигурявайки отлична ефективност за приложения като преобразуватели на енергия.

 

Високи честоти (над 100 kHz):

Загубите от вихрови токове нарастват експоненциално, причинявайки бързо нарастване на общите загуби в сърцевината. В някои случаи нанокристалните сърцевини може да имат по-големи загуби от специализираните феритни материали в този много висок-честотен диапазон.

 

 

Последици от дизайна на сърцевината на пръстена от нанокристална сплав

 

Високо{0}}честотни оценки:

За да смекчат ефектите от високите честоти, производителите предлагат специализирани нанокристални материали с висока{0}}честота (HF) с по-ниски загуби в сърцевината в целевия работен диапазон.

 

Фактори за ефективност:

Изборът на материал за трансформатори често включва използването на "коефициент на производителност", който е продукт на плътността на AC потока и честотата при дадена загуба на мощност.

 

Топлинно управление:

Увеличаването на загубите в сърцевината при високи честоти генерира повече топлина, което може да доведе до намалена ефективност и изисква внимателно управление на топлината в цялостния дизайн.

 

Нанокристално тороидално ядроспецификация

Размер на магнитната сърцевина (mm)			Размер на защитната кутия (mm)			Ефективна площ на напречното-сечение Ae (mm2)		Дължина на магнитния път Ie(mm)		Максимален DC свръхток клас (A)
id	од	ht	ID	OD	HT
14	19	6.5	12	22	8	11.86		51.81		20
14	20	10	12	22.3	11.4	29.68		52.29		40
16	21	10	15	24	12.3	24.85		57.41		60
16	23	8	15	24	9.7	20.44		61.23		60
16	23	10	15	24	12.3	34.62		59.92		60
17	22	10	15.3	24.4	12.3	24.86		60.59		60
17	21	8	15.3	24	9.7	25.56		60.67		60
17	23	8	15.3	24.4	9.7	26.89		61.34		60
18	23	10	16.4	24.4	12.3	29.78		60.38		70
18	24	9	16.4	25	11.2	34.78		60.89		70
18	25	10	16.4	25.9	12.3	37.97		64.56		70
19	24	9	17.3	25	11.2	40.39		65.32		80
19	25	10	17.3	26	12.3	39.42		62.31		80
19	26	10	17.3	27.3	12.3	48.32		69.56		80
20	25	10	18.5	26.3	12.3	39.29		70.32		90
20	28	10	18.5	29	12.3	45.76		73.88		90
20	32	10	18.5	32.3	12.3	58.91		78.75		90
21	29	10	18.2	31.3	12.3	39.65		77.19		100
21	26	8	18.3	27.4	9.7	46.54		78.32		100
21	28	10	18.3	30	12.3	50.39		77.45		100
22	28	10	20.5	30	12.3	49.32		79.89		120
22	32	10	20.5	33.4	12.3	43.58		73.43		120
23	32	10	21.3	33.4	12.3	44.56		74.56		120