Ферритовый сердечник

редактировать

Несколько ферритовых сердечников

В электронике ферритовый сердечник представляет собой тип магнитопровода, изготовленного из феррита, на котором сформированы обмотки электрических трансформаторов и другие намотанные компоненты, такие как катушки индуктивности. Он используется из-за его свойств высокой магнитной проницаемости в сочетании с низкой электропроводностью (что помогает предотвратить вихревые токи ). Благодаря сравнительно низким потерям на высоких частотах, они широко используются в сердечниках RF трансформаторов и катушек индуктивности в таких приложениях, как импульсные источники питания, и ферритовые рамочные антенны для AM радиоприемников.

Содержание

1 Ферриты
2 Применения
3 Ферритовая стержневая антенна
4 См. также
5 Ссылки

Ферриты

Ферриты представляют собой керамические соединения переходных металлов с кислородом, которые являются ферримагнетиками, но не проводят ток. Ферриты, которые используются в сердечниках трансформатора или электромагнитных , содержат оксиды железа в сочетании с никелем, цинком. и / или соединения марганца. Они имеют низкую коэрцитивную силу и называются «мягкими ферритами», чтобы отличать их от «твердых ферритов», которые имеют высокую коэрцитивную силу и используются для изготовления ферритовых магнитов. Низкая коэрцитивная сила означает, что намагниченность материала может легко изменить направление с рассеиванием очень меньшей энергии (гистерезисные потери ), в то время как высокое удельное сопротивление материала предотвращает вихревые токи в активной зоне, еще один источник потерь энергии. Наиболее распространенными мягкими ферритами являются:

Марганцево-цинковый феррит (MnZn, с формулой Mn aZn(1-a) Fe2O4). MnZn имеет более высокие уровни проницаемости и насыщения, чем NiZn.
Никель-цинковый феррит (NiZn, с формулой Ni aZn(1 −a) Fe2O4). Ферриты NiZn обладают более высоким удельным сопротивлением, чем MnZn, и поэтому более подходят для частот выше 1 МГц.

Для применений ниже 5 МГц используются ферриты MnZn; выше этого обычно используется NiZn. Исключение составляют катушки индуктивности синфазного режима, где порог выбора составляет 70 МГц.

Поскольку любая заданная смесь имеет компромисс между максимальной используемой частотой по сравнению с более высоким значением mu в пределах каждая из этих подгрупп производителей производит широкий спектр материалов для различных применений, смешанных, чтобы обеспечить либо высокую начальную (низкочастотную) индуктивность, либо более низкую индуктивность и более высокую максимальную частоту, либо для ферритовых помехоподавляющих ферритов очень широкий частотный диапазон, но часто с очень высоким коэффициентом потерь (низкий Q ).

Важно выбрать правильный материал для применения, поскольку правильный феррит для импульсного источника питания 100 кГц (высокая индуктивность, низкие потери, низкая частота) сильно отличается от феррита для ВЧ трансформатор или ферритовая стержневая антенна (высокая частота, низкие потери, но с меньшей индуктивностью), и снова отличается от подавляющего феррита (высокие потери, широкополосный)

Применения

Существует два основных применения ферритовых сердечников, которые различаются по размеру и частоте работы: сигнальные трансформаторы, которые имеют небольшой размер и более высокие частоты, и силовые трансформаторы, которые имеют большие размеры и более низкие частоты. Сердечники также можно классифицировать по форме, например, тороидальные сердечники, сердечники оболочки или цилиндрические сердечники.

Ферритовые сердечники, используемые для силовых трансформаторов, работают в низкочастотном диапазоне (обычно от 1 до 200 кГц) и имеют довольно большие размеры, могут быть тороидальными, оболочковыми или иметь форму букв 'C', 'D 'или' E '. Они полезны во всех типах электронных переключающих устройств - особенно в источниках питания от 1 до 1000 Вт максимум, поскольку более мощные приложения обычно выходят за пределы диапазона ферритных одиночных сердечников и требуют сердечников с ламинированием с ориентированной зернистостью.

Ферритовые сердечники, используемые для сигналов, имеют диапазон применений от 1 кГц до многих МГц, возможно, до 300 МГц, и нашли свое основное применение в электронике, например, в радио AM и RFID теги.

Ферритовая стержневая антенна

Рамочная антенна от AM-радио с двумя обмотками: одна для длинноволнового и одна для средневолнового (AM-вещание) приема. Эти рамочные антенны, как правило, длиной 10 см, обычно скрыты внутри радиоприемника.

Ферритовые стержневые антенны (или антенны) представляют собой тип небольшой магнитной петли (SML ) очень распространены в AM-радио вещательном диапазоне транзисторных радио, хотя они начали использоваться в ламповых ("клапанных") радиоприемниках в 1950-е годы. Они также полезны в приемниках очень низкой частоты (VLF) и иногда могут давать хорошие результаты на большинстве коротковолновых частот (при условии использования подходящего феррита). Они состоят из катушки с проволокой, намотанной на сердечник из ферритового стержня (обычно на несколько дюймов длиннее катушки, но иногда более 3 футов). Этот сердечник эффективно «концентрирует» магнитное поле радиоволн, чтобы дать более сильный сигнал, чем может быть получен рамочной антенной с воздушным сердечником сопоставимого размера, но все же не такой сильный, как сигнал, который может быть получен с помощью хорошей наружной проводной антенны..

Другие названия включают рамочную антенну, ферродную антенну и антенну с ферритовым стержнем. «Ферроцептор » - старое альтернативное название антенны с ферритовым стержнем, в частности, используемой Philips, где ферритовый сердечник будет называться стержнем «Ferroxcube » ( торговая марка, приобретенная Yageo у Philips в 2000 году). Краткие термины ферритовый стержень или «петля-стержень» иногда относятся к комбинации катушка плюс феррит, которая заменяет как внешнюю антенну, так и первую настроенную схему радиостанции, или просто сам ферритовый сердечник ( цилиндрический стержень или плоская ферритовая пластина).

См. Также

Ссылки

На Викискладе есть материалы, посвященные ферритовым сердечникам.