1K107 nanokrystallinsk kerne vs siliciumstål, amorfe og ferritkerner

1K107 nanokrystallinske kerner er fremstillet af en jern-baseret blød magnetisk legering, hvis korn er raffineret til nanometerskalaen ved kontrolleret krystallisationsudglødning. Materialet tilbyder en usædvanlig kombination af høj initial permeabilitet, lav koercitivitet, lavt kernetab og god temperaturstabilitet. Denne artikel sammenligner 1K107 nanokrystallinske kerner med siliciumstål, amorfe og ferritkerner, så designere kan vælge det mest passende magnetiske materiale til hver applikation.

Hvad er en 1K107 nanokrystallinsk kerne?

Nanokrystallinsk legering fremstilles ved først at støbe et amorft bånd og derefter udgløde det under et præcist kontrolleret temperaturprogram, så meget fine korn udfældes i den amorfe matrix. 1K107-kvaliteten når en initial permeabilitet på omkring 60.000 til 150.000, en koercitivitet så lav som 0,5 A/m eller derunder, en mætningsfluxtæthed på omkring 1,2 til 1,3 T og en Curie-temperatur på omkring 570 til 600 grader Celsius. Dens praktiske anvendelsesområde er omkring 20 kHz til 1 MHz.

Nanokrystallinske versus siliciumstålkerner

Den indledende permeabilitet af nanokrystallinske kerner er meget højere end for siliciumstålkerner, som typisk er mellem 1.000 og 5.000. Koercitiviteten er også betydeligt lavere, hvilket reducerer energitabet under hver magnetiseringscyklus. Siliciumstål har dog en højere mætningsfluxtæthed på omkring 1,8 til 2,0 T og er det økonomiske valg ved strømfrekvens. Ved høj frekvens stiger hysteresen og hvirvelstrømstabet af siliciumstål kraftigt, mens nanokrystallinske kerner bevarer lavt tab, hvilket gør dem til det bedre valg til switch-kredsløb.

Nanokrystallinske versus amorfe kerner

Amorfe kerner fremstilles ved hurtig størkning af den smeltede legering uden krystallisationsudglødningstrinnet. Deres oprindelige permeabilitet er typisk 20.000 til 50.000, lavere end de 60.000 til 150.000 af nanokrystallinske kerner, og deres koercitivitet er lidt højere. Amorft materiale har en mætningsfluxtæthed på omkring 1,56 T, hvilket er lidt højere end nanokrystallinsk. Amorfe kerner passer til frekvenser omkring 10 kHz til 100 kHz, mens nanokrystallinske kerner udvider nyttig ydeevne op til omkring 1 MHz. Nanokrystallinsk materiale har også en højere Curie-temperatur på omkring 570 til 600 grader Celsius sammenlignet med omkring 415 grader Celsius for amorfe, hvilket giver bedre høj-temperaturstabilitet.

Nanokrystallinske versus ferritkerner

Ferritkerner har en lav mætningsfluxtæthed på omkring 0,3 til 0,5 T, mens nanokrystallinske kerner når omkring 1,2 til 1,3 T, hvilket tillader et mindre kernetværsnit- for den samme kraft. Ferrit klarer sig godt i området fra omkring 10 kHz til 100 MHz og er fortsat førstevalg ved meget høje frekvenser, men dens permeabilitet og mætning er lavere, og den er tilbøjelig til at afmagnetisere ved høje temperaturer. Nanokrystallinske kerner kombinerer lavt tab med højere mætning og bedre temperaturstabilitet i 20 kHz til 1 MHz-båndet.

Dimensionsrækkevidde

Nanokrystallinske ringkerner fås i en lang række dimensioner, lige fra små ringe på omkring 8 mm ydre diameter, der bruges i strømtransformatorer, til store blokke, der bruges i strømkonverteringsudstyr. Tabellen nedenfor viser repræsentative eksempler; alle dimensioner er i millimeter og yderligere størrelser kan tilpasses.

Typiske applikationer

Høj-transformatorer og induktorer i switch-strømforsyninger.

Strømtransformatorer og fejlstrømsenheder med høje krav til nøjagtighed.

Common mode drosler og EMI-filtre i kraftelektronik.

Reaktorer i solinvertere, vindomformere og opladere til elbiler.

Magnetiske komponenter i industrielle drev og uafbrydelige strømforsyninger.

Ofte stillede spørgsmål

Q1. Hvad er den indledende permeabilitet af 1K107?

Den indledende permeabilitet af 1K107 nanokrystallinske kerner er typisk mellem 60.000 og 150.000, hvilket er meget højere end siliciumstål og ferrit og højere end de fleste amorfe kvaliteter.

Q2. Hvorfor er nanokrystallinsk bedre end ferrit ved høj frekvens?

Nanokrystallinske kerner giver højere mætningsfluxtæthed og bedre lav-frekvent permeabilitet end ferrit, mens de holder lavt tab op til omkring 1 MHz. Ferrit forbliver foretrukket over 1 MHz, og hvor meget lavt kernetab ved høj fluxtæthed ikke er påkrævet.

Q3. Hvad er mætningsfluxtætheden af ​​1K107?

Mætningsfluxtætheden er typisk omkring 1,2 til 1,3 T, hvilket er lavere end siliciumstål og amorft materiale, men meget højere end ferrit.

Q4. Hvordan fremstilles en nanokrystallinsk kerne?

Et amorft bånd støbes først ved hurtig størkning, vikles derefter til den nødvendige form og udglødes under et kontrolleret magnetfelt, så der dannes korn på nanometer-skala, som giver materialet dets høje permeabilitet og lave tab.

Q5. Hvad er Curie-temperaturen af ​​nanokrystallinsk materiale?

Curie-temperaturen er omkring 570 til 600 grader Celsius, hvilket er højere end amorft materiale ved omkring 415 grader Celsius, hvilket giver bedre stabilitet ved forhøjede driftstemperaturer.

Q6. Kan tilpassede kernedimensioner leveres?

Ja. Kerner kan fremstilles til brugerdefinerede dimensioner og tolerancer baseret på den nødvendige induktans, strømstyrke og tilgængeligt viklingsvindue.