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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Materiales magnéticos y circuitos magnéticos para fuentes de alimentación conmutadas. Dato de referencia
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Referencias Muy a menudo, los núcleos magnéticos hechos de ferrita 1000NM-2000NM se utilizan en bobinas y transformadores de radioaficionados y fuentes de alimentación industriales conmutadas de alta frecuencia. Sin embargo, en rigor, su uso en fuentes de alimentación no siempre es correcto, ya que estas ferritas están diseñadas para funcionar en campos magnéticos débiles (en bobinas de bucle, transformadores de adaptación, etc.). Las características energéticas de los transformadores y bobinas de red se pueden mejorar significativamente utilizando núcleos magnéticos de ferrita de grados como 2500NMC1, 2500NMC2, 3000HMC, 3000NMC1. Estas ferritas de manganeso-zinc (M) de baja frecuencia (H) con una permeabilidad relativa de 2500 y 3000, respectivamente, están diseñadas para operar en campos elevados (C). Las ferritas de este grupo están diseñadas específicamente para dispositivos electrónicos de alta potencia y pueden funcionar normalmente a temperaturas de hasta 125...150°C. A continuación se muestran las principales características comparativas de algunas ferritas comunes diseñadas para operar en campos magnéticos fuertes. especificaciones:
Estas ferritas tienen características bastante similares y las pérdidas de volumen específicas no sólo no aumentan al aumentar la temperatura, como ocurre con muchos otros materiales similares, sino que incluso disminuyen. Esta circunstancia, y el hecho de que el punto de Curie de las ferritas de la clase considerada es muy alto, nos permite clasificarlas como termoestables. Arroz. La Figura 1 ilustra la dependencia de la temperatura de las pérdidas magnéticas volumétricas específicas de dos ferritas: 2500 NMS2 y 2000 NM1. Se puede observar que a temperaturas normales los materiales prácticamente no son inferiores entre sí, y ya a 100°C, lo que es bastante realista para un transformador o inductor que funciona en una fuente de energía, las pérdidas en ferrita de 2000NM1 son casi 2,5 veces mayores. que en 2500NM2.
En la Fig. La Figura 2 muestra las dependencias típicas de las pérdidas magnéticas específicas en función de la amplitud de la inducción del campo magnético a dos valores de temperatura. Se sabe que las pérdidas en un circuito magnético son proporcionales al cuadrado de la amplitud de la inducción. Las ferritas del grupo considerado, como muestran los gráficos, superan significativamente a las tradicionales, como 2000NM1, en términos de inducción máxima permitida, especialmente a temperaturas elevadas.
En la figura 3 se presentan las dependencias típicas de la inducción magnética B y la permeabilidad magnética relativa μ de la intensidad H del campo externo aplicado a temperatura normal para los mismos dos materiales. 30. Un análisis conjunto de esta cifra y de las anteriores nos permite concluir que. que las ferritas de “alto campo” permiten el funcionamiento normal del circuito magnético con una amplitud de inducción un XNUMX% mayor que la de las ferritas convencionales en todo el rango de temperatura de funcionamiento.
Al aumentar la temperatura del circuito magnético, la amplitud de inducción admisible disminuye, pero sigue siendo significativamente mayor que la de ferritas como 2000NM1. Esto se confirma con los gráficos de la Fig. 4, tomada para ferrita 2500NMC1 en dos condiciones de temperatura.
La gama de tipos de núcleos magnéticos fabricados a partir de ferritas para campos elevados es bastante amplia (Tabla 1). La mayoría de los tamaños estándar se producen en la industria desde hace mucho tiempo, se enumeran y describen en detalle en el libro de referencia de Sidorov I.N., Khristinin A.A., Skornyakov S.V. “Núcleos y núcleos magnéticos de tamaño pequeño” - M.: Radio y Comunicaciones. 1989.
La excepción son los relativamente nuevos núcleos magnéticos de alta frecuencia. Conveniente para usar en fuentes de alimentación conmutadas. El núcleo magnético KB consta de dos partes idénticas (Fig. 5; se muestra una parte), unidas en un solo todo mediante bridas elásticas especiales. Después del montaje, se forma un espacio en forma de anillo dentro del circuito magnético para acomodar la bobina.
Las principales dimensiones de los núcleos magnéticos de toda la serie fabricada a partir de las ferritas consideradas se resumen en la tabla. 2. El núcleo magnético KV14-5, a diferencia de los demás, tiene un orificio pasante central con un diámetro de 5 mm (dl).
La designación completa de un núcleo magnético de ferrita siempre comienza con la letra M. Le sigue la marca de ferrita y, separados por guiones, el número de versión, el coeficiente de inductancia y el tipo de núcleo magnético. Ejemplo: M2500NMS1 -15-250-KV8. El coeficiente de inductancia es la inductancia en nanohenrios de una vuelta colocada en este circuito magnético. Conociendo este parámetro, es fácil calcular la inductancia de la futura bobina si se conoce el número de vueltas. Los núcleos magnéticos sin espacio no magnético tienen un coeficiente de inductancia superior a 1000, pero debido a que la extensión de este parámetro es muy grande, a menudo no se indica. La introducción de un espacio reduce drásticamente el coeficiente de inductancia, pero también se reduce la tolerancia para el valor de este parámetro (ver Tabla 3; b/c - circuito magnético sin espacio). Normalmente, el fabricante del núcleo magnético forma una ranura de uno u otro tamaño utilizando un equipo de máquina especial. La separación se obtiene rectificando el saliente central de una o ambas partes del circuito magnético. En condiciones de aficionados, se puede formar un espacio en un núcleo magnético sin juego solo instalando una junta anular hecha de material sólido no magnético (getinax, textolita, fibra de vidrio, etc.). Al determinar el espesor de la junta, partimos de la regla: la mitad de su espesor es igual al espacio especificado o calculado menos el espacio de fábrica (si lo hay) del circuito magnético existente. Las características de los núcleos magnéticos de la serie KV, fabricados con ferrita 2500NMS1, necesarios para calcular las unidades de devanado de fuentes de alimentación conmutadas, se resumen en la tabla. 3.
En conclusión, hay que decir que se continúa trabajando para mejorar los núcleos magnéticos y crear nuevos tipos de productos. Entonces. A petición del cliente se fabrican núcleos magnéticos de altura reducida, se desarrollan marcos de bobinas y se inicia su producción en serie. Autor: A.Mironov, Lyubertsy, Región de Moscú
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