Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Wyszukiwarki naszych partnerów

Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME
Europejski lider sprzedaży techniki i elektroniki.
Proszę, dodaj wyjątek elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

-RoMan- 28 Maj 2008 18:06 36890 4
  • #1 28 Maj 2008 18:06
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Zgodnie z obietnicą spróbuję przekazać trochę podstaw.

    Podstawą konstrukcji zasilaczy impulsowych są transformatory i dławiki na rdzeniach ferrytowych. Jeszcze do niedawna była to zmora konstruktorów-amatorów. Rdzenie były trudno dostępne w ilościach detalicznych a ich parametry były ukrywane jak największe tajemnice.
    Obecnie ani zakup ani dotarcie do danych technicznych rdzeni nie stanowi najmniejszego problemu. Wystarczy tylko wiedzieć, gdzie ich szukać.

    Najbardziej znanym producentem rdzeni ferrytowych jest Ferroxcube - dawniejszy dział ferrytów Philipsa. To Ferroxcube dyktuje standardy materiałów i rdzeni ferrytowych podobnie jak Micrometals proszkowych.
    Strona http://www.ferroxcube.com/ jest kopalnią informacji - zawiera nie tylko suche dokumentacje ale również dużo materiałów opisowych - polecam szczególnie kompletny katalog (1107 stron) w formie jednego pliku (7.5 MB): http://www.ferroxcube.com/appl/info/HB2009.pdf
    Dla miłośników klikania po stronach - wersja on-line: http://www.ferroxcube.com/prod/prodmain.htm

  • #2 28 Maj 2008 20:04
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Ferryty są produkowane w bardzo wielu odmianach, ze składem dobieranym w zależności od przeznaczenia. Na szczęście nas interesują tylko dwa podstawowe rodzaje:

    Ferryty mocy - materiały przeznaczone na rdzenie transformatorów przetwornic forward oraz - przy zastosowaniu szczeliny powietrznej - na dławiki mocy i "transformatory" flyback. Ich charakterystyczną cechą jest stosunkowo duża przenikalność magnetyczna oraz niskie straty na histerezie. Najpopularniejsze: 3C90 i 3F3

    Ferryty EMI - materiały przeznaczone do tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych. Dzielą się na dwie grupy:
    - materiały o dużej przenikalności przeznaczone do dławików skompensowanych (np. 3E25),
    - materiały o małej przenikalności i dużej stratności - przeznaczone na dławiki szeregowe (np. 3B1).

    Oprócz klasycznych ferrytów w dziedzinie naszych zainteresowań mieszczę się również materiały proszkowe. Są to materiały o tzw. szczelinie rozproszonej. Produkowane są ze sproszkowanego żelaza lub stopów metali zawieszonych w żywicy. I tu również jest podział:
    - iron powder - najbardziej klasyczny materiał, przeznaczony głównie na dławiki mocy, duża indukcja nasycenia, mała częstotliwość pracy,
    - Sendust - ze stopów metali (permalloy) - odrobina niższa indukcja ale wyższa częstotliwość pracy,
    - MPP - podobnie jak Sendust ale niższa indukcja i jeszcze wyższa częstotliwość pracy.
    Kopalnia wiedzy o rdzeniach proszkowych mocy w wykonaniu Micrometals: http://www.micrometals.com/pcparts/PC_L.pdf (6.6 MB)

    Dobór materiału

    Materiał dobiera się w zależności od zastosowania - banalny truizm. Ogólny przewodnik o doborze materiałów: http://www.ferroxcube.com/prod/assets/sfappl.pdf

    Nas interesuje dobór ferrytów mocy. I tu polecam jeden wykres z podanego wyżej dokumentu:

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Wynika z niego jasno, że w zakresie częstotliwości używanych w amatorskich układach zasilających (czyli do 100 kHz) należy stosować materiały serii 3C9x. Z nich jedynie 3C90 jest tani i łatwo dostępny.
    Pozostałem materiały warto stosować przy znacznie wyższych częstotliwościach albo w szczególnych warunkach.

    W załączniku tabela cross-reference dla starszych typów materiałów.

  • #3 12 Sie 2008 01:39
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Oznaczenia rdzeni

    Przyjąłem system oznaczeń Ferroxcube, jako najbardziej rozpowszechniony i łatwy do opanowania oraz ze względu na dostępność dokumentacji.

    W systemie tym rdzenie są określane bardzo jednoznacznie - najpierw jest literowe oznaczenie kształtu rdzenia a potem jego wymiary charakterystyczne w milimetrach, poczynając od największego - w przypadku rdzeni kształtkowych jest to szerokość. Kolejnymi są wysokość _jednej_ części rdzenia i jego grubość. Często pomija się wysokość kształtki i jej grubość w oznaczeniu - jeśli nie budzi to wątpliwości.

    Rdzenie E (EE) http://www.ferroxcube.com/prod/assets/e_frnt.pdf

    Najbardziej klasyczny kształt rdzeni - wzorowany wprost na klasycznych rdzeniach transformatorów sieciowych. Wymiary od miniaturowych E5.2/2.7/2 o przekroju 2.66 mm^2 aż do E100/60/28 o przekroju 738 mm^2 (nie jest produkowany seryjnie - tylko na zamówienie). Rdzeniem o największym przekroju, produkowanym seryjnie jest rdzeń E71/32/27 - 683 mm^2.
    Jednak rekordowe przekroje można uzyskać łącząc rdzenie w pakiety. Szczególnie do tego celu nadają się rdzenie E80/38/20 (przekrój 392 mm^2) oraz wspominany wcześniej E100/60/28 (738 mm^2) - mają stosunkowo duży przekrój okna.

    Rdzenie E zazwyczaj składa się z dwóch identycznych połówek. Do większości rdzeni dostępne sa karkasy - wyjątkiem są największe
    rdzenie: E71, E80 i E100, do których zdobycie karkasów graniczy z cudem. Na szczęście jednak wykonanie samodzielne dużego karkasu jest stosunkowo proste - najłatwiej wykonać go z typowego laminatu, oczywiście po usunięciu miedzi. Nawet przy użyciu najprostszych narzędzi - ręcznej piłki do metalu, wiertarki i pilnika zajmie to max kilka godzin.

    Szczególnym przypadkiem są rdzenie EI http://www.ferroxcube.com/prod/assets/ei_frnt.pdf - składają się one z kształtki E i zamykającej sztabki. Obecnie seryjnie produkuje się mało takich rdzeni ale często spotyka się je w zasilaczach komputerowych - zazwyczaj są to rdzenie E33/23/13 i sztabki I33/5/13.

    Zalety:
    - bardzo duży zakres rozmiarów,
    - klasyka - łatwo zlecić nawinięcie uzwojeń w zakładzie zajmującym się nawijaniem klasycznych transformatorów.

    Wady:
    - prostokątny przekrój kolumny środkowej utrudnia nawijanie uzwojeń w warunkach amatorskich - nawijanie wymaga użycia stałego naciągu drutu i sporej siły,
    - izolacja grubszych drutów ma tendencję do pękania na kanciastych krawędziach karkasów,
    - uzwojenia mają tendencję do zaokrąglania się - trudno jest wykorzystać w pełni powierzchnię okna.


    Rdzenie EFD http://www.ferroxcube.com/prod/assets/efd_frnt.pdf





    Rdzenie o konstrukcji dość nietypowej - spłaszczona kolumna środkowa umieszczona jest niesymetrycznie. Dzięki temu uzyskano obniżenie wysokości całego transformatora przy montażu poziomym. Zastosowanie: zasilacze małej mocy.

    Zalety:
    - zwarta konstrukcja transformatora,
    - obniżona wysokość transformatora w porównaniu z transformatorem podobnej mocy na rdzeniu EE,
    - zaokrąglone krawędzie karkasu ułatwiają nawijanie uzwojeń.

    Wady:
    - mały zakres wymiarów - od EFD10 do EFD30.


    Rdzenie z kolumną środkową o przekroju kołowym (EC, ER, ETD)

    W rdzeniach tych usunięto podstawową wadę rdzeni klasycznych - kanciasty karkas. Dzięki temu nawijanie stało się prostsze i można
    pełniej wykorzystać przestrzeń okna na uzwojenia.

    Zalety:
    - łatwiejsze w nawijaniu od rdzeni E.

    Wady:
    - droższe od rdzeni E.

    Rdzenie EC http://www.ferroxcube.com/prod/assets/ec_frnt.pdf

    Prawdopodobnie jest to pierwsza kontrukcja rdzeni z kolumną środkową o przekroju koła. Charakterystyczną cechą tych rdzeni są wyżłobienia w bocznych kolumnach umożliwiające montaż za pomocą długich wkrętów lub obejmy. Spotykane raczej w starszych konstrukcjach.
    Zakres wielkości produkowanych seryjnie - EC35 do EC70. Czasem spotyka się rdzenie większe EC90 i EC120 - ale to już raczej w starszych urządzeniach.

    Rdzenie ER http://www.ferroxcube.com/prod/assets/er_frnt.pdf

    Rdzenie bardzo podobne do rdzeni EC ale bez bocznych wyżłobień. Często spotykane w telewizorach i monitorach komputerowych. Zakres
    wielkości od ER28 do ER54. Uwaga - są podwersje i trzeba dokładnie zwymiarować rdzeń, jeśli poszukuje się właściwej dokumentacji.

    Rdzenie ETD http://www.ferroxcube.com/prod/assets/etd_frnt.pdf

    Najpopularniejsze rdzenie z kolumną środkową o przekroju koła. Szeroki zakres wymiarów - od ETD29 do ETD59 - co 5 mm. Aż szkoda, że nie produkują większych.

  • #4 25 Gru 2009 20:24
    -RoMan-
    Poziom 42  

    Charakterystyki mocy i dopuszczalnej indukcji p-p w zależności od częstotliwości pracy przetwornicy dla układu push-pull, przy założeniu pracy przy niskich napięciach (creepage 1.5 mm) dla popularnych rdzeni Ferroxcube.

    Użyłem programów Ferroxcube Soft Ferrite Design Tool w wersjach z 2002 i 2005 roku.

    Liczbę zwojów liczymy ze wzoru:

    n = (U*10^6)/(2*f*B*Qr) gdzie:

    n - liczba zwojów

    U - napięcie [V]
    f - częstotliwość [kHz]
    B - indukcja p-p [mT]
    Qr - przekrój rdzenia [mm^2]

    Rdzenie E

    Noty katalogowe: http://www.ferroxcube.com/prod/assets/ecores.htm

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ETD

    Noty katalogowe: http://www.ferroxcube.com/prod/assets/etdcore.htm

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie toroidalne

    Noty katalogowe: http://www.ferroxcube.com/prod/assets/fertor.htm

    Uwaga - żółte i żółto-białe rdzenie z zasilaczy komputerowych to rdzenie proszkowe - nie nadają się na transformatory!

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie U

    Noty katalogowe: http://www.ferroxcube.com/prod/assets/uicore.htm

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

    Rdzenie ferrytowe, transformatory i dławiki

 Szukaj w ofercie
Zamknij 
Wyszukaj w ofercie 200 tys. produktów TME