יישום של ליבות מגנטיות מדכאות רעשים בגודל קטן העשויות מסגסוגות מתכת אמורפיות. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

יישום של ליבות מגנטיות מדכאות רעשים בגודל קטן העשויות מסגסוגות מתכת אמורפיות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

הערות למאמר

לפני שליש מאה, ניסויים בקירור מהיר של התכת מתכת, שבוצעו במטרה להשיג מבנה תת-מיקרוסקופי של המתכת, הראו שבמקרים מסוימים אין סריג קריסטל במתכת כלל, וה- סידור האטומים אופייני לגוף חסר מבנה ואמורפי. התברר שלמתכת האמורפית יש תכונות שונות לחלוטין, לא דומות למתכת הגבישית. הוא מתחזק פי כמה, עמידותו בפני קורוזיה עולה, המאפיינים האלקטרומגנטיים שלו משתנים, ואפילו אחד הקבועים היציבים ביותר - מודול האלסטי - משתנה. סגסוגות אמורפיות נקראות זכוכית מתכתית. ההתעניינות בהם גדלה במהירות. קודם כל, החוקרים התעניינו בתכונות הפרומגנטיות של סגסוגות המבוססות על ברזל, ניקל וקובלט, שהתבררו כגבוהות מאלה של פרמלוי, ותכונות אלו יציבות יותר. היום נדבר על כמה תחומי יישום של ליבות מגנטיות העשויות מסגסוגות מתכת אמורפיות.

ליבות מגנטיות העשויות מסגסוגות מתכת אמורפיות מפותלות מסרטים דקים (בממוצע 25 מיקרון) (איור 1). על ידי בחירת אופן הטיפול בחומר ובחום, ניתן לקבל תכונות ייחודיות האופטימליות ליישום הספציפי של המוצר.

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

הקטע הנתון של הדיאגרמה הפונקציונלית של הממיר מציג ארבעה סוגים של ליבות מגנטיות (ראה מודעה של חברת Mstator בעמוד 33):

1 - עבור מתקני מקדם הספק. בשל אינדוקציית הרוויה הגבוהה (1,45 T), הפסדים נמוכים והיכולת לפעול בטמפרטורות גבוהות, השימוש בליבות מגנטיות כאלה מאפשר להפחית את גודלו ומשקלו של המכשיר;

2 - טורואידי עם מצב רוויה למגברים מגנטיים (מפתחות מגנטיים). לליבות מגנטיות אלו תכונות ייחודיות: מקדם ריבועי גבוה של לולאת ההיסטרזיס (0,96...0,98), הפסדים נמוכים וכוח כפייה נמוך בתדרים גבוהים. יישום טיפוסי של מתגים מגנטיים הוא ספקי כוח רב-ערוציים, בהם משוב לווסת PWM מגיע מאחת היציאות, וייצוב המתח בערוצים הנותרים מובטח על ידי שימוש במתגים מגנטיים. עיצוב זה של ספקי כוח מבטל את התלות של המתח באחד הערוצים ברמת העומס של האחרים, מגביר את היציבות ומפחית אדוות מתח המוצא, ומקל על יישום בקרה חיצונית נפרדת והגנת זרם נפרדת של ערוצים בעלי ספים שונים. . ליבות מגנטיות דומות משמשות גם לייצוב זרם המוצא, למשל, במטענים. בנוסף, מוצרים אלו יכולים להגביר את היעילות והאמינות של המכשיר;

3 - דיכוי רעשים. הם משמשים לעתים קרובות עם סלילה בודדת: הם פשוט מונחים על המסוף של אלמנט - דיודה, טרנזיסטור. ליבות מגנטיות כאלה מספקות דיכוי יעיל של הפרעות רדיו והפחתה של אדוות בתדר גבוה במתח המוצא;

4 - טורואיד בגודל קטן למשנקי כוח (משרנים). ליבות מגנטיות אלו מתאפיינות ברמה גבוהה של הטיית זרם ישר תוך שמירה על חדירות גבוהה. הם בעלי השראות רוויה גבוהה (1,45 T) והפסדים נמוכים, מאפשרים להקטין את ממדי המכשיר ולספק פעולה ברמת הטיית DC גבוהה יותר מאשר בעת שימוש בליבות מגנטיות מחומרים מסורתיים.

בנוסף, ליבות מגנטיות העשויות מסגסוגות מתכת אמורפיות משמשות במסננים במצב נפוץ של מיתוג ספקי כוח. כאן נעשה שימוש בחומרים בעלי לולאת היסטרזיס צרה, חדירות מגנטית ראשונית גבוהה (עד 150000), והפסדים נמוכים בתדרים גבוהים. כדי להשיג את ההשראות הנדרשת, נדרש מספר קטן של סיבובים, אשר בנוסף להקטנת הממדים, מבטיח קיבול פיתול טפילי נמוך ומקדם דיכוי רעשים גבוה.

לאחר מכן, נתעכב ביתר פירוט על השימוש במעגלים מגנטיים מיניאטוריים מדכאי רעש.

מוצרים אלה מונעים שינויים מהירים בזרם החשמלי שאחרת היו גורמים לרעש והפרעות חשמליים. בניגוד לאחרים, שיטה זו מבטלת את עצם הגורם להפרעה. בשל הצורה המלבנית של לולאת ההיסטרזיס, למעגלים המגנטיים של דיכוי הפרעות יש השראות גבוהה מאוד ברגע שהזרם עובר דרך האפס, מה שמדכא למעשה כל שינוי מהיר בזרם. לאחר הקמת הזרם המדורג, המעגל המגנטי רווי, השראות שלו יורדת ואינה משפיעה על פעולת המכשיר. לדוגמה, מוצרים כאלה מפחיתים בפשטות וביעילות רעש הנגרם על ידי זרם התאוששות הפוך ברכיבי מיתוג מוליכים למחצה במהלך כיבוי.

מדכאי רעש בסיבוב בודד (מבוסס על ליבות מגנטיות גליליות) מתוכננים להיות אופטימליים לשימוש עם פיתול בסיבוב בודד, שהוא בדרך כלל ה-lead המרכיב. הם ממוקמים על המסוף של האלמנט (טרנזיסטור, דיודה) לפני הרכבה על המעגל המודפס (איור 2).

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

התקני דיכוי רעש רב-סיבובים ("קוטלי קוצים") הם מעגלים מגנטיים רוויים קטנים עם סלילה של מספר סיבובים.

היתרון של המכשירים המתוארים, בהשוואה לשיטות אחרות, הוא יעילות גבוהה יותר (עקב ביטול סיבת ההפרעות - שינויים מהירים בזרם), הפסדים נמוכים יותר (ההפסדים הכוללים נמוכים יותר מאשר במעגל RC רגיל, במיוחד בתדרים גבוהים ), חיסכון באזור המעגלים המודפסים (להתאים ישירות למסופי מוליכים למחצה, מבלי לדרוש מקום נוסף על המעגל המודפס). סוג זה של ליבות מגנטיות נמצא בשימוש נרחב במיתוג ספקי כוח, ממירי DC-DC, יחידות בקרת מנוע חשמלי, מיתוג התקני מוליכים למחצה ומסננים קטנים בגודל רגיל. בנוסף לדיכוי הרעש, נעשה שימוש במשנקי דיכוי רעש כדי להגן על מוליכים למחצה על ידי ביטול נחשולי מתח שעלולים להיות מסוכנים.

עקרון הפעולה של המעגל המגנטי דיכוי הפרעות מודגם באיור. 3.

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

במהלך זרימת זרם ישר ישר (אזור "I" באיור 3, a), המעגל המגנטי רווי והמגנטיות שלו נשארת כמעט קבועה (אזור "G" באיור 3, b), כך שלמשרן יש מאוד השראות נמוכה.

לאחר הכיבוי, כאשר הזרם הקדמי של הדיודה יורד, המעגל המגנטי עדיין רווי וההשראות של המשרן עדיין קטנה (אזור "II" באיור 3).

זרם הדיודה ממשיך לרדת ומשנה את כיוונו (אזור "III" באיור 3a). תקופת ההתאוששות ההפוכה של הדיודה מאופיינת בערך di/dt גבוה, שהוא הגורם העיקרי להפרעות. בשלב זה, המעגל המגנטי מתחיל להתמגנט מחדש (אזור "III" באיור 3b), השראות של המשרן עולה במהירות, מה שמוביל לירידה בנחשול הזרם ההפוך של הדיודה.

כאשר הדיודה נסגרת, המעגל המגנטי יישאר למעשה במצב דה-מגנטי (אזור "IV" באיור 3).

ברגע שהפולס הבא מגיע, הדיודה נדלקת שוב, והמעגל המגנטי, בהיותו ממוגנט, נכנס במהירות לרוויה (אזור "V" באיור 3) והתהליך המתואר לעיל חוזר על עצמו.

באיור. איור 4 מציג דוגמאות לשימוש בליבות מגנטיות מדכאות רעשים (משנקי דיכוי רעשים מודגשים באדום, משנקי אחסון המבוססים על ליבות מגנטיות MD העשויות מסגסוגת אמורפית עם מצב הטיית DC מסומנים בצהוב): a - מייצב דופק ; b - ממיר דחיפה-משיכה; c - ממיר flyback; g - יחידת בקרת מנוע חשמלי; d - ממיר קדימה; e - יחידת גשר לשליטה במנוע החשמלי.

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

באיור. איור 5 מציג אוסצילוגרמות השוואתיות המדגימות בבירור את היתרונות של התקני דיכוי רעש העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות באמצעות הדוגמה של ממיר קדימה: a, b - אדוות מתח מוצא, תדר f = 150 קילו-הרץ, מתח מוצא Uout = 15 V, זרם עומס IN = 10 A: a - אמפליטודה 67 mV (מעגל RC וליבה מגנטית פריט), b - משרעת פעימה 45 mV (MP4-2-4.5AP); c, d - מתח בכניסת המיישר (מעל - מתח באנודה של הדיודה, מתחת - זרם דרך הדיודה), f = 500 kHz, Uout = 5 V, lH = 20 A: c - ללא שימוש בשיכוך אמצעים, ד - MP4- 2-4.5; d, f - מתח על טרנזיסטור MOSFET המיתוג, תדר 250 קילו-הרץ: d - מתח מרבי 715 וולט (ליבה מגנטית פריט 4-2-4), f - מתח מרבי 690 וולט (MP4-2-4.5); g, h - אדוות d, f המקבילות של מתח המוצא של הממיר, f = 250 kHz, Uout = 5 V, 1n = 15 A: g - משרעת פעימה 140 mV (פריט וליבה מגנטית 4-2-4), h - אמפליטודה של אדווה 87 mV (MP4-2-4.5).

(לחץ להגדלה)

בשולחן טבלה 1 מספקת המלצות כלליות בבחירת מעגלים מגנטיים מדכאי רעש המשמשים במקורות פולסים. לאחר קביעת הקבוצה, נבחר ערך נומינלי ספציפי על סמך היחסים הבאים.

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

כדי לדכא ביעילות את החלק הקדמי של זרם התאוששות הדיודה ההפוכה באמצעות התקני סיבוב בודד, יש צורך למלא את התנאי 2Фm≥(Ucxtrr), כאשר 2Фm הוא השטף המרבי (שיא לשיא כפול) במעגל המגנטי, Wb ; Uc - מתח הפוך על הדיודה, V; trr הוא זמן ההתאוששות ההפוכה של הדיודה, s.

כדוגמה, שקול דיודת פריקה (מיתוג) (איור 4ה) של ממיר קדימה עם מתח מוצא של 12 V. זמן ההתאוששות ההפוכה של הדיודה הוא 35 ns, מחזור העבודה הוא 0,3 (30%).

לפי הטבלה 1, בחר מעגל מגנטי מדכא רעשים גלילי. לאחר מכן אנו מחשבים את הצד הימני של הביטוי:

2Фm≥((12/0,3)х35х10-9)=1,4 мкВб.

מהשולחן 2, אנו בוחרים את הליבה המגנטית הקטנה ביותר שעונה על תנאי זה - MPZx2x4.5AP.

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

עבור מכשירים מרובי פניות, יש לעמוד בתנאי

(2ФmxAw)≥(1,5Ucxl0xtrr),

כאשר 2Фm הוא השטף המגנטי המרבי בליבה המגנטית, Wb; Аw הוא שטח החלון (מתפתל) לאורך הקוטר הפנימי של גוף המעגל המגנטי, mm2; Uc - מתח על האלמנט, V; l0 - זרם אלמנט, A; trr - זמן התאוששות הפוך, ס'.

כדוגמה, שקול את דיודת הפריקה (המתג) של ממיר קדימה עם מתח מוצא של 24 וולט וזרם עומס של 2 A. זמן ההתאוששות ההפוכה של הדיודה הוא 60 ns, מחזור העבודה הוא 0,3 (30%) .

לפי הטבלה 1 בחר משרן רב-סיבובים. לאחר מכן אנו מחשבים את הצד הימני של הביטוי:

(2ФmxAw≥(1,5х(24/0,3)х2х60х10-9)= =14,4 мкВб·мм2 .

מהשולחן 3, אנו בוחרים את המעגל המגנטי הקטן ביותר שעונה על תנאי זה - MN080704.5A.

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

קוטר החוט (במ"מ) ומספר סיבובי הפיתול עבור המעגל המגנטי הנבחר מחושבים באמצעות היחסים הבאים:

dnp≥(0,5√I0 = 0,7 מ"מ;

N≥(3Ucxtrr/(2Фm))=(3x(24/0,3)x60x10-9 /(1,96х10-6))=7,35 витка.

אנו בוחרים את הערך השלם N=8 סיבובים.

הבחירה האופטימלית הסופית של משנק דיכוי רעש נעשית במהלך בדיקה מעשית של מכשיר אמיתי.

המלצות אינדיקטיביות לשימוש במעגלים מגנטיים גליליים ניתנות בטבלה. 4 (עבור ממירים קדימה) ובטבלה. 5 (עבור ממירי flyback).

השימוש במעגלים מגנטיים מדכאי רעש בגודל קטן העשויים מסגסוגות מתכת אמורפיות

מחבר: E. Fochenkov, Borovichi, אזור נובגורוד.

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מכונית חשמלית קודה נוסעת 150-200 ק"מ 26.03.2012

חברת Coda Automotive הקליפורנית פרסמה מכונית חשמלית זולה Coda.

העלות של מכונית חדשה יכולה להיקרא דמוקרטית רק עם מתיחה. בתצורה הבסיסית זה 37250 $. בטעינת סוללה מלאה, הקודה סדאן יכולה לנסוע כמעט 150 ק"מ. נציגי החברה טוענים כי אם נהג שמכיר את הפרטים הספציפיים של נהיגה ברכב חשמלי נוהג במכונית, הרי שהמשאב גדל ל-200 ק"מ. הרכב מצויד במערכת בקרת טמפרטורה אקטיבית הלוקחת בחשבון את טמפרטורת הסביבה ומייעלת את צריכת האנרגיה.

Coda מצוידת בסוללת ליתיום ברזל פוספט (LiFePO31) של 4kWh. ניתן לטעון אותו במלואו תוך 6 שעות עם מתח אספקה של 240V ומטען של 6,6kW. מכוניות מורכבות במפעל הממוקם 30 ק"מ מסן פרנסיסקו. רוב הרכיבים מיוצרים בסין.

עוד חדשות מעניינות:

▪ רעש משפר את ביצועי החיישן

▪ חיישן לעדשה מלאכותית

▪ חגורות בטיחות מחוממות

▪ חומר סינטטי המחקה את הפונקציות של תאים חיים

▪ ערי מאדים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל. מבחר מאמרים

▪ מאמר מאת פיליפ סידני. פרשיות מפורסמות

▪ כתבה איזו זכות קיבלו שחקני נבחרת ברית המועצות במתנה על הזכייה בגביע אירופה 1960? תשובה מפורטת

▪ מאמר מילר. תיאור משרה

▪ מאמר חכה אלקטרונית ללא מגע - mormyshka. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מטען על טריניסטר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר