Induktansi Tinggi Sendust Core Sendust Block Core Permeabilitas Tinggi

Sendust adalah bubuk logam magnetik yang ditemukan oleh Hakaru Masumoto di Tohoku Imperial University di Sendai, Jepang, sekitar tahun 1936 sebagai alternatif permalloy dalam aplikasi induktor untuk jaringan telepon.Komposisi senddust biasanya 85% besi, 9% silikon dan 6% aluminium.Serbuk disinter menjadi core untuk memproduksi induktor.Inti Sendust memiliki permeabilitas magnetik yang tinggi (hingga 140.000), kehilangan rendah, koersivitas rendah (5 A/m), stabilitas suhu yang baik, dan kerapatan fluks saturasi hingga 1 T.
Karena komposisi kimianya dan struktur kristalografinya, Sendust menunjukkan magnetostriksi nol dan konstanta anisotropi magnetokristal nol K1 secara bersamaan.
Senddust lebih keras daripada permalloy, dan karenanya berguna dalam aplikasi keausan abrasif seperti kepala perekam magnetik.

Cara Memilih jenis inti serbuk dengan celah udara terdistribusi untuk digunakan dalam mendesain induktor daya dan choke

Perkenalan

Panduan aplikasi ini menyajikan beberapa panduan umum untuk pilihan optimal bahan inti bubuk (MPP, Sendust, Kool Mu®, High Flux atau Iron Powder) untuk persyaratan desain induktor, choke, dan filter yang berbeda.Pilihan satu jenis bahan di atas yang lain seringkali bergantung pada hal-hal berikut:
1) DC Bias Current melalui induktor
2) Suhu Operasi Sekitar dan kenaikan suhu yang dapat diterima.Suhu sekitar lebih dari 100 derajat C sekarang cukup umum.
3) Kendala ukuran dan metode pemasangan (melalui lubang atau pemasangan di permukaan)
4) Biaya : Serbuk besi menjadi yang termurah dan MPP, yang paling ekspansif.
5) Stabilitas listrik inti dengan perubahan suhu
6) Ketersediaan bahan inti.Misalnya, Micrometals #26 dan #52 sebagian besar tersedia dari stok.Inti MPP yang paling umum tersedia adalah bahan permeabilitas 125, dll.

Sebagai hasil dari kemajuan terbaru dalam teknologi feromagnetik, sekarang tersedia lebih banyak pilihan bahan inti untuk optimalisasi desain.Untuk catu daya mode sakelar (SMPS), induktor, choke, dan filter, bahan umumnya adalah inti MPP (serbuk molypermalloy), Fluks Tinggi, Sendust, dan Serbuk Besi.Masing-masing bahan inti daya di atas memiliki karakteristik tersendiri yang cocok untuk aplikasi yang berbeda.
Produsen umum inti bubuk di atas adalah:
1) Mikrologam untuk inti serbuk besi.Hanya inti Micrometals yang diuji stabilitas termalnya dan CWS hanya menggunakan inti Micrometals di semua desainnya.
2) Magnetics Inc, Arnold Engineering, CSC, dan T/T Electronics untuk inti MPP, Sendust (Kool Mu®), dan High Flux
3) TDK, Tokin, Toho untuk Inti Sendust

Dengan inti bubuk, bahan permeabilitas tinggi ditumbuk atau diatomisasi menjadi bubuk.Permeabilitas inti akan tergantung pada ukuran partikel dan densitas bahan permeabilitas tinggi.Penyesuaian ukuran partikel dan kerapatan bahan ini menyebabkan permeabilitas inti yang berbeda.Semakin kecil ukuran partikel, semakin rendah permeabilitas dan karakteristik bias DC yang lebih baik, tetapi dengan biaya yang lebih tinggi.Partikel bubuk individu diisolasi satu sama lain, memungkinkan inti memiliki celah udara yang didistribusikan secara inheren untuk penyimpanan energi dalam induktor.

Properti celah udara terdistribusi ini memastikan bahwa energi disimpan secara merata melalui inti.Hal ini membuat inti memiliki stabilitas suhu yang lebih baik.Ferit celah atau celah menyimpan energi di celah udara lokal tetapi dengan lebih banyak kebocoran fluks menyebabkan hilangnya celah dan interferensi lokal.Dalam beberapa kasus, kerugian karena celah lokal ini dapat melebihi kerugian inti itu sendiri.Karena sifat celah udara yang terlokalisasi dalam inti ferit yang bercelah, ia tidak menunjukkan stabilitas suhu yang baik.

Pemilihan inti yang optimal adalah memilih bahan terbaik dengan kompromi minimal sekaligus memenuhi semua tujuan desain.Jika biaya adalah faktor utama, serbuk besi adalah pilihannya.Jika stabilitas suhu menjadi perhatian utama, MPP akan menjadi pilihan pertama.Atribut masing-masing jenis bahan dibahas secara singkat.
Semua 3 jenis inti bubuk dapat dibeli secara online dalam volume kecil dari stok (pengiriman segera) di situs web berikut: www.cwsbytemark.com.Lebih banyak data teknis dari materi ini dapat ditemukan di www.bytemark.com

MPP (Inti Serbuk Molypermalloy)
Komposisi: Mo-Ni-Fe

Inti MPP memiliki kehilangan inti keseluruhan terendah dan stabilitas suhu terbaik.Biasanya, varian induktansi di bawah 1% hingga 140 derajat C. Inti MPP tersedia dalam permeabilitas awal (µi) 26, 60, 125, 160, 173, 200, dan 550. MPP menawarkan resistivitas tinggi, histeresis rendah, dan arus eddy kerugian, dan stabilitas induktansi yang sangat baik di bawah bias DC dan kondisi AC.Di bawah eksitasi AC, perubahan induktansi di bawah 2% (sangat stabil) untuk µi=125 inti pada kerapatan fluks AC lebih dari 2000 gauss.Itu tidak mudah jenuh pada magnetisasi DC tinggi atau kondisi bias DC. Kepadatan fluks saturasi inti MPP sekitar 8000 gauss (800 mT)

Dibandingkan dengan bahan lain, inti MPP adalah yang paling mahal, tetapi kualitas tertinggi dalam hal kehilangan inti dan stabilitas.Untuk aplikasi yang melibatkan kondisi bias DC, gunakan pedoman berikut.Untuk mendapatkan penurunan permeabilitas awal kurang dari 20% dalam kondisi bias DC: - Untuk µi= 60 inti, maks.Bias DC <50 oersted;µi=125, maks.Bias DC <30 oersted;µi=160, maks.Bias DC <20 oersted.

Fitur unik

1. Kehilangan inti terendah di antara semua bahan bubuk.Kehilangan histeristik rendah menghasilkan distorsi sinyal rendah dan kehilangan sisa rendah.
2. Stabilitas suhu terbaik.Di bawah 1%.
3. Kepadatan fluks saturasi maksimum adalah 8000 gauss (0,8 tesla)
4. Toleransi induktansi: + - 8%.(3% dari 500 Hz hingga 200 Khz)
5. Paling umum digunakan dalam aplikasi kedirgantaraan, militer, medis dan suhu tinggi.
6. Paling mudah tersedia dibandingkan dengan fluks tinggi dan sendut.
Aplikasi :
Filter Q tinggi, koil pemuatan, sirkuit resonansi, filter RFI untuk frekuensi di bawah 300 kHz, transformator, choke, filter mode diferensial, dan filter output bias DC.

Inti Fluks Tinggi
Komposisi: Ni-Fe

Inti High Flux terdiri dari 50% nikel dan 50% bubuk paduan besi yang dipadatkan.Bahan dasarnya mirip dengan laminasi besi nikel biasa pada inti gulungan pita.Inti Fluks Tinggi memiliki kemampuan penyimpanan energi yang lebih tinggi, dan kerapatan fluks saturasi yang lebih tinggi.Kerapatan fluks jenuhnya sekitar 15.000 gauss (1500 mT), hampir sama dengan inti serbuk besi.Inti High Flux menawarkan kehilangan inti yang sedikit lebih rendah daripada Sendust.Namun, kehilangan inti High Flux sedikit lebih tinggi daripada inti MPP.Inti High Flux paling sering digunakan dalam aplikasi di mana arus bias DC tinggi.Namun, ini tidak tersedia seperti MPP atau Sendust, dan terbatas pada pilihan permeabilitas atau pilihan ukurannya.
Aplikasi :

1) Pada filter Line Noise dimana induktor harus mendukung tegangan AC besar tanpa saturasi.

2) Mengganti Induktor Regulator untuk menangani arus bias DC dalam jumlah besar

3) Transformator Pulsa dan Transformator Flyback karena densitas fluks sisa mendekati nol gauss.Dengan kerapatan fluks saturasi 15K gauss, kerapatan fluks yang dapat digunakan (dari nol hingga 15K gauss) cocok untuk aplikasi penggerak unipolar seperti trafo pulsa dan trafo flyback.

Kool Mu® / SENDUST
Komposisi : Al-Si-Fe

Inti Sendust juga dikenal sebagai Kool Mu® dari Magnetics Inc., bahan Sendust pertama kali digunakan di Jepang di daerah yang disebut Sendai, dan disebut inti 'debu', dan dengan demikian dinamai Sendust.Secara umum, inti senddust memiliki kerugian yang jauh lebih rendah daripada inti serbuk besi, tetapi memiliki kerugian inti yang lebih tinggi daripada inti MPP.Dibandingkan dengan serbuk besi, kehilangan inti serbuk besi bisa serendah 40% sampai 50% dari kehilangan inti serbuk besi.Inti Sendust juga menunjukkan koefisien magnetostriksi yang sangat rendah, dan oleh karena itu cocok untuk aplikasi yang memerlukan kebisingan suara rendah.Inti Sendust memiliki kerapatan fluks saturasi 10.000 gauss yang lebih rendah dari serbuk besi.Namun, sendut menawarkan penyimpanan energi yang lebih tinggi daripada MPP atau ferit bercelah.

Inti Sendust tersedia dalam permeabilitas awal (Ui) 60 dan 125. Inti Sendust menawarkan perubahan permeabilitas atau induktansi minimal (di bawah 3% untuk ui=125) di bawah eksitasi AC.Stabilitas suhu sangat baik pada high end.Perubahan induktansi kurang dari 3% dari ambien ke 125 derajat C. Namun, saat suhu turun hingga 65 derajat C, induktansinya berkurang sekitar 15% untuk µi=125.Perhatikan juga bahwa dengan meningkatnya suhu, sendut menunjukkan penurunan induktansi versus peningkatan induktansi untuk semua bahan bubuk lainnya.Ini bisa menjadi pilihan yang baik untuk kompensasi suhu, bila digunakan dengan bahan lain dalam struktur inti komposit.

Inti Sendust harganya lebih murah daripada MPP atau fluks tinggi, tetapi sedikit lebih mahal daripada inti serbuk besi.Untuk aplikasi yang melibatkan kondisi bias DC, gunakan pedoman berikut.Untuk mendapatkan penurunan permeabilitas awal di bawah 20% dalam kondisi bias DC:

Untuk µi= 60 inti, maks.Bias DC <40 oersted;µi=125, maks.DC bias < 15 oersted.

Fitur unik

1. Kehilangan inti lebih rendah dari Serbuk Besi.
2. Koefisien magnetostriksi rendah, kebisingan rendah yang dapat didengar.
3. Stabilitas suhu yang baik.Dibawah 4% dari -15'C sampai 125'C
4. Kerapatan fluks maksimum: 10.000 gauss (1,0 tesla)
5. Toleransi induktansi: ± 8%.
Aplikasi:
1.Switching regulator atau Power Inductors di SMPS
2.Fly-back dan Pulse transformer (induktor)
3.Filter kebisingan In-Line
4.Ayunan tersedak
5. Sirkuit kontrol fase (suara rendah) dimmer cahaya, perangkat kontrol kecepatan motor.
Serbuk Besi
Komposisi: Fe

Bubuk besi adalah yang paling hemat biaya dari semua inti bubuk.Ini menawarkan alternatif desain hemat biaya untuk core MPP, High Flux atau Sendust.Kerugian intinya yang lebih tinggi di antara semua bahan bubuk dapat dikompensasi dengan menggunakan inti berukuran lebih besar.Dalam banyak aplikasi, di mana ruang dan kenaikan suhu yang lebih tinggi dalam inti serbuk besi tidak signifikan dibandingkan dengan penghematan biaya, inti serbuk besi menawarkan solusi terbaik.Inti Serbuk Besi tersedia dalam 2 kelas: besi karbonil dan besi tereduksi hidrogen.Besi karbonil memiliki kerugian inti yang lebih rendah dan menunjukkan Q tinggi untuk aplikasi RF.

Inti Serbuk Besi tersedia dalam permeabilitas dari 1 hingga 100. Material yang populer untuk aplikasi SMPS adalah #26 (µi=75), #8/90 (µi=35), #52 (µi= 75) dan #18 (µi= 55).Inti serbuk besi memiliki kerapatan fluks saturasi 10.000 hingga 15.000 gauss.Inti serbuk besi cukup stabil dengan suhu.Bahan #26 memiliki stabilitas suhu 825 ppm/C (perubahan induktansi sekitar 9% dengan perubahan suhu hingga l25 derajat C). Bahan #52 adalah 650 PPM/C (7%).Bahan #18 adalah 385 PPM/C (4%), dan bahan #8/90 adalah 255 PPM/C (3%).

Inti serbuk besi ideal untuk aplikasi frekuensi rendah.Karena histeresis dan kehilangan inti arus eddy lebih tinggi, suhu operasi harus dibatasi di bawah 125 derajat C.

Untuk aplikasi yang melibatkan kondisi bias DC, pedoman berikut direkomendasikan.Untuk mendapatkan penurunan permeabilitas awal di bawah 20% dalam kondisi bias DC:

Untuk Bahan #26, bias DC maksimum < 20 detik;
Untuk Bahan #52, bias DC maksimum < 25 detik;
Untuk Bahan #18, bias DC maks <40 detik;
Untuk Bahan #8/90, bias DC maks <80 detik.

Fitur unik

1. Biaya terendah.
2.Baik untuk aplikasi frekuensi rendah (<10OKhz).
3. Kepadatan fluks maksimum tinggi: 15.000 gauss
4. Toleransi induktansi ± 10%
Aplikasi:
1. Induktor penyimpanan energi
2. Output DC frekuensi rendah tersedak
Mode diferensial 3,60 Hz EMI Line Chokes
4. Peredupan Cahaya Tersedak
5. Koreksi Faktor Daya Tersedak.
6. Induktor Resonan.
7.Pulse dan Fly-backTransformers
8. Filter kebisingan in-line.Mampu menahan arus saluran AC besar tanpa jenuh.
Operasi Induktor Bias DC.
Batas Permeabilitas 20%.

Di bawah kondisi magnetisasi DC, semua bahan bubuk menunjukkan penurunan permeabilitas seperti yang ditunjukkan pada grafik.Data di atas mengasumsikan kerapatan fluks AC sebesar 20 gauss.Untuk aplikasi seperti tersedak keluaran, di mana induktor dibiaskan DC, gaya magnetisasi (H=0,4*PHI*N*l/l) perlu dihitung, dan jumlah belokan ditingkatkan untuk memperhitungkan pengurangan permeabilitas.Jika gaya magnetisasi (H) yang dihitung berada dalam batas bias DC maksimum di atas, perancang hanya perlu menambah belokan maksimum 20%.

Tabel Perbandingan Biaya Relatif
Biaya relatif setiap bahan didasarkan pada harga produk yang berlaku dan biaya bahan baku.Angka-angka ini harus digunakan sebagai panduan saja.Secara umum, Serbuk Besi #26 dari Micrometal adalah yang paling hemat biaya, dan MPP adalah bahan yang paling mahal.
Ada banyak produsen dan importir inti serbuk besi, dan kebanyakan dari mereka tidak menunjukkan tingkat kualitas seperti yang ditawarkan oleh Micrometals.