Como os núcleos de ferrite aumentam a qualidade da energia

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Núcleos de ferrite são usados ​​para suprimir ruídos e sinais de alta frequência na linha de fonte de alimentação. Sua eficácia reside em melhorar a qualidade da energia.

Criado pela primeira vez em 1930 pelo Dr. Y. Kato e T. Takei, o núcleo de ferrite se tornou um dos materiais mais importantes na indústria eletrônica. O uso do material aumentou rapidamente, devido às suas propriedades favoráveis, como baixa perda de energia e baixo custo.

De acordo com um estudo de pesquisa de mercado, a indústria global de núcleos de ferrita deverá crescer a uma CAGR de aproximadamente 1% nos próximos cinco anos e atingirá um faturamento de US $ 1,81 bilhão em 2024, de US $ 1,73 bilhão em 2019 .

Características dos núcleos de ferrita

Um núcleo de ferrita é basicamente um óxido criado com ferro, manganês e zinco. Também é conhecido como ferrita de zinco e manganês. Quando um cabo carregado de corrente passa através de um núcleo de ferrite, que transporta sinais de ruído e de dados, um campo magnético é gerado pela corrente. A ferrite controla o campo magnético segregando a corrente de dados e a corrente de ruído. O campo magnético da corrente de dados flui dentro da ferrita, enquanto o campo magnético da corrente de ruído flui para fora dela. E a perda magnética é convertida em calor e dissipada, o que suprime o ruído sem a necessidade de aterramento.

O que diferencia um núcleo de ferrita de outros materiais magnéticos é sua boa resistência a altas correntes e baixas perdas de correntes de Foucault em várias frequências. Juntamente com essas características, sua alta permeabilidade e baixa condutividade o tornam a escolha ideal para muitas aplicações, como transformadores de banda larga, transformadores de alta frequência, indutores ajustáveis ​​e circuitos de alta frequência que variam de 10kHz a 50MHz. Além disso, os núcleos de ferrita são usados ​​para o controle da oscilação anormal na faixa de frequência relativamente baixa de dezenas de kHz a centenas de MHz. Finalmente, uma palavra de cautela – deve-se notar que os núcleos de ferrita são bastante quebradiços e podem rachar ou quebrar se forem derrubados ou arremessados ​​contra um objeto duro.

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Tipos e formas de núcleos de ferrite

Existem dois tipos de núcleos de ferrita com base em sua composição química – ferrita de zinco e manganês (Mn-Zn) e ferrita de níquel e zinco (Ni-Zn). Os núcleos de ferrita Mn-Zn têm maior permeabilidade e mais níveis de saturação que o Ni-Zn. Eles são ideais para aplicações com uma frequência operacional menor que 5MHz. Além disso, a impedância desses núcleos os torna uma boa opção para indutores de até 70MHz. Além disso, a resistência elétrica da ferrita Mn-Zn é eficaz para indutores de até 70MHz.

Principais fabricantes globais de núcleo de ferrite

  • TDK
  • DMEGC
  • Magnéticos
  • TDG
  • Acme Electronics
  • Ferroxcube
  • Indústria de ímãs de Haining Lianfeng
  • Jinchuan Electronics
  • Grupo HEC
  • Materiais magnéticos de Suzhou Tianyuan

Os núcleos de ferrita de Ni-Zn têm melhor resistividade e características de alta frequência do que as opções de ferrite de Mn-Zn. Os primeiros são ideais para uso quando a faixa de frequência é de 2 MHz a várias centenas de MHz. Eles são perfeitos para indutores acima de 70MHz. Os núcleos de ferrita Ni-Zn são procurados principalmente por sua eficácia no controle de emissões de ruído. Além disso, são sensíveis à temperatura e têm um baixo ponto de Curie (abaixo de 500 ° C).

Quando se trata de formas, os núcleos de ferrita têm uma enorme vantagem sobre outros materiais magnéticos. Eles estão disponíveis em uma variedade de formas e geometrias, mas a maioria deles é em forma de anel. Algumas das formas populares de núcleo são o núcleo do pote (P), o núcleo RM, o núcleo do tambor, o anel (toróide), o núcleo EP, o núcleo E e o núcleo PM, entre outros.

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Fundamentos de compra

É muito importante verificar a saturação máxima, o valor L, a perda do núcleo e a densidade do fluxo magnético ao selecionar núcleos de ferrita. O design dos núcleos de ferrita também é importante, pois eles devem poder proteger a corrente anormal que é liberada de outro circuito. É necessária uma seleção cuidadosa de núcleos de ferrita para correntes de carga muito altas. Escolha núcleos de ferrite capazes de suportar altas correntes sem saturar e perder sua resistividade. Além disso, descubra se os núcleos possuem as propriedades intrínsecas corretas para combater qualquer mau funcionamento. Para obter os melhores resultados, verifique se as propriedades / especificações dos núcleos de ferrita atendem aos requisitos do equipamento a ser usado. Sempre que possível, procure núcleos de ferrite nos quais o fabricante forneceu detalhes para as curvas de impedância versus corrente de carga. Além disso, é bom verificar antecipadamente os efeitos da ferrita no equipamento, pois qualquer fluxo de vazamento pode causar um mau funcionamento. Manter esses fatores em mente ao escolher os núcleos de ferrita ajudará a evitar problemas relacionados à dissipação de calor e quedas de tensão.

Áreas de aplicação

Os núcleos de ferrite são usados ​​em uma ampla gama de aplicações, com base em suas propriedades, materiais, formas e tamanhos. Os ferritos são usados ​​como material principal na maioria dos projetos de transformadores e são ideais para transformadores de banda larga. Eles são preferidos por sua baixa perda de energia e boa resposta de frequência. Núcleos de ferrite também são usados ​​em projetos de transformadores flyback, que oferecem baixos custos de circuito, baixos custos de núcleo e recursos de alta tensão. E para os transformadores de sinal, o núcleo de ferrita se tornou menor em tamanho devido a restrições de espaço. No entanto, os núcleos de ferrita devem atender aos requisitos de indutância nas condições de trabalho fornecidas (100kHz).

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Outra aplicação de núcleos de ferrita é em indutores de potência. Os primeiros exibem baixas perdas de energia em altas densidades e temperaturas de fluxo. Além disso, eles são recomendados por sua boa estabilidade em condições de carga.

Ferrites também podem ser usados ​​em filtros de ruído, pois são eficientes na filtragem de energia de ruído de alta frequência em uma ampla faixa de frequência. Eles convertem ruído em calor e são muito eficazes na remoção de ruído. No entanto, eles tendem a exibir características da corrente de polarização DC, que devem ser atendidas.

Outras aplicações de núcleos de ferrita incluem indutores de telecomunicações, transformadores de pulso, filtros e sensores lineares, indutores de modo diferencial, etc.


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