Wat zijn amorfe nanokristallijne kernen? Hoe te gebruiken?

Amorfe kernen zijn een nieuw materiaal dat steeds populairder wordt vanwege hun superieure prestaties in vergelijking met traditionele ferriet- en Supermalloy-kernen. Ze hebben een hogere Curietemperatuur, een breder werktemperatuurbereik en uitstekende thermische stabiliteit. Ze hebben ook een hogere magnetische verzadigingsdichtheid, wat resulteert in lagere verliezen en een hogere permeabiliteit dan ferriet- of Supermalloy-materialen.

Gebruik van amorf metaal voor toepassingen op het gebied van vermogenselektronica maakt maat-, gewicht- en kostenbesparingen mogelijk. Amorf metaal is een zacht magnetisch materiaal dat in elke vorm kan worden gevormd en dat in veel toepassingen een effectieve vervanging biedt voor ferriet- en nikkel-supermalloy-materialen.

Een met tape gewikkelde amorfe kern kan bijvoorbeeld verliesreducties bij nullast tot 30% bereiken ten opzichte van siliciumstaal en kan een verbeterde overbelastingscapaciteit bieden door minder warmte te produceren dan andere materialen. Ze zijn ook geschikt voor het versterken van inductoren waarbij randflux een probleem is.

Deze met tape gewikkelde amorfe kernen kunnen worden ontworpen met minder openingen, waardoor ze een permeabiliteit van minder dan 245 procent kunnen bereiken en ze zijn stabiel over een breed temperatuurbereik, waardoor EMC-problemen worden verminderd. Het amorfe materiaal kan ook minder geluid produceren dan conventionele ijzerpoeder- en ferrietkernen.

Common Mode Choke (CMC) met nanokristallijn amorf metaal

Deze zijn gemaakt van een amorf metalen lint dat in torusvormige vormen wordt geperst. Hierdoor kan de ontwerper de grootte en het vermogensverlies verminderen in vergelijking met conventionele oplossingen, terwijl de prestaties die vereist zijn voor hoogfrequente PFC-boostinductoren toch behouden blijven.

Amorf metaal heeft een veel breder operationeel temperatuurbereik dan ferriet, waardoor het ideaal is voor geschakelde voedingen en andere elektronische systemen die een hoge frequentie vereisen. Ze zijn ook compacter dan ferriet en kunnen grotere stromen aan zonder prestatieverlies bij hoge temperaturen.

Ze worden geproduceerd met behulp van een zeer gecontroleerd gloeiproces dat een nanokristallijne microstructuur genereert met korrelgroottes van 10 nm. Dit verbetert de typische amorfe eigenschappen, levert 1/5e van het kernverlies op van op Fe gebaseerd amorf metaal en kan worden geconfigureerd met een verscheidenheid aan BH-hysteresislussen.

De haaksheid van deze hysteresislussen kan bijvoorbeeld worden aangepast om de magnetische eigenschappen "B-H-curvevorm" te regelen. Hierdoor zijn ontwerpen mogelijk die zijn afgestemd op specifieke toepassingen.

Tijdens het uitgloeien kan de temperatuur van de uitgloeioven worden geregeld om de optimale B-H-curve te creëren en een materiaal te produceren met een uitstekende combinatie van verzadigende magnetische fluxdichtheid, hoge permeabiliteit en lage magnetostrictie. Dit resulteert in een zeer robuuste, goed presterende kern die kan worden gebruikt voor een breed scala aan toepassingen, waaronder: DC-uitgangsinductoren; Differentiële modus in smoorspoelen; SMPS-uitgangsinductoren; en PFC Boost-smoorspoelen.

De amorfe kern kan in toroïdale vormen worden gewikkeld en kan worden geconfigureerd om kleinere openingen te bereiken dan E-kernferrieten, waardoor randflux en strooiveldproblemen worden verminderd. Ze zijn ook geschikt voor het versterken van inductoren en kunnen worden geconfigureerd met verschillende spleetgroottes, afhankelijk van de toepassing.