Núcleos de transformador tipo E nanocristalinos 1K107 para inductores

Los núcleos de transformador tipo E-nanocristalinos 1K107 son componentes magnéticos blandos en forma de E-producidos a partir de una cinta de aleación nanocristalina a base de hierro-. El material se forma mediante solidificación rápida y recocido controlado, lo que produce una estructura de grano fino de cristalitos de hierro-silicio en una matriz amorfa. El resultado es un material central con alta permeabilidad, baja pérdida en el núcleo a alta frecuencia, buena estabilidad de temperatura y mayor inducción de saturación que la ferrita. La geometría E proporciona una ventana de bobinado fácil, lo que convierte a estos núcleos en una opción práctica para inductores y transformadores pequeños en electrónica de potencia.

¿Qué es un núcleo de tipo E- nanocristalino 1K107?

Una cinta de aleación nanocristalina, normalmente de 18 a 35 µm de espesor, se enrolla o apila en forma de E y se recoce en un campo magnético para desarrollar las características de permeabilidad y pérdida requeridas. El núcleo E ofrece una ventana de bobinado rectangular simple, por lo que las bobinas se pueden enrollar directamente en la pata central, incluidas las bobinas con alambre grueso que son difíciles de enrollar en toroides. En comparación con la ferrita, el material nanocristalino ofrece una mayor densidad de flujo de saturación y una mejor estabilidad térmica; En comparación con el acero al silicio, funciona a frecuencias mucho más altas con menores pérdidas.

Propiedades clave del material nanocristalino 1K107

Alta permeabilidad inicial, aproximadamente entre 1,5 y 2 veces la de las aleaciones amorfas, lo que reduce el número de vueltas necesarias para una inductancia determinada.

Baja pérdida en el núcleo en el rango de kHz, con valores típicos muy por debajo de los de la ferrita en frecuencias medias y por debajo de los del material amorfo en altas frecuencias.

Inducción de alta saturación (aproximadamente 1,2 T y hasta 1,25 T para grados que contienen cobalto-), por lo que el núcleo puede manejar una mayor densidad de flujo que la ferrita antes de saturarse.

Buena estabilidad de temperatura: el rendimiento se degrada más lentamente a temperaturas elevadas que la ferrita.

Mejor resistencia mecánica que la ferrita; El núcleo basado en la cinta-no es quebradizo y no se agrieta durante la manipulación.

Comparación con otros materiales centrales

Núcleo E-núcleo nanocristalino frente a núcleos de acero al silicio

Los núcleos de acero al silicio normalmente están limitados a la frecuencia de red (50/60 Hz). El núcleo nanocristalino de tipo E- opera desde el rango de kHz hasta aproximadamente 1 MHz, con una pérdida de hierro mucho menor a alta frecuencia. A la misma potencia, el núcleo nanocristalino es más pequeño y ligero.

Núcleo E-núcleo nanocristalino frente a núcleos de ferrita

La ferrita alcanza frecuencias máximas más altas (por encima de 100 MHz), pero su inducción de saturación es mucho menor, por lo que los núcleos de ferrita se saturan en aplicaciones de potencia media- y alta-y necesitan secciones transversales más grandes-. El núcleo nanocristalino admite una mayor densidad de flujo, tiene mejor resistencia mecánica y no está sujeto a los mismos límites térmicos, lo que lo convierte en la mejor opción para inductores y transformadores de potencia media- y alta-en el rango de kHz.

Núcleo E-núcleo nanocristalino frente a núcleos amorfos

El material nanocristalino tiene una permeabilidad más alta que las aleaciones amorfas (permeabilidad inicial entre 1,5 y 2 veces mayor) y una menor pérdida del núcleo a alta frecuencia; Como comparación típica, la pérdida a 1 MHz puede ser entre un 20% y un 30% menor que la de una cinta amorfa de la misma geometría. La estabilidad de la temperatura también es mejor, por lo que el núcleo conserva sus propiedades a una temperatura de funcionamiento elevada.

Aplicaciones típicas

Pequeños transformadores de potencia en adaptadores de corriente, cargadores y suministros auxiliares, donde las bajas pérdidas mejoran la eficiencia y reducen el calor.

Inversores de media- y alta-frecuencia en sistemas de energía fotovoltaica y eólica, donde el funcionamiento estable a alta frecuencia mejora la eficiencia de conversión.

Inductores y bobinas de filtro en fuentes de alimentación de modo conmutado-, donde la alta permeabilidad reduce las vueltas y la pérdida de cobre.

Sensores de corriente de precisión, donde la alta permeabilidad y la baja coercitividad brindan una detección de corriente precisa y una medición estable.

Dimensiones estándar

La tabla enumera las dimensiones típicas del núcleo E-con tolerancias, donde A es la longitud total, B la altura total, C el ancho de la pata central-, D el ancho de la ventana, E la altura de la ventana y F el espesor del yugo, todo en milímetros.

Un (mm)	±	B (mm)	±	C(mm)	±	diámetro (mm)	±	E (mm)	±	F(mm)	±
8.3	0.2	6.0	0.1	1.8	0.2	3.6	0.2	3.0	0.1	4.0	0.1
10.0	0.3	7.0	0.2	2.4	0.2	4.6	0.3	4.2	0.2	5.4	0.2
11.0	0.3	8.0	0.1	2.4	0.2	5.0	0.2	4.2	0.2	5.5	0.2
13.0	0.3	10.2	0.3	2.6	0.2	5.9	0.2	4.6	0.1	6.0	0.2
16.0	0.3	12.0	0.3	3.8	0.2	4.8	0.2	5.2	0.2	7.2	0.1
19.0	0.3	14.0	0.2	4.8	0.3	4.8	0.3	5.7	0.2	8.0	0.3
19.5	0.4	14.6	0.1	4.9	0.3	4.9	0.3	11.2	0.2	14.0	0.3
20.0	0.7	12.8	0.2	5.0	0.4	6.0	0.4	6.5	0.3	10.0	0.3
22.0	0.6	15.6	0.2	5.7	0.3	5.7	0.3	5.4	0.3	9.2	0.3
25.0	0.4	18.6	0.3	6.5	0.3	6.5	0.3	6.8	0.2	10.0	0.2
25.4	0.7	18.7	0.2	6.5	0.2	6.3	0.3	6.6	0.4	10.0	0.4
28.0	0.6	18.6	0.3	7.2	0.2	10.7	0.3	6.5	0.2	10.5	0.3
28.8	0.6	21.1	0.1	7.2	0.2	10.4	0.2	6.5	0.3	10.5	0.3
30.0	0.5	19.9	0.4	6.9	0.3	7.1	0.2	10.0	0.2	15.0	0.2
32.1	0.5	22.7	0.2	9.5	0.3	9.5	0.2	11.5	0.3	16.4	0.2
33.0	0.3	23.5	0.3	9.6	0.4	12.7	0.3	9.2	0.3	13.7	0.3
34.0	0.5	24.0	0.2	9.6	0.3	12.7	0.3	9.8	0.3	14.1	0.3
35.0	0.6	24.6	0.2	10.0	0.3	10.0	0.3	12.5	0.3	17.5	0.3
34.2	0.6	24.0	0.1	9.5	0.3	10.0	0.3	9.2	0.3	13.7	0.3
42.1	0.9	29.5	0.2	12.0	0.3	15.0	0.3	15.2	0.4	21.1	0.3

Las dimensiones anteriores son para referencia; Se pueden producir tamaños adicionales para adaptarse a ventanas sinuosas y requisitos de energía específicos.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa 1K107 en la designación del núcleo?

1K107 es una designación común para una aleación nanocristalina a base de hierro-con alta permeabilidad, normalmente producida mediante enfriamiento rápido y recocido por nanocristalización. El material combina una inducción de alta saturación con una baja pérdida del núcleo a frecuencia media.

¿Cuáles son los tres tipos básicos de núcleos de transformadores?

Los núcleos de los transformadores se clasifican según su material magnético y su construcción: núcleos de hierro (acero al silicio) para frecuencia eléctrica, núcleos de aire para aplicaciones lineales o de muy alta frecuencia y núcleos de ferrita (u otros magnéticos blandos) para componentes electrónicos de mayor-frecuencia. Los núcleos nanocristalinos son una opción de alto-rendimiento dentro del grupo magnético blando.

¿Por qué utilizar una forma E-en lugar de un toroide?

Un núcleo E proporciona una ventana de bobinado abierta, por lo que las bobinas, incluidas las bobinas de alambre-grueso, se pueden enrollar de forma fácil y económica. La compensación-es un pequeño espacio de aire en las caras de las juntas, que es aceptable para muchos diseños de inductores y transformadores e incluso puede usarse para configurar la inductancia.

¿A qué frecuencia puede funcionar un núcleo 1K107 E-?

Los núcleos nanocristalinos son prácticos desde unos pocos kilohercios hasta aproximadamente 1 MHz. Por encima de ese rango, normalmente se prefieren los núcleos de ferrita debido a su menor pérdida a muy alta frecuencia.

¿Cómo afecta la temperatura a los núcleos nanocristalinos?

El material nanocristalino tiene buena estabilidad térmica hasta su temperatura de cristalización (normalmente por encima de 500 grados para la aleación) y el rendimiento magnético se degrada lentamente con la temperatura, lo que supone una clara ventaja sobre la ferrita en aplicaciones de energía exigentes.