Gli induttori nanocristallini amorfi offrono vantaggi rispetto ai tradizionali nuclei di ferrite

Induttori nanocristallini amorfi offrono vantaggi rispetto ai tradizionali nuclei di ferrite: elevata permeabilità massima e bassa perdita del nucleo. Queste proprietà magnetiche consentono una significativa riduzione delle dimensioni dei componenti elettronici.

Alta permeabilità

I materiali in lega amorfa vengono creati raffreddando rapidamente un flusso di metallo fuso. Il processo si traduce in un materiale con ordinamento a corto raggio e disordine a lungo raggio nella sua disposizione e combinazione atomica. Ciò consente al materiale di essere modellato in forme senza formare domini magnetici, che ridurrebbero la permeabilità.

La permeabilità amorfa di questi nuclei è elevata, consentendo loro di funzionare a frequenze più elevate rispetto ai tradizionali nuclei in acciaio. Ciò aumenta la densità di potenza del nucleo, riducendo le perdite di rame e migliorando l'efficienza di progettazione dei circuiti.

Le strisce amorfe e nanocristalline a base di ferro presentano un'elevata saturazione e permeabilità, che le rendono ideali per le induttanze di modo comune nei filtri EMC. Vengono utilizzati anche per filtri di uscita e trasformatori di corrente in UPS, alimentatori e altri dispositivi elettronici di potenza. Altre applicazioni includono condizionatori d'aria, reattori e luci a risparmio energetico. Questi nuclei offrono eccellenti proprietà di frequenza, induttanza stabile rispetto alla corrente di polarizzazione CC, stabilità variabile della polarizzazione CC e basse perdite.

Elevata densità di flusso di saturazione

I nuclei nanocristallini amorfi hanno una densità di flusso magnetico di saturazione maggiore rispetto ai nuclei di ferrite. Ciò si traduce in minori perdite a vuoto, che a loro volta portano a una maggiore efficienza. Ciò aumenta la potenza erogata con minori perdite di energia, il che aiuta anche a ridurre i costi operativi durante la vita di un dispositivo.

Le strisce nanocristalline amorfe a base di ferro laminato possono essere utilizzate per tutti i tipi di componenti di alimentazione a commutazione, inclusi trasformatori di impulsi, trasformatori di controllo e amplificatori. Possono funzionare in stili operativi single-end, a ponte o push-pull.

Il trattamento termico dopo la compattazione può eliminare la tensione interna che può ridurre la permeabilità, la coercività e la magnetizzazione di saturazione. Inoltre, può promuovere la cristallizzazione di grani nanocristallini superparamagnetici per aumentare la permeabilità e la coercività. I nuclei di ferro amorfo risultanti hanno un intervallo di permeabilità elevato compreso tra 120 e 1200u con basse perdite e Hc.

Bassa perdita

L'elevata permeabilità del metallo nanocristallino amorfo offre risparmi in termini di dimensioni, nucleo e manodopera rispetto ai design in ferrite nell'elettronica di potenza. Questi vantaggi, insieme alle basse perdite e all'ampio intervallo di temperature di funzionamento, rendono i nanocristalli amorfi la scelta ideale per trasformatori di potenza e induttanze in applicazioni quali inverter, UPS, ASD (azionamento a velocità regolabile) e alimentatori a commutazione (SMPS).

L'effetto del rapporto di miscelazione della polvere di ferro carbonilico e delle diverse procedure di trattamento termico sulle proprietà magnetiche degli induttori di potenza per stampaggio di leghe amorfe FeSiCrB è stato studiato mediante un diffrattometro a raggi X e un SEM. Le proprietà magnetiche sono state caratterizzate mediante la misura della permeabilità iniziale e del ciclo di isteresi dei corpi toroidali.

Miniaturizzazione

Gli induttori vengono utilizzati nei circuiti elettronici per immagazzinare e rilasciare energia quando necessario. Sono inoltre utilizzati in molte applicazioni per ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI). I nuclei nanocristallini amorfi forniscono prestazioni migliori alle alte frequenze.

A differenza dei tradizionali nuclei in acciaio che funzionano a livelli di saturazione del flusso inferiori all'aumentare della frequenza, i nuclei in metallo amorfo sono molto più piccoli e possono essere avvolti a correnti più elevate senza surriscaldarsi. Ciò consente di utilizzare meno spire a parità di induttanza e di risparmiare sulle perdite nel rame.