소프트 자기 페라이트 : 고주파 전자 장치를위한 필수 재료

부드러운 자기 페라이트 현대 전자 제품에서는 필수적이지 않은 세라믹 화합물입니다. 높은 자기 투과성과 낮은 전기 전도도의 고유 한 조합으로, 이들 재료는 전력 변환, 노이즈 억제 및 고주파 응용 분야에서 중요한 문제를 해결합니다. 이 안내서는 엔지니어와 디자이너가 부드러운 자기 페라이트를 효과적으로 선택하고 적용 할 수 있도록 실용적인 정보를 제공합니다.

부드러운 자기 페라이트는 무엇입니까?

부드러운 자기 페라이트 ₂ 영형 ₄ , 여기서 M은 망간, 아연 또는 니켈과 같은 이온 금속 이온을 나타낸다. 단단한 자기 대응 물과는 달리, 연질 페라이트는 쉽게 자화되고 탈마성되어있어 빠른 자기장 변화가 필요한 응용 분야에 이상적입니다.

부드러운 자기 페라이트의 세 가지 주요 유형은 다음과 같습니다.

• 망간-아 제인 (MNZN)) 페라이트 - 5MHz 미만의 주파수에 가장 적합합니다
• 니켈-z나nc (nizn) 페라이트 - 최대 수백 MHz의 더 높은 주파수에 적합
• 마그네슘-zinc (MGZN) 페라이트 - 특수 고주파 응용 프로그램에 사용됩니다

부드러운 자기 페라이트의 주요 특성

이러한 중요한 속성을 이해하면 특정 응용 프로그램에 적합한 페라이트 자료를 선택하는 데 도움이됩니다.

소프트 자기 페라이트의 최고 응용 분야

1. 스위치 모드 전원 공급 장치 (SMP)

페라이트 코어는 현대 전력 변환 시스템의 중추입니다. mnzn ferrites는 다음과 같이 지배적이다.

• 플라이백 변압기 저전력 애플리케이션의 경우
• 전방 변환기 변압기 중간 전원 시스템에서
• 출력 질식 DC 전류를 평활화하기 위해

1MHz 이상의 고주파 DC-DC 변환기의 경우, Nizn Ferrites는 종종 코어 손실이 낮아서 더 나은 성능을 제공합니다.

2. 전자기 간섭 (EMI) 억제

페라이트 비드와 코어는 가장 비용 효율적인 솔루션입니다.

• 케이블 소음 억제 (USB, HDMI, 전원 케이블)
• 보드 레벨 EMI 필터링
• RFI 억제 무선 장치에서

Nizn Ferrites는 특히 50MHz 이상의 고주파 소음에 효과적이며 MNZN은 낮은 주파수 간섭에 대해 더 잘 작동합니다.

3. 고주파 회로를위한 인덕터 및 변압기

페라이트 코어는 다음을위한 컴팩트하고 효율적인 구성 요소를 활성화합니다.

• RF 변압기 통신 장비에서
• 조정 가능한 인덕터 일치하는 네트워크의 경우
• 발룬 임피던스 변환을 위해

올바른 소프트 페라이트 재료를 선택하는 방법

이 단계별 접근 방식을 따라 응용 프로그램에 대한 최적의 페라이트를 선택하십시오.

1 단계 : 주파수 범위를 결정하십시오

1MHz 미만의 주파수의 경우, MNZN 페라이트는 일반적으로 더 나은 성능을 제공합니다. 1-10MHz 사이에서 다른 요구 사항에 따라 두 유형을 평가합니다. 10MHz 이상의 Nizn은 일반적으로 유일한 실용적인 옵션입니다.

2 단계 : 필요한 투과성을 계산합니다

코어 지오메트리의 인덕턴스 공식을 사용하여 필요한 투과성을 결정하십시오. 공기 갭에 따라 효과적인 투과성이 감소한다는 것을 기억하십시오.

3 단계 : 전력 처리 요구 사항을 평가합니다

전원 응용 프로그램의 경우 우선 순위를 정합니다.

• 채도 플럭스 밀도 (전력 처리에 더 좋습니다)
• 핵심 손실 (낮은 효율성이 더 좋습니다)
• 큐리 온도 (최대 작동 온도를 초과해야 함)

4 단계 : 환경 적 요인을 고려하십시오

신청서가 관련된 경우 :

• 높은 습도 : nizn 또는 특수 코팅 된 mnzn을 사용하십시오
• 기계적 스트레스 : 에폭시 결합 코어를 고려하십시오
• 극한의 온도 : 투과성 안정성을 확인하십시오

부드러운 페라이트의 제조 공정

페라이트가 어떻게 만들어 졌는지 이해하면 물질 선택 및 문제 해결에 도움이 될 수 있습니다.

1. 원료 준비 : 다른 금속 산화물과 혼합 된 고순도 산화철
2. 사전 싱글 링 : 스피넬 구조를 형성하기 위해 900-1000 ℃에서의 부분 반응
3. 갈기 : 미묘한 입자 크기로 연삭
4. 압박 : 유기 결합제로 원하는 모양으로 형성
5. 소결 : 최종 밀도를 달성하기 위해 1100-1300 ° C에서 최종 발사
6. 가공 : 필요할 때 정확한 치수로 연삭
7. 코팅 : 필요한 경우 보호 레이어를 적용합니다

일반적인 페라이트 코어 모양과 그 용도

다른 핵심 형상은 전자 설계에서 뚜렷한 목적을 제공합니다.

• 전자 코어 : 전력 변압기에서 가장 일반적이며 바람이 쉽게 바람이 부릅니다
• 토 로이드 : 인덕터, 최소 EMI 방사선에 탁월합니다
• RM 코어 : 소형, 열 소산이 좋은 소형
• 냄비 코어 : 민감한 회로를위한 보호 설계
• 염주 : 간단한 EMI 억제 구성 요소

페라이트 코어 성능을 최적화합니다

이 실용적인 팁은 페라이트 구성 요소의 효과를 극대화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

1. 적절한 핵심 간격

에어 갭 추가 :

• 에너지 저장 기능을 증가시킵니다
• 효과적인 투과성을 줄입니다
• DC 바이어스 특성을 향상시킵니다

분산 간격 (파우더 코어)은 종종 고주파수에서 개별 간격보다 더 잘 수행됩니다.

2. 온도 고려 사항

페라이트 특성은 온도에 따라 변합니다.

• 투과성은 일반적으로 온도가 커리 포인트까지 증가합니다.
• 핵심 손실은 온도에 따라 기하 급수적으로 증가합니다
• 뮤리 온도보다 20% 이상의 마진을 가진 설계

3. 와인딩 기술

손실을 최소화하려면 :

• 50kHz 이상의 주파수에는 Litz 와이어를 사용하십시오
• 코어 주위에 권선을 고르게 배포하십시오
• 근접 효과를 줄이려면 층 수를 최소화하십시오

소프트 자기 페라이트에서 새로운 트렌드

페라이트 산업은 새로운 도전을 충족시키기 위해 계속 발전하고 있습니다.

• 고온 페라이트 자동차 및 항공 우주 응용 프로그램 용
• 저 손실 제형 MHZ 범위 전력 변환
• 나노 결정자 페라이트 고주파 성능 향상
• 3D 프린트 페라이트 구성 요소 사용자 정의 형상

일반적인 페라이트 문제 문제 해결

문제가 발생하면 이러한 잠재적 원인과 솔루션을 고려하십시오.

고품질 소프트 자기 페라이트를 구입할 수있는 곳

페라이트 재료의 신뢰할 수있는 공급원은 다음과 같습니다.

• 주요 제조업체 : TDK, FerroxCube, Magnetics Inc., DMEGC
• 유통 업체 : Digi-Key, Mouser, RS 구성 요소
• 전문 공급 업체 : 맞춤형 제형 또는 모양

페라이트를 소싱 할 때는 항상 상세한 사양 및 테스트 보고서, 특히 중요한 응용 프로그램을 요청하십시오.

결론

소프트 자기 페라이트는 현대 전자 제품의 필수 구성 요소로 남아있어 자기 성능, 고주파수 작동 및 비용 효율성의 타의 추종을 불허하는 조합을 제공합니다. 엔지니어는 속성, 응용 프로그램 및 선택 기준을 이해함으로써 이러한 재료를 활용하여보다 효율적이고 컴팩트하며 신뢰할 수있는 전자 시스템을 만들 수 있습니다. 기술이 발전함에 따라 새로운 페라이트 제형은 전력 전자 장치 및 고주파 설계에서 가능한 것의 경계를 계속 확장하고 있습니다.