¿Ferrita o polvo de hierro? ¿Cómo puedo saber de qué está hecho un núcleo desconocido?

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La mayoría de las veces cuando necesito un inductor pequeño, trato de encontrar el núcleo necesario en mi caja de basura. Dependiendo de lo que esté intentando construir (RF, potencia, ...), un núcleo de ferrita o un núcleo de polvo de hierro podría ser la mejor opción.

Para completar, ...

  • Las ferritas magnéticamente blandas, como se usan para las aplicaciones de RF o de potencia actuales, son partículas sinterizadas de, en su mayoría, composiciones de MnZn o NiZn. ( sección de Wikipedia sobre cómo están hechas )

  • Los núcleos de polvo de hierro se producen pegando pequeñas partículas de hierro usando resina epoxi u otro pegamento polimérico . Los he visto casi exclusivamente como toroides. Las aplicaciones principales parecen ser los filtros de entrada de frecuencia de red y las etapas PFC (step-up) a frecuencias bajas a moderadas, no tanto a los transformadores SMPS. Una gran ventaja parece ser el hecho de que puedes construir toroides con un espacio de aire distribuido a lo largo de todo el anillo.

Soy consciente de que existen muchos tipos diferentes de ferrita y polvo de hierro ( y puede ser También es interesante probarlos (), y las diferencias sí importan, pero digamos que simplemente estoy pirateando un circuito de prueba de concepto y no me preocupan las pérdidas exactas ni las propiedades de saturación.

Aún así, quiero evitar errores realmente graves como usar polvo de hierro cuando estoy construyendo un balun para antenas. En otro momento, un núcleo de polvo de hierro puede ser correcto y un núcleo de ferrita puede ser una mala idea.

Para comenzar, concentrémonos en toroides simples de diferentes tamaños, porque así es como se ve la mayoría de los núcleos de polvo de hierro.

¿Existe una prueba fácil y algo confiable que le indique si su núcleo está hecho de ferrita o polvo de hierro?

¿Le gusta enrollar diez o veinte vueltas de cable en el núcleo, aplicando cuidadosamente un voltaje rectangular (ciclo de trabajo bajo, a través de un MOSFET de potencia, usando un diodo de rueda libre) a este inductor y observando el punto de saturación en la corriente del inductor?

¿O está probando el inductor con un barrido sinusoidal hasta unos 10s de MHz en un circuito apropiado?

También, ¿puedes a veces decir simplemente por inspección visual? Por ejemplo, ¿ estos códigos de color también son utilizados por otros fabricantes?

    
pregunta zebonaut

1 respuesta

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No se puede saber por inspección visual, eso es seguro porque algunos de ellos están lacados / pintados e incluso aquellos que no son todos tienden a verse de color gris oscuro. Lo que estás pidiendo es realmente difícil de entender porque hay muchas características que se ven iguales entre dos ferritas en una frecuencia pero son muy diferentes en otra. Si aún estás interesado, intentaré y diré lo que haría (lo que realmente haría es tirar a la basura todas mis ferritas sin caja / sin marcar y comprar más).

Consideraría enrollar (digamos) 5 giros igualmente espaciados y colocar la bobina en un circuito para ver cuál fue su inductancia, tal vez un colpitts oscilador con algunas tapas que se pueden activar y desactivar. Tal vez incluso haga un filtro de paso de banda y vea dónde resuena si tiene un generador de señal.

El primer tipo de resultado que esto le dirá es la inductancia del núcleo de la herida. Luego, utilizando la relación cuadrada entre los giros y la inductancia, puede deducir su "permeabilidad efectiva". Esto debería permitirle reducir el tipo de núcleo a un rango de posibilidades.

Debes estar evitando las "frecuencias de prueba" significativamente por encima de 100 kHz y preferiblemente más como 10 kHz, esto es para reducir la capacitancia parásita y darte errores.

Bien, hasta ahora, es posible que haya determinado la "permeabilidad efectiva" aproximada del núcleo, PERO hay muchos proveedores con materiales muy diferentes que tendría que leer para intentar identificar la pieza, de modo que la próxima vez lo considere Viendo como la temperatura variaba con la temperatura.

No es necesario realizar pruebas en un amplio rango, tal vez solo de 25ºC a 50ºC le daría una buena oportunidad de intentar descubrir la ferrita. Utilice la idea del oscilador / filtro mencionada anteriormente y una temperatura controlada; casi con seguridad, la inductancia aumentará con la temperatura, aunque hay un pequeño porcentaje que se mantendrá estable o disminuirá, pero esto le dará otra característica reveladora de la ferrita.

Así que ahora tiene una permeabilidad efectiva y alguna idea de cómo se ve su característica de temperatura. Escanear a través de varios sitios web de proveedores puede reducir la ferrita a unos cinco o diez tipos.

Será un largo proceso de esta manera y nunca podrás descubrir qué es lo que está sentado en tu caja de basura. Supongo que si su permeabilidad efectiva es baja, es probable que sea muy estable a la temperatura (es decir, buena para filtros hasta (digamos) 1MHz) o podría tener pérdidas muy bajas hasta más de 50MHz. La prueba de temperatura que indica casi ningún cambio en la inductancia a 25ºC puede indicar que es un material como el 3D3 de Ferroxcube: -

Tambiénsemuestra3C90paracomparación.3D3tieneunacurvaplanadeinductancia/permeabilidadfrentealatemperatura;Probablementecambiandoalgocomo5%enuncambiode25ºCalrededordeambiente.3C90probablementecambiaalrededordel20%.Tambiéntieneunapermeabilidadmuchomayor.¡Reconoceríaestasdosferritasporsuscaracterísticas!

Creoquedefinitivamentemeheconvencidodelanzartodaslasferritasirreconociblesenelcontenedor.

Líneainferior:sitieneuncircuitodedestino,inténtelo.

EDITTambién, aquí es una pregunta / Responda en el intercambio de pila de EE que también podría ser útil o provocar otras ideas.

    
respondido por el Andy aka

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