铁氧体或铁粉?我如何知道未知核是由什么组成的?


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大多数时候,当我需要一个小电感器时,我会尝试在垃圾箱中找到必要的磁芯。根据我要构建的东西(射频,功率等),铁氧体磁芯或铁粉磁芯可能是更好的选择。

为了完整性,...

  • 如今用于射频或功率应用的软磁性铁氧体是主要由MnZn或NiZn组成的烧结颗粒。(有关如何制作的维基百科部分

  • 铁粉芯是通过使用环氧树脂或其他聚合胶将小的铁颗粒粘合在一起而制成的。我几乎只把它们看成是环形线圈。主要应用似乎是中低频率的市电频率输入滤波器和PFC(升压)级,而不是SMPS变压器。一个很大的优势似乎是您可以构建一个在整个环上分布有气隙的环形线圈。

我知道铁氧体和铁粉都存在许多不同的类型(测试它们也可能很有趣),并且差异确实很重要,但可以说,我只是在破解一些概念验证电路,不在乎确切的损耗或饱和特性。

尽管如此,我还是要避免在构建天线巴伦时使用铁粉等严重错误。在另一些时间,铁粉芯可能正好,铁氧体芯可能不是一个好主意。

首先,让我们关注不同尺寸的简单环形线圈,因为这是大多数铁粉芯的外观。

是否有一个简单且可靠的测试告诉您您的磁芯是由铁氧体还是铁粉制成?

就像将十或二十匝电线缠绕到芯上一样,仔细地向该电感器施加矩形电压(低占空比,通过功率MOSFET,使用续流二极管),然后查看电感器电流的饱和点?

还是在适当的电路中以高达10s MHz的正弦扫描测试电感器?

另外,有时您只能通过目视检查来分辨吗?例如,其他制造商也使用这些颜色代码吗?


我们可以(应该)将其与electronics.stackexchange.com/questions/12594/…合并吗?糟糕。刚看到安迪·阿卡的附录。
Bobbi Bennett

@BobbiBennett问题确实不一样,所以我不想合并它们。链接中的一个是关于各种铁氧体之间的差异,这是关于铁氧体(通常)与铁粉芯(通常)之间的差异。对于不熟悉它们的人:如果我们谈论的是电容器而不是磁芯,那么这里的问题可以比作陶瓷盖与金属化膜盖的问号,而另一个问题将涉及陶瓷盖的类型(C0G,X7R ,...)。
zebonaut

Answers:


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您无法通过目视检查来判断,这是肯定的,因为其中一些已上漆/上漆,即使不是全部都看起来是深灰色。您要问的是很难理解的,因为在一个频率上,两个铁氧体之间的特性如此之多,而在另一个频率上却相差很大。如果您仍然有兴趣,我会尝试说些我想做的事情(我真正要做的是将所有未装箱/未标记的铁氧体扔到垃圾桶里,再买一些)。

我考虑将线圈等距缠绕(说)5圈,然后将线圈放入电路中以查看其电感是多少-也许是带有几个可以接通和断开的电容的colpitts振荡器。甚至可以从中制作一个带通滤波器,并在有信号发生器的情况下查看它在哪里谐振。

这将告诉您结果的第一种类型是绕线芯的电感。然后,使用匝数和电感之间的平方关系,可以得出其“有效磁导率”。这应该使您可以将核的类型缩小到各种可能性。

您需要避免“测试频率”明显高于100kHz,最好避免超过10kHz,这是为了减少寄生电容,从而给您带来误差。

到目前为止,您可能已经确定了核心BUT的大致“有效磁导率”,但有很多供应商都在介绍非常不同的材料,您必须通读这些材料才能尝试识别出零件,因此我接下来考虑一下如何温度随温度变化而变化。

您无需在很大的范围内进行测试,也许只需25ºC至50ºC,您就可以尝试发现铁氧体。使用前面提到的振荡器/滤波器的想法并控制温度-几乎可以肯定,电感会随着温度的升高而上升,尽管有一小部分会保持稳定或下降,但这将为您提供铁氧体的另一个典型特征。

因此,现在您有了有效的磁导率,并了解了其温度特性。扫描各个供应商的网站可能会将铁氧体的范围缩小到五到十种。

这样将是一个漫长的过程,您可能永远不会发现垃圾箱中的东西。我想,如果您的有效磁导率很低,则可能是温度非常稳定的(例如,对于高达(例如)1MHz的滤波器非常有用),或者损耗可能高达50MHz以上。温度测试表明在25ºC范围内几乎没有电感变化,可能会告诉您它的材料类似于Ferroxcube的3D3:-

在此处输入图片说明

为了比较,还显示了3C90。3D3具有随温度变化的电感/磁导率曲线;可能会在环境温度25ºC左右变化约5%。3C90可能会变化约20%。它还具有更高的通透性。我会从它们的特性中认出这两个铁氧体!

我认为我已经说服自己将所有无法识别的铁氧体扔到垃圾箱中。

底线-如果您有目标电路,请尝试一下。

编辑此外,是有关EE堆栈交换的问题/解答,它可能也很有用或引发其他一些想法。


这不是关于各种类型的铁氧体的答案吗?我同意您提供的信息很有价值,但是我希望找到一些关于选择铁氧体磁芯和铁粉磁芯的提示。饱和度特性可能会有所帮助(铁素体更锋利,铁粉更柔软?),但也许有人有经验分享...
zebonaut
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