PÞes bouÞlivù rozvoj polovodi‹ovŽ techniky jsou induktivn’
sou‹‡stky st‡le zapotÞeb’ a n‡roky na nž se st‡le zvyäuj’. To
vyvol‡v‡ potÞebu vùroby a vyuìit’ novùch magnetickùch materi‡ló a
geometri’ jader. Dnes jsou magnetick‡ j‡dra kl’‹ovùmi sou‹‡stmi
elektronickùch obvodó v telekomunika‹n’ch systŽmech,
radiolok‡torech, Þ’dic’ch systŽmech, nap‡jec’ch zdroj’ch a
systŽmech pro korekci œ‹in’ku, vùkonovùch obvodech väech druhó, a
rovnžì ve vysoce spolehlivùch vojenskùch, jadernùch, leteckùch a
kosmickùch aplikac’ch.
Vùzkum a vùroba firmy Magnetics, ‹‡sti koncernu Spang and Company, jsou
soustÞedžny ve mžstech Butler v Pensylv‡nii a Booneville v
Arizonž a pracuje tam pÞes 800 vùrobn’ch, Þ’d’c’ch a technickùch
pracovn’kó.
Spolupr‡ce firem Ryston a Magnetics se datuje od roku 1994,
kdy byl vyv’jen sp’nanù nap‡je‹ a dob’je‹ k pobo‹kovŽ telefonn’
œstÞednž ATEUS Delta. Jako nejvhodnžjä’ pro akumula‹n’ a vùstupn’
tlumivky byly zvoleny toroidy Kool M?, kterŽ byly pouìity v Þadž
dalä’ch projektó. Od roku 1995 se Ryston stal autorizovanùm
distributorem vùrobkó Magnetics pro ‰eskou republiku, kde je
pouì’v‡ pÞes 40 firem.
Firma Magnetics vyr‡b’ ferity, pr‡äkov‡
j‡dra (Þady MPP, High Flux a zejmŽna j‡dra Kool M? (pÞehled typó zde), dostupn‡ v toroidn’ch i E-tvarech (viz
anglickù
pÞehled a
technick‡ zpr‡va v ‹eätinž, v‹etnž objednac’ch ozna‹en’ v Rystonu), nav’jen‡ p‡skov‡
a c’vkov‡ j‡dra s
vysokou permeabilitou, Þezan‡ j‡dra, magnetickŽ
lamin‡ty a róznŽ z‡kaznickŽ sou‹‡stky.
Prodej je podporov‡n aplika‹n’mi inìenùry a k
dispozici je software pro n‡vrh
magnetickùch sou‹‡stek.
Magnetics je jedn’m z nejvžtä’ch dodavateló magnetickùch
sou‹‡stek pro SpojenŽ st‡ty a ostatn’ zemž svžta a nab’z’
nejrozs‡hlejä’ Þadu magnetickùch jader z jednoho zdroje na svžtž.
Sortiment, aplikace a informace o firmž Magnetics jsou podrobnžji
uvedeny d‡le.
Ferity jsou keramickŽ struktury vyrobenŽ z vysoce ‹istùch oxidó manganu, zinku a ìeleza v pr‡äkovŽ formž. Lisuj’ se, vypaluj’ a obr‡bžj’ podle poìadavkó z‡kazn’ka. Ferity jsou vhodnŽ k aplikaci v äirokŽm spektru kmito‹tó protoìe maj’ vysokù elektrickù mžrnù odpor a malŽ ztr‡ty v’Þivùmi proudy. Pouì’vaj’ se v magnetickùch obvodech jak v sign‡lovùch, tak i vùkonovùch aplikac’ch. Pro jejich jedine‹nou schopnost kombinovat malù objem, n’zkou cenu, vysokou kvalitu a dobrou ‹asovou a teplotn’ stabilitu je lze optim‡lnž vyuì’vat pÞi kmito‹tech od 10 kHz do 2 MHz.
VùkonovŽ ferity, kterŽ Magnetics nab’z’ v sedmi róznùch stupn’ch permeability (1500 aì 15000), maj’ malŽ ztr‡ty a snesou velkù magnetickù tok a hod’ se pro provoz pÞi vysokŽm vùkonu a vysokùch teplot‡ch. Pro n’zkovùkonovŽ (sign‡lovŽ) aplikace se hod’ j‡dra s line‡rn’ teplotn’ charakteristikou v permeabilit‡ch 750, 1400 a 2000, nebo s plochou teplotn’ charakteristikou pÞi permeabilitž materi‡lu 2300. Pro pouìit’ ve filtrech se j‡dra dod‡vaj’ s definovanou vzduchovou mezerou pro standardn’ hodnoty AL .
Feritov‡ j‡dra pro vysokofrekven‹n’ sp’nanŽ zdroje a äpi‹kovŽ aplikace v komunika‹n’ technice se vyr‡bžj’ v Þadž tvaró a velikost’ a pouì’vaj’ se do induktoró, impulsn’ch transform‡toró, vysokofrekven‹n’ch transform‡toró a odruäovac’ch filtró. Tato j‡dra se vyr‡bžj’ z feritu s obsahem manganu nebo zinku, kterŽ maj’ malŽ ztr‡ty, vysokou permeabilitu, uchov‡vaj’ si tyto vlastnosti i pÞi relativnž vysokŽ teplotž a jsou relativnž odolnŽ proti pÞesycen’.
Mezi standardn’ geometrie patÞ’ j‡dra E, I a U, j‡dra EC, ETD, PQ, RM a ploch‡ j‡dra, toroidn’ a hrn’‹kov‡ j‡dra. Na pÞ‡n’ je moìno vyrobit i speci‡ln’ tvary.
Pr‡äkov‡ j‡dra se vyr‡bžj’ lisov‡n’m magnetickŽ slitiny v pr‡äkovŽ formž se vz‡jemnž izolovanùmi zrny pod vysokùm tlakem do toroidn’ho nebo E- tvaru s róznùmi hodnotami permeability (14-300). VnitÞn’ prómžr toroidó je od 0,060 do 1,9 palce (1,524 aì 48,26 mm) a vnžjä’ prómžr od 0,15 do 3,1 palce (3,81 aì 78,74 mm).
Pr‡äkov‡ j‡dra maj’ rozloìenou vzduchovou mezeru a vykazuj’ Þadu vùbornùch vlastnost’: vysokù mžrnù odpor, n’zkou hysterezi, n’zkŽ ztr‡ty v’Þivùmi proudy a vynikaj’c’ stabilitu induk‹nosti pÞi stejnosmžrnŽm i stÞ’davŽm proudu.
J‡dra MPP se vyr‡bžj’ z molybdenovŽ slitiny (moly-permalloy) tv‡Þen’m jen do toroidn’ho tvaru s róznùmi hodnotami permeability (14-300). Tato j‡dra maj’ nejmenä’ ztr‡ty a nejlepä’ linearitu, a proto se pouì’vaj’ do transform‡toró a tlumivek, induktoró pro vysoce jakostn’ filtrovŽ obvody a pupina‹n’ch c’vek.
J‡dra MPP jsou ide‡ln’ pro podm’nky, kterŽ vyìaduj’ vysokou kvalitu, vysokou stabilitu induk‹nosti a n’zkŽ ztr‡ty. PÞi kmito‹tech niìä’ch neì 300 kHz se uì’vaj’ pÞednostnž pro vysoce jakostn’ filtry, pupina‹n’ c’vky, resonan‹n’ obvody a vf odruäovac’ filtry. Vyr‡bžj’ se v deseti stupn’ch permeability (14 aì 550) se zaru‹enou toleranc’ induk‹nosti +-8%, o vnitÞn’m prómžru od 0,070 do 1,9 palce (1,778 aì 48,26 mm) a vnžjä’m prómžru 0,14 aì 3,1 palce (3,556 aì 78,74 mm). V nab’dce jsou j‡dra pro bžìnù i vojenskù rozsah teplot (-65 aì +125 oC).
J‡dra "High Flux" s vysokùm magnetickùm tokem (50% Fe, 50% Ni) se pouì’vaj’ ve vùkonovùch aplikac’ch s velkùm stejnosmžrnùm proudem a jsou relativnž levn‡. Ve srovn‡n’ s j‡dry MPP maj’ ponžkud vyää’ ztr‡ty. Pr‡äkov‡ j‡dra High Flux se vyr‡bžj’ v äesti stupn’ch permeability (60 aì 160), maj’ povolenu magnetickou indukci aì 1,5 T, zat’mco bžìn‡ j‡dra MPP maj’ jen 0,7 T. Jsou ide‡ln’ pro sŽriovž zapojenŽ (in-line) odruäovac’ filtry, jejichì induktory mus’ vydrìet vysokŽ ss proudy bez nasycen’ j‡dra. V induktorech filtró se v j‡drech High Flux móìe akumulovat velk‡ energie.
J‡dra Kool M?, kter‡ jsou nejnovžjä’m ‹lenem sortimentu, jsou pr‡äkov‡ j‡dra z kompozice ìeleza s hlin’kem a kÞem’kem. Vyzna‹uj’ se malùmi ztr‡tami, zhruba pžtinovùmi ve srovn‡n’ s j‡dry z pr‡äkovŽho ìeleza, n’zkou cenou a pouì’vaj’ se ve sp’nanùch zdroj’ch, jako filtra‹n’ tlumivky, a v dalä’ch komer‹n’ch aplikac’ch. Z tohoto materi‡lu se vyr‡bžj’ i E-j‡dra. MagnetickŽ vlastnosti jsou tŽmžÞ shodnŽ s MPP a High Flux, aväak jsou k dispozici v uìä’m rozsahu permeabilit (26 aì 150) a snesou magnetickou indukci aì 1,1 T. Dod‡vaj’ se ve 4 stupn’ch permeability. Toroidy Kool M? jsou ekonomickou alternativou k j‡dróm MPP a High Flux
Vlo‹kov‡ j‡dra (s permeabilitou aì 550), vyvinut‡ a patentovan‡ firmou Magnetics, se vyr‡bžj’ z izolovanùch vlo‹ek molybdenovŽ slitiny podobnou technologi’ jako pr‡äkov‡ j‡dra. Pouì’vaj’ se pro nejn‡ro‹nžjä’ aplikace.
Nav’jen‡ j‡dra se vyr‡bžj’ z vysoce permeabiln’ch p‡skó
(tlouäéky od 0,0005 aì 0,014 palce, tj. 0.0127 aì 0,3556 mm)
slitiny niklu a ìeleza (80% nebo 50% Ni), silikonu a ìeleza,
kobaltu a ìeleza a amorfn’ch kovó. Jejich obchodn’ ozna‹en’ je (v
uvedenŽm poÞad’): Permalloy 80, Orthonol, Magnesil¨, Supermendur
a METGLAS¨ (METGLAS je ochranou zn‡mkou firmy Allied-Signal).
Tato j‡dra maj’ minim‡lnž jednu z tžchto ì‡danùch vlastnost’:
vysokou permeabilitu, n’zkŽ ztr‡ty v j‡dÞe, vysokou hustotu
magnetickŽho toku a ‹tvercovŽ nebo kruhovŽ smy‹ky B-H.
Ochrann‡ vrstva je tvoÞena fenolformaldehydovou pryskyÞic’, nylonem, hlin’kem nebo hlin’kem potaìenùm epoxidem. KÞem’ko-ìelezn‡ j‡dra se dod‡vaj’ bu“ bez pouzdra nebo v epoxidovŽm obalu.
P‡skov‡ j‡dra maj’ vnitÞn’ prómžr od 0,375 palce (9,525 mm) a vnžjä’ prómžr aì pÞes 20 palcó (508 mm) a dod‡vaj’ se ve v’ce neì 1000 velikostech.
C’vkov‡ j‡dra jsou miniaturn’ p‡skov‡ j‡dra vyr‡bžn‡ z ultratenkùch (0,000125 aì 0,001 palce, tj. 0,003175 aì 0,0254 mm) nikloìeleznùch p‡skó (80% nebo 50% Ni) a nav’jen‡ na nemagnetickŽ c’vky z nerezovŽ oceli. Jsou opatÞena ochrannùmi klobou‹ky a ochranou epoxidovou vrstvou. Jejich vnitÞn’ prómžr je aì 0,050 palce (1,27 mm) a ä’Þka 0,032 palce (0,8128 mm).
P‡skov‡ nav’jen‡ j‡dra se vyr‡bžj’ z tenkùch p‡skó vysoce permeabiln’ slitiny niklu a ìeleza, nebo z kÞemi‹itŽ oceli s orientovanùmi zrny, anebo slitiny kobaltu a ìeleza. Slitiny jsou zn‡my pod jmŽnem Orthonol, Alloy 48, Square a Round Permalloy 80, Supermalloy, Magnesil, a Supermendur. Tato j‡dra se takŽ vyr‡bžj’ z amorfn’ch slitin pod ozna‹en’m METGLAS, coì je ochrann‡ zn‡mka Allied-Signal. Jsou k dost‡n’ ve väech velikostech podle IEEE a dalä’ch speci‡ln’ch velikostech.
Tyto materi‡ly se vyr‡bžj’ v tlouäéce od 0,0005 do 0,014 palce (0,0127 aì 0,3556 mm) pro róznŽ kmito‹ty a nav’jej’ se do toroidó o hmotnosti nžkolika zlomkó gramu aì po stovky kilogramó. Väechny velikosti mohou bùt povrchovž upraveny ochrannou vrstvou z fenolickŽ hmoty, plastó, hlin’ku nebo hlin’ku potaìenŽho izolantem. Magnesil je takŽ moìno objednat bez pouzdra nebo v epoxidovŽm obalu.
P‡skov‡ j‡dra se pouì’vaj’ do magnetickùch zesilova‹ó, transform‡toró pro mžni‹e, proudovùch transform‡toró a statickùch magnetickùch obvodó. Daj’ se pouì’t väude tam, kde se pouì’v‡ elektronickŽ impulsn’ Þ’zen’ - k Þ’zen’ proudu, energie, intenzity svžtla, napžt’, smžru nebo rychlosti.
C’vkov‡ j‡dra jsou miniaturn’ p‡skov‡ j‡dra nav’jen‡ z
ultratenkŽho nikloìeleznŽho p‡sku na c’vku z nerezovŽ oceli.
Vzhledem ke svŽ tepelnŽ stabilitž, n’zkŽ koercitivitž a vysokŽ
hustotž sycen’ jsou pro po‹’ta‹e, vysokofrekven‹n’ zesilova‹e,
harmonickŽ zesilova‹e, harmonickŽ gener‡tory, impulsn’
transform‡tory, po‹’tadla a ‹asova‹e vhodnžjä’ neì ostatn’ typy
jader.
C’vkov‡ j‡dra se vyr‡bžj’ z ultratenkùch p‡skó slitin Permalloy 80 a Orthonol (0,000125 aì 0,001 palce) v ä’Þk‡ch od 0,031 do 0,250 palce (0,7874 aì 6,35 mm). Jejich prómžr je moìno zmenäit aì na 0,050 palce (1,27 mm) a podle pÞ‡n’ z‡kazn’ka i mŽnž.
MagnetickŽ lamin‡ty se vyr‡bžj’ skl‡d‡n’m raìenùch plechó z nikloìeleznùch slitin o tlouäéce 0,014; 0,006 a 0,004 palce (0,3556; 0,15 a 0,10 mm) v malùch a miniaturn’ch tvarech EE, EI, DU, F a UI a ve standardn’ch prómyslovùch velikostech. Vyr‡bžj’ se ze slitin Alloy 48, Orthonol a Permalloy 80. Pouì’vaj’ se do miniaturn’ch (pÞ’strojovùch) transform‡toró, tlumivek, n’zkofrekven‹n’ch filtró a induktoró. KruhovŽ lamin‡ty v krytech se pouì’vaj’ pro proudovŽ chr‡ni‹e a podobnŽ jist’c’ prvky, citlivŽ na nevyv‡ìen’ proudó, napÞ. pÞi poruäe uzemnžn’.
Tato j‡dra je ide‡ln’ pouì’vat tam, kde jsou vyìadov‡ny n’zkŽ ztr‡ty v j‡dÞe a kde je neì‡douc’ nasycen’ j‡dra. M’sto vysek‡v‡n’, kterŽ m‡ nepÞ’znivù vliv na nžkterŽ magnetickŽ vlastnosti, se pouì’v‡ patentovanù Þezac’ proces.
Oproti tradi‹n’m vysek‡vanùm 3% kÞem’ko-ìeleznùm j‡dróm sniìuj’ j‡dra Supermendur (50 Co/50 Fe) "C" a "E" pÞi kmito‹tech do 1500 Hz v‡hu vùkonovùch transform‡toró aì o 30%.
J‡dra Permalloy 80 (80 Ni/20 Fe) "C" jsou ide‡ln’ pro pouìit’ ve vysokofrekven‹n’ch vùstupn’ch transform‡torech a stÞ’da‹’ch pÞi kmito‹tech do 25 kHz. D‡le se hod’ pro vysokovùkonovŽ impulsn’ transform‡tory, vysokofrekven‹n’ induktory a proudovŽ transform‡tory s n’zkùmi ztr‡tami.
J‡dra Orthonol (50 Ni/50 Fe) maj’ asi o polovinu niìä’ ztr‡ty v j‡dÞe neì kÞem’ko-ìelezn‡ j‡dra "C" stejnŽ hmotnosti materi‡lu. Orthonol se hod’ zejmŽna pro vùkonovŽ transform‡tory s hustotou magnetickŽho toku do 1 T a kmito‹ty do 8 kHz.
J‡dra METGLAS Alloy 2605-SC vykazuj’ n’zkŽ ztr‡ty do 100 kHz pÞi hustotž magnetickŽho toku srovnatelnŽ s j‡dry 50 Ni/50 Fe "High Flux".
Firma Magnetics nab’z’ n‡vrh a vùrobu specializovanùch vùrobkó z magnetickùch materi‡ló v mnoha velikostech a proveden’ch.
Ferity je moìnŽ lisovat do bloku a pak je obrobit do sloìitùch tvaró. Pokud z‡kazn’k ì‡d‡ velkou velikost, je moìnŽ spojit dvž nebo v’ce obrobenùch nebo vylisovanùch ‹‡st’, mnoìstv’ velikost’ a tvaró se meze nekladou.
S ferity je moìnŽ bez omezen’ jejich magnetickùch vlastnost’ prov‡džt Þadu operac’ pÞi dodrìen’ pÞ’snùch rozmžrovùch nebo mechanickùch toleranc’, napÞ.:
Standardn’ œkony uvedenŽ v katalogu je takŽ moìno modifikovat podle pÞ‡n’ z‡kazn’ka.
Jakmile bude V‡ä prototyp schv‡len, obchodn’ oddžlen’ V‡m r‡do sdžl’ ceny obr‡bžn’ a ceny v z‡vislosti na mnoìstv’.
Kromž obr‡bžnùch feritó patÞ’ mezi vùrobky na zak‡zku takŽ neobvyklŽ konfigurace jader, Þezanùch i nav’jenùch, od p‡skó o tlouäéce aì 0,000125 palce (0,003175 mm) aì po skl‡d‡n’ a spojov‡n’ raìenùch ‹‡st’. Je takŽ moìno z pr‡äkó lisovat róznŽ speci‡ln’ tvary a ty pak slinovat a/nebo ì’hat.
Pokud z‡kazn’k vyìaduje speci‡ln’ slitinu, sestersk‡ firma Spang Specialty Metals Division je schopna vyrobit sou‹‡stky z kompozice podle pÞ‡n’ z‡kazn’ka.
Podle pÞ‡n’ z‡kazn’ka skupina firmy Magnetics pro speci‡ln’ vùrobky (Magnetics Special Products Group) navrhne a vyrob’ v poìadovanùch tvarech a velikostech sou‹‡stky z tŽmžÞ väech slitin nebo materi‡ló pouì’vanùch pro vùrobu jader.
Mezi speci‡ln’ z‡kaznickŽ vùrobky patÞ’ napÞ. neobvyklŽ konfigurace jader z p‡sku o tlouäéce aì 0,000125 palce (0,003175 mm) a speci‡ln’ tvary obrobenŽ z feritovùch blokó.
D‡le se vyr‡bžj’ nikloìelezn‡ j‡dra, j‡dra Supermendur a METGLAS "C" a "E" pro pouìit’ ve vùstupn’ch transform‡torech, induktorech a proudovùch transform‡torech.
Sp’nanŽ zdroje - nap‡je‹e ze stÞ’davŽ s’tž nebo stejnosmžrnùch zdrojó; tyto vysokofrekven‹n’, vysoce œ‹innŽ a kompaktn’ zdroje vyìaduj’ impulsn’ transform‡tory, induktory a Þ’dic’ systŽmy vybavenŽ magnetickùmi sou‹‡stkami.
Odruäovac’ filtry - obvody filtró: v souhlasnŽm, proudovž kompenzovanŽm zapojen’ (Common-Mode) pro sn’ìen’ elektronickŽho ruäen’ v pÞ’vodech, kterŽ vyìaduj’ vysoce permeabiln’ feritovŽ toroidn’ induktory. Druhù typ je sŽriovŽ zapojen’ (In-line), kterŽ mus’ bez poklesu permeability snŽst stejnosmžrnou sloìku proudu, a zde jsou velmi vhodnŽ Þady High Flux a Kool M?.
Telekomunikace - telekomunika‹n’ systŽmy vyìaduj’ transform‡tory a induktory pro pÞenos sign‡ló i energie.
UmžlŽ z‡tžìe (ballasts) - vysokofrekven‹n’ obvody pro zapalov‡n’ z‡Þivek vyìaduj’ transform‡tory s n’zkùmi ztr‡tami, vžtäinou vyrobenŽ s feritovùmi j‡dry.
Speci‡ln’ aplikace - hromadnž vyr‡bžnŽ jednoœ‹elovŽ obvody, napÞ. proudovŽ chr‡ni‹e, anebo naopak velmi citlivŽ detektory magnetickŽho pole, vojenskŽ a kosmickŽ systŽmy a dalä’ speci‡ln’ vùrobky.
ProgramovŽ vybaven’ - n‡vrhy transform‡toró/induktoró
Aplika‹n’ inìenùrstv’
Firma Magnetics nab’z’ obrovskou äk‡lu materi‡ló, sou‹‡stek a geometri’, a t’m pÞedkl‡d‡ n‡vrh‡Þóm nepÞebernŽ mnoìstv’ moìnost’, ze kterùch si kaìdù móìe vybrat pÞesnž ten magnetickù materi‡l, kterù potÞebuje, a to väe z jedinŽho zdroje! ë‡dnù jinù vùrobce na svžtž nen’ schopen nab’dnout tak kompletn’ vùrobn’ program.
Nab’z’me i takovŽ sluìby jako odbornou pomoc pÞi navrhov‡n’, poskytujeme programovŽ vybaven’ pro vùpo‹et, nab’z’me i vùbžr ze sortimentu a poskytujeme inìenùrskŽ vzorky tak, aby n‡vrh bylo moìno rychle ovžÞit a vùsledek vùvoje byl œspžänù a vyhovoval technickùm, ekonomickùm i uìitnùm poìadavkóm.
Vùroba väech sou‹‡stek ve firmž Magnetics je automaticky Þ’zena a sledov‡na, po‹’naje legov‡n’m surovin a kon‹e fin‡ln’m vùrobkem. Tato kontrola celŽho vùrobn’ho procesu spolu s kontroln’m programem "Zero Defects" d‡v‡ uìivateli jistotu, ìe jeho äpi‹kov‡ zaÞ’zen’ budou m’t äpi‹kovù vùkon po celou dobu ìivotnosti.
Firma Magnetics m‡ certifikov‡n systŽm Þ’zen’ jakosti dle normy ISO9001:1995 a Þada procedur odpov’d‡ vojenskùm, kosmickùm a dalä’m speci‡ln’m standardóm. Na zlepäov‡n’ procesu permanentnž pracuje skupina vysoce vzdžlanùch odborm’kó.
Firma Magnetics byla jako vùvojov‡ laboratoÞ zaloìena bžhem 2. svžtovŽ v‡lky a jej’m posl‡n’m byl vùvoj a vùroba speci‡ln’ch magnetickùch materi‡lu pro vojenskou techniku (servomotory, transform‡tory atd.). Od vojenskŽ vùroby se poslŽze odvinula civiln’ vùroba, zejmŽna pro telefonn’ aplikace.
Od roku 1949 je firma Magnetics Inc. na prvn’m m’stž v USA a jedn’m z pÞedn’ch na svžtž ve vùvoji a vùrobž vysoce permeabiln’ch magnetickùch materi‡ló a sou‹‡stek a dos‡hla Þady technologickùch a obchodn’ch œspžchó. Vìdy byla schopna splnit speci‡ln’ poìadavky na novinky v elektronickŽm prómyslu.
Mezi nejvžtä’ technickŽ œspžchy firmy Magnetics patÞ’: