1K107 حلقة أساسية من سبيكة البلورية النانوية للمحولات الفعالة

 

يزداد فقدان نواة البلورات النانوية مع التردد، ويرجع ذلك في المقام الأول إلى التيارات الدوامة والتباطؤ. في حين أن المواد البلورية النانوية لديها خسائر أساسية منخفضة جدًا عند الترددات المنخفضة، فإن مكونات الخسارة تزداد مع ارتفاع التردد، خاصة فوق 100 كيلو هرتز. تعتبر هذه العلاقة أحد الاعتبارات التصميمية الحاسمة لتطبيقات إلكترونيات الطاقة، وقد طور المصنعون درجات متخصصة عالية التردد (HF) من النوى البلورية النانوية لتحسين الأداء.

 

 

 

 

العوامل المؤثرة على فقدان نواة البلورات النانوية مقابل التردد

 

خسائر الدوامة الحالية:

هذه هي أهم عناصر الخسارة عند الترددات العالية وتتناسب مع مربع التردد. على الرغم من أن المواد البلورية النانوية لها بنية حبيبية دقيقة جدًا تقلل من التيارات الدوامية عند الترددات المنخفضة، إلا أنها تصبح مهيمنة مع زيادة التردد.

 

خسائر التباطؤ:

وتعتمد هذه الخسائر أيضًا على التردد وكثافة التدفق، وتساهم في إجمالي الخسارة الأساسية.

 

الخسائر الزائدة:

هذه هي أحد مكونات الخسارة الأساسية التي تنشأ من البنية المجهرية الفريدة للمادة وتتأثر أيضًا بالتردد.

 

خصائص المواد:

تلعب الموصلية الكهربائية للمادة البلورية النانوية نفسها دورًا حاسمًا، حيث تؤدي الموصلية الأعلى إلى فقد أكبر للتيار الدوامي عند الترددات العالية.

 

التصميم الأساسي:

يؤثر الهيكل المادي للنواة، بما في ذلك سُمكها وعزلها، على مدى قدرتها على تحمل خسائر الترددات العالية-.

 

 

الأداء الأساسي للسبائك البلورية النانوية بترددات مختلفة

 

الترددات المنخفضة إلى المتوسطة (10−100 كيلو هرتز):

تُظهِر النوى البلورية النانوية أداءً فائقًا، مع بعض من أقل الخسائر الأساسية لأي مادة مغناطيسية في هذا النطاق، مما يوفر كفاءة ممتازة لتطبيقات مثل محولات الطاقة.

 

الترددات العالية (فوق 100 كيلو هرتز):

تزداد خسائر التيار الدوامي بشكل كبير، مما يتسبب في ارتفاع سريع في إجمالي الخسارة الأساسية. في بعض الحالات، قد تتعرض نوى البلورات النانوية لفقد أعلى من المواد الفريتية المتخصصة في نطاق التردد- العالي جدًا هذا.

 

 

الآثار المترتبة على التصميم الأساسي للحلقة المصنوعة من سبائك النانو

 

درجات عالية التكرار-:

للتخفيف من تأثيرات الترددات العالية، توفر الشركات المصنعة مواد بلورية نانوية متخصصة عالية التردد (HF) مع فقد أقل للقلب في نطاق التشغيل المستهدف.

 

عوامل الأداء:

غالبًا ما يتضمن اختيار المواد للمحولات استخدام "عامل الأداء" وهو حاصل ضرب كثافة تدفق التيار المتردد والتردد عند فقدان طاقة معين.

 

الإدارة الحرارية:

تؤدي الزيادة في فقدان النواة عند الترددات العالية إلى توليد المزيد من الحرارة، مما قد يؤدي إلى انخفاض الكفاءة ويتطلب إدارة حرارية دقيقة في التصميم العام.

 

نواة حلقية بلورية نانويةمواصفة

الحجم الأساسي المغناطيسي (مم)			حجم صندوق الحماية (مم)			مساحة المقطع العرضي الفعالة-Ae(mm2)		طول المسار المغناطيسي أي (مم)		أقصى العاصمة فئة التيار الزائد (A)
بطاقة تعريف	التطوير التنظيمي	ht	بطاقة تعريف	التطوير التنظيمي	إتش تي
14	19	6.5	12	22	8	11.86		51.81		20
14	20	10	12	22.3	11.4	29.68		52.29		40
16	21	10	15	24	12.3	24.85		57.41		60
16	23	8	15	24	9.7	20.44		61.23		60
16	23	10	15	24	12.3	34.62		59.92		60
17	22	10	15.3	24.4	12.3	24.86		60.59		60
17	21	8	15.3	24	9.7	25.56		60.67		60
17	23	8	15.3	24.4	9.7	26.89		61.34		60
18	23	10	16.4	24.4	12.3	29.78		60.38		70
18	24	9	16.4	25	11.2	34.78		60.89		70
18	25	10	16.4	25.9	12.3	37.97		64.56		70
19	24	9	17.3	25	11.2	40.39		65.32		80
19	25	10	17.3	26	12.3	39.42		62.31		80
19	26	10	17.3	27.3	12.3	48.32		69.56		80
20	25	10	18.5	26.3	12.3	39.29		70.32		90
20	28	10	18.5	29	12.3	45.76		73.88		90
20	32	10	18.5	32.3	12.3	58.91		78.75		90
21	29	10	18.2	31.3	12.3	39.65		77.19		100
21	26	8	18.3	27.4	9.7	46.54		78.32		100
21	28	10	18.3	30	12.3	50.39		77.45		100
22	28	10	20.5	30	12.3	49.32		79.89		120
22	32	10	20.5	33.4	12.3	43.58		73.43		120
23	32	10	21.3	33.4	12.3	44.56		74.56		120