Использование порошковых сердечников при высоких температурах

В отличие от ферритов, порошковые сердечники невосприимчивы к термическому удару. Они запросто проходят наиболее жесткие военные и аэрокосмические испытания электронных компонентов на тепловой удар. Одним из возможных способов (хотя и редким) разрушения тороидального порошкового сердечника под действием температуры является такая плотная намотка обмотки, что расширение меди под действием температуры приведет к напряжениям большим, чем сердечник может выдержать.

Рис. 2. Зависимость проницаемости от подмагничивания постоянным током

Как указывалось выше MPP (Мо пермаллой), Hi-Flux (50% никель, 50% железо) и Super-MSS (сендаст) рассчитаны на работу в непрерывном режиме при температуре до 200оС - максимальная температура, которая соответствует практически всем силовым применениям. Фактором, ограничивающим температуру 200^оС, является эпоксидное покрытие, а не сам материал. На самом деле, после прессования порошковые сердечники для снятия внутренних напряжений подвергаются отжигу в течение нескольких часов при температуре выше 500оС. После отжига на сердечники наносится эпоксидное покрытие для диэлектрической защиты и улучшения механических свойств. Очевидно, что температура 200^оС не производит на порошковые сердечники разрушающего действия, даже при непрерывном воздействии.

Чем больше переменный или пульсирующий ток, протекающий по обмотке сердечника, тем больше будут потери в сердечнике. Постоянный ток не оказывает влияние на потери в сердечнике, только на потери в меди. Графики потерь порошковых сердечников не сильно зависят от подмагничивания постоянным током, так как петля гистерезиса значительно сглажена из-за распределенного зазора.

Как и следовало ожидать, потери проявляются в виде тепла, что приводит к повышению температуры. Задача разработчика - выбрать оптимальный порошковый сердечник для заданного применения с учетом потерь. При равенстве прочих показателей, МРР (Мо пермаллой) обладает наименьшими потерями, затем идут Super-MSS (сендаст), Hi-Flux и порошковое железо. В Arnold “Magnetic Powder Cores” каталоге приведены графики потерь в сердечнике и уравнения для этих графиков. Потери приведены в зависимости от частоты и плотности потока для различных проницаемостей каждого материала - MPP (Мо пермаллой), Hi-Flux (50% никель, 50% железо) и Super-MSS (сендаст). Потери практически не зависят от температуры (чего нельзя сказать о ферритах).