Hoje, enquanto buscamos maior densidade de potência em projetos, os componentes fundamentais que compõem nossa eletrônica de potência estão evoluindo, com grandes núcleos de ferrite desempenhando um papel fundamental nessa evolução. O “New Tech Tuesdays” desta semana analisa os benefícios dos grandes núcleos de ferrite e como uma nova linha de núcleos de ferrite de grande porte da NÃO está permitindo que os engenheiros expandam os limites de potência, eficiência e baixas perdas no núcleo em exigentes aplicações industriais.
O poder da escala
Embora muitos projetos eletrônicos busquem componentes menores e mais compactos, quando se trata de gerenciamento de energia, às vezes, maior pode ser melhor. No caso dos núcleos de ferrite, esse tamanho extra não se trata de gerenciar mais volume, mas sim de possibilitar projetos totalmente inovadores para aplicações de alta potência. Com volumes de núcleo maiores, os projetistas podem criar entreferros maiores, o que, por sua vez, ajuda a evitar a saturação magnética. Isso permite correntes mais altas e, consequentemente, um aumento significativo na potência total fornecida pelo componente. Como resultado, transformadores de potência e indutores de alta frequência que incorporam esses núcleos maiores podem gerenciar as enormes demandas de energia de motores industriais e sistemas de grande escala.
A necessidade de componentes magnéticos de alta potência e alta eficiência está crescendo em uma ampla gama de setores industriais de grande porte. Por exemplo, núcleos de ferrite de grandes dimensões são utilizados em transformadores de potência de alta frequência para estações de carregamento de veículos elétricos (VE), onde o carregamento rápido exige uma capacidade significativa de gerenciamento de energia. Eles também são vitais para aplicações ferroviárias e de tração, onde a densidade de potência e a confiabilidade são fundamentais. Outros usos críticos para núcleos de ferrite de grandes dimensões incluem fontes de alimentação para equipamentos de soldagem, dispositivos médicos, sistemas de alimentação ininterrupta (UPS) e inversores solares, todos os quais demandam um gerenciamento de energia robusto e eficiente.
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Além dos benefícios de tamanhos maiores, a composição do material do núcleo é crucial para a eficiência.Núcleos de ferrite de grande porte da TDK estão disponíveis em uma variedade de materiais de alta potência (Figura 1Cada um otimizado para condições operacionais específicas. Por exemplo, o material N95 disponível oferece perdas no núcleo excepcionalmente baixas em uma ampla faixa de temperatura, de −40 °C a +100 °C. Para aplicações que operam em altas temperaturas, o material N88 mantém baixas perdas mesmo em altas temperaturas de operação, até +130 °C. Essas opções de materiais permitem que os engenheiros ajustem seus projetos para minimizar a geração de calor e maximizar a transferência de energia, o que é uma consideração fundamental em sistemas de alta confiabilidade.
Os engenheiros também podem incorporar Núcleos distribuídos com lacunas (DG) B66375 e B66894 da TDK para aumentar a densidade de potência e auxiliar em projetos de miniaturização, esses núcleos DG são o catalisador para o desenvolvimento de núcleos de ferrite de grande porte, e seus entreferros distribuídos ajudam a otimizar a eficiência e o desempenho térmico em uma variedade de aplicações de gerenciamento de energia.
Resumo
Os núcleos de ferrite de grande porte da TDK oferecem vantagens significativas para eletrônica de alta potência. Ao proporcionar maior volume de núcleo e uma ampla seleção de materiais de baixa perda, esses núcleos possibilitam uma nova geração de transformadores de potência e indutores de alta frequência. O resultado é maior capacidade de potência, perdas reduzidas no núcleo e eficiência aprimorada, tornando-os ideais para as aplicações mais exigentes nos setores industrial, automotivo e de energias renováveis.
Referências
Artigo escrito por Mouser Electronics e publicado no blog da Mouser Electronics: New Tech Tuesdays: High-Efficiency Imperative: More Power, Less Loss
Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados
