Domanda:
Come misurare l'efficienza del nucleo di ferrite rispetto alla frequenza
Aleksander Alekseev - R2AUK
2019-08-01 21:25:17 UTC
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È presente un toroide di ferrite sconosciuto. Vorrei capire se può essere utilizzato in un trasformatore audio, o forse in un trasformatore 1: 4 su una data frequenza HF.

L'esperimento che ho escogitato è il seguente. Posso avvolgere un trasformatore 1: 1 usando questo nucleo, collegare un avvolgimento a un generatore di segnali e il secondo avvolgimento all'oscilloscopio con un carico fittizio da 50 Ohm. Quindi posso misurare Vpp rispetto alla frequenza con e senza il trasformatore e calcolare la perdita di potenza come 1 - (Vpp_with / Vpp_without) ^ 2.

È un esperimento adeguato? Utilizzando questo metodo potrei anche stimare lo spostamento del passo e la stabilità della temperatura. C'è qualcos'altro di cui dovrei essere consapevole?

La ferrite è del tutto inutile alle frequenze audio. Il ferro alimentato è più adatto, così come le anime in acciaio al silicio laminato. Ma se il nucleo è "sconosciuto", potrebbe benissimo essere un ferro alimentato.
Potresti anche voler misurare l'aumento di temperatura della ferrite. La perdita potrebbe manifestarsi come riscaldamento.
Una risposta:
Josh
2019-11-28 03:39:23 UTC
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Per aiutare nell'identificazione di una miscela di nucleo di ferrite misteriosa, il metodo più comune è prendere alcune misurazioni per determinare la permeabilità iniziale (µi). Quindi confronta i risultati con una tabella di µi per i materiali di base comuni. Questo ti metterà nel campo di battaglia e probabilmente più che abbastanza vicino per fare un'ipotesi plausibile su quali applicazioni il nucleo di ferrite sarebbe utilizzabile.

L'idoneità del nucleo di ferrite per l'uso a RF dipende di più sulla permeabilità complessa alle frequenze radio rispetto alle frequenze audio. Per questo motivo, è importante eseguire le misurazioni utilizzando il minor numero di giri necessario per fornire letture affidabili e accurate. Più giri si riferiscono a una maggiore capacità parassita, che influenzerà l'impedenza complessa e distorcerà le letture.

Come misurare (un metodo): testerò un noto Fare-Rite 43 Toroid numero parte 5943003801 come un esempio.

Prova la configurazione utilizzando un misuratore LCR economico per misurare l'induttanza del nostro toroide. Ho scoperto che 10-15 curve strette producono misurazioni accettabili della maggior parte dei toroidi in ferrite.

Test setup

11 giri (filo blu) hanno prodotto un misura di 120uH.

Successivamente, inseriamo la nostra induttanza misurata in un calcolatore come questo insieme alle dimensioni del nostro toroide.

In questo test i miei risultati sono stati quanto segue: Results Come puoi vedere, siamo quasi arrivati ​​alla permeabilità iniziale e ben entro le specifiche della scheda tecnica per AL (nH) = 1075 ± 20%. Una volta che conosci il tipo di materiale di base, puoi usarlo per fare riferimento alla sua applicazione utilizzabile.

I materiali di ferrite possono essere classificati come ferriti morbide e ferriti dure. Le ferriti morbide sono in grado di gestire le inversioni nella loro direzione magnetica senza perdere una grande quantità di energia. La caratteristica notevole di questi materiali è che resistono a qualsiasi corrente nel nucleo, rendendoli più efficienti . I ferriti duri mantengono molto bene la loro magnetizzazione e sono molto bravi a condurre il flusso magnetico, anche a frequenze più basse. Questi sono abbastanza economici e non sono ciò che si desidera in un efficiente design ad alta frequenza.

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Ci sono altri semplici test che possiamo eseguire come testare quali frequenze sono passate o bloccate in configurazioni come questa per aiutare a determinare se il core sconosciuto funzionerà per la nostra applicazione. Ecco un paio di esempi.

Qui stiamo iniettando un'onda sinusoidale di 4 Vpp su una bobina di 5 giri attorno al nostro core di tipo 43 e visualizzando quel segnale su entrambi i lati dell'avvolgimento. Nota mentre passiamo da 25 MHz a 1 MHz i cambiamenti che si verificano. In particolare, possiamo vedere uno spostamento di fase poiché il segnale di uscita (blu) ritarda l'ingresso (giallo) più quando aumentiamo di frequenza (meno mentre scendiamo). Inoltre, nota che l'ampiezza dell'uscita è minima a 25HMz, massima intorno a 8MHz e corrisponde all'ingresso quando ci avviciniamo a 1MHz. Entrambi sono utili per sapere a cosa serve questo pezzo di ceramica potente.

Test setup 2 Core winding and connections 25 to 1MHz sweep

Spero che questo ti aiuti e ti dia un modo semplice per controllare la tua scatola di ciambelle non commestibili! A proposito, puoi acquistare misuratori LCR economici online o crearne uno tuo. Potresti anche essere in grado di mettere a punto un analizzatore di antenna per aiutarti qui, ma questo è un argomento per un altro post.

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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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