Феррит или железный порошок? Как мне узнать, из чего сделано неизвестное ядро?

В большинстве случаев, когда мне нужен маленький индуктор, я пытаюсь найти необходимое ядро ​​в своем мусорном ящике. В зависимости от того, что я пытаюсь построить (RF, мощность, ...), ферритовый сердечник или железный порошковый сердечник могут быть лучшим выбором.

Для полноты ...

• Магнитно-мягкие ферриты, используемые в современных радиочастотных или энергетических применениях, представляют собой спеченные частицы, в основном, композиций MnZn или NiZn. ( Раздел Википедии о том, как они сделаны )

• Железные порошковые сердечники получают путем склеивания мелких частиц железа с помощью эпоксидной смолы или другого полимерного клея. Я видел их почти исключительно как тороиды. Основными областями применения являются фильтры входной частоты сети и каскады PFC (повышающие) на низких и средних частотах, а не так много трансформаторов SMPS. Одним из больших преимуществ является то, что вы можете создавать тороиды с воздушным зазором, распределенным по всему кольцу.

Я знаю, что существует много различных типов как ферритового, так и железного порошка ( и, возможно, будет интересно их протестировать ), и различия имеют значение, но, скажем, я просто взломал какую-то схему для проверки концепции и дон не заботятся о точных потерях или свойствах насыщения.

Тем не менее, я хочу избежать действительно плохих ошибок, таких как использование железного порошка, когда я создаю антенный балун. Некоторое время назад железный порошковый сердечник может быть правильным, а ферритовый сердечник - плохой идеей.

Для начала давайте сосредоточимся на простых тороидах разных размеров, потому что именно так выглядит большинство железных порошковых сердечников.

Существует ли простой и несколько надежный тест, который говорит вам, сделан ли ваш сердечник из феррита или железного порошка?

Как наматывать десять или двадцать витков провода на сердечник, аккуратно подавать прямоугольное напряжение (малый коэффициент заполнения, через полевой МОП-транзистор, используя диод свободного хода) на этот индуктор и смотреть на точку насыщения тока индуктора?

Или тестирование индуктора с синусоидальной разверткой до 10 с МГц в соответствующей цепи?

Кроме того, вы можете иногда сказать только визуальным осмотром? Например, используются ли эти цветовые коды другими производителями?

Вы не можете определить это визуально, это точно, потому что некоторые из них покрыты лаком / краской и даже те, которые не все имеют тенденцию выглядеть темно-серыми. То, что вы спрашиваете, действительно сложно понять, потому что есть так много характеристик, которые выглядят одинаково между двумя ферритами на одной частоте, но сильно отличаются на другой. Если вам все еще интересно, я попытаюсь сказать, что я буду делать (что я действительно сделаю, так это брошу все свои незаписанные / немаркированные ферриты в мусорное ведро и куплю еще немного).

Я бы подумал намотать, скажем, 5 одинаково разнесенных витков и поместить катушку в цепь, чтобы увидеть, какова ее индуктивность - возможно, генератор Колпитса с несколькими колпачками, которые можно включать и выключать. Может быть, даже сделать полосовой фильтр из него и посмотреть, где он резонирует, если у вас есть генератор сигналов.

Первый тип результата, который вам скажет, - это индуктивность сердечника раны. Затем, используя квадратное соотношение между витками и индуктивностью, вы можете определить его «эффективную проницаемость». Это должно позволить вам сузить тип ядра до диапазона возможностей.

Вам следует избегать «тестовых частот», значительно превышающих 100 кГц, а лучше, например, 10 кГц - это уменьшает паразитную емкость, что приводит к ошибкам.

Итак, вы, возможно, уже определили приблизительную «эффективную проницаемость» основного, НО есть множество поставщиков, предлагающих совершенно разные материалы, которые вам придется прочитать, чтобы попытаться определить деталь, поэтому я бы в следующий раз подумал, как Индуктивность менялась в зависимости от температуры.

Вам не нужно проводить испытания в широком диапазоне, возможно, от 25 до 50 ° C даст вам хороший шанс попытаться раскрыть феррит. Используйте идею генератора / фильтра, упомянутую ранее, и контролируемую температуру - почти наверняка индуктивность будет расти с ростом температуры, хотя есть небольшой процент, который останется стабильным или упадет, но это даст вам еще одну характерную характеристику феррита.

Так что теперь у вас есть эффективная проницаемость и некоторое представление о том, как выглядит его температурная характеристика. Сканирование через веб-сайты различных поставщиков может сузить феррит до пяти или десяти типов.

Таким образом, это будет долгий процесс, и вы никогда не узнаете, что находится в вашем мусорном ящике. Я полагаю, что если ваша эффективная проницаемость низкая, то она может быть либо очень стабильной при температуре (то есть хорошей для фильтров до (скажем) 1 МГц), либо может иметь очень низкие потери до 50 МГц. Температурный тест, который показал едва ли какое-либо изменение индуктивности при 25ºC, может сказать вам, что это такой материал, как Ferroxcube 3D3: -

Также показан 3C90 для сравнения. 3D3 имеет плоскую кривую индуктивности / проницаемости в зависимости от температуры; вероятно, что-то вроде изменения 5% при температуре 25ºC вокруг окружающей среды. 3C90, вероятно, меняется примерно на 20%. У этого также есть намного более высокая проницаемость. Я бы узнал эти два феррита по их характеристикам!

Я думаю, что определенно убедил себя выбросить все неузнаваемые ферриты в мусорное ведро.

Итог - если у вас есть целевая схема, попробуйте.

РЕДАКТИРОВАТЬ Кроме того, вот вопрос / ответ по обмену стека EE, который также может быть полезным или вызвать некоторые другие идеи.