Карбонильное железо...в обратноходовых БП?

[ejsanyo]

До недавнего времени то карбонильное железо, с которым я сталкивался, было высокочастотным, мягким и крошащимся. Конечно, это я про советские подстроечники в ВЧ катушках. Но, похоже, прогресс в данной технологии на месте не стоял: в процессе поиска материала для дросселей недавно наткнулся производителя под названием "Синтез-ПСЖ". Как ни странно, да, российского производителя! Ещё более удивительным оказалось, что он продаёт свои изделия не только юрлицам, но и всем желающим, прямо на Озоне! Помимо высокочастотных колец, в его номенклатуре есть материалы, на первый взгляд, подходящие для преобразователей питания: в частности, материал "03/08". Ну и вопрос, конечно, следующий: не имел ли здесь кто дела с такими кольцами? Либо у них какие-либо заморские аналоги есть, про которые всё известно? Очень уж их "цветовая дифференциация штанов" похожа на американскую Micrometals...смущает только разница маркетинговых понятий. "Карбонильное" и "распылённое" железо, это одно и то же, или всё-таки разница есть? И что вы думаете о перспективах сделать на из основе трансформатор двухобмоточный дроссель для обратноходового преобразователя питания? Особенно для современных чипов, на частоте в 400 кГц.

[abc]

Не скажу именно про это железо, но, похоже, такой же материал используется в дросселях групповой стабилизации компьютерных блоков питания.
Кольца в них покрашены в белый цвет.
В хозяйстве есть самодельный преобразователь 12 -> 5в на 10 ампер на таком кольце. Работает отлично.

[jonpim]

в дросселях групповой стабилизации компьютерных блоков

Ты разбивал эти кольца ? Совсем не похожий материал

Карбонильное железо

Карбонильное железо - железо, изготовленное посредством термического разложения пентакарбонила железа согласно уравнению Fe(CO)5 = Fe + 5CO. Пентакарбонил железа представляет бесцветную жидкость, полученную воздействием окиси углерода на железо при температуре до 350 °С и давлении 15 МПа. Карбонильное железо в виде частиц диаметром менее 1 мкм получается при пропускании карбонильных паров через камеру, нагретую до 200—250 °С. После получения порошок содержит до 1 % углерода. Углерод удаляется, как правило, обезуглероживанием в водороде до содержания 0,007 %. Карбонильное железо используется в виде порошка или прессованный порошок спекается, проковывается и прокатывается в виде листов, или переплавляется. Начальная и максимальная относительная магнитная проницаемость карбонильного железа составляет 3000 и 20000, а коэрцитивная сила 6 А/м.

Кольцевые сердечники на основе распыленного железа

Кольцевые сердечники являются наиболее широко применяемой конфигурацией, изготавливаемой из смесей на основе распыленного железа и выпускаются с размерами от 3,5 до 165 мм. Сердечники на основе распыленного железа (Iron powder cores) изготавливаются методом прессования под высоким давлением смеси из мелкодисперсных частиц железа с органическим диэлектрическим наполнителем. Распределенный зазор, образующийся за счет возникающей изоляции частиц наполнителем железа друг от друга, обеспечивает высокую индукцию насыщения полученного порошкового материала.

Несмотря на то, что по величине потерь (800 мВт на кубический сантиметр (F=100кГц, B=0,05Тл)) сердечники на основе распыленного железа в 3,5-6 раз проигрывают другим классам порошковых материалов (Kool M, MPP, High Flux, XFlux), основным конкурентным преимуществом кольцевых сердечников из распыленного железа является их низкая стоимость, по сравнению с другими порошковыми материалами, связанная с дешевизной входящего в их состав сырья ( 100% Fe). Для выбора наиболее оптимального в Вашем применении порошкового материала рекомендуем также ознакомиться со свойствами порошковых материалов фирмы Magnetics.

[abc]

Нет, не разбивал.
Но раз это не одно и то же, то и ладно... В конце концов, мне надо было ехать, а не шашечки)

[ejsanyo]

Почитав "цитаты", можно сделать вывод...что там, что тут, итоговый результат один? Мелкий порошок железа, замешанный в диэлектрике? По ощущениям, кстати, эти кольца скорее похожи на какой-то твёрдый тяжёлый феррит, чем на то "железо", что я видел раньше.

[jonpim]

итоговый результат один?

Смотря для чего это делают . По сути все сердечники имеют определенные магнитные свойства .
Ведь делают и дорогие кольца , значит это нужно

[ejsanyo]

Для разминки попробовал сделать DC-DC. На чипе BD7F100EFJ-LB...ну да, японская экзотика, такое уж было под рукой.

Взял вот такое кольцо: К80-03/08, такое большое просто чтоб проще было продевать витки. Попробовал посчитать обмотки по методике с Хабра. Получилось в первичке 28 витков, во вторичке 12...однако ни разу не уверен, что всё считал правильно, да и к данному чипу, наверно, нужен особый подход. Тем не менее, как-то оно у меня заработало: При изменении тока нагрузки от где-то 0,08 до 1А напряжение плавает в худших моментах до +8%, но в основном держится в пределах ±5%. КПД получился паршивенький, около 70%: сильно греется снаббер VD1. Но честно говоря...с этим чипом ранее у меня и на феррите результаты получались не лучше. На х.х. схема выдаёт порядка 15В вместо 5, но это было ожидаемо. В общем, наверняка я всё сделал неправильно, но карбонильное железо само по себе признаки жизни подаёт. Поэтому будем экспериментировать дальше.

[AQ29]

[uquote="ejsanyo",url="/forum/viewtopic.php?p=4799446#p4799446"]И что вы думаете о перспективах сделать на из основе трансформатор двухобмоточный дроссель для обратноходового преобразователя питания? Особенно для современных чипов, на частоте в 400 кГц.[/uquote]
На мой взгляд, такой сердечник не подходит для флайбека.
У этого материла магнитная проницаемость небольшая, магнитное поле расходится, отсюда плохая связь между обмотками, сильно возрастают индуктивности рассеяния и, соответственно, потери. Всё плохо.
Да и помехи, наверно, больше.
Намотка тора в производстве, наверно, тоже проблематична, Ш-образный сердечник удобней.
Такие торы известны десятки лет, но флайбеки на них не делают, скорее всего, по указанной причине.
Для флайбеков вроде как принято название трансформатор, а не двухобмоточный дроссель.

[Starichok51]

магнитное поле расходится, отсюда плохая связь между обмотками

это твои фантазии.

Намотка тора в производстве, наверно, тоже проблематична, Ш-образный сердечник удобней.
Такие торы известны десятки лет, но флайбеки на них не делают

если ты чего-то не знаешь, то это не означает, что этого нет.
со мной с другого форума активно контактировал человек, работающий в производстве, где флайбэки делают исключительно на кольцах.
полагаю, что такое производство не единственное.

[ejsanyo]

Starichok51, кстати, что думаете о необходимости компенсации "паразитного витка" тороидов в контексте обратноходовых БП? По типу вот как тут: https://en.wikipedia.org/wiki/Toroidal_ ... conditions нарисовали на Fig. 4...6.

[Starichok51]

ejsanyo, ничего не думаю.
абсолютно все люди мотают трансформаторы на кольцах и никогда не думают про эту фигню.
и у всех трансформаторы работают прекрасно.

[AQ29]

[uquote="Starichok51",url="/forum/viewtopic.php?p=4800725#p4800725"]если ты чего-то не знаешь, то это не означает, что этого нет.
со мной с другого форума активно контактировал человек, работающий в производстве, где флайбэки делают исключительно на кольцах.
полагаю, что такое производство не единственное.[/uquote]
Интересно, они делают на кольцах с небольшой магнитной проницаемостью (мю) или как? Если с большой мю, то делают ли зазор?
Где применяются такие источники?
Флайбеки широко распространены, но на кольцах не встречал.
[uquote="Starichok51",url="/forum/viewtopic.php?p=4800725#p4800725"]

магнитное поле расходится, отсюда плохая связь между обмотками

это твои фантазии.[/uquote]
Считаете, что будет хорошая связь между обмотками на кольце с небольшим мю?

[ejsanyo]

[uquote="AQ29",url="/forum/viewtopic.php?p=4800994#p4800994"]Интересно, они делают на кольцах с небольшой магнитной проницаемостью (мю) или как?[/uquote]
В районе 35 - это мало или ещё нормально? Вот столько максимум у изделий от "Синтеза-ПСЖ"...и, похоже, "тайна" их материала "03/08" раскрыта! В программе FlybackRing от Starichok51 параметры для американского материала "-8" от MicroMetals с ним полностью совпали! Более того, накрутил катушку на двух таких кольцах, и, по крайней мере, индуктивность её первички полностью совпала с расчётной! Выбирал в программе, конечно, размер T80 и тот самый материал "-8".

[Starichok51]

Интересно, они делают на кольцах с небольшой магнитной проницаемостью (мю) или как?

я с этим парнем общался уже давно, и уже не помню, из какого материала они использовали кольца. но естественно с небольшой проницаемостью из порошкового материала, наподобие распыленного железа.

Считаете, что будет хорошая связь между обмотками на кольце с небольшим мю?

связь между обмотками не зависит от проницаемости, а зависит только от расположения обмоток относительно друг друга.

[ejsanyo]

Нашёл ещё программу, в которой можно, по крайней мере, считать дросселя на наших любимых кольцах. Называется Mini Ring Core Calculator. Выбираем в программе вкладку "Iron Powder T", и на сей раз для наших колец "03/08" выбираем материал "3". Для сердечников "К80" выбираем типоразмер T80, для "К27", судя по всему, можно выбрать ближайший похожий T30, большой разницы не будет. В общем, суть вы поняли: просто выбираем из списка наиболее подходящие параметры.

[AQ29]

[uquote="Starichok51",url="/forum/viewtopic.php?p=4801199#p4801199"]связь между обмотками не зависит от проницаемости, а зависит только от расположения обмоток относительно друг друга.[/uquote]
При внесении сердечника картина поля меняется. Внутри обмоток линии сгущаются, расхождение линий меньше, соответственно, коэффициент связи возрастает. Посмотрел в интернете, тоже пишут, что с сердечником коэффициент связи больше, так что это не только мои «фантазии».
[uquote="ejsanyo",url="/forum/viewtopic.php?p=4801040#p4801040"]В районе 35 - это мало или ещё нормально?[/uquote]
Никогда не использовал такие материалы для флайбека. На мой взгляд, мало. Например, у феррита N87 мю равно 2200.
Тор, правда, лучше Ш-образного сердечника.
Можете измерить индуктивность рассеяния у вашего трансформатора, сравнить с индуктивностью обмотки.

Для расчёта такого трансформатора, наверно, можно использовать формулы обычного флайбека, только вместо длины зазора использовать длину магнитопровода, делённую на мю.

[ejsanyo]

[uquote="AQ29",url="/forum/viewtopic.php?p=4801405#p4801405"]Можете измерить индуктивность рассеяния у вашего трансформатора, сравнить с индуктивностью обмотки.[/uquote]
Померил на своей последней намотке - получилось в районе 11%. Впрочем, у меня оно и намотано сейчас как попало, в окно сердечника не вписался. Потом перемотаю на кольцах пошире.

[Mursik]

[uquote="ejsanyo",url="/forum/viewtopic.php?p=4801446#p4801446"]Померил на своей последней намотке - получилось в районе 11%.[/uquote]


Всего 11% от расчетного?? Как то не много..

[ejsanyo]

[uquote="Mursik",url="/forum/viewtopic.php?p=4801453#p4801453"]Всего 11% от расчетного??[/uquote]
Индуктивность рассеяния получилась в районе 11% от основной. Основная 220 мкГн, рассеяния - около 24 мкГн. Если так понятнее.
Если говорить об отличии основной индуктивности, получившейся в жизни, от расчётной (в программе от Starichok51), то отличие получилось максимум пара процентов, да и то я в точности своего жизнью побитого Е7-22 не уверен. Если доберусь до Е7-25, перепроверю результаты.

[Starichok51]

Посмотрел в интернете, тоже пишут, что с сердечником коэффициент связи больше

да, с сердечником больше, чем без сердечника.
но если сердечник есть, то связь не зависит от проницаемости.