¿Qué son los núcleos nanocristalinos amorfos? ¿Cómo utilizarlos?

Los núcleos amorfos son un nuevo material que se está volviendo más popular debido a su rendimiento superior en comparación con los núcleos tradicionales de ferrita y Supermalloy. Tienen una temperatura Curie más alta, un rango de temperatura de trabajo más amplio y una excelente estabilidad térmica. También tienen una mayor densidad de flujo magnético de saturación, lo que resulta en menores pérdidas y mayor permeabilidad que los materiales de ferrita o Supermalloy.

Utilizando metal amorfo para aplicaciones de electrónica de potencia permite ahorrar tamaño, peso y costes. El metal amorfo es un material magnético blando al que se le puede dar cualquier forma y ofrece un reemplazo eficaz para los materiales de superaleación de ferrita y níquel en muchas aplicaciones.

Por ejemplo, un núcleo amorfo enrollado con cinta puede lograr reducciones de pérdida sin carga de hasta un 30% en comparación con el acero al silicio y puede ofrecer una capacidad de sobrecarga mejorada al producir menos calor que otros materiales. También son adecuados para reforzar inductores donde el flujo marginal es una preocupación.

Estos núcleos amorfos enrollados en cinta se pueden diseñar con menos espacios, lo que les permite alcanzar permeabilidades inferiores al 245 por ciento y son estables en un amplio rango de temperaturas, lo que reduce los problemas de EMC. El material amorfo también es capaz de producir menos ruido que el polvo de hierro convencional y los núcleos de ferrita.

Choque de modo común (CMC) con metal amorfo nanocristalino

Están hechos de una cinta de metal amorfa que se presiona en formas toroidales. Esto permite al diseñador reducir el tamaño y la pérdida de energía en comparación con las soluciones convencionales y al mismo tiempo mantener el rendimiento requerido para los inductores de refuerzo PFC de alta frecuencia.

El metal amorfo tiene un rango de temperatura operativa mucho más amplio que la ferrita, lo que lo hace ideal para fuentes de alimentación de modo conmutado y otros sistemas electrónicos que requieren alta frecuencia. También son más compactos que la ferrita y pueden manejar corrientes mayores sin pérdida de rendimiento a altas temperaturas.

Se producen mediante un proceso de recocido altamente controlado que genera una microestructura nanocristalina con tamaños de grano de 10 nm. Esto mejora las características amorfas típicas, genera 1/5 de la pérdida en el núcleo del metal amorfo a base de Fe y se puede configurar con una variedad de bucles de histéresis BH.

Por ejemplo, la cuadratura de estos bucles de histéresis se puede ajustar para controlar las propiedades magnéticas "forma de curva B-H". Esto permite diseños que se adaptan a aplicaciones específicas.

Durante el recocido, la temperatura del horno de recocido se puede controlar para crear la curva B-H óptima y producir un material con una excelente combinación de densidad de flujo magnético saturado, alta permeabilidad y baja magnetoestricción. Esto da como resultado un núcleo muy robusto y de alto rendimiento que se puede utilizar para una amplia gama de aplicaciones que incluyen: inductores de salida de CC; Modo Diferencial en Chokes; Inductores de salida SMPS; y choques de impulso PFC.

El núcleo amorfo se puede enrollar en formas toroidales y se puede configurar para lograr espacios más pequeños que las ferritas de núcleo E, lo que reduce el flujo marginal y los problemas de campos parásitos. También son adecuados para reforzar inductores y se pueden configurar con una variedad de tamaños de espacios para adaptarse a la aplicación.