Ferrit oder Eisenpulver? Woher weiß ich, woraus ein unbekannter Kern besteht?

Meistens versuche ich, wenn ich einen kleinen Induktor benötige, den erforderlichen Kern in meiner Junk-Box zu finden. Je nachdem, was ich bauen möchte (HF, Leistung, ...), ist möglicherweise ein Ferritkern oder ein Eisenpulverkern die bessere Wahl.

Zur Vollständigkeit, ...

• Magnetisch weiche Ferrite, wie sie für heutige HF- oder Leistungsanwendungen verwendet werden, sind gesinterte Partikel, meist aus MnZn- oder NiZn-Zusammensetzungen. ( Wikipedia-Abschnitt darüber, wie sie gemacht sind )

• Eisenpulverkerne werden durch Zusammenkleben kleiner Eisenpartikel mit Epoxidharz oder einem anderen polymeren Klebstoff hergestellt. Ich habe sie so ziemlich ausschließlich als Toroide gesehen. Die Hauptanwendungen scheinen Netzfrequenz-Eingangsfilter und PFC-Stufen (Step-up) bei niedrigen bis moderaten Frequenzen zu sein, nicht so sehr SMPS-Transformatoren. Ein großer Vorteil scheint die Tatsache zu sein, dass Sie Toroide mit einem über den gesamten Ring verteilten Luftspalt bauen können.

Mir ist bewusst, dass es viele verschiedene Arten von Ferrit- und Eisenpulver gibt ( und es kann auch interessant sein, sie zu testen ), und die Unterschiede sind von Bedeutung, aber nehmen wir an, ich hacke nur eine Proof-of-Concept-Schaltung und ziehe sie an kümmert sich nicht um genaue Verluste oder Sättigungseigenschaften.

Trotzdem möchte ich wirklich schlimme Fehler wie die Verwendung von Eisenpulver beim Bau eines Antennenbaluns vermeiden. Ein anderes Mal kann ein Eisenpulverkern genau richtig sein und ein Ferritkern kann eine schlechte Idee sein.

Konzentrieren wir uns zunächst auf einfache Toroide unterschiedlicher Größe, denn so sehen die meisten Eisenpulverkerne aus.

Gibt es einen einfachen und etwas zuverlässigen Test, der Ihnen sagt, ob Ihr Kern aus Ferrit oder Eisenpulver besteht?

Sie möchten zehn oder zwanzig Drahtwindungen auf den Kern wickeln und dabei vorsichtig eine rechteckige Spannung (niedrige Einschaltdauer, über einen Leistungs-MOSFET, unter Verwendung einer Freilaufdiode) an diese Induktivität anlegen und den Sättigungspunkt des Induktivitätsstroms untersuchen?

Oder testen Sie die Induktivität mit einem Sinus-Sweep von bis zu einigen 10s MHz in einer geeigneten Schaltung?

Kannst du das manchmal auch nur durch visuelle Inspektion feststellen? Werden diese Farbcodes beispielsweise auch von anderen Herstellern verwendet?

Man kann es nicht durch visuelle Inspektion erkennen, das ist sicher, weil einige von ihnen lackiert / lackiert sind und sogar diejenigen, die nicht alle dunkelgrau aussehen. Was Sie fragen, ist wirklich schwierig zu ergründen, da es so viele Eigenschaften gibt, die zwischen zwei Ferriten bei einer Frequenz gleich aussehen, bei einer anderen jedoch sehr unterschiedlich sind. Wenn Sie immer noch interessiert sind, werde ich versuchen, zu sagen, was ich tun würde (was ich wirklich tun würde, ist, alle meine nicht verpackten / nicht gekennzeichneten Ferrite in den Müll zu werfen und noch mehr zu kaufen).

Ich würde in Betracht ziehen, 5 Windungen mit gleichem Abstand zu wickeln und die Spule in einen Stromkreis zu legen, um zu sehen, wie hoch ihre Induktivität war - vielleicht ein Colpitts-Oszillator mit ein paar Kappen, die ein- und ausgeschaltet werden können. Vielleicht machen Sie sogar ein Bandpassfilter daraus und sehen, wo es schwingt, wenn Sie einen Signalgenerator haben.

Die erste Art von Ergebnis ist die Induktivität des Wickelkerns. Dann können Sie aus der quadratischen Beziehung zwischen Windungen und Induktivität die "effektive Permeabilität" ableiten. Dies sollte es Ihnen ermöglichen, den Kerntyp auf eine Reihe von Möglichkeiten einzugrenzen.

Sie müssen "Testfrequenzen" vermeiden, die deutlich über 100 kHz und vorzugsweise über 10 kHz liegen - dies dient dazu, die parasitäre Kapazität zu verringern, die zu Fehlern führt.

OK, bis jetzt haben Sie vielleicht die ungefähre "effektive Permeabilität" des Kerns bestimmt, ABER es gibt viele Lieferanten mit sehr unterschiedlichen Materialien, die Sie durchlesen müssen, um das Teil zu identifizieren Die Anziehungskraft variierte mit der Temperatur.

Sie müssen nicht über einen weiten Bereich testen, vielleicht geben Ihnen nur 25 ° C bis 50 ° C einen guten Versuch, den Ferrit freizulegen. Verwenden Sie die oben erwähnte Oszillator- / Filter-Idee und eine geregelte Temperatur - mit ziemlicher Sicherheit steigt die Induktivität mit der Temperatur an, obwohl es einen kleinen Prozentsatz gibt, der stabil bleibt oder abfällt, aber dies gibt Ihnen eine andere verräterische Eigenschaft des Ferrits.

Jetzt haben Sie eine effektive Permeabilität und eine Vorstellung davon, wie ihre Temperatureigenschaft aussieht. Durch das Durchsuchen der Websites verschiedener Anbieter wird der Ferrit möglicherweise auf fünf oder zehn Typen eingegrenzt.

Auf diese Weise wird es ein langer Prozess werden, und Sie werden vielleicht nie herausfinden, was sich in Ihrer Müllkiste befindet. Ich nehme an, wenn Ihre effektive Permeabilität niedrig ist, ist sie wahrscheinlich entweder sehr temperaturstabil (dh gut für Filter bis (sagen wir) 1 MHz) oder sie kann sehr geringe Verluste bis über 50 MHz aufweisen. Der Temperaturtest, der kaum eine Änderung der Induktivität über 25 ° C anzeigte, könnte Ihnen sagen, dass es sich um ein Material wie das 3D3 von Ferroxcube handelt:

Ebenfalls gezeigt ist 3C90 zum Vergleich. 3D3 hat eine flache Kurve der Induktivität / Permeabilität gegenüber der Temperatur; Wahrscheinlich ändert sich etwas wie 5% bei einer Änderung von 25 ° C um die Umgebungstemperatur. 3C90 ändert sich wahrscheinlich um 20%. Es hat auch eine viel höhere Permeabilität. Ich würde diese beiden Ferrite an ihren Eigenschaften erkennen!

Ich glaube, ich habe mich auf jeden Fall davon überzeugt, alle nicht wiedererkennbaren Ferrite in den Mülleimer zu werfen.

Fazit: Wenn Sie eine Zielschaltung haben, versuchen Sie es.

EDIT Auch hier ist eine Frage / Antwort auf EE Stapelaustausch , die auch nützlich sein könnten , oder einige andere Ideen provozieren.