Можно ли использовать тороидальный сердечник из порошкового железа или феррита с «распределенным зазором» для связанного индуктора обратноходового преобразователя?

Я считаю, что тип «распределенного зазора», на который ссылается комментарий Ника Алексеева в этом вопросе , относится к материалу «Powder Core».

Порошковый материал Iron Core представляет собой, грубо говоря, гранулы железа, эмульгированные в связующем (веществе, которое скрепляет материал), похожем на эпоксидную смолу. Таким образом, гранулы железа буквально физически отделены друг от друга благодаря связующему материалу. Это «распределенный разрыв». Буквально большое количество мелких зазоров.

У многослойных железных сердечников разрыв явный и на одном участке сердечника.

Ферритовые сердечники большей частью не имеют распределенного зазора.

Предоставление зазора - это метод, позволяющий избежать насыщения материала сердцевины.

Для конструкций силовых модулей уровень насыщения катушки индуктивности имеет решающее значение. Уровень насыщения обычно определяется как уровень постоянного тока, при котором индуктивность устройства снижается до 75–80 % от его номинальной индуктивности. Постоянный ток может быстро насытить индуктор, если на магнитном пути сердечника не будет воздушного зазора. Материалы из порошкового железа имеют внутренний воздушный зазор, распределенный по всему сердечнику, что придает им мягкую кривую насыщения. Ферритовый материал должен иметь воздушный зазор, физически вставленный или отшлифованный между сопрягаемыми поверхностями половинок сердечника.
[Взято из Power Electronics ]

Поскольку «распределенный зазор» материала сердечника из порошкового железа представляет собой буквально зазор, да, сердечник из порошкового железа можно использовать так, как если бы сердечник был буквально зазорен.

Сердечники из порошкового железа имеют потери, и это определенно следует учитывать. В большинстве случаев потери в сердечнике будут слишком велики для использования в большинстве высокочастотных трансформаторов. Но распределенный разрыв все еще действителен как разрыв. Потери в порошкообразном железном сердечнике могут сделать его неподходящим кандидатом, но это будет зависеть от области применения.

Практически все, кто имеет дело с импульсными источниками питания, знают, что в обратноходовых преобразователях вместо трансформатора используется связанная катушка индуктивности с воздушным зазором.

Это неправда. Чтобы избежать насыщения сердечника, в некоторых случаях используется зазор, но зазор не является обязательным условием для обратноходового преобразователя, а зазор не является обязательным условием для катушки индуктивности.

Для небольшого зазора эффективная магнитная проницаемость ядра такова:

$\mu_e = \dfrac{\mu_i}{1+\dfrac{\mu_i\cdot gap}{l_e}}$

• Где$\mu_e$- эффективная проницаемость сердечника (после разрыва),
• $\mu_i$- начальная проницаемость сердечника до разрыва
• и$l_e$- эффективная длина сердечника (зеленая пунктирная линия): -

«Небольшой зазор» указан для точности формулы, потому что (цитируя Ferroxcube):

Эта простая формула является хорошим приближением только для небольших воздушных зазоров. Для более длинных воздушных зазоров некоторый поток будет пересекать зазор за пределами его нормальной площади (рассеянный поток), вызывая увеличение эффективной проницаемости.

Для тороидального сердечника с «распределенным зазором» формула применима, потому что все «зазоры» очень, очень малы.