UNIVERSIDAD TECNOLGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL MENDOZA DEPARTAMENTO DE

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL FACULTAD REGIONAL MENDOZA DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA CÁTEDRA DE TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA Inductores con Núcleo de Ferritas Prof. : J. T. P. : Ayud. 1º: ING. RUBÉN O. VICIOLI ING. GABRIEL SOSA ING. FEDERICO GRACIÁ viernes, 12 de marzo de 2021

INDUCTORES CON NÚCLEO Introducción FERRITAS Son materiales cerámicos, homogéneos compuestos por diversos óxidos. Con óxido de hierro como su principal constituyente. Puede tener varias estructuras cristalinas distintas. Tipos de Ferritas Blandas Ferritas Duras (Cristales Cúbicos) (Cristales Hexagonales)

INDUCTORES CON NÚCLEO Introducción Ciclos de Histéresis Magnética de Ferritas

INDUCTORES CON NÚCLEO Introducción Características de las Ferritas Magnéticas Ø Elevado Q. Ø Bajas pérdidas con alta permeabilidad. Ø Elevada estabilidad con el tiempo y la temperatura. Ø Amplia selección de materiales. Ø Gran variedad de formas de núcleos. Ø Mínimo volumen y bajo costo. Ø Auto - apantallamiento. Ø Fiabilidad. Ø Uniformidad. Ø Reproducibilidad de características. Ø Precisión y estabilidad de dimensiones.

INDUCTORES CON NÚCLEO Introducción Características de las Ferritas Magnéticas Ø Baja conductividad térmica. Ø Fragilidad y poca resistencia mecánica. Ø Saturan a bajas densidades de flujo.

INDUCTORES CON NÚCLEO Aplicaciones Usos de las Ferritas Frecuencias: desde 1 KHz hasta 3 GHz Supresión de EMI (Alta Impedancia) Aplicaciones de Potencia (Núcleos de Bajas Pérdidas) Aplicaciones de Baja Señal (Sensores y Antenas) Absorción en Alta Frecuencia (Cámaras de Prueba y Blindaje)

INDUCTORES CON NÚCLEO Proceso de Fabricación

INDUCTORES CON NÚCLEO Proceso de Fabricación

INDUCTORES CON NÚCLEO Propiedades

INDUCTORES CON NÚCLEO Propiedades

INDUCTORES CON NÚCLEO Propiedades

INDUCTORES CON NÚCLEO Formas POT EI RM EE UU EC EPC TOROIDE BEADS

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Características deseadas de un inductor ü Valor de inductancia, luego de ser ajustado, sea considerablemente constante para una temperatura dada para toda la vida útil del equipo. ü Un coeficiente de temperatura apropiado. ü Bajas pérdidas eléctricas y magnéticas. ü Pequeño volumen y bajo costo.

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Inductancia ü El cálculo de redes da como resultado valores precisos de inductancia y capacidad. ü Los capacitores generalmente se consiguen con tolerancias pequeñas ( 2%). ü El inductor normalmente debe ser ajustado para obtener el producto LC correcto). ü El rango de ajuste debe ser como mínimo igual a la suma de las tolerancias, que debe compensar. ü En general el valor del inductor y del capacitor cambiará en función de la temperatura, el tiempo, etc. (variabilidad). ü La variabilidad del inductor puede reducirse aumentando el entrehierro para bajar la permeabilidad efectiva.

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Factor Q ü Es deseable lograr un alto Q para un volumen dado. ü En alta frecuencia se diseña el inductor para que tenga el máximo Q a una determinada frecuencia y para un determinado volumen. ü Para frecuencias menores no siempre es posible obtener el máximo Q sin un aumento inaceptable de la variabilidad. ü El máximo Q requeriría un gran valor de permeabilidad efectiva para obtener un equilibrio entre las pérdidas del devanado y el núcleo. ü generalmente un alto Q y una baja variabilidad son requisitos incompatibles

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Histéresis ü El efecto de histéresis es necesario que sea lo más pequeño posible. ü Filtros inductivos trabajan con amplitudes muy bajas y la contribución de pérdidas debidas a la histéresis son despreciables. ü El efecto más importante de la histéresis es la distorsión que provoca un aumento en la generación de armónicos y productos de intermodulación. Varios ü Se necesita que el acoplamiento magnético entre inductores adyacentes sea muy pequeño (apantallamiento).

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño con Cazoleta Cl es el factor del núcleo Hay dos factores de uso común que relacionan la inductancia con el número de vueltas alrededor de un núcleo dado: Factor de vueltas ( ): es el número de vueltas requerido para obtener una inductancia dada, generalmente 1 m. Hy. Factor de inductancia (AL): es la inductancia en n. Hy por vuelta al cuadrado, alrededor de un núcleo determinado.

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Factor de vueltas ( ) La definición de será: vueltas por m. Hy, donde Cl está en cm-1

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Factor de inductancia (AL) Si Cl está en mm-1 entonces: n. Hy por vuelta

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Ajuste de la Inductancia

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Efecto del Entrehierro Como resultado del entrehierro, la permeabilidad no es uniforme en todo el interior del núcleo. Este efecto se hace más pronunciado cuando el entrehierro se hace más grande. Si la bobina se llena sólo parcialmente debido a que el calibre del cable es demasiado pequeño, AL se reducirá en función de la altura del bobinado.

INDUCTORES CON NÚCLEO Diseño Efecto del Entrehierro