Noyaux de transformateur nanocristallins de type 1K107 E- pour inducteurs
Oct 27, 2025
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Qu'est-ce qu'un noyau nanocristallin de type 1K107 E- ?
Le noyau de type 1K107 E-est formé de minces rubans d'alliage nanocristallin à base de fer-avec une taille de grain de seulement quelques nanomètres. La géométrie en forme de E-fournit une structure ouverte avant l'installation du joug I-, ce qui permet un enroulement automatisé sur la jambe centrale et une distribution uniforme du flux magnétique à travers les deux jambes latérales. Lorsqu'il est combiné avec un I-yoke, il forme un circuit magnétique fermé avec un encombrement compact qui s'adapte aux alimentations modulaires, aux onduleurs et aux réseaux d'inductances.
Avantages en termes de performances pour les applications d'inductance
Les inductances de l'électronique de puissance, telles que les inductances PFC et de filtre, fonctionnent souvent entre 50 kHz et 200 kHz, où la perte de fer affecte directement l'efficacité et l'augmentation de la température. Le noyau 1K107 E-résout ce problème avec plusieurs avantages matériels-au niveau :
Perte d'hystérésis ultra-faible : la force coercitive du matériau nanocristallin n'est que de 0,5-2 A/m, ce qui donne une perte d'hystérésis d'environ 1/5 à 1/10 de celle d'un noyau E en acier au silicium.
Perte par courants de Foucault supprimée : de fins rubans de 15-30 micromètres et une haute résistivité d'environ 1,3 x 10^-6 ohm-mètre limitent les courants de Foucault à haute fréquence.
Faible température de fonctionnement : à 100 kHz et une densité de flux de 1 T, la perte du noyau est d'environ 15-30 W/kg, contre 120-180 W/kg pour un noyau E en acier au silicium, ce qui réduit l'augmentation de la température de 30 à 40 % et réduit les besoins en dissipateurs thermiques.
Perméabilité initiale élevée : une perméabilité comprise entre 5 x 10^4 et 2 x 10^5 permet un volume de noyau 30-50 % plus petit qu'un noyau E en ferrite pour la même inductance.
Inductance stable : des entrefers précis sur la jambe centrale empêchent la saturation sous polarisation CC, maintenant la variation d'inductance à environ 10 % au courant nominal.
Limites matérielles et considérations de conception
Les noyaux nanocristallins ne constituent pas le meilleur choix dans tous les cas. La densité de flux de saturation est de 1,2-1,5 T, inférieure aux 1,8-2,0 T de l'acier au silicium, de sorte que la section transversale de la jambe centrale-doit être augmentée pour les inductances à haute fréquence-de ligne électrique-de fréquence inférieure à 50 Hz. Le coût est également plus élevé : le matériau et le traitement de précision placent le noyau à environ 2,5 -3,5 fois le coût d'un noyau E-en acier au silicium et 1,2 à 1,8 fois celui d'un noyau E en ferrite. Enfin, avant que l'arcade ne soit installée, la structure E ouverte présente une fuite de flux légèrement supérieure à celle d'un noyau toroïdal, un blindage peut donc être nécessaire dans les conceptions sensibles à la CEM.
Applications typiques des inductances
Inductances PFC dans les onduleurs industriels, les alimentations de serveur et les modules d'alimentation de climatiseur, prenant en charge un facteur de puissance jusqu'à 0,99 et répondant aux limites d'harmoniques de la norme CEI 61000-3-2.
Inducteurs de liaison CC-dans les onduleurs de véhicules à énergie nouvelle et les convertisseurs de stockage d'énergie, où la forme E-s'adapte aux modules d'alimentation compacts et où la large plage de températures de -40 C à 125 C couvre les conditions extrêmes.
Inductances de filtre EMI dans les équipements médicaux et de communication, où de faibles pertes et faibles fuites réduisent les interférences électromagnétiques.
Inductances dans les variateurs de fréquence-, les-chargeurs embarqués, les convertisseurs DC/DC et les onduleurs photovoltaïques fonctionnant en continu dans des environnements exigeants.
Spécifications dimensionnelles
Le tableau 1 répertorie les dimensions représentatives du noyau E-avec tolérances. A est la largeur hors tout, B la hauteur hors tout, C la largeur du pied central, D la largeur de la fenêtre, E la hauteur de la fenêtre et F l'épaisseur du membre.
| Un (mm) | B (mm) | C (mm) | D (mm) | E (mm) | F (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| 8.3 +/- 0.2 | 6.0 +/- 0.1 | 1.8 +/- 0.2 | 3.6 +/- 0.2 | 3.0 +/- 0.1 | 4.0 +/- 0.1 |
| 13.0 +/- 0.3 | 10.2 +/- 0.3 | 2.6 +/- 0.2 | 5.9 +/- 0.2 | 4.6 +/- 0.1 | 6.0 +/- 0.2 |
| 16.0 +/- 0.3 | 12.0 +/- 0.3 | 3.8 +/- 0.2 | 4.8 +/- 0.2 | 5.2 +/- 0.2 | 7.2 +/- 0.1 |
| 19.0 +/- 0.3 | 14.0 +/- 0.2 | 4.8 +/- 0.3 | 4.8 +/- 0.3 | 5.7 +/- 0.2 | 8.0 +/- 0.3 |
| 22.0 +/- 0.6 | 15.6 +/- 0.2 | 5.7 +/- 0.3 | 5.7 +/- 0.3 | 5.4 +/- 0.3 | 9.2 +/- 0.3 |
| 25.0 +/- 0.4 | 18.6 +/- 0.3 | 6.5 +/- 0.3 | 6.5 +/- 0.3 | 6.8 +/- 0.2 | 10.0 +/- 0.2 |
| 28.0 +/- 0.6 | 18.6 +/- 0.3 | 7.2 +/- 0.2 | 10.7 +/- 0.3 | 6.5 +/- 0.2 | 10.5 +/- 0.3 |
| 33.0 +/- 0.3 | 23.5 +/- 0.3 | 9.6 +/- 0.4 | 12.7 +/- 0.3 | 9.2 +/- 0.3 | 13.7 +/- 0.3 |
| 35.0 +/- 0.6 | 24.6 +/- 0.2 | 10.0 +/- 0.3 | 10.0 +/- 0.3 | 12.5 +/- 0.3 | 17.5 +/- 0.3 |
| 42.1 +/- 0.9 | 29.5 +/- 0.2 | 12.0 +/- 0.3 | 15.0 +/- 0.3 | 15.2 +/- 0.4 | 21.1 +/- 0.3 |
Foire aux questions
Pourquoi le noyau 1K107 E-est-il recommandé pour les inductances haute-fréquence ?
Sa faible hystérésis et ses pertes par courants de Foucault à 50-200 kHz maintiennent une faible élévation de température, tandis que sa perméabilité élevée permet d'obtenir un noyau compact pour l'inductance requise.
Comment l'entrefer est-il appliqué sur un noyau nanocristallin de type E- ?
Un entrefer précis est rectifié sur la jambe centrale pour augmenter la réluctance du chemin magnétique, ce qui empêche la saturation sous polarisation CC et maintient l'inductance stable au courant nominal.
Le E-core peut-il être utilisé dans des applications automobiles ?
Oui. La construction laminée et collée offre une rigidité structurelle et une résistance aux vibrations élevées, et la large plage de températures couvre les environnements de charge embarquée et de convertisseur DC/DC.
Quelle est la plage de température de fonctionnement de ce noyau ?
Le matériau fonctionne entre -50 °C et 150 °C environ avec une faible dérive d'inductance dans le temps, et le revêtement époxy protège de l'humidité et de la corrosion.
Quel est le coût par rapport aux noyaux en ferrite et en acier au silicium ?
Il représente environ 2,5 -3,5 fois le coût d'un noyau E-en acier au silicium et 1,2 à 1,8 fois celui d'un noyau E en ferrite. Il est donc sélectionné là où l'efficacité, la taille et la stabilité justifient le prix supérieur.
À quoi fait référence 1K107 ?
Il s'agit de la désignation du fabricant de la nuance d'alliage nanocristallin à base de fer-, indiquant la composition et la classe de performances magnétiques du ruban utilisé pour le noyau.