Din ce în ce mai multe societăți din industria auto decid să utilizeze diverse dispozitive de înaltă tensiune pentru a îmbunătăți confortul la condus și utilizarea generală a vehiculului. Totuși, acest lucru este asociat cu o cerere crescută de energie electrică suplimentară. Soluția la această problemă nu este adăugarea de noi surse de energie (aceasta crește greutatea și dimensiunea vehiculului), ci utilizarea mai eficientă a celor pe care le folosim astăzi.

Prin urmare, a devenit obișnuită utilizarea sistemelor EPC (Electronic Power Control) drept regulatoare de capacitate. Aceste sisteme trebuie să îndeplinească cerințele producătorului de echipamente originale (OEM) în materie de interferențe electromagnetice pentru a nu interfera cu alte echipamente instalate în vehicul. Acesta este motivul pentru care sunt utilizate inductoare, care reduc interferența și suprimă zgomotul generat ca urmare a funcționării dispozitivului. Capacitățile materiale sunt esențiale pentru respectarea reglementărilor în materie de interferențe electromagnetice și a obiectivelor de spațiu și greutate. Pentru aceasta s-au întreprins lucrări de cercetare și dezvoltare în scopul creării unui material pentru producerea miezurilor de inductoare, al căror scop este obținerea unor produse mai mici, mai ieftine și, cel mai important, mai eficiente.

Rezultatul este materialul 7HT utilizat în inductoarele din seria SC ale firmei KEMET și alte produse la comandă. Comparativ cu versiunea anterioară (5HT), asigură o reducere a zgomotului cu 40% mai bună cu aceiași parametri ai dispozitivului – în principal dimensiunea acestuia. În funcție de cerințele clienților, KEMET poate adapta acest parametru la nevoile unui proiect specific. Eficiența este menținută la temperaturi de până la 150°C, ceea ce face ca această soluție să fie perfect adaptată pentru utilizarea în, de exemplu, vehicule, aproape de motor, sau în convertoare de curent continuu sau în convertoare de mare putere care fac parte din sistemele de acționare.

Inductoare care funcționează în mod comun și diferențial

Inductorul este format dintr-un miez toroidal feromagnetic, pe care este înfășurată o sârmă. Conform legii Faraday a inducției electromagnetice, fluxul de curent generează un câmp magnetic, iar capacitatea de a-l crea este determinată în Henrach [H]. Fiecare câmp magnetic alternativ creează o forță electromotoare în circuit, și anume un curent curge în sens invers (opus originalului). Interferențele electromagnetice cauzate de comutarea elementelor semiconductoare la o frecvență mai mare introduc un câmp magnetic și un flux de inducție magnetică în material, care se traduce prin pierdere magnetică și creștere a temperaturii materialului magnetic. Energia din interferențele electromagnetice este transformată în căldură și filtrată pornind de la liniile electrice.

În reactoarele diferențiale, sârma este înfășurată doar pe o parte, ceea ce înseamnă că, indiferent de direcția curentului, interferențele vor fi filtrate de curentul de conversie sub forma de energie magnetică și, prin urmare, de căldură. Deși zgomotul este absorbit atât în intervale de frecvență mai mari, cât și mai mici, sursa de curent continuu sau alternativ generează câmpuri magnetice continue și pierderi și necesită materiale cu capacități mari de saturație – de obicei sunt utilizate nuclee de alimentare din fier și alte materiale cu saturație ridicată.

Aceasta arată diferit în inductoarele care funcționează în mod comun – în loc de una, sunt înfășurate două bobine cu fluxuri opuse de inducție electromagnetică, care se exclud reciproc. Aceasta înseamnă că doar curentul de interferență, curentul comun, generează un flux magnetic și determină creșterea căldurii în material. Nu trebuie decât ca opțiunile de saturație să fie la fel de mari precum curentul de interferență. În funcție de caracteristicile interferenței, acestea sunt descrise ca interferențe asimetrice care necesită inductoare ce funcționează în mod diferențial sau condensatoare Y și interferențe simetrice care necesită utilizarea de inductoare care funcționează în mod comun sau condensatoare X. Inductoarele oferite de KEMET funcționează mai ales în mod comun – sunt ideale oriunde este necesar să se elimine zgomotul și interferențele electromagnetice asociate. În funcție de produs, comportamentul diferențial (scurgere) al unui inductor care funcționează în mod comun poate fi utilizat pentru a proiecta un inductor cu dublu mod, care combină ambele tipuri de comportament supresiv. Datorită folosirii materialului 7HT, eficiența acestora crește semnificativ și dimensiunea lor scade.

Permeabilitatea magnetică a materialului feritic

Pentru a obține o reducere eficientă a zgomotului, este important ca materialul să fie selectat în funcție de banda de frecvență țintă. În funcție de permeabilitatea sa magnetică, un material specific din ferită va fi eficient într-o anumită bandă de frecvență. Materialele zinc-mangan cu permeabilitate magnetică mai mare sunt eficiente în intervalul de frecvență mai scăzut, în timp ce materialele zinc-nichel cu permeabilitate magnetică mai mică se comportă mai bine în intervalele de frecvență mai ridicate.

Condiții ambientale și funcționarea inductorului

Marele avantaj al șocurilor cu miez fabricat din material 7HT este capacitatea de a lucra la sarcină mare de curent (până la 25 amperi). Condițiile de funcționare ale unui astfel de inductor sunt determinate de:

– temperatura ambientală maximă (în cazul nostru este de 150°C);

– cerințe de izolare datorită tensiunii de alimentare și cerințe privind echipamentele;

– salturi de temperatură cauzate de pierderea puterii inductorului.

Inductoarele cu miez din material 7HT sunt mai mici decât cele cu miez 5HT, ceea ce le face mai expuse condițiilor de mediu. Inductoarele din seria SC disponibile în oferta KEMET pot fi adaptate nevoilor specifice ale utilizatorului. Acest lucru facilitează foarte mult utilizarea mai largă în condiții dificile de lucru, cum ar fi în sistemele cu motor. Pentru aplicații auto, inductoarele din aceste serii sunt disponibile numai într-o versiune adaptată nevoilor individuale ale clienților. Pentru ca proiectele și costurile de dezvoltare să fie accesibile pentru clienți, lucrul în proiecte individuale implică anumite condiții cantitative. Mai multe informații despre inductoarele KEMET pot fi găsite pe site-ul distribuitorului – tme.eu.