Ferrite o polvere di ferro? Come faccio a sapere di cosa è fatto un nucleo sconosciuto?

La maggior parte delle volte quando ho bisogno di un piccolo induttore, provo a trovare il nucleo necessario nella mia junk box. A seconda di cosa sto cercando di costruire (RF, potenza, ...), un nucleo di ferrite o un nucleo di polvere di ferro potrebbe essere la scelta migliore.

Per completezza, ...

• Le ferriti magneticamente morbide, utilizzate per le odierne applicazioni RF o di potenza, sono particelle sinterizzate, principalmente, composizioni MnZn o NiZn. ( Sezione di Wikipedia su come sono fatti )

• I nuclei di polvere di ferro sono prodotti incollando insieme piccole particelle di ferro usando resina epossidica o un'altra colla polimerica. Li ho visti praticamente esclusivamente come toroidi. Le principali applicazioni sembrano essere i filtri di ingresso per la frequenza di rete e gli stadi PFC (step-up) a frequenze da basse a moderate, non tanto trasformatori SMPS. Un grande vantaggio sembra essere il fatto che è possibile costruire toroidi con uno spazio vuoto distribuito lungo l'intero anello.

Sono consapevole che esistono molti tipi diversi di ferrite e polvere di ferro ( e potrebbe essere interessante testarli anche ), e le differenze contano, ma diciamo che sto solo hackerando un circuito di prova di concetto e don preoccuparsi delle perdite esatte o delle proprietà di saturazione.

Tuttavia, voglio evitare errori davvero brutti come usare la polvere di ferro quando sto costruendo un balun di antenna. Un'altra volta, un nucleo di polvere di ferro potrebbe essere giusto e un nucleo di ferrite potrebbe essere una cattiva idea.

Concentriamoci sui semplici toroidi di diverse dimensioni, come inizio, perché questo è l'aspetto della maggior parte dei nuclei di polvere di ferro.

Esiste un test semplice e in qualche modo affidabile che ti dice se il tuo nucleo è fatto di ferrite o polvere di ferro?

Come avvolgere dieci o venti giri di filo sul nucleo, applicare attentamente una tensione rettangolare (ciclo di lavoro basso, tramite un MOSFET di potenza, usando un diodo a rotazione libera) a questo induttore e guardare il punto di saturazione nella corrente dell'induttore?

O testare l'induttore con una scansione sinusoidale fino a circa 10s di MHz in un circuito appropriato?

Inoltre, a volte puoi dirlo solo tramite ispezione visiva? Ad esempio, questi codici colore vengono utilizzati anche da altri produttori?

Non si può dire con l'ispezione visiva, questo è certo perché alcuni di loro sono laccati / dipinti e anche quelli che non sono tutti tendono a sembrare grigio scuro. Quello che stai chiedendo è davvero difficile da capire perché ci sono così tante caratteristiche che sembrano uguali tra due ferriti ad una frequenza ma sono molto diverse in un'altra. Se sei ancora interessato, proverò a dire quello che farei (quello che farei davvero è gettare tutti i miei ferriti senza scatola / non marcati nella spazzatura e comprarne ancora).

Considererei l'avvolgimento (diciamo) di 5 giri equidistanti e l'inserimento della bobina in un circuito per vedere quale fosse la sua induttanza - forse un oscillatore colpitts con alcuni tappi che possono essere attivati ​​e disattivati. Forse anche fare un filtro passa-banda da esso e vedere dove risuona se si dispone di un generatore di segnale.

Primo tipo di risultato che ti dirà è l'induttanza del nucleo della ferita. Quindi, usando la relazione quadrata tra i turni e l'induttanza, è possibile dedurne la "permeabilità effettiva". Ciò dovrebbe consentire di restringere il tipo di core a una serie di possibilità.

Devi evitare le "frequenze di prova" in modo significativo al di sopra di 100kHz e preferibilmente più simili a 10kHz - questo serve a ridurre la capacità parassita dandoti errori.

OK finora, potresti aver determinato la "permeabilità effettiva" approssimativa del core MA ci sono molti fornitori che raccolgono materiali molto diversi che dovresti leggere per provare a identificare la parte, quindi prenderei in considerazione l'idea di come l'induttanza variava con la temperatura.

Non è necessario eseguire un test su una vasta gamma, forse solo da 25 ° C a 50 ° C ti darebbe un colpo decente nel tentativo di scoprire la ferrite. Usa l'idea dell'oscillatore / filtro menzionata in precedenza e una temperatura controllata - quasi certamente l'induttanza aumenterà con la temperatura sebbene ci sia una piccola percentuale che rimarrà stabile o diminuirà, ma questo ti darà un'altra caratteristica rivelatrice della ferrite.

Quindi ora hai un'efficace permeabilità e qualche idea di come sia la sua caratteristica di temperatura. La scansione attraverso i siti Web di vari fornitori potrebbe restringere la ferrite a forse cinque o dieci tipi.

In questo modo sarà un lungo processo e potresti non scoprire mai cosa si trova nella tua casella di posta indesiderata. Suppongo che se la tua permeabilità effettiva è bassa, è probabile che sia o molto stabile alla temperatura (cioè buono per filtri fino a (diciamo) 1MHz) o potrebbe avere perdite molto basse fino a oltre 50MHz. Il test della temperatura che ha indicato quasi nessun cambiamento di induttanza tra i 25 ° C potrebbe dirti che è un materiale come 3D3 di Ferroxcube: -

Viene anche mostrato 3C90 per il confronto. 3D3 ha una curva piatta di induttanza / permeabilità contro la temperatura; probabilmente cambiando qualcosa come il 5% in una variazione di 25 ° C attorno all'ambiente. 3C90 probabilmente cambia circa il 20%. Ha anche una permeabilità molto più elevata. Riconoscerei queste due ferriti dalle loro caratteristiche!

Penso di essermi definitivamente convinto a gettare tutti i ferriti irriconoscibili nel cestino.

In conclusione: se si dispone di un circuito target, provarlo.

EDIT Inoltre, ecco una domanda / risposta sullo scambio di stack EE che potrebbe anche essere utile o provocare altre idee.