Les ingénieurs en électronique de puissance confrontés au défi d'équilibrer la taille et l'efficacité dans les alimentations à découpage, les systèmes d'alimentation sans interruption et les stations de recharge de véhicules électriques peuvent trouver leur solution dans les noyaux nanocristallins. Ces composants magnétiques avancés, proposés par Magnetics Inc., redéfinissent les possibilités de conception pour les applications haute fréquence grâce à leurs propriétés magnétiques exceptionnelles.

Les noyaux nanocristallins de Magnetics sont spécialement conçus pour les transformateurs de courant, les selfs de mode commun (CMC) et les amplificateurs magnétiques (MagAmp). Ces noyaux présentent des caractéristiques supérieures, notamment une perméabilité élevée, de faibles pertes et une densité de flux de saturation élevée, ce qui permet de réduire la taille des composants tout en augmentant leur capacité de courant. Avec une densité de flux de saturation de 1,25 T et une large plage de températures de fonctionnement, les selfs de mode commun à noyau nanocristallin maintiennent des performances stables même dans des conditions de température élevée et de déséquilibre de courant.

Comparés aux noyaux en ferrite traditionnels, les noyaux nanocristallins offrent des améliorations significatives :

• Plage de température plus large et impédance haute fréquence plus élevée : Le matériau maintient des propriétés magnétiques stables sur des variations de température plus larges tout en démontrant une impédance accrue à haute fréquence, ce qui est essentiel pour la suppression du bruit.
• Résistivité améliorée : La résistivité élevée réduit les pertes par courants de Foucault, améliorant ainsi l'efficacité globale des composants.
• Réponse en fréquence et efficacité exceptionnelles : Des performances constantes sur de larges plages de fréquences garantissent une efficacité opérationnelle optimale.

Ces avantages rendent les noyaux nanocristallins particulièrement adaptés aux :

• Alimentations à découpage (SMPS) pour une efficacité améliorée et une taille réduite
• Alimentations sans interruption (ASI) assurant un fonctionnement stable en cas de panne de courant
• Onduleurs solaires améliorant l'efficacité de la conversion d'énergie
• Variateurs de fréquence pour un contrôle précis des moteurs
• Filtres CEM pour une suppression efficace des interférences électromagnétiques
• Chargeurs de véhicules électriques permettant une charge rapide et efficace

Pour s'adapter aux différentes applications, Magnetics propose des noyaux nanocristallins dans de multiples configurations, notamment des conceptions toroïdales, à noyau coupé, fendues et segmentées. Les noyaux peuvent être logés en option dans des boîtiers durables en polyester (classé pour <+130°C) ou en polyester Rynite® (classé pour <+155°C), ce qui les rend adaptés aux applications utilisant des enroulements de forte épaisseur.

Les performances exceptionnelles des noyaux nanocristallins dans les applications haute fréquence proviennent de leur microstructure unique. La technologie de solidification rapide produit des alliages métalliques avec des structures de grains à l'échelle nanométrique qui offrent des propriétés magnétiques douces supérieures. Cette microstructure offre trois avantages clés :

• Haute perméabilité : La structure nanocristalline élimine les obstructions des joints de grains au mouvement du domaine magnétique, permettant une concentration et une amélioration plus faciles du flux.
• Faible coercivité : L'annulation des champs magnétiques anisotropes au sein de la structure nanocristalline réduit la coercivité, diminuant ainsi les pertes par hystérésis.
• Densité de flux de saturation élevée : Le matériau résiste à des champs magnétiques plus forts sans saturation, augmentant ainsi la capacité de traitement de la puissance.

En tant que composants critiques pour la suppression des interférences en mode commun dans les SMPS et les variateurs de fréquence, les selfs de mode commun à noyau nanocristallin offrent des avantages distincts :

• Taille compacte : Une perméabilité élevée permet d'obtenir l'inductance requise avec moins d'enroulements, réduisant ainsi la taille des composants.
• Impédance plus élevée : Une impédance haute fréquence améliorée supprime plus efficacement les interférences en mode commun.
• Stabilité thermique améliorée : Les propriétés magnétiques indépendantes de la température garantissent des performances constantes dans les environnements à haute température.

Alors que la technologie de l'électronique de puissance progresse, exigeant des performances plus élevées des composants magnétiques, les noyaux nanocristallins sont appelés à jouer un rôle de plus en plus vital dans les applications haute fréquence, à haut rendement et compactes de puissance et de filtrage. Les développements futurs se concentreront probablement sur :

• L'amélioration de la densité de flux de saturation grâce à l'optimisation des matériaux et des procédés
• La réduction des pertes grâce au raffinement microstructural
• Le développement de nouveaux matériaux nanocristallins avec une perméabilité améliorée, des pertes plus faibles et une meilleure stabilité thermique

Les noyaux nanocristallins représentent une avancée significative dans la technologie des composants magnétiques, offrant aux ingénieurs en électronique de puissance des solutions haute performance pour des applications de plus en plus exigeantes. Leurs caractéristiques supérieures et leurs configurations polyvalentes les positionnent comme des éléments transformateurs dans les systèmes modernes de conversion et de conditionnement de puissance.