С каждым годом требования к обеспечению электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств и шумоподавления серьезно ужесточаются. В связи с санкциями неуклонно усилились проблемы с закупкой и логистикой импортных комплектующих и обострилась головная боль разработчиков и комплектовщиков по поиску отечественных аналогов.
С учётом увеличившихся запросов ПАО «МСТАТОР» пошло навстречу клиентам и облегчило задачу разработчикам. Если раньше для целей подавления синфазных помех предлагался широкий ряд нанокристаллических магнитопроводов серии MSFN с высокой начальной магнитной проницаемостью + удобная программа автоматического расчёта в разделе «Продукция» -> «Дизайн-Центр в помощь разработчику», то сейчас запускается в производство линейка нанокристаллических синфазных дросселей серий ДС2 (2-х обмоточные) и ДС3 (3-х обмоточные). В том числе добавлен ряд низкопрофильных синфазных дросселей для компактных источников питания высотой 7÷9 мм с возможностью поверхностного монтажа.
Нанокристаллические или ферритовые?
Все выпускаемые отечественные и импортные синфазные дроссели можно разделить на две группы по используемому материалу магнитопровода:
- с ферритовым сердечником (Epcos / TDK, Kemet, частично Wurth и др.),
- с нанокристаллическим сердечником (Magnetec, Vacuumschmelze, частично Wurth и др.).
ПАО «МСТАТОР» выпускает нанокристаллические дроссели, имеющие очевидные преимущества. Они, как правило, имеют меньший объем и вес (2-3 раза) и более высокую частоту резонанса (3-5 раз), что обеспечивает работу в широком диапазоне частот. А главное температурная стабильность улучшается в разы. Все чаще нанокристаллические синфазные дроссели успешно внедряют разработчики медицинского и компьютерного оборудования, светодиодного освещения и спецтехники. В последнее время к ним уже присоединились производители транспортных средств (электромобили, поезда и т.п.), где важность устойчивости к помехам достигла критической точки.
Замена импортного нанокристаллического дросселя на отечественный не вызывает проблем и производится по индуктивности (на 10 кГц) и номинальному току. При самостоятельном подборе аналога ферритового дросселя у специалистов всплывает тот самый коварный «подводный камень». С удовольствием поделимся полезным опытом.
При замене импортного ферритового дросселя следует иметь ввиду два момента:
1. Типично используется феррит с высокой начальной проницаемостью µн = 5000. Индуктивность (L) производители обычно дают на частоте 10 кГц. Для феррита индуктивность на 10 кГц примерно равна индуктивности на 100 кГц. Для нанокристаллического материала индуктивность падает с ростом частоты. Типичная проницаемость (µн) на 10 кГц около 100 000, а проницаемость на 100 кГц около 30 000. Поэтому выбирать нужно по индуктивности на 100 кГц.
2. Импеданс (Z) ферритового дросселя, который определяет затухание на частоте 10 кГц и на 100 кГц, определяется в основном активной (индуктивной) составляющей |Z| ≈ 2π × f × L
Для нанокристаллического дросселя существенное значение имеет реактивная составляющая (потери). Поэтому |Z| > 2π × f × L
Это приводит к тому, что при одинаковой индуктивности на 100 кГц, импеданс для нанокристаллического дросселя примерно на 30% выше. Для более высоких частот это выражено намного больше. Нанокристаллический дроссель работает на поглощение помехи, преобразовывая её в тепло.
Исходя из указанных моментов мы рекомендуем выбирать аналог ферритовому дросселю из ассортимента нанокристаллических по индуктивности на частоте 100 кГц из соотношения:
Lнанокр = 0.7 ÷ 1.0 Lферр.
При этом на практике обычно вся кривая модуля импеданса идет выше, чем у феррита, за исключением узкого участка в точке резонанса ферритового дросселя. На низких частотах высокий импеданс получается за счёт экстремально высокой проницаемости, а на высоких частотах за счёт малой длины провода и высокой резонансной частоты.
К примеру, популярному EPCOS B82747E6163A040 (3 х 2.2 мГн (@10 кГц), 16 А, габариты 59 х 37 х 58 мм) будет соответствовать ДС3-14-7.5В5 (3 х 7.6 мГн (@10 кГц), 3 х 2.1 мГн (@100 кГц), 14 А, габариты 37 х 24 х 44 мм). При этом резонансная частота нанокристаллического дросселя 1.9 МГц, а ферритового 550 кГц.
На сайте www.mstator.ru приведены экспериментально снятые графики зависимости модуля импеданса от частоты для ферритового и нанокристаллического дросселя.
