MnZn- und NiZn-Ferritkerne für EMV-, Signal- und Power-Anwendungen
Ferritkerne für Ihre Anwendung – präzise Materialien, maximale Leistung
Wir bieten ein breites Sortiment hinsichtlich Materialien (d.h. weichmagnetische Eigenschaften), Formen und Größen an. Innerhalb der Hauptmaterialklassen Mn-Zn und Ni-Zn sind Ferritwerkstoffe für Leistungs-, Signal- und Abschirmungsanwendungen optimiert. Die weitere Anpassung bezüglich Frequenz- und Temperaturbereich und Permeabilität ergibt eine fast unüberschaubare Materialauswahl.
Ferritkernteile werden aus Pulverkernen gepresst und gesintert, d.h. jede Form, die sich mit einem Presswerkzeug formen lässt, kann gestaltet werden. Verfügbare Standardformen umfassen Kerne, die für Spulen- oder Direktwicklungen geeignet sind, Stäbe, Stangen, Platten und Fliesen.
Unsere Ingenieure helfen gemeinsam mit unseren Partnern, die optimale Lösung in Bezug auf Leistung und Kosten zu finden.
FAQs zu Ferritkernen – Eigenschaften, Materialien und Anwendungen
Häufig gestellte Fragen zu Ferritkernen
Typische Anwendungen für MnZn-Ferrite sind Transformatoren und Drosseln in Schaltnetzteilen und Stromversorgungen, die mit höheren Frequenzen (ab ca. 5 kHz aufwärts) getaktet sind. Außerdem elektrische Filter, die in bestimmten Frequenzbereichen Störsignale minimieren. Drosseln können Speicherdrosseln (dann mit Luftspalt im Kern) oder stromkompensierte Drosseln (engl. Common Mode Chokes) sein. Speicherdrosseln können als (Gegentakt-) Filterdrosseln, Eingangsdrosseln, Ausgangsdrosseln, Buck-, Boost- oder PFC-Drosseln eingesetzt werden. Weitere Anwendungen sind im Bereich Kommunikation (z. B. in Antennen) und in der Sensorik als induktive Sensoren.
Acal BFi bietet ein breites Spektrum an MnZn- und NiZn-Ferriten an. Bitte kontaktieren Sie unser Sales-Team oder unser MagTC-Team für detailliertere Informationen.
Gern liefern wir Ihnen Ferritkerne entsprechend Ihren Zeichnungen und Vorgaben. Abhängig vom Material ist es möglich, bis zu einer Größe von 120 × 78 × 30 mm oder 150 × 50 × 45 mm Muster aus einem Ferritblock zu fräsen – dabei fallen keine Werkzeugkosten an. Für größere Kerne ist dies nicht mehr möglich, hier muss ein entsprechender Presseinsatz gefertigt werden, wofür Kosten anfallen.
Ferritkerne erhalten Sie direkt bei Acal BFi. Wir bieten technische Beratung, Muster und maßgeschneiderte Lösungen nach Ihren Anforderungen. Unser Sales-Team und das MagTC-Team begleiten Sie von der Auswahl bis zur Lieferung. Kontaktieren Sie uns gern für weitere Informationen oder eine Bestellung.
Die Permeabilität eines Ferritkerns beschreibt seine Fähigkeit, magnetische Feldlinien zu konzentrieren bzw. den magnetischen Fluss zu leiten. Eine hohe Permeabilität reduziert den magnetischen Widerstand und erhöht die Induktivität – dies ist besonders in Transformatoren oder Drosseln von Vorteil. Die Permeabilität ist abhängig von äußeren Einflüssen (z. B. Temperatur, Druck) sowie von der Frequenz der Anwendung.
Kernverluste setzen sich aus Hystereseverlusten, Wirbelstromverlusten und Restverlusten zusammen. Diese steigen mit der Frequenz an und führen zu Wärmeentwicklung. Um die Effizienz zu maximieren, werden für Hochfrequenzanwendungen weichmagnetische Materialien mit niedrigen Hystereseverlusten und geringer elektrischer Leitfähigkeit eingesetzt, um Wirbelströme zu minimieren.
Ferritkerne sind für Frequenzen von wenigen Kilohertz bis in den Gigahertz-Bereich optimierbar. Leistungstransformatoren nutzen oft MnZn-Ferrite bei Frequenzen unter 1 MHz, während EMV-Ferrite auf NiZn-Basis für Frequenzen über 100 MHz eingesetzt werden.
MnZn-Ferrite haben eine höhere Permeabilität (ca. 500 bis über 15.000) und werden bevorzugt für Frequenzen bis etwa 2 MHz eingesetzt. Sie finden sich häufig in Power-Anwendungen und elektrischen Filtern. NiZn-Ferrite weisen eine geringere Permeabilität (10 bis 2.000), aber einen höheren elektrischen Widerstand auf. Dadurch sind sie ideal für höhere Frequenzen (über 100 MHz) – z. B. in Kommunikationsanwendungen.
Ferritkerne wirken als frequenzabhängige Widerstände für hochfrequente Signale. Sie absorbieren elektromagnetische Störungen, indem sie die HF-Energie in Wärme umwandeln. Dies wird durch gezielte Materialwahl mit hohen Verlustraten im GHz-Bereich optimiert.
Die Sättigungsflussdichte B_sat definiert die Grenze, ab der ein Kernmaterial keinen zusätzlichen magnetischen Fluss mehr aufnehmen kann. Sie ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines weichmagnetischen Materials. B_sat hängt stark von der Materialzusammensetzung ab und sinkt mit steigender Temperatur. Für Schaltnetzteile oder Leistungstransformatoren sind Werte über 300 mT wünschenswert; bei Hochfrequenzanwendungen sind auch Werte unter 200 mT akzeptabel.
Die Curie-Temperatur (T_C) ist die Grenztemperatur, ab der ein Ferrit seine magnetischen Eigenschaften verliert. Wird sie überschritten, sinkt die relative Permeabilität gegen 1. Typische Ferritkerne haben T_C-Werte zwischen 100 °C und 500 °C. Für Hochtemperaturanwendungen werden Materialien mit hoher Curie-Temperatur benötigt, um Entmagnetisierung zu verhindern.
Die Geometrie bestimmt die effektive Kernlänge (l_e) und Querschnittsfläche (A_e). Diese beeinflussen zusammen mit der Permeabilität die Induktivität. Eine größere Querschnittsfläche verringert die magnetische Flussdichte (B), was die Sättigung hinauszögert. Eine längere Magnetflussstrecke reduziert hingegen die Gesamtinduktivität.
Luftspalte werden eingesetzt, um die effektive Permeabilität zu verringern. Dadurch lässt sich der magnetische Fluss begrenzen und eine Sättigung des Kerns vermeiden. Dies reduziert Hystereseverluste, verbessert die Linearität (z. B. in Drosseln und Flyback-Transformatoren), senkt die Temperaturabhängigkeit und verkleinert die Toleranzen der Bauteileigenschaften. Die Luftspaltgröße wird präzise gewählt, um das gewünschte magnetische Verhalten zu erzielen.
Wichtige Parameter sind Permeabilität, Kernverluste, Sättigungsflussdichte, Curie-Temperatur, mechanische Stabilität, Luftspalt, elektrische Resistivität und der Betriebsfrequenzbereich. Die optimale Kombination dieser Faktoren bestimmt die Leistungsfähigkeit des Ferritkerns in der jeweiligen Schaltung.