Ferrite ou poudre de fer? Comment savoir en quoi consiste un noyau inconnu?

La plupart du temps, lorsque j'ai besoin d'un petit inducteur, j'essaie de trouver le noyau nécessaire dans ma boîte indésirable. Selon ce que j'essaie de construire (RF, puissance, ...), un noyau en ferrite ou un noyau en poudre de fer pourrait être le meilleur choix.

Pour être complet, ...

• Les ferrites magnétiquement molles, telles qu'utilisées pour les applications RF ou électriques d'aujourd'hui, sont des particules frittées, principalement de compositions MnZn ou NiZn. ( Section Wikipedia sur la façon dont ils sont fabriqués )

• Les noyaux de poudre de fer sont produits en collant de petites particules de fer ensemble à l'aide de résine époxy ou d'une autre colle polymère. Je les ai vus à peu près exclusivement comme des tores. Les principales applications semblent être les filtres d'entrée de fréquence du secteur et les étages PFC (élévateurs) à des fréquences basses à modérées, pas tellement les transformateurs SMPS. Un gros avantage semble être le fait que vous pouvez construire des tores avec un entrefer réparti sur tout l'anneau.

Je suis conscient qu'il existe de nombreux types différents de ferrite et de poudre de fer ( et il peut être intéressant de les tester aussi ), et les différences importent, mais disons que je pirate juste un circuit de preuve de concept et ne ne vous souciez pas des pertes exactes ou des propriétés de saturation.

Pourtant, je veux éviter les très mauvaises erreurs comme l'utilisation de poudre de fer lorsque je construis un balun d'antenne. Une autre fois, un noyau de poudre de fer peut être parfait et un noyau de ferrite peut être une mauvaise idée.

Concentrons-nous sur des tores simples de différentes tailles, pour commencer, car c'est à cela que ressemblent la plupart des noyaux de poudre de fer.

Existe-t-il un test facile et assez fiable qui vous indique si votre noyau est en ferrite ou en poudre de fer?

Comme enrouler dix ou vingt tours de fil sur le noyau, appliquer soigneusement une tension rectangulaire (faible rapport cyclique, via un MOSFET de puissance, en utilisant une diode de roue libre) à cette inductance et regarder le point de saturation du courant d'inductance?

Ou tester l'inductance avec un balayage sinusoïdal jusqu'à environ 10 s de MHz dans un circuit approprié?

De plus, pouvez-vous parfois le dire simplement par inspection visuelle? Par exemple, ces codes de couleurs sont- ils également utilisés par d'autres fabricants?

Vous ne pouvez pas le dire par inspection visuelle, c'est certain parce que certains d'entre eux sont laqués / peints et même ceux qui n'ont pas tous tendance à être gris foncé. Ce que vous demandez est vraiment difficile à comprendre car il y a tellement de caractéristiques qui se ressemblent entre deux ferrites à une fréquence mais qui sont très différentes à l'autre. Si vous êtes toujours intéressé, je vais essayer de dire ce que je ferais (ce que je ferais vraiment, c'est jeter tous mes ferrites non emballés / non marqués à la poubelle et en acheter plus).

J'envisagerais d'enrouler (disons) 5 tours également espacés et de placer la bobine dans un circuit pour voir quelle était son inductance - peut-être un oscillateur colpitts avec quelques bouchons qui peuvent être activés et désactivés. Peut-être même en faire un filtre passe-bande et voir où il résonne si vous avez un générateur de signaux.

Le premier type de résultat qui vous dira est l'inductance du noyau de la plaie. Ensuite, en utilisant la relation quadratique entre les spires et l'inductance, vous pouvez en déduire sa "perméabilité effective". Cela devrait vous permettre de restreindre le type de noyau à une gamme de possibilités.

Vous devez éviter les "fréquences de test" nettement supérieures à 100 kHz et de préférence plus proches de 10 kHz - afin de réduire la capacité parasite en vous donnant des erreurs.

OK jusqu'à présent, vous avez peut-être déterminé la "perméabilité effective" approximative du noyau MAIS il y a beaucoup de fournisseurs totalisant des matériaux très différents que vous auriez à lire pour essayer d'identifier la pièce, donc j'envisagerais ensuite de voir comment le l'indctance varie avec la température.

Vous n'avez pas besoin de tester sur une vaste plage, peut-être que seulement 25 ° C à 50 ° C vous donneraient une chance décente d'essayer de découvrir la ferrite. Utilisez l'idée oscillateur / filtre mentionnée précédemment et une température contrôlée - presque certainement l'inductance augmentera avec la température bien qu'il y ait un petit pourcentage qui restera stable ou chutera mais cela vous donnera une autre caractéristique révélatrice de la ferrite.

Alors maintenant, vous avez une perméabilité efficace et une idée de sa caractéristique de température. La numérisation à travers les sites Web de divers fournisseurs peut réduire la ferrite à peut-être cinq ou dix types.

Cela va être un long processus de cette façon et vous ne découvrirez peut-être jamais ce qui se trouve dans votre boîte à ordures. Je suppose que si votre perméabilité effective est faible, elle sera probablement très stable en température (c'est-à-dire bonne pour les filtres jusqu'à (disons) 1 MHz) ou elle pourrait avoir de très faibles pertes jusqu'à plus de 50 MHz. Le test de température qui n'a indiqué pratiquement aucun changement d'inductance sur 25 ° C pourrait vous indiquer qu'il s'agit d'un matériau comme le 3D3 de Ferroxcube: -

Le modèle 3C90 est également présenté à titre de comparaison. 3D3 a une courbe d'inductance / perméabilité plate en fonction de la température; changer probablement quelque chose comme 5% dans un changement de 25ºC autour de la température ambiante. 3C90 change probablement d'environ 20%. Il a également une perméabilité beaucoup plus élevée. Je reconnais ces deux ferrites d'après leurs caractéristiques!

Je pense que je me suis définitivement convaincu de jeter tous les ferrites méconnaissables dans le bac.

Conclusion - si vous avez un circuit cible, essayez-le.

ÉDITER Voici également une question / réponse sur l'échange de pile EE qui pourrait également être utile ou provoquer d'autres idées.