Ferrite ou ferro em pó? Como posso saber do que é feito um núcleo desconhecido?

Na maioria das vezes, quando preciso de um pequeno indutor, tento encontrar o núcleo necessário na minha caixa de lixo. Dependendo do que estou tentando construir (RF, energia, ...), um núcleo de ferrite ou um núcleo de pó de ferro pode ser a melhor escolha.

Para completar, ...

• Ferritas magneticamente macias, usadas nas aplicações atuais de RF ou energia, são partículas sinterizadas de composições principalmente de MnZn ou NiZn. ( Seção Wikipedia sobre como eles são feitos )

• Os núcleos de pó de ferro são produzidos colando pequenas partículas de ferro usando resina epóxi ou outra cola polimérica. Eu os vi praticamente exclusivamente como toróides. As principais aplicações parecem ser filtros de entrada de frequência da rede elétrica e estágios PFC (intensificação) em frequências baixas a moderadas, não tanto em transformadores SMPS. Uma grande vantagem parece ser o fato de que você pode construir toróides com um espaço de ar distribuído ao longo de todo o anel.

Estou ciente de que existem muitos tipos diferentes de ferrita e pó de ferro ( e pode ser interessante testá-los também ), e as diferenças são importantes, mas digamos que estou apenas invadindo algum circuito de prova de conceito e não não se preocupam com perdas exatas ou propriedades de saturação.

Ainda assim, quero evitar erros muito graves, como usar pó de ferro ao construir um balun de antena. Em outra ocasião, um núcleo de pó de ferro pode estar correto e um núcleo de ferrita pode ser uma má idéia.

Vamos nos concentrar em toróides simples de tamanhos diferentes, para começar, porque é assim que a maioria dos núcleos de pó de ferro se parece.

Existe um teste fácil e confiável que informa se o seu núcleo é feito de ferrite ou pó de ferro?

Como enrolar dez ou vinte voltas de fio no núcleo, aplicando cuidadosamente uma tensão retangular (ciclo de serviço baixo, através de um MOSFET de potência, usando um diodo de rotação livre) neste indutor e observando o ponto de saturação na corrente do indutor?

Ou testando o indutor com uma varredura senoidal de até 10s de MHz em um circuito apropriado?

Além disso, às vezes você pode dizer apenas por inspeção visual? Por exemplo, esses códigos de cores também são usados ​​por outros fabricantes?

Você não pode dizer por inspeção visual, isso é certo, porque alguns deles são lacados / pintados e até mesmo aqueles que não são todos tendem a parecer cinza escuro. O que você está perguntando é realmente difícil de entender, porque existem muitas características que parecem iguais entre dois ferritas em uma frequência, mas são muito diferentes em outra. Se você ainda estiver interessado, tentarei dizer o que eu faria (o que realmente faria é jogar todas as ferritas não marcadas / não marcadas no lixo e comprar um pouco mais).

Eu consideraria enrolar (digamos) 5 voltas igualmente espaçadas e colocar a bobina em um circuito para ver qual era sua indutância - talvez um oscilador de colpitts com algumas tampas que possam ser ativadas e desativadas. Talvez até faça um filtro passa-banda e veja onde ressoa se você tiver um gerador de sinal.

O primeiro tipo de resultado é a indutância do núcleo da ferida. Então, usando a relação quadrada entre voltas e indutância, você pode deduzir sua "permeabilidade efetiva". Isso deve permitir que você restrinja o tipo de núcleo a uma variedade de possibilidades.

Você precisa evitar "frequências de teste" significativamente acima de 100kHz e, de preferência, mais como 10kHz - isso é para reduzir a capacitância parasitária, causando erros.

OK, até agora, você pode ter determinado a "permeabilidade efetiva" aproximada do núcleo, mas há muitos fornecedores carregando materiais muito diferentes que você precisaria ler para tentar identificar a peça, então eu consideraria ver como o a indutância variou com a temperatura.

Você não precisa testar em uma vasta gama, talvez apenas 25ºC a 50ºC lhe dê uma chance decente de tentar descobrir a ferrita. Use a idéia do oscilador / filtro mencionada anteriormente e uma temperatura controlada - quase certamente a indutância aumentará com a temperatura, embora haja uma pequena porcentagem que permanecerá estável ou cairá, mas isso lhe dará outra característica reveladora da ferrita.

Então agora você tem uma permeabilidade efetiva e alguma idéia de como é sua característica de temperatura. A varredura nos sites de vários fornecedores pode reduzir a ferrite para talvez cinco ou dez tipos.

Vai ser um processo longo dessa maneira e você nunca poderá descobrir o que está na sua caixa de lixo. Suponho que, se sua permeabilidade efetiva for baixa, é provável que ela seja muito estável à temperatura (ou seja, boa para filtros de até (digamos) 1MHz)) ou pode ter perdas muito baixas até mais de 50MHz. O teste de temperatura que indicou quase nenhuma mudança na indutância através de 25ºC pode dizer que é um material como o 3D3 da Ferroxcube: -

Também é mostrado 3C90 para comparação. 3D3 tem uma curva plana de indutância / permeabilidade contra a temperatura; provavelmente mudando algo como 5% em uma mudança de 25ºC em torno do ambiente. 3C90 provavelmente muda cerca de 20%. Ele também tem uma permeabilidade muito maior. Eu reconheceria esses dois ferritos por suas características!

Eu acho que definitivamente me convenci a jogar todas as ferritas irreconhecíveis na lixeira.

Conclusão - se você tiver um circuito de destino, tente.

EDIT Além disso, aqui está uma pergunta / resposta sobre troca de pilhas EE que também pode ser útil ou provocar outras idéias.