Trafo Inti Ferrit: Dasar Komprehensif & Panduan Praktis

Sebagian besar trafo daya listrik memiliki gulungan sekunder dan primer sebagai fitur dasar. Kadang-kadang, ada gulungan tersier. Sebagaimana itu, harus ada hubungan fluks yang efektif di antara gulungan untuk mendorong trafo. Akibatnya, ada penambahan jalur magnetik dengan keraguan rendah dan keahlian tinggi untuk memastikan hubungan fluks bekerja dengan sempurna. Jalur magnetik adalah apa yang kita sebut sebagai inti.

Sekarang, inti terbuat dari bahan yang beragam seperti ferrit, baja, silikon, dan banyak lagi. Artikel ini akan fokus sepenuhnya pada inti ferrit dan membahas jenis-jenisnya, manfaat, serta aplikasi. Secara tambahan,  kami mungkin memberikan pengetahuan lain yang mungkin penting bagi Anda. 

1. Apa Itu Trafo Inti Ferrit?

Biasanya, inti ferrit magnetik memiliki kombinasi senyawa manganese, seng, nikel, dan oksida besi. Karena senyawa memiliki koersivitas rendah, mereka termasuk ke dalam ferrit lunak. Jenis inti ferrit mencakup shell, toroidal, silinder, dan closed-core. 

(induktor toroidal atau silinder pada inti magnetik)

Trafo inti ferrit biasanya memiliki permintaan yang lebih tinggi dibandingkan trafo inti besi. Trafo ferrit memiliki keuntungan, termasuk keuntahan terhadap arus tinggi, kerugian histeresis rendah, dan tidak memerlukan laminasi.

Di sisi lain, trafo inti besi memerlukan laminasi untuk mencapai mode kerugian arus eddy rendah. Juga, karena Anda tidak dapat membuat laminasi yang lebih tipis, mereka cenderung tidak efektif untuk frekuensi yang lebih tinggi. 

2.Jenis dan Manfaat Trafo Inti Ferrit 

Jenis 

Daftar di bawah ini mencakup jenis utama trafo inti ferrit.

Manganese Zinc (MnZn)

Selain memiliki permeabilitas yang lebih tinggi, MnZn juga memiliki tingkat saturasi yang lebih tinggi dibandingkan ferrit nikel-seng. Oleh karena itu, mereka paling baik untuk aplikasi yang memiliki frekuensi operasi di bawah 5MHz. Selain itu, impedansi inti cocok untuk induktor hingga 70MHz. 

Nickel Zinc (NiZn)

Dibandingkan dengan MnZn, NiZn memiliki resistensi yang lebih tinggi. Karena itulah, Anda sebagian besar akan menggunakannya dalam aplikasi yang memerlukan rentang frekuensi 2MHz hingga beberapa 100MHz. Selain itu, impedansinya dapat melayani induktor yang melebihi 70MHz. Namun, inti ferrit NiZn sensitif terhadap suhu dengan suhu Curie yang lebih rendah dari 500°C.

Pasir Debu

Pasir debu adalah dayahan frekuensi tinggi yang dapat Anda gunakan hanya dengan ferrit. 

Laminasi/ Amorphous & Nanokristal

Utamanya, Anda akan menemukan laminasi/amorphous & nanokristal di area seperti UPS, set pengelasan, dan inverter. 

Juga, baik untuk dicatat bahwa inti ferrit hadir dalam berbagai bentuk sebagai berikut;

Inti ETD; Pertama, kita memiliki inti ETD dengan resistensi gulungan minimum di tiang tengahnya. Resistensi gulungan memungkinkan optimisasi dimensi untuk efisiensi daya yang meningkat. Selain itu, mereka cocok untuk induktor dan trafo daya secara efisien. 

Inti EER; Kedua, ada inti EER dengan fitur tiang tengah bundar. Sebagian besar waktu, tiang tengah bundar akan memungkinkan panjang jalur gulungan yang lebih pendek dibandingkan tiang tengah persegi.  

Inti E, I; Fiturnya adalah gulungan bobin. Dan Anda dapat merakitnya dengan mudah. Penggunaan inti E, I meliputi; trafo inverter, broadband, daya, konverter, induktor telekomunikasi, dan diferensial. 

Inti EFD; Punya fitur luas penampang. Karena itulah, aplikasi dengan beberapa trafo & induktor dan trafo kompak dapat mendapat manfaat darinya.

(induktor bead ferrit). 

Manfaat 

Beberapa manfaat trafo inti ferrit yang ditawarkan untuk sebagian besar aplikasi listrik meliputi; 

1. Pertama, ia sangat transparan terhadap magnet. Karena itulah, trafo sering kali berlaku dalam trafo frekuensi tinggi. 
2. Kemudian, konduktivitas listriknya rendah. Ini memastikan inti ferrit tidak kehilangan arus eddy. 
3. Juga, intensitas medan listrik lebih tinggi. Ini memungkinkan perubahan arah magnetik dengan kerugian histeresis yang sedikit. Yang lebih baik, baik untuk dicatat bahwa inti ferrit keras memiliki koersivitas yang lebih rendah dibandingkan inti ferrit lunak. 

(histeresis dalam medan magnet). 

Manfaat lain trafo inti ferrit dalam industri listrik termasuk;

• Faktor histeresis rendah,
• Nilai Q tinggi,
• Distorsi sinyal rendah, dan 
• Sensitivitas DC rendah. 

3. Apa itu Aplikasi Utama Trafo Inti Ferrit?

Trafo inti ferrit berada dalam berbagai aplikasi yang terdiri dari berikut; 

• Konverter DC-DC; Di sini, mereka menurunkan atau meningkatkan tegangan Arus Langsung.
• Charger ponsel; Jelas, setiap charger ponsel memiliki ampere dan tegangan tertentu. Oleh karena itu, trafo inti ferrit membantu menaikkan atau menurunkan tegangan sesuai kebutuhan. 
• Rangkaian elektronika daya; Semua rangkaian elektronika daya dengan frekuensi tinggi mengintegrasikan trafo inti ferrit. Misalnya, ada inverter gelombang sinus murni dan inverter daya mode switch. 
• Peralatan rumah tangga; Beberapa peralatan rumah tangga yang menggunakan trafo ferrit meliputi kulkas, AC, mesin cuci, dan TV. Selain itu, trafo membantu dalam pemadaman tingkat kebisingan dalam filtrasi EMI saat mereka beroperasi. 

(pengurangan kebisingan menggunakan komponen ferrit). 

• Inverter DC tanpa kuas; Trafo ferrit mengubah AC menjadi DC atau AC menjadi AC dalam rangkaian inverter DC tanpa kuas. 
• Panel surya; Selain itu, dalam panel surya dan baterai, trafo meningkatkan tegangan DC rendah.
• Kendaraan listrik; Motor mesin dan charger kendaraan listrik menggunakan trafo inti ferrit. 
• Penerangan; Terakhir, trafo ferrit bertindak sebagai trafo driver dan menyediakan tegangan yang diperlukan dalam segmen LED. 

4. Cara Menghitung Trafo Inti Ferrit

Pertama dan terpenting, siapkan semua parameter yang diperlukan. Desain kami di sini adalah topologi push-pull center tap. 

Hitung gulungan primer

3 adalah gulungan primer. 

• Hitung gulungan sekunder; Nilai puncak sekunder konstan pada 310V. Ini membantu mempertahankan tegangan operasi 13V hingga 10.5V (terendah). Penambahan 20V pada 310V menghasilkan 330V, yang cukup baik untuk tegangan puncak keluaran maksimum. 
• Tentukan tegangan sekunder maksimum untuk kontrol umpan balik PWM; PMW adalah 98% dari siklus tugas total. Jadi, ketika baterai pada 10.5V, 310V pada sekunder, kami menggunakan perhitungan; 98% × 10.5 V = 10.29V. Tegangan sekunder maksimum akhir ada pada 330V sementara tegangan primer adalah 10.29V
• Temukan rasio gulungan primer sekunder; Rasio adalah 330:10.29 = 32.1 
• Menghitung jumlah gulungan sekunder ditemukan dengan mengalikan gulungan primer (3) dan rasio nilai tegangan (32.1). Sekarang, 32.1 × 3 = 96.3 dibulatkan menjadi 96. 
• Hitung jumlah gulungan pembantu

Anda akan memerlukan gulungan pembantu untuk implementasi eksternal. Rumusnya adalah sebagai berikut;

5. Cara Merancang Trafo Ferrit dengan Berbagai Topologi

Berbagai aplikasi dan jenis inti memiliki nama dan topologi yang berbeda berdasarkan desain rangkaian. Beberapa topologi meliputi flyback, push-pull, half-bridge, dan shell-type. Namun, saat merancang trafo ferrit dengan bentuk topologi apa pun, pertimbangkan bentuk, biaya unit, suhu optimum, ukuran, dan frekuensi. Poin-poin yang disebutkan harus mendukung trafo dengan meminimalkan kerugian inti, menyediakan isolasi listrik, dan mencegah saturasi inti.

Frekuensi operasi dan ukuran trafo ferrit tergantung pada dua aplikasi utama; daya dan sinyal.

(inti logam ferromagnet). 

Aplikasi sinyal; trafo ferrit di sini memiliki frekuensi tinggi yang berkisar pada skala mega-Hertz dan berukuran kecil. 

Aplikasi daya; sebaliknya dengan aplikasi sinyal, trafo di sini berukuran besar dan frekuensi rendah (rentang – 1kHz hingga 200kHz) 

Langkah-langkah 

• Sebelum memulai proses desain trafo Anda, pastikan persyaratan Anda selaras dengan aplikasi yang diinginkan. Persyaratan proyek dapat mencakup tingkat arus, tegangan keluaran, frekuensi operasi, dan tegangan masukan. 
• Kedua, periksa parameter lain termasuk suhu operasi, gaya pemasangan, isolasi, jarak, arus bocor, dan ukuran. 
• Kemudian, lanjutkan ke pemilihan inti. Anda akan memerlukan bobin yang cocok dengan inti pilihan Anda, dan mereka juga membantu dalam pemasangan produk Anda setelah Anda selesai. 
• Keempat, menggunakan rumus di bawah subjudul 'cara menghitung trafo inti ferrit,' hitung kerugian daya, jumlah gulungan. Juga, Anda dapat menghitung parameter lain yang diperlukan. 
• Selanjutnya, Anda perlu menentukan ukuran kawat dan arus gulungan primer.

     Rumusnya adalah – Arus primer = total daya keluaran + kerugian daya trafo dibagi dengan tegangan primer. 

• Setelah itu, tentukan jumlah gulungan yang dibutuhkan oleh gulungan sekunder. Di sini, Anda akan memeriksa kawat dari gambar mekanis Anda. Kemudian, pastikan mereka cocok di area gulungan dalam panjang rata-rata gulungan, tinggi, dan bobin. Selain itu, tambahkan beberapa isolasi di antara gulungan tetapi juga pertimbangkan tinggi gulungan keseluruhan.
• Selain itu, ukur tegangan beban dan tegangan lintas rangkaian terbuka di gulungan sekunder untuk memverifikasi desain Anda. Lagi, gunakan rumus di subjudul empat untuk menghitung resistensi setiap gulungan. Juga, hitung penurunan tegangan lintas pada gulungan yang sama. Penurunan tegangan= arus × resistensi. 
• Terakhir, selesaikan dengan menghitung suhu yang diperlukan. Kenaikan suhu dalam trafo ferrit berasal dari kerugian daya gulungan dan kerugian daya inti. Tergantung pada aplikasi Anda, perhitungan harus menentukan suhu yang dapat diterima. 

6. Apa Perbedaan Antara Trafo Inti Ferrit dan Trafo Sederhana?

Tabel di bawah ini merangkum perbedaan antara trafo sederhana dan trafo inti ferrit. 

(trafo kawat tembaga).

Kesimpulan  

Secara keseluruhan, trafo inti ferrit adalah opsi terbaik ketika mempertimbangkan aplikasi frekuensi tinggi karena kinerja yang efisien. Trafo memiliki permeabilitas magnetik tinggi, koersivitas tinggi, dan menconduksi daya listrik rendah. Aplikasi frekuensi tinggi meliputi daya mode switch, filter kebisingan, induktor RF (frekuensi radio), trafo, dll.

Kami masih memberikan beberapa panduan tentang cara menggunakan trafo ini atau membeli yang tepat. Jika Anda tertarik, Anda dapat menghubungi kami, dan kami akan senang membantu.