{"id":77252,"date":"2024-10-01T09:14:25","date_gmt":"2024-10-01T08:14:25","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/non-categorizzato\/comprendere-linvecchiamento-termico-negli-induttori-di-potenza-stampati\/"},"modified":"2024-10-02T09:42:34","modified_gmt":"2024-10-02T08:42:34","slug":"comprendere-linvecchiamento-termico-negli-induttori-di-potenza-stampati","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/it\/sm-it\/comprendere-linvecchiamento-termico-negli-induttori-di-potenza-stampati\/","title":{"rendered":"Comprendere l’invecchiamento termico negli induttori di potenza stampati"},"content":{"rendered":"\n

L’invecchiamento termico di componenti come gli induttori di potenza \u00e8 diventato un problema rilevante con l’aumento della miniaturizzazione e della potenza nei dispositivi elettronici<\/a>. Le prestazioni e la durata degli induttori utilizzati in applicazioni di potenza, come i convertitori DC-DC e i sistemi automobilistici, sono significativamente influenzate da questo fenomeno, causato dall’esposizione prolungata ad alte temperature.<\/p>\n\n\n\n

Per contrastare l’invecchiamento termico, W\u00fcrth Elektronik<\/a> ha sviluppato induttori progettati per resistere a temperature elevate, offrendo maggiore affidabilit\u00e0 e prestazioni migliorate. Per saperne di pi\u00f9 sulle caratteristiche degli induttori W\u00fcrth Elektronik e su come possono essere utilizzati in varie applicazioni, leggi questo articolo.<\/p>\n\n\n\n

Cosa causa l’invecchiamento termico?<\/h2>\n\n\n\n

Il termine “invecchiamento termico” si riferisce al processo mediante il quale il calore degrada gradualmente il materiale del nucleo magnetico degli induttori di potenza. I materiali resistenti al calore, come le leghe di ferro utilizzate nei nuclei, perdono gradualmente le loro propriet\u00e0 magnetiche quando sono esposti a temperature superiori ai 100\u00b0C. Questo fenomeno peggiora ulteriormente con l’aumento delle temperature interne, riducendo l’efficienza e incrementando le perdite nel nucleo. Gli induttori che gestiscono correnti elevate sono particolarmente soggetti a questo tipo di degrado a causa dell’esposizione frequente a cicli termici.<\/p>\n\n\n\n

Meccanismo dell’invecchiamento termico<\/h2>\n\n\n\n

La maggior parte dell’invecchiamento termico negli induttori di potenza si verifica nel nucleo. Il nucleo degli induttori di potenza stampati \u00e8 solitamente composto da una lega di ferro o da altri materiali magnetici compattati (vedi sotto). Le propriet\u00e0 di questi nuclei si deteriorano con l’esposizione ripetuta al calore, compromettendo cos\u00ec la capacit\u00e0 dell’induttore di mantenere le sue prestazioni ottimali nel tempo. L’induttore pu\u00f2 essere soggetto a una crescente generazione di calore e a un conseguente declino delle prestazioni nel tempo. Sistemi come i convertitori DC-DC possono diventare meno efficienti a causa di questo deterioramento, con conseguenti guasti.<\/p>\n\n\n\n

Materiali magnetici per induttori di potenza<\/h3>\n\n\n\n

Per la produzione di induttori sono disponibili diversi materiali magnetici, tra cui le ferriti tradizionali (Mn-Zn, Ni-Zn, Ni-Cu-Zn), i metalli magnetici morbidi (Si-Fe, amorfi, nanocristallini) e le leghe metalliche in polvere (Fe-Si, Fe-Ni, Fe-Co). Mentre i nuclei in polvere delle leghe metalliche hanno un’elevata permeabilit\u00e0, la loro struttura a grani isolati introduce lacune non magnetiche che riducono la permeabilit\u00e0 effettiva (\u03bce) a meno di 200. Le ferriti e i metalli magnetici morbidi, che hanno una permeabilit\u00e0 elevata (>1000), richiedono una lacuna, ma questa inclina la curva di isteresi e aumenta la corrente necessaria per raggiungere la saturazione.<\/p>\n\n\n\n

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Tipiche microstrutture di materiali magnetici morbidi in metallo\/lega e percorsi schematici di correnti parassite e SMC.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Le leghe magnetiche in polvere offrono una densit\u00e0 di flusso di saturazione da due a tre volte superiore rispetto ai materiali ceramici, rendendole adatte a diverse applicazioni. Queste leghe sono rivestite da uno strato isolante e legate a un polimero per formare compositi magnetici morbidi (SMC). Questa struttura riduce al minimo le perdite per correnti parassite e fornisce una distanza uniformemente distribuita lungo il percorso magnetico, rendendo i nuclei SMC ideali per operazioni ad alta corrente e ad alta frequenza.<\/p>\n\n\n\n

Negli SMC, le correnti parassite sono ridotte grazie all’isolamento tra le particelle, migliorando le prestazioni nelle applicazioni ad alta frequenza rispetto alle ferriti e ai metalli morbidi conduttivi. Gli SMC presentano anche una migliore gestione dei bias DC e una migliore stabilit\u00e0 di temperatura, che li rende eccellenti per le applicazioni ad alta densit\u00e0 di corrente e di potenza. Tuttavia, la stabilit\u00e0 termica a lungo termine pu\u00f2 essere compromessa quando vengono esposti a temperature elevate per periodi prolungati durante il funzionamento ad alta frequenza.<\/p>\n\n\n\n

Invecchiamento termico negli induttori di potenza stampati<\/h2>\n\n\n\n

L’esposizione prolungata alle alte temperature provoca l’invecchiamento termico degli induttori di potenza stampati, che ne riduce progressivamente la funzionalit\u00e0. Gli induttori di potenza sono comunemente impiegati in applicazioni ad alta corrente e un funzionamento affidabile richiede una buona conoscenza dell’invecchiamento termico.<\/p>\n\n\n\n

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