Różnorodność kluczem do rynku

Oprócz zastosowań w układach mocy materiały magnetyczne są obecne w układach w.cz. i wielu innych miejscach urządzeń elektronicznych. Jednym z szybciej rozwijających się segmentów tworzą komponenty do redukcji zakłóceń. Zastosowania związane z kompatybilnością elektromagnetyczną charakteryzują się dużą liczbą dostępnych kształtów elementów ferrytowych, szczególnie w przypadku, gdy rdzenie stanowią element dopasowany funkcjonalnie do kabla czy złącza, co daje konstruktorom duże możliwości projektowe.

Rdzenie pierścieniowe używa się do wykonywania dławików skompensowanych prądowo, jakie umieszczane są w przewodach sieci energetycznej. Zawierają one dwa uzwojenia nawinięte na wspólnym rdzeniu, które włącza się szeregowo z urządzeniem. Taki dławik po uzupełnieniu o kilka kondensatorów tworzy filtr sieciowy, który można też kupić jako gotowy podzespół umieszczony w obudowie.

Walce, szpulki i rdzenie wielootworowe służą do wykonywania dławików przeciwzakłóceniowych, wchodzących w skład filtrów oraz umieszczanych w innych krytycznych miejscach urządzenia. Drugą grupę stanowią bloki montowane na kablach wielożyłowych okrągłych i płaskich, wersje montowane na płytkach drukowanych oraz rdzenie wielootworowe dopasowane kształtem do montażu bezpośrednio na złączu. Drugą młodość przeżywają koraliki ferrytowe, które są cenione za bardzo dobry stosunek skuteczności tłumienia do ceny, szczególnie że opracowano wersje przeznaczone do montażu powierzchniowego. Blokuje się nimi szybkie sygnały cyfrowe oraz ścieżki zasilające dla krytycznych elementów aplikacji.

Ferryty do pracy w układach radiowych to pierścienie, które używa się na filtry, transformatory w.cz., symetryzatory, walce i kubki używane na dławiki i cewki rezonansowe z rdzeniem oraz pręty ferrytowe które pełnią rolę anten. Rdzenie walcowe występują zwykle w wersji gwintowanej z otworem, co umożliwia strojenie elementu indukcyjnego.

Największą różnorodność materiałów spotyka się w zastosowaniach do konwersji mocy. W tych zastosowaniach używa się rdzeni pierścieniowych do transformatorów, rdzenie walcowe lub szpulkowe są stosowane głównie w dławikach o stałej indukcyjności. Z użycia wychodzą kształty E, EC, U i RM, gdyż lepsze rezultaty zwłaszcza, dla wielu uzwojeń dają kształty takie jak ETD, bardzo płaskie EFD oraz kształtki EQ, PQ.

Oprócz podstawowych danych związanych z kształtem oraz typem materiału rdzenie różnią się wieloma innymi parametrami, takimi jak wielkość okna nawojowego, w niektórych typach szerokość szczeliny powietrznej lub też stałej Al, dopuszczalną temperaturą pracy, wielkością strat w funkcji poziomu transmitowanej mocy lub częstotliwości, wartością indukcji nasycenia i podobnymi danymi. Powoduje to, że łączna liczba funkcjonujących na rynku wyrobów jest ogromna i przekracza możliwości magazynowe każdej pojedynczej firmy dystrybucyjnej. Kupno mniej popularnego rdzenia może niestety wiązać się z dłuższym czasem oczekiwania.

Jak kupować podzespoły?

Komponenty do zasilaczy i innych układów konwersji mocy można poznać po tym, iż podstawowy parametr, jakim jest indukcyjność dławika zawsze uzupełnia się podaniem maksymalnej wartości prądu przepływającego przez ten element, który nie powoduje nasycenia jego rdzenia. O wiele rzadziej informacje te są uzupełniane o dane na temat rezystancji uzwojenia dla prądu stałego i górnej częstotliwości pracy, które też powinny być brane pod uwagę. W przypadku transformatorów konieczne są jeszcze dane na temat poszczególnych uzwojeń: liczby zwojów lub przekładni międzyzwojowych, izolacji, liczby ekranów i wielkości indukcyjności rozproszenia.

Dławiki i cewki do układów wysokiej częstotliwości charakteryzowane są przez górną częstotliwość pracy i dobroć, z mniej popularnych danych można wymienić dane na temat pojemności własnej, czy też częstotliwości rezonansu własnego. Dla filtrów p.cz. i typowych obwodów wejściowych układów radiowych podaje się dodatkowo pasmo pracy, dobroć, topologię uzwojeń wraz z przekładniami lub stopniem sprzężenia. Cewki powietrzne do układów antenowych w systemach zdalnej identyfikacji charakteryzowane są przez podanie wymiarów oraz danych na temat częstotliwości rezonansu własnego i indukcyjności.

Duża liczba parametrów, jakie powinny być brane pod uwagę przy projektowaniu powoduje, że dostawcy elementów starają się pomagać klientom przez tworzenie wersji dedykowanych, przeznaczonych najczęściej do współpracy z konkretnymi układami scalonymi. Jest to uzasadnione zwłaszcza w przypadku transformatorów impulsowych, gdzie nieprawidłowa wartość indukcyjności rozproszenia może stać się konstrukcyjnym koszmarem, powodującym trudne do zanalizowania anomalie, przypadkowe uszkodzenia i inne podobnie niekorzystne zjawiska.

Firmy

Grupę firm, które przysłały wypełnioną ankietę do raportu można podzielić na kilka kategorii tematycznych. Pierwszą z nich tworzą krajowi producenci elementów indukcyjnych, specjalizujący się w tematyce raportu tacy jak na przykład Feryster – produkujący transformatory impulsowe, cewki, dławiki ferrytowe, proszkowe toroidalne, również w wersjach SMD.

Drugą taką firmą jest Neotech z Białegostoku, który produkuje cewki powietrzne, dławiki, dławiki dużej mocy na rdzeniach walcowych do zasilaczy i układów przeciwzakłóceniowych, anteny oraz elementy w.cz. Równocześnie firma jest dystrybutorem niemieckiej firmy Neosid i sprzedaje w kraju materiały magnetyczne i sprzęt technologiczny do nawijania.

Trzecim znanym producentem jest firma Telzam produkująca pełen asortyment elementów indukcyjnych do zasilaczy, urządzeń telekomunikacyjnych i układów przeciwzakłóceniowych. Na rynku obecna jest też firma Polfer. O ile część zakładu produkująca materiały magnetyczne znajdująca się w Warszawie nie istnieje już od ponad pięciu lat, jednak druga część zlokalizowana w Woźnikach, zajmująca się wytwarzaniem podzespołów indukcyjnych, cały czas jest obecna na rynku. Polfer wytwarza cewki, dławiki, transformatory i wykonuje nietypowe wyroby na zamówienie.

Elementy indukcyjne wytwarzają także firmy znane głównie z produkcji transformatorów sieciowych, które działalność te traktują jako uzupełniająco. Przykładem może być DTW Elektronika z Zabierzowa. Firma produkuje około 2 tysięcy różnych typów podzespołów indukcyjnych, głównie transformatorów sieciowych na rdzeniach toroidalnych, ale także przekładniki prądowe, dławiki przeciwzakłóceniowe, cewki i transformatory. 90% produkcji trafia na eksport, głównie na rynek niemiecki.

Podobną firmą jest Zatra ze Skierniewic produkująca transformatory sieciowe, ale również cewki bezkorpusowe, cylindryczne, jednowarstwowe i wielowarstwowe, cewki do elektromagnesów i podobne produkty elektroniczno-elektrotechniczne. Elementy indukcyjne produkuje również Zakład Usług Sieciowych Sigma - producent wiązek kablowych i transformatorów. Oferta dotyczy głównie wyrobów na zamówienie takich jak cewki transponderowe do czytników kart bezkontaktowych oraz dławików na rdzeniach ferrytowych i żelaznych.

Druga grupa firm to przedsiębiorstwa handlowe oferujące materiały magnetyczne, karkasy i akcesoria do nich. Część z tych firm dodatkowo sprzedaje także elementy indukcyjne, niemniej nie istnieje dostawca skupiający się tylko na tej tematyce, gdyż w warunkach krajowych jest to zbyt mały fragment rynku, aby zapewnić firmie wysokie obroty ze sprzedaży.

Przykładem może być tutaj firma Contrans TI - dystrybutor i przedstawiciel firmy Ferroxcube w zakresie rdzeni ferrytowych, akcesoriów i produkty EMI, karkasów i obudów do transformatorów firmy Weisser. Szeroką ofertę produktów związanych tematycznie z raportem ma firma AET. Oferuje ona m.in. nawijarki wrzecionowe, toroidalne, parkieciarki oraz urządzenia do ściągania emalii z drutów nawojowych stosowane do produkcji elementów indukcyjnych firmy Ingrid West Machinery. AET sprzedaje także druty, licę oraz rdzenie ferrytowe, karkasy i akcesoria. Kolejny segment stanowią transformatory, dławiki, cewki i filtry w wersji przewlekanej, jak i SMD.

Elementy indukcyjne i materiały oferują też duże firmy dystrybucyjne znane z szerokiej oferty podzespołów elektronicznych, takie jak Elhurt (Epcos, Yageo, Koa, Coils, Radiohm), Avnet Time (Epcos, Murata, Vishay, Yageo), Masters (Abco Electronics, Coils, Erocore, Sumida, XFMRS, Samwha), Microdis - przedstawiciel Ferroxcube, Vishay oraz NIC – producentów rdzeni ferrytowych, cewek i dławików. Podobny profil ma też JM Elektronik dostawca rdzeni Epcos, koralików ferrytowych wraz z dławikami mocy SMD Yageo.

Następna grupa obejmuje firmy zorientowane na dostarczanie produktów przeznaczonych do zapewnienia kompatybilności elektromagnetycznej. Takim przedsiębiorstwem jest na przykład poznańska firma Astat, zajmująca się kompleksowo tematyką EMC. Astat sprzedaje szeroką gamę elementów filtrujących (filtry sieciowe, dławiki, rdzenie ferrytowe) i ekranująco-uszczelniających, jak uszczelnienia elektromagnetyczne, okna ekranowane, panele dotykowe, przewodzące elastomery, farby kleje, taśmy przewodzące i maskujące.

Podobną ofertę ma ABC Elektronik – specjalizujący się w materiałach i elementach EMC firm Würth Elektronik, eiSos oraz firmy Schmid-Multitech.

W raporcie prezentujemy również oferty typowych firm dystrybucyjnych oferujących elementy indukcyjne. Za każdym razem są one niewielką częścią większej ofert komponentów. Przykłady to Ledex – firma handlowa specjalizująca się w złączach terminal-block, mikroprzełącznikach oraz rdzeniach ferrytowych, transformatorach impulsowych wielouzwojeniowych i wysokonapięciowych.

Podobny profil ma Gamma, oferująca elementy indukcyjne do zasilaczy impulsowych: dławiki i transformatory w.cz., filtry i transformatory telekomunikacyjne, gniazda RJ45 zintegrowane z transformatorem, przekładniki prądowe, dławiki tłumiące sygnał wspólny, transformatory sterujące bramką, dławiki w.cz., anteny i wiele podobnych elementów.

Zawartość tabel

W tabeli 1 i tabeli 2 prezentujemy oferty firm w zakresie materiałów magnetycznych i elementów indukcyjnych. Tabela jest dość złożona, ale podział na sekcje za pomocą kolorów oraz boczne pionowe etykiety powinny ułatwić posługiwanie się nią do celów porównawczych. W tabeli 3 podane zostały pełne dane kontaktowe do firm uczestniczących w raporcie.

Robert Magdziak