wersja mobilna
Online: 868 Czwartek, 2018.04.19

Raporty

Polscy producenci i dystrybutorzy elementów indukcyjnych i materiałów magnetycznych

środa, 20 czerwca 2007 13:26

Elementy indukcyjne i materiały magnetyczne szybko zyskują na popularności, a asortyment produktów dostępnych na rynku nigdy jeszcze nie był tak szeroki. Równolegle rośnie liczba firm sprzedających podzespoły indukcyjne, jak też producentów tych komponentów. Polski rynek tych podzespołów jest jednym z niewielu sektorów przemysłu elektronicznego, w którym oprócz dystrybutorów mamy znaczący potencjał produkcyjny i konkurencyjną dla importu ofertę krajową.

Polscy producenci korzystają z niższych kosztów pracy, dość dużej liczby odbiorców, na przykład ze strony producentów sprzętu oświetleniowego, zasilaczy i urządzeń automatyki, filtrów przeciwzakłóceniowych, układów radiowej transmisji danych i systemów alarmowych. Tworzy to całkiem spory rynek zbytu, który dodatkowo można wspomagać eksportem. Miejsca starcza nawet dla kilkudziesięciu firm dystrybucyjnych, które z jednej strony zaopatrują wytwórców w potrzebne do produkcji rdzenie i karkasy, a z drugiej strony samodzielnie sprzedają odbiorcom elementy gotowe.

Spis treści » Trendy i zjawiska ostatnich lat
» Rynek
» Różnorodność kluczem do rynku
» Pokaż wszystko

Trendy i zjawiska ostatnich lat

Zmiany w elektronice kształtowane są przez szereg trendów o uniwersalnym charakterze. Obojętnie, który z nich weźmiemy pod uwagę, okazuje się, że każdy z nich sprzyja wzrostowi zapotrzebowania na nowoczesne elementy indukcyjne. Najważniejszym czynnikiem z pewnością jest miniaturyzacja, która wymusiła na producentach powszechne stosowanie zasilaczy impulsowych, charakteryzujących się mniejszymi wymiarami i masą w stosunku do starszych konstrukcji bazujących na transformatorach sieciowych.

Jeśli chodzi o systemy zasilające, doszliśmy dzisiaj do tego, że zdziwienie budzi nie użycie zasilacza impulsowego, ale właśnie tradycyjnego, nawet w takich zastosowaniach, gdzie pozornie wymiary i masa nie mają większego znaczenia. Dowodem na to, jak wiele zaszło zmian w ostatnich latach jest również bogata oferta specjalizowanych konwerterów zasilających lub też gotowych zasilaczy modułowych, które pozwalają skorzystać z zalet wysokosprawnej konwersji mocy również tym konstruktorom, którzy nie są specjalistami w tej tematyce.

Układy te w większości bazują na standardowych podzespołach indukcyjnych, które można dzisiaj kupić tak samo jak inne elementy. W typowych realizacjach zasilania bardzo rzadko zachodzi konieczność wykonywania elementów indukcyjnych o indywidualnych parametrach, zwłaszcza dławiki daje się praktycznie zawsze kupić gotowe.

To samo dotyczy filtrów i elementów do układów wysokiej częstotliwości. Coraz łatwiej kupić również gotowe transformatory impulsowe, zwłaszcza w tych najpopularniejszych opcjach napięć i mocy wyjściowych lub wersje ukierunkowane na współpracę z popularnymi układami scalonymi, np. firmy Power Integrations.

Oprócz miniaturyzacji, zapotrzebowanie na omawiane w raporcie elementy ciągną w górę urządzenia przenośne, bezprzewodowe i cała elektronika zasilana z baterii. Skoro inżynierowie walczą o każdy procent sprawności i minutę czasu pracy z baterii, to jasne jest, że nie po to, aby zaoszczędzoną moc tracić w zwykłych liniowych stabilizatorach. Niestety impulsowa konwersja mocy nierozerwalnie wiąże się z transformatorami, dławikami i ogólnie elementami indukcyjnymi.

Bezindukcyjne układy zasilające bazujące na pompach ładunku nie nadają się do konwersji dużej mocy i poza nielicznymi wyjątkami wiele parametrów mają gorszych od rozwiązań z indukcyjnościami. Dlatego nie tylko nie ma odwrotu od indukcyjności w elektronice, ale wprost przeciwnie, z czasem jest ich coraz więcej.

Kolejnym zjawiskiem sprzyjającym popytowi są zmiany w samej elektronice, która jest zasilana coraz mniejszymi napięciami, a najczęściej kilkoma napięciami o różnej wartości. Różne techniki ograniczania pobieranej mocy takie, jak regulacja napięcia zasilającego w zależności od zapotrzebowania na moc obliczeniową, wyłączanie niepotrzebnych bloków, powodują, że najłatwiej jest je zapewnić właśnie w przypadku zasilania impulsowego, gdyż daje ono największe możliwości regulacji.

Liczba indukcyjności w zasilaczach rośnie też na skutek zmian prawnych wymuszających stosowanie układów korekcji współczynnika mocy, filtrów przeciwzakłóceniowych i wielu innych elementów zapewniających kompatybilność elektromagnetyczną, jak chociażby koraliki ferrytowe.

Wzrost częstotliwości pracy konwerterów ograniczył w dużym stopniu rozmiary dławików i transformatorów, nadal są one zwykle większe w stosunku do układów scalonych i innych elementów biernych w układach zasilających, niemniej nie aż tak duże jak dawniej. Jest to szczególnie widowiskowe w przypadku zasilaczy dużej mocy, które zadowalają się dławikami o indukcyjnościach wynoszących niekiedy nawet ułamkową część mikrohenra.

Producenci modułowych przetwornic do układów zasilania rozproszonego, jak też zasilaczy przeznaczonych do zabudowy wewnątrz urządzenia (tzw. wersje open-frame), walczą o każdy centymetr sześcienny zajmowanej objętości. Z punktu widzenia ich potrzeb wymiary elementów indukcyjnych muszą być zatem jak najmniejsze. Istotne są również straty mocy w uzwojeniach.

Elementy o dużej wartości indukcyjności zawierają zwykle wiele zwojów drutu, co powoduje, iż trudno od strony konstrukcji staje się utrzymać ich małą rezystancję dla prądu stałego. Wzrost częstotliwości pracy konwerterów jest zatem korzystny również z punktu widzenia sprawności przetwarzania energii.

Kolejnym pozytywnym zjawiskiem widocznym na rynku jest dobra dostępność usług wykonywania podzespołów indukcyjnych na zamówienie. Niestety mimo naprawdę szerokiej oferty produktów gotowych istnieje spora część aplikacji, które wymagają przygotowania wersji indywidualnej. Zaliczają się do nich głównie elementy wielouzwojeniowe takie jak transformatory impulsowe, elementy przeznaczone do układów rezonansowych, zasilaczy wysokiego napięcia wymagające specjalnej izolacji lub separacji uzwojeń. Indywidualne zamawianie czeka również klientów potrzebujących specjalnego ekranowania lub innej silniejszej ochrony przed emisją zaburzeń elektromagnetycznych.

Usługi nawijania elementów indukcyjnych wykonują wszyscy producenci zajmujący się tą tematyką, a także spora część firm dystrybucyjnych. Co więcej nawijanie na zamówienie dostępne jest również w przypadku zamawiania małych ilości, również pojedynczych sztuk do przeznaczonych do układów prototypowych, co zdecydowanie ułatwia prace konstrukcyjne. Atutem walki konkurencyjnej staje się dzisiaj nie oferowanie elementów prototypowych, ale szybkość, w jakim firma jest w stanie to zrobić, możliwość spełnienia nietypowych życzeń zamawiającego.

Ostatnim zjawiskiem, nie tylko istotnym już dzisiaj, jeśli chodzi o zapotrzebowanie na elementy indukcyjne, ale również bardzo perspektywicznym, są aplikacje wykorzystujące diody LED o dużej jasności. Diody niebieskie oraz białe mają na tyle duże napięcie przewodzenia, że w wielu zastosowaniach, gdy zasilanie realizowane jest z jednej lub dwóch baterii, konieczne jest użycie przetwornic podwyższających napięcie.

Zasilacze dla diod wykorzystujące dławiki pojawiają się także w przypadku, gdy konieczne jest stabilizowanie prądu diody lub jego precyzyjna regulacja. Zagadnienie to obejmuje dotyczy wyświetlaczy wielkoformatowych oraz precyzyjnych systemów oświetlenia o zadanej barwie światła. Zasilacze wykorzystujące miniaturowe transformatory pojawiają się nawet, gdy LED-y są zasilane z sieci 220V, gdyż duże dopuszczalne wahania napięcia w sieci energetycznej mogą być w ten sposób w sposób możliwie najmniej stratny zniwelowane.

    Zdzisław Sobków - Prezes zarządu Feryster

  • Jakie zmiany dzieją się na rynku podzespołów indukcyjnych?

Głównym źródłem strat energii w urządzeniach elektronicznych, są tradycyjne zasilacze sieciowe. Stąd też nagły rozwój gałęzi elektroniki związanej z zasilaczami impulsowym, które w znaczny sposób pomagają nam w zaoszczędzaniu energii. Kolejnym źródłem strat jest oświetlenie żarowe.

W najbliższej przyszłości będziemy zmuszeni do rezygnacji z używania tradycyjnych żarówek. Już dzisiaj znaczna ilość źródeł światła to oświetlenie alternatywne do żarowego. Niestety, każde z alternatywnych źródeł światła wymaga innych parametrów zasilania niż to, jakie dostępne jest w sieci energetycznej. Wchodzące na rynek oświetlenie na diodach LED też wymaga niskiego napięcia stałego lub nawet zasilania ze źródła prądowego.

Sercem zasilaczy impulsowych służących do energooszczędnych źródeł światła są transformatory impulsowe lub inne elementy indukcyjne magazynujące energię. Także inwertery do zasilania lamp CCFL używanych do podświetlania matrycy LCD w monitorach i odbiornikach telewizyjnych jak i panele świecące EL, wymagają wysublimowanych rozwiązań układowych i zaawansowanych technologii.

Żarówki halogenowe, dające ciepłe światło, do swej poprawnej pracy wymagają transformatora elektronicznego pozwalającego na wydłużenie żywotności włókna. Dynamiczny rozwój istniejących firm z branży oświetleniowej, jak i powstawanie nowych podmiotów, wpływa znacząco na koniunkturę w branży elementów indukcyjnych, która jest naturalną pochodną tych wszystkich pozytywnych zmian dziejących się w całej gospodarce.



Rynek

Nawijanie transformatorów, dławików i cewek pod względem złożoności technologii jest stosunkowo proste i niedrogie w porównaniu do innych usług na rynku elektroniki, co powoduje, że na rynku działa wielu producentów małych i średniej wielkości. Firmy te często znajdują się w rejonach, gdzie koszt pracy jest możliwie niski, co wynika z tego, że przez cały czas znacząca część produkcji tych wyrobów wspomagana jest pracą ręczną.

Dlatego elementy indukcyjne są jedną z niewielu polskich specjalności, jeśli chodzi o produkcję podzespołów elektronicznych, które przetrwały zawieruchę gospodarczą przełomu lat 80. i 90. zeszłego wieku. Składa się na to kilka czynników, między innymi to, że produkcja ta nie jest tak bardzo kapitałochłonna, a posiadane maszyny i urządzenia nie starzeją się tak szybko jak w przypadku innych elementów, co daje szansę obecności na rynku również mniej zasobnych kapitałowo firm, jakich na krajowym rynku mamy najwięcej.

Producenci i dostawcy tego podzespołów indukcyjnych mają w kraju dość dużą liczbę odbiorców, na przykład ze strony producentów osprzętu oświetleniowego, zasilaczy i układów automatyki, filtrów przeciwzakłóceniowych, układów radiowej transmisji danych i systemów zdalnego sterowania. Tworzy to całkiem spory rynek zbytu. Od momentu otwarcia granic rośnie też eksport, co widać chociażby po tym jak wiele witryn internetowych oferuje alternatywnie język angielski oraz niemiecki.

Polscy producenci stali się dobrymi partnerami do interesów z firmami skandynawskimi lub niemieckimi, gdyż zaoferowali konkurencyjnie niższe ceny, wysoką jakość wykonania, przy ważnej z punktu widzenia prowadzonego biznesu bliskości geograficznej. Poza tym ścieżka kontaktowa w zakresie tej kooperacji została przetarta już wiele lat temu za pośrednictwem przedsiębiorstw zajmujących się produkcją transformatorów sieciowych.

Dowodem na to jest to, że rosnący popyt na elementy indukcyjne obudził zainteresowanie tym segmentem rynku wśród firm produkujących klasyczne transformatory sieciowe. Systematyczny spadek zainteresowania transformatorami sieciowymi i wzrost zapotrzebowania na elementy bazujące na ferrytach, krajowe firmy produkcyjne wykorzystały w naturalny sposób, uruchamiając ich produkcję. W wielu przypadkach zadanie to nie było trudne, gdyż bazuje ona na tym samym parku maszynowym.

Szerokie spektrum zastosowań elementów indukcyjnych, obejmujące wiele dziedzin techniki, branż i grup produktów, a zwłaszcza nowoczesne zastosowania i tzw. nowe otwarcia, jak chociażby wymienione zastosowania oświetleniowe powoduje, że dynamika wzrostu rynku jest duża i w skali kraju odpowiada równoważnym wzrostom w innych grupach komponentów elektronicznych. Oznacza to, że dynamika wzrostu obrotów sięga 30% w skali roku, ale konkretne wartości mogą dość znacznie się różnić w zależności od tego, jaki profil rynkowy ma dana firma.

Największe zapotrzebowanie ze strony rynku dotyczy oczywiście produktów standardowych, takich, które produkowane są całkowicie automatycznie i w seriach obejmujących miliony sztuk. W ogromnej większości są to dzisiaj podzespoły przeznaczone do montażu powierzchniowego, takie jak dławiki, filtry, obwody rezonansowe w.cz. lub też transformatory separujące do zastosowań w telekomunikacji.

Ta grupa produktów leży najczęściej poza zakresem zainteresowań polskich producentów omawianych elementów i rynek obsługują tutaj dystrybutorzy. Te masowe produkty znakomicie spisują się w wielu aplikacjach, są tanie i łatwo dostępne, ale niestety również podobne do siebie.

Powoduje to, że konkurencja w tym zakresie jest duża, zwłaszcza, gdy chodzi o zastosowania na przykład w produktach konsumenckich, sprzęcie AGD i podobnych aplikacjach. Zastąpienie dławika SMD jednego producenta innym podobnym nie jest skomplikowane, gdyż w odróżnieniu od układów scalonych, wkład intelektualny w takich elementach jest nieporównywalnie mniejszy.

Aktywność polskich producentów jest największa w zakresie elementów przeznaczonych do konwersji mocy. Dzieje się tak dlatego, że w tej grupie wyrobów udział elementów nietypowych i produkowanych na indywidualne zamówienie jest największy. Jednocześnie są to elementy duże, bazujące w większości na standardowych karkasach i rdzeniach katalogowych, dzięki czemu odpadają koszty związane z przygotowaniem produkcji. Wymagania technologiczne dotyczące posiadanych maszyn też nie są tak wyśrubowane, jak w miniaturowych elementach SMD, które nawijane są drutem cienkim jak włos, co oczywiście ma swoje odbicie w kosztach produkcji.

Podobnie jak wielu innych obszarach rynku produkcja lokuje się w stosunkowo bezpiecznych niszach. Poza transformatorami do układów zasilających zaliczyć można do nich elementy przeciwzakłóceniowe, zarówno pojedyncze jak też w postaci gotowych filtrów, które są następnie wbudowywane do wnętrza urządzeń. W mniejszym zakresie są to też elementy do układów oświetleniowych, na przykład transformatory zapłonowe i elementy w.cz.

Oprócz wyselekcjonowanej tematyki, atutem krajowych wytwórców, są krótkie terminy realizacji zamówień oraz wysoka jakość, co sprzyja szybkiemu rozwojowi tych firm.

Materiały magnetyczne

Coraz większe dopuszczalne częstotliwości pracy i stała presja na miniaturyzację nie dałaby się w przypadku elementów indukcyjnych realizować bez coraz lepszych materiałów magnetycznych. Można wręcz zaryzykować twierdzenie, że cały postęp technologiczny, jaki dzieje się w omawianej tematyce na rynku, realizuje się w tempie pojawiania się nowych magnetyków.

Niestety nawet w przypadku, gdy wymagania indukcyjność dławika do konwertera może być niewielka i mogłaby być ona zrealizowana za pomocą cewki powietrznej, w praktyce taka droga na skróty nie daje się zastosować. Ferryt, permaloj, czy też spieki żelaza, skupiają wewnątrz materiału linie sił pola magnetycznego i dlatego większość elementów, nawet te o najmniejszych indukcyjnościach, nawija się na rdzeniach po to, aby zminimalizować wielkość rozproszonego pola magnetycznego.

W porównaniu do wielu innych dziedzin współczesnej techniki tempo zmian technologicznych w magnetykach wielu osobom może wydać się niewielkie. Wzrost maksymalnej częstotliwości pracy, jak też innych parametrów związanych z dopuszczalną gęstością energii pola magnetycznego nie zmienia się szybko, a na kilkunastoprocentowe wzrosty kluczowych parametrów trzeba czekać nieraz i kilka lat. Materiały magnetyczne podlegają silnym ograniczeniom natury fizycznej i trzeba wielu zmian i wysiłku, aby uzyskać nawet niewielki efekt.

Wysiłek producentów kieruje się w stronę minimalizacji objętości rdzenia, wzrostu dopuszczalnej częstotliwości pracy jak też minimalizacji strat przy przemagnesowywaniu. Te trzy czynniki są dość mocno ze sobą powiązane i najczęściej traktowane łącznie. W przypadku dławików do układów zasilających ich zdolność do gromadzenia energii jest proporcjonalna do I²L a z kolei indukcyjność do kwadratu liczby zwojów pomnożonej przez stałą rdzenia.

Oznacza to, że zapewnienie jednoczesnego wzrostu gęstości mocy, małej liczby zwojów, jest niezwykle trudne i zależy wyłącznie od parametrów rdzenia związanych z wartością indukcji nasycenia oraz jego objętością. Niestety problemu nie da się rozwiązać przez zwiększenie objętości, czyli wielkości kształtki, bo wzrosną straty itd.

Dlatego w odróżnieniu od elementów indukcyjnych, które produkowane są przez setki firm na świecie, materiały magnetyczne wysokiej jakości wytwarza kilkanaście firm, zwykle dużych koncernów, które stać na inwestycje na badania i rozwój. Oprócz ferrytów, które przez cały czas są podstawowym materiałem magnetycznym w elektronice, dużą popularnością cieszą się materiały z rozproszoną szczeliną powietrzną, a więc porowate spieki z żelaza lub tlenków, a także materiały amorficzne i nanokrystaliczne. Dzięki wyjątkowemu rozdrobnieniu cząstek charakteryzują się one dużą indukcją nasycenia i są podstawą budowy większości dławików do układów konwersji mocy.

Materiały porowate okazały się strzałem w dziesiątkę, jeśli chodzi o potrzeby rynku. Mają dużą wartość indukcji nasycenia i tym samym dużą gęstość mocy, ale niestety znacznie gorzej jest z dopuszczalną częstotliwością pracy. Podobnie jest w materiałach nanokrystalicznych, co pozwala przypuszczać, że zapewnienie małych strat mocy w materiałach magnetycznych przy częstotliwościach powyżej 500kHz, jest dla producentów wielkim wyzwaniem na najbliższe 5-10 lat. Opanowanie technologii otworzy też rynek na układy zasilania bazujące na topologiach rezonansowych, które od dłuższego czasu czekają na komercjalizację.

Coraz większe zapotrzebowanie na elementy indukcyjne powoduje, że materiały magnetyczne pojawiają się w ofertach coraz większej liczby firm dystrybucyjnych. Umowy dystrybucyjne podpisują również firmy produkujące podzespoły, dzięki czemu mogą zaoferować klientom szerszy asortyment produktów jak na przykład druty, materiały izolacyjne i karkasy.

Aktualnie bez żadnego kłopotu można kupić na rynku rdzenie we wszystkich spotykanych kształtach i z najpopularniejszych materiałów magnetycznych. Oferty największych producentów są wyrównane, zarówno po stronie dostępnych kształtów jak i rodzaju materiału, które są oznaczane jednolitymi symbolami literowymi Pozwala to skorzystać klientom z alternatywnych dostawców w zakresie np. karkasów oraz daje poczucie bezpieczeństwa produkcji przez zwielokrotnienie możliwych źródeł dostaw. Po stronie materiałów producenci nie posługują się jednolitym systemem nazewnictwa, ale dostępne tabelki odpowiedników na szczęście rozwiązują ten problem.



 

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.

    Krzysztof Bednarek - Właściciel i dyrektor Zakładu Usług Sieciowych Sigma

  • Jakie zjawiska są charakterystyczne dla polskiego rynku elementów indukcyjnych?

Rynek elementów indukcyjnych rozwija się w Polsce dość dynamicznie. Wiąże się to ze zwiększającą się produkcją urządzeń elektronicznych, a to generuje zapotrzebowanie na systemy zasilające. Postęp technologiczny oraz zwiększające się wymagania klientów wymuszają stosowanie zasilaczy impulsowych. O ile dwa lata temu zasilacze takie były wyjątkiem w ofertach polskich producentów to obecnie oferują je prawie wszyscy. Widocznym znakiem zmian jest zastąpienie w systemach zasilania lamp halogenowych transformatorów sieciowych toroidalnych transformatorami elektronicznymi.

Drugim czynnikiem powodującym większą opłacalność zasilaczy impulsowych jest nieprawdopodobnie wysoka cena miedzi i stali. Na przeciągu dwóch lat cena miedzi wzrosła czterokrotnie, ceny stali transformatorowych też znacznie wzrosły, co wymusza stosowanie rozwiązań mniej materiałochłonnych.

Drugim rynkiem dla elementów indukcyjnych jest rynek AGD i RTV. W Polsce zachodnie koncerny wybudowały kilkanaście fabryk AGD i telewizorów LCD. Branża AGD potrzebuje filtrów przeciwzakłóceniowych, a telewizory potrzebują rozbudowanych systemów zasilania impulsowego oraz indukcyjności w torze odbiorczym.

  • Jakie problemy lub bariery ograniczają rozwój rynku?

Najważniejszy to wysokie koszty pozapłacowe pracy. Elementy indukcyjne w.cz. z natury swojej trudno jest produkować na w pełni zautomatyzowanych liniach produkcyjnych, udział pracy ludzkiej jest wysoki. A tu niestety biją nas na głowę Chińczycy, gdzie praca jest tania a pracownicy zdyscyplinowani. Szansą dla nas jest jeszcze dość niska jakość chińskich wyrobów, choć i to się zmienia.

Drugi problem to niski stopień automatyzacji produkcji w Polsce. W Chinach jest co najmniej 7 fabryk produkujących w pełni automatyczne linie do produkcji elementów indukcyjnych. W Polsce mamy według mojej oceny kilkanaście nowoczesnych, wielowrzecionowych automatów do nawijania.

Kolejna bariera to monopol firmy Telefonika na produkcję drutu nawojowego. W efekcie w kraju, który jest jednym z największych producentów miedzi elektrolitycznej, mamy najdroższy drut nawojowy.

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