Ferrite Cores

Qu'est-ce que les noyaux en ferrite ?

Les noyaux de ferrite font partie des composants électroniques les plus fréquemment utilisés. Ils sont très présents dans les transformateurs, où le nombre d’enroulements permet de faire varier le courant ou la tension sur le bobinage principal. Il existe plusieurs types de noyaux de ferrite utilisés dans un grand nombre de composants électriques.

Les matériaux de fabrication varient selon les applications. Non seulement ces matériaux peuvent fonctionner comme noyaux dans des transformateurs, mais ils offrent aussi une impressionnante capacité de réduction des interférences électriques. Ils sont donc très présents dans les équipements radio. Les noyaux de ferrite font partie des composants les plus polyvalents et les plus importants dans les systèmes électroniques. Un très grand nombre de types d’équipement ne peut pas être fabriqué sans les matériaux intégrés à ces composants apparemment simples. De nombreux dispositifs électroniques ne peuvent pas fonctionner sans noyaux de ferrite.

 

Histoire des noyaux de ferrite

Comme les étudiants en histoire de l’électronique le savent, un très grand nombre de découvertes du dix-neuvième siècle forme la base des progrès technologiques actuels. Par exemple, les propriétés de l’induction sont connues depuis le début des années 1800. Peu après, les pionniers ont commencé à développer des transformateurs et à les intégrer dans des systèmes d’éclairage.

La ferrite est un terme synonyme de fer pur en science des matériaux, mais il a une signification différente en magnétisme. Dans ce domaine, les ferrites sont des composants combinant des éléments à base d’oxyde de fer et de céramique. Ils sont présents dans les transformateurs modernes, mais les développements antérieurs utilisaient d’autres matériaux.

De nos jours, les noyaux en ferrite sont omniprésents dans une grande variété de composants intégrant des enroulements de fils. La ferrite se caractérise principalement par sa perméabilité magnétique élevée. Elle a aussi une connectivité électrique faible. La combinaison de ces deux propriétés en fait un matériau idéal pour la fabrication des transformateurs et de nombreuses autres applications. Les noyaux de ferrite sont très utilisés dans les antennes cadres et les alimentations à découpage.

Ils sont omniprésents dans les équipements informatiques. À proximité de la fiche de connexion des câbles informatiques, un cylindre recouvert de plastique isolant ou autre dispositif contient une perle de ferrite qui réduit les interférences. Si vous ouvrez un ordinateur, vous verrez que certains des nombreux câbles installés à l’intérieur sont protégés par des perles de ferrite. Elles servent à réduire les interférences et à améliorer la performance du système informatique.

Les noyaux de ferrite protègent également les câbles de données haut de gamme et bien d’autres liaisons.

Rappelons qu’il existe très peu d’équipements branchés au secteur qui fonctionnent sans un transformateur. Ces transformateurs sont intégrés aux prises ou adaptateurs et adaptent le courant ou la tension à la configuration interne de chaque équipement pour garantir un fonctionnement optimal et sûr. Tous ces transformateurs contiennent des noyaux de ferrite.

 

Qu’est-ce que les ferrites ?

Les ferrites sont des composants qui combinent des matériaux d’oxydes céramiques, des métaux de transition et de l’oxygène. Certains noyaux de ferrite contiennent d’autres matériaux, tels que le manganèse, le nickel, le zinc, entre autres. Ils sont souvent conçus pour offrir une faible coercivité. Cela signifie que leurs caractéristiques magnétiques peuvent être facilement inversées. Les noyaux de ferrite offrant cette caractéristique sont des ferrites doux.

Les matériaux de fabrication les plus fréquents des ferrites doux incluent la ferrite manganèse-zinc et la ferrite nickel-zinc. Les matériaux utilisés sont très variés, sélectionnés en fonction des applications, de leur aptitude à inverser leur champ magnétique, et autres propriétés.

 

Applications utilisant des noyaux de ferrite

Les noyaux de ferrite sont présents dans une grande variété d'applications électroniques. Ils sont utilisés dans les dispositifs de commutation, les systèmes de signalisation numérique, les transformateurs et bien d’autres.

Les noyaux de ferrite sont disponibles dans différentes formes, cylindriques, toroïdaux et autres. Ils sont disponibles dans une multitude de tailles. Ces matériaux offrent une grande souplesse d’utilisation. Comme ils sont le fruit d’une très longue durée de développement, leurs nombreuses variations et configurations répondent à une multitude d’applications.

Les  noyaux de ferrite pour transformateur tendent à utiliser des fréquences basses et sont très volumineux. Alors qu’en électronique, les fréquences sont généralement hautes et les transformateurs petits. Comme il existe peu d’appareils électroniques sans transformateur, très rares sont ceux qui ne contiennent pas de noyaux de ferrite.

Divers accessoires sont associés aux noyaux de ferrite et en particulier dans les grands transformateurs. Par exemple, des systèmes de refroidissement sont souvent intégrés aux transformateurs très puissants. Ils évitent les risques de surchauffe susceptibles de les détériorer ou de causer des dégâts aux biens ou aux personnes.

 

Présentation des produits utilisant des ferrites

Les produits contenant des ferrites sont particulièrement nombreux et variés. Nous avons listé ci-dessous certains de ces produits et leurs caractéristiques principales. Remarquez que le mot « ferrites » est ici utilisé pour désigner aussi bien des produits entièrement fabriqués en fer et des produits combinant divers matériaux, dont le fer et la céramique sont les plus fréquents. La définition applicable est déterminée par l’utilisation des propriétés magnétiques du produit ou par les  matériaux employés dans sa fabrication. Dans le premier cas, on parle d’un ferrite ou d’un noyau de ferrite. Dans le second, une « ferrite » désigne un composant en fer.

Les noyaux de ferrite doivent parfois être choisis en fonction de leur conformité à certaines normes. Pour cela, les fabricants indiquent la liste des normes auxquelles leurs noyaux sont conformes. Leurs clients peuvent ainsi sélectionner plus facilement les matériaux appropriés et déterminer les spécifications de leurs produits.

Outre leur omniprésence dans les transformateurs, les noyaux de ferrite sont très utilisés dans les inducteurs et autres composants. Ils font habituellement partie de la conception standard de divers types de câbles informatiques. Les concepteurs d’équipements informatiques ajoutent souvent des manchons, perles de ferrite ou autres composants sur les câbles pour réduire les interférences et garantir un niveau de protection spécifique.

 

Perles de ferrite

Les perles de ferrite apparaissent sous différentes noms. Elles sont aussi appelées anneaux, noyaux, manchons, barres, tores, filtres anti-interférences électromagnétiques (EMI). Ce sont des composants électroniques passifs. Leur rôle consiste à réduire les parasites ou bruit à hautes fréquences. Elles font partie des stratégies de prévention des interférences émises ou reçues par les dispositifs électroniques. Elles sont généralement installées à proximité de la prise des câbles informatiques, protégées par un petit boîtier ou boule en plastique.

 

Kits de conception de noyaux ferrite

Les kits de conception de noyaux ferrite incluent tous les matériaux requis par les ingénieurs et les électroniciens amateurs pour concevoir leurs propres noyaux de ferrite. Certains sont vendus sous forme de produits spécifiques, conçus pour fabriquer un composant spécialisé. D’autres réunissent différents matériaux, qui permettent de fabriquer tout composant nécessitant un noyau de ferrite, selon les besoins de l’acheteur.

Les concepteurs peuvent expérimenter avec différents types de noyaux en testant différentes propriétés. Les kits permettent d’essayer différents matériaux et conceptions pour personnaliser des composants intégrés dans des produits spécifiques.

 

Kits d’échantillons de noyaux de ferrite

Les kits d’échantillons de noyaux de ferrite incluent normalement différents matériaux, souvent conditionnés pour répondre à des besoins similaires. Par exemple, certains kits d’échantillons de noyaux de ferrite incluent des noyaux de suppression. D’autres kits combinent différents types de noyaux, préparés pour répondre aux exigences de divers projets.

Certains kits d’échantillons de noyaux de ferrite sont très grands, offrant une grande variété d’options. Ils permettent aux ingénieurs de tester des composants et des conceptions. Outre les différents matériaux de fabrication, les kits d’échantillons de noyaux de ferrite contiennent aussi plusieurs designs de noyaux, qui peuvent être utilisés pour construire différents types de composants.

 

Anneaux de ferrite

Les anneaux de ferrite offrent une typologie variée et sont souvent utilisés dans les transformateurs à large bande.  Ils sont aussi présents dans les transformateurs d’impulsions. Ces produits sont également commercialisés pour faciliter la construction de mélangeurs équilibrés ou de noyaux de ferrite.

 

Barres de ferrite

Les barres de ferrite sont utilisées dans diverses applications, depuis les équipements RFID aux inducteurs. Ils sont souvent vendus comme composants individuels, permettant aux ingénieurs de personnaliser des éléments. Comme tous les composants en ferrite, ils sont disponibles dans une gamme étendue de matériaux. Les ingénieurs les utilisent pour personnaliser les caractéristiques des composants qu’ils fabriquent.

 

Manchons de ferrite

Les manchons de ferrite sont très couramment présents sur les câbles et les antennes. Ils servent à modifier l’inductance du conducteur, améliorant donc la performance des antennes. Ils sont utilisés pour une multitude d’applications et sont aussi simplement préférés pour leur forme très pratique.

 

Noyaux de ferrite pour câble plat

Les noyaux de ferrite pour câble plat offrent les mêmes fonctionnalités que les noyaux de ferrite, comme réducteurs des interférences électromagnétiques. Ces modèles sont spécifiquement conçus pour être utilisés sur des câbles plats ou rubans. Ils sont souvent montés dans des équipements de données, sur des câbles rubans ou autres installés à l’intérieur des ordinateurs.

 

Noyaux de ferrite pour transformateur

Les noyaux de ferrite pour transformateur font partie des pièces électriques les plus courantes au monde.  Ils sont utilisés dans des transformateurs de toutes tailles, ainsi que dans des inducteurs. Ces noyaux de ferrite pour transformateur sont vendus en fonction de leurs caractéristiques magnétiques et de leur perméabilité. Le choix des noyaux de ferrite pour transformateurs fait partie des considérations les plus importantes pour concevoir des composants.

 

Que définit le type d’accessoire ?

Le type d’accessoire d’un transformateur définit simplement le type des accessoires utilisés avec ce transformateur. Par exemple, un respirateur au gel de silice pour contrôler la température. Les très grands transformateurs atteignent souvent des températures élevées et nécessitent divers accessoires de refroidissement. D’autres accessoires peuvent être nécessaires pour protéger le dispositif contre des risques variés.

Certains transformateurs sont fournis avec d’autres accessoires, incluant des fixations pour installer un circuit imprimé ou autres, selon les utilisations envisagées. Le ou les produits considérés comme accessoires sont dans une certaine mesure déterminés par le fournisseur du transformateur.

Quelles sont les applications des noyaux de ferrite pour transformateur ?

Les noyaux de ferrite pour transformateur peuvent évidemment être utilisés dans tous les types de transformateurs, mais aussi dans des inducteurs. Les noyaux de ferrite sont également utilisés dans des capteurs et des filtres, et très fréquemment dans des filtres anti-interférences de fréquences radio ou électromagnétiques (EMI/RFI). Ces dispositifs très polyvalents ont une grande variété d’applications. Comme ils peuvent être fabriqués dans différents matériaux, ils offrent des propriétés différentes et sont incroyablement polyvalents, aussi bien dans leur conception que dans leurs applications.

 

Que signifie l’indice AL ?

L’indice AL indique comment un transformateur gère les courants à haute fréquence, pour déterminer la fréquence de coupure. L’AL est une propriété non-linéaire qui fait partie des spécifications de la conception. L’indice AL est basé sur le montant d’inductance généré par chaque enroulement du bobinage.

 

Quels sont les matériaux de fabrication des noyaux de ferrite ?

Les noyaux de ferrite pour transformateur peuvent être fabriqués dans des matériaux très divers. Vous trouverez ci-dessous les matériaux les plus courants. Ces matériaux servent à fabriquer des noyaux pour transformateurs et sont regroupés en ferrites doux et en ferrites durs. Les ferrites doux sont capables d’inverser leur orientation magnétique sans pertes importantes d’énergie. Ils ont aussi la particularité de résister à tous les courants présents dans le noyau, ce qui renforce encore leur efficacité.

 Les ferrites durs offrent une magnétisation très stable et une excellence conduction du flux magnétique. Ils sont peu coûteux et en fait tellement économiques qu’ils sont utilisés dans de nombreuses applications quotidiennes, incluant par exemple des aimants de réfrigérateurs.

 

F44

Les noyaux F44 sont en ferrite de manganèse-zinc. Ces noyaux se caractérisent par une saturation élevée et des pertes faibles.

 

N27

Les N27 sont utilisés dans des dispositifs d’alimentation, des équipements de communication et diverses applications électroniques industrielles.

 

N87

Les noyaux N87 sont utilisés dans les mêmes applications que les noyaux N27. Ils ont en commun une utilisation généralisée dans les équipements industriels et la technologie de communication.