לִשְׁאוֹל
בתחום האנרגיה החדשה, משרני כוח ממלאים תפקיד חשוב
משרן הוא רכיב פסיבי המאחסן אנרגיה חשמלית בצורה של שטף מגנטי. משרן הוא רכיב אינדוקציה אלקטרומגנטי, המכונה גם סליל, משנק וכו', המורכב בדרך כלל מליבה מגנטית ומתפתל. ביצועי הליבה משפיעים בעיקר על זרם הרוויה המרבי, אובדן הליבה ויכולת אחסון האנרגיה, וביצועי הפיתול משפיעים בעיקר על אפקט העור ואפקט הקרבה. כאחד משלושת הרכיבים הפסיביים העיקריים, המשרן מאופיין בהעברת DC וחסימת AC. הוא ממלא בעיקר את התפקיד של ייצוב זרם, סינון אותות, סינון רעשים ודיכוי הפרעות אלקטרומגנטיות. בתחום האנרגיה החדשה, משרנים הם בעיקר משרני כוח המשמשים להמרת מתח ספציפי, אשר מקלים על עליות זרם על ידי המרת אנרגיה חשמלית זמנית לאנרגיה מגנטית ולאחר מכן שחרורה חזרה למעגל.
ישנם סוגים רבים של משרנים, אותם ניתן לחלק למספר סוגים המבוססים על מבנה מתפתל, צורת הרכבה וחומר הליבה. ניתן לחלק את המשרנים למשרנים מפותלים בתיל, במשרני למינציה ומשרני סרט בהתאם למבנה המתפתל; על פי צורת ההרכבה, ניתן לחלקם למשרנים מסוג עופרת המורכבים על ידי הלחמת גל ומשרני שבבים המורכבים על ידי הלחמה חוזרת; על פי חומר הליבה, ניתן לחלק אותו לחומרי ליבה מגנטים וחומרי ליבה לא מגנטים. חומרי הליבה כוללים ליבות סגסוגת מתכת, ליבות פריט וליבות סגסוגת אמורפית. חומרי הליבה הלא מגנטיים כוללים ליבות אוויר, חומרים אורגניים וקרמיקה.
בהתאם ליישום במורד הזרם, ניתן לחלק משרנים למשרני RF ומשרני כוח. משרני RF הם בעיקר משרנים למינציה העשויים מחומרים קרמיים. הם משמשים בעיקר בתקשורת בתדר רדיו. תדר היישום נע בין כמה מגה-הרץ לעשרות גיגה-הרץ. הפונקציות העיקריות כוללות: צימוד, המשמש בדרך כלל באנטנות, IF וחלקים אחרים כדי לבטל עכבה משובשת ולהפחית השתקפויות. למזער הפסדים; תהודה, בשימוש בדרך כלל בסינתיסייזרים ובמעגלי תנודה; משנק, משמש בדרך כלל בקווי מתח RF ו-IF כדי לשלוט בזרמי רכיבים בתדר גבוה. משרני כוח הם בעיקר משרני פתיל חוטי העשויים מחומרי פריט. הם משמשים בעיקר באלקטרוניקה כוח. טווח התדרים של היישום הוא מתחת ל-10MHz. הפונקציות העיקריות כוללות: המרת מתח, הצטברות ושחרור זרם; משנק, בשימוש בדרך כלל במעגלי המרה DC-DC. , כדי לחסום את זרימת הזרם בתדר גבוה.
משרנים מראים את מגמת הפיתוח של מזעור, תדר גבוה והספק גבוה. עם התפתחות מוצרי האלקטרוניקה וציוד האינטרנט של הדברים, במגמה של מזעור ציוד, שיפור שילוב האריזה של רכיבים אלקטרוניים ומיזעור משרנים הפך לכיוון העיקרי. עם הקידום המהיר של יישומי 5G, פסי תדר התקשורת המשמשים את המוצרים האלקטרוניים הולכים וגדלים, והמשרנים צריכים להתפתח לכיוון של תדר גבוה. עם העלייה המהירה בקצב החדירה של רכבי אנרגיה חדשים, פוטו-וולטאים ואנרגיית רוח, הביקוש לרכיבים בעלי הספק גבוה בתעשיית האנרגיה החדשה גדל, ומשרנים זקוקים ליכולות עמידות במתח ובזרם חזקות.
תכונות החומרים המגנטיים שונות ושדות היישום שלהם משלימים זה את זה. יתרונות הביצועים של ליבות אבקה מגנטיות ממתכת הם משמעותיים. רוב הליבות המגנטיות במשרנים עשויות מחומרים מגנטיים רכים. חומרים מגנטיים רכים חוו שינויים מליבות מגנטיות רכות ממתכת מסורתיות, מגנטיות רכות פריט, מגנטיות רכות אמורפיות וננו-גבישיות וליבות אבקה מגנטיות ממתכת. פריט הוא הבחירה הטובה ביותר עבור יישומים בתדר גבוה, כולל ארבעה סוגים: סדרת מנגן-אבץ, סדרת ניקל-אבץ, סדרת בריום-אבץ וסדרת מגנזיום-אבץ. הוא משמש בעיקר בתקשורת, מיתוג ספקי כוח, חישה, ממירי DC-DC לרכב, משרני EMI וכו'. חומרים מגנטיים מתכת כוללים חומרים מגנטיים רכים מתכתיים וסגסוגות מגנטיות רכות אמורפיות. מגנטים רכים ממתכת כוללים פלדת סיליקון, אלומיניום סיליקון, פרמלוי וכו', המשמשים בעיקר ברכיבים אינדוקטיביים כגון שנאים, גנרטורים וממירים. סגסוגות מגנטיות רכות אמורפיות מחולקות לסגסוגות מגנטיות על בסיס ברזל, על בסיס ברזל-ניקל, על בסיס קובלט, סגסוגות מגנטיות ננו-רכות וכו', ויש להן מגוון תרחישי יישום. ננו-גבישים משלבים את היתרונות של פריט וחומרים מגנטיים רכים אמורפיים. הם הבחירה הטובה ביותר בתחום האלקטרוניקה בתדר גבוה וניתן להשתמש בהם באלקטרוניקה צרכנית, רכבי אנרגיה חדשים, פוטו וולטאים ותחומים נוספים. ליבת אבקה מגנטית מתכת משלבת את היתרונות של מגנטים רכים ממתכת מסורתיים ומגנטים רכים של פריט. יש לו ביצועים מקיפים והוא ידוע בתור החומר המגנטי הרך של 'הדור הרביעי'. הוא עונה על הדרישות של מזעור, צפיפות הספק גבוהה ותדירות גבוהה של אלקטרוניקת כוח. זה יכול לשמש בממירים פוטו-וולטאיים, ספקי כוח לרכב, מיתוג ספקי כוח ותחומים אחרים.
