dimanche 23 octobre 2011

Ferrite



Ferrites

Présentation

Un ferrite est un matériau de type céramique faible densité, de composition Fe2O3XO, où X est un métal "divalent" comme le cobalt, le nickel, le manganèse ou le zinc. Ce matériau peut être utilisé en électronique comme support pour réaliser des selfs, plus particulièrement dans des montages haute fréquence, du fait de très faibles pertes induites sous forme de courant de foucault. Il en existe de différentes tailles et formes : des plates, des toriques, des cylindriques, des creuses, des pleines, des grosses, des petites... Ce matériau présente la propriété de modifier plus ou moins les caractéristiques des selfs avec lesquelles il est généralement employé. Dans de nombreux cas, l'ajout de ferrite à un bobinage permet d'obtenir des caractéristiques qu'il serait très difficile d'obtenir avec des selfs de dimensions raisonnables.

Ferrites cylindriques creux


Ferrites cylindriques VK200

Généralement de tailles modestes, les ferrites sont souvent utilisés pour la réalisation de "selfs de choc" (*) destinées à s'opposer au passage de signaux hautes fréquences tout en laissant passer des signaux basses fréquences. Ce genre de self peut ainsi servir à la réalisation de filtres RF. On en trouve toutefois de taille plus imposante, qui prennent place autour d'un bobinage ou d'un transformateur (pot ferrite).
(*) Le terme "self de choc" est une traduction un peu brutale de "choke" en anglais. On devrait traduire le mot "choke" par "self" ou "inductance", mais il est vrai que le terme "self de choc" est assez bien ancré dans la littérature technique électronique.

Ferrite en batton (cylindrique ou plat)

On en trouve dans les récepteurs radio possédant une gamme de fréquence GO, PO ou OC (Grandes Ondes, Petites Ondes ou Ondes Courtes). Dessus peuvent y être bobinées une ou plusieurs selfs, comme on peut le voir sur la photo en haut de cette page. Ce type de ferrite est aussi appelée Cadre ferrite.

Tore de Ferrite


Tore ferrite nue Tore ferrite avec fil

Les tores ferrite sont le plus souvent utilisés pour la réalisation de selfs d'antiparasitage (antiparasitage de montages à triac par exemple), de filtres audio LC, de bobinages HF, on les emploie aussi dans les alimentation à découpage. En général, on trouve peu de spires de fil autour de ce genre de ferrite, mais il arrive parfois que la ferrite soit tout de même entièrement recouverte. On peut aussi utiliser de telles ferrites pour la réalisation de petits transformateurs HF utilisables dans des oscillateurs ou pour assurer le couplage entre plusieurs étages. Les tores ferrite permettent de fortement miniaturiser un transformateur ou une inductance.

Matériaux les plus souvent utilisés

Il existe différents "grades" de tores ferrite, chacun ayant un domaine d'application plus spécifique, voir tableau ci-dessous.
GradeCouleurUtilisationFréquence utilisation
2P80Vert foncéFiltres< 10kHz
3C5
Lissage, Stockage énergie (alim à découpage)
3C85
Transfo de puissance, Isolation galvanique100KHz - 1MHz
3C90Bleu foncé

3E2
Découplage de signaux (suppression signaux HF par exemple), Transfo. d'impulsion et usage général, Isolation galvanique10KHz - 100KHz
3E25OrangeAccord de fréquence, Filtres LC (audio, vidéo, mesure), Transfo. d'impulsion et usage général, Isolation galvanique10KHz - 100KHz
3F3Bleu clairTransfo de puissance, Isolation galvanique, Lissage, Stockage énergie (alim à découpage)100KHz - 1MHz
3H2
Lissage, Stockage énergie (alim à découpage)100KHz - 1MHz
4C6 (= 4C65)VioletFiltres, Découplage de signaux (suppression signaux HF par exemple)1MHz - 10MHz
4C65 (= 4C6)VioletFiltres, Accord de fréquence, Filtres LC (audio, vidéo, mesure)1MHz - 10MHz

Les tores ferrite sont de préférence utilisées pour des applications en "large bande", c'est à dire pour un fonctionnement sur une plage de fréquence assez étendue. Les tores en poudre de fer seront préférées pour les circuits à bande étroite (circuits sélectifs). La puissance que peut transmettre un transformateur réalisé sur tore ferrite dépend principalement de la section du tore. Le diamètre extérieur peut ainsi s'échelonner de 4 mm à 26 mm, par exemple.
Pour plus de renseignements, n'hésitez pas à consulter Les bobinage HF sur tore ferrite, une page un peu plus documentée sur le sujet.

Ferrites pleins filetés



Appelés aussi "noyau ferrite", ils permettent de jouer sur le facteur de couplage ou sur l'accord de circuits RF, en s'enfonçant plus ou moins dans une bobine ou dans un transformateur. Pour les faire tourner dans leur support, l'usage d'un tournevis entièrement en plastique (padding) est requis.

Ferrite pour câble

Il existe des ferrites dits "pour cable rond", que l'on peut ouvrir et fermer (par clipsage) pour permettre la pose sur un câble déjà doté de sa connectique.

Ferrites pour cable

Ces ferrites sont destinés à diminuer les parasites véhiculés dans le câble, qu'il s'agisse d'un câble d'alimentation ou d'un câble reliant la sortie d'une carte vidéo à une entrée de moniteur informatique. Il en existe de différentes tailles, prévus pour des câbles d'un diamètre généralement compris en 4 et 9 mm. Ce genre de ferrite est parfois moulé dans le câble lui-même (cordons vidéo, cordons de liaison informatique RS232, câble basse tension de l'alimentation secteur de PC portable, par exemple).


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