ตัวเหนี่ยวนำวงแหวนแม่เหล็กที่เราใช้กันทั่วไปแบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ ตัวเหนี่ยวนำแบบโหมดร่วม (common mode inductors) และตัวเหนี่ยวนำแบบโหมดต่าง (differential mode inductors) วัสดุที่นิยมใช้สำหรับตัวเหนี่ยวนำแบบโหมดร่วม ได้แก่ แมงกานีสซิงค์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง นิกเกิลซิงค์ วัสดุอสัณฐาน วัสดุนาโนคริสตัลไลน์ เป็นต้น
ค่าความซึมผ่านสูงของแมงกานีสซิงค์โดยทั่วไปต่ำกว่า 15K และเหมาะสำหรับความถี่ต่ำกว่า 300KHz ข้อดีหลักคือต้นทุนต่ำและเหมาะสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตช์โหมดส่วนใหญ่ ข้อเสียคืออุณหภูมิคิวรีต่ำ ความเสถียรที่อุณหภูมิสูงไม่ดี และขดลวดก็ได้รับผลกระทบจากความเครียด โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวัสดุที่มีค่าสูงกว่า 10K ค่าความเหนี่ยวนำจะเบี่ยงเบนค่อนข้างมาก
โดยทั่วไปแล้ว ค่าการซึมผ่านของนิกเกิลสังกะสีจะต่ำกว่า 2K ซึ่งเหมาะสมสำหรับความถี่ต่ำกว่า 1MHz สามารถใช้เป็นแกนแม่เหล็กที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงของแมงกานีสสังกะสีเพื่อเสริมการกรองความถี่สูงได้
โดยทั่วไปแล้ว วัสดุอสัณฐานเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ความถี่กลางระหว่าง 50-200 กิโลเฮิร์ตซ์ ซึ่งมีอุณหภูมิคิวรีและความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กสูง แต่ต้นทุนโดยรวมสูง
วัสดุนาโนคริสตัลไลน์มีค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กสูง และเช่นเดียวกับแกนแม่เหล็กแมงกานีสสังกะสีที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูง พวกมันสามารถเสริมในด้านความไวสูง ลดจำนวนรอบของการพันลวดเคลือบ และลดต้นทุนของวัสดุลวดทองแดงและแรงงานได้ นอกจากนี้ยังมีค่าการสูญเสียค่อนข้างต่ำและมีความเสถียรที่ดีที่อุณหภูมิสูง แต่มีต้นทุนสูง ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ระดับสูง เช่น ยานยนต์ การแพทย์ และเซลล์แสงอาทิตย์
วัสดุที่นิยมใช้กันทั่วไปสำหรับตัวเหนี่ยวนำแบบดิฟเฟอเรนเชียลโหมด ได้แก่ แกนผงเหล็ก เหล็กซิลิคอนอะลูมิเนียม เหล็กซิลิคอน เหล็กนิกเกิล เหล็กนิกเกิลโมลิบเดนัม เป็นต้น
ปัจจุบัน เหล็กซิลิคอนอะลูมิเนียมเป็นวัสดุวงแหวนแม่เหล็กที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับตัวเหนี่ยวนำแบบดิฟเฟอเรนเชียลโหมด เนื่องจากมีการสูญเสียค่อนข้างต่ำ ความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กอิ่มตัวที่ดี ต้นทุนต่ำสำหรับการใช้งานจำนวนมาก และความสามารถในการใช้งานที่หลากหลาย เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น เหล็กซิลิคอนอะลูมิเนียมจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับตัวเหนี่ยวนำแบบดิฟเฟอเรนเชียลโหมด
แกนผงเหล็กมีค่าการซึมผ่านของแม่เหล็กต่ำ ข้อดีหลักคือต้นทุนต่ำมาก แต่มีการสูญเสียสูงและเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีข้อกำหนดด้านต้นทุนที่เข้มงวดมากเท่านั้น หลังจากเลือกแล้ว ควรพิจารณาถึงปัญหาการสูญเสียและการเกิดความร้อนด้วย
คุณลักษณะหลักของเหล็กซิลิคอนคือความหนาแน่นของฟลักซ์แม่เหล็กอิ่มตัวสูง ซึ่งสามารถใช้เป็นส่วนเสริมของเหล็กซิลิคอนอะลูมิเนียมในแง่ของการป้องกันการอิ่มตัวและการลดการสูญเสีย แต่ต้นทุนจะสูงกว่าเล็กน้อย
เมื่อเทียบกับเหล็กซิลิคอน เหล็กนิกเกิลมีการสูญเสียต่ำกว่าแต่มีต้นทุนสูงกว่า และไม่ค่อยได้ใช้ในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั่วไป
เหล็กนิกเกิลโมลิบเดนัมมีการสูญเสียต่ำที่สุด แต่ความสามารถในการต้านทานการอิ่มตัวลดลง และต้นทุนสูงมาก ส่วนใหญ่ใช้ในผลิตภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง เช่น ผลิตภัณฑ์ทางทหาร อวกาศ เป็นต้น
วันที่เผยแพร่: 10 กันยายน 2025
