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磁芯
來源:互聯(lián)網(wǎng)

磁芯:磁芯是指由各種氧化鐵混合物組成的一種燒結(jié)磁性金屬氧化物。例如,錳-鋅鐵氧體和-鋅鐵氧體是典型的磁芯體材料。錳-鋅鐵氧體具有高磁導(dǎo)率和高磁通密度的特點,且具有較低損耗的特性。鎳-鋅鐵氧體具有極高的阻抗率、不到幾百的低磁導(dǎo)率等特性。鐵氧體磁芯用于各種電子設(shè)備的電感線圈和變壓器中。

磁芯信息

磁芯(磁環(huán))

【讀音】ci xin 【釋義】電工學(xué)中的專用詞語,指:為了增加電磁體的磁感應(yīng)強度,在電感線圈的磁路中設(shè)置了導(dǎo)磁物質(zhì)體(磁芯)。

【出處】電工學(xué),電子學(xué)

【示例】電力變壓器線圈中的硅鋼片(磁芯),是用來加大電磁線圈磁路的磁通密度(磁通量)降低銅損耗,以增加電磁感應(yīng)強度,提高電壓轉(zhuǎn)換效率。

磁芯簡介

美國物理學(xué)家王安1950年提出了利用磁性材料制造存儲器的思想。福雷斯特則將這一思想變成了現(xiàn)實。為了實現(xiàn)磁芯存儲,福雷斯特需要一種物質(zhì),這種物質(zhì)應(yīng)該有一個非常明確的磁化閾值。他找到在新澤西州生產(chǎn)電視機用鐵氧體變換器的一家公司的德國老陶瓷專家,利用熔化鐵礦氧化物獲取了特定的磁性質(zhì)。

對磁化有明確閾值是設(shè)計的關(guān)鍵。這種電線的網(wǎng)格和芯子織在電線網(wǎng)上,被人稱為芯子存儲,它的有關(guān)專利對發(fā)展計算機非常關(guān)鍵。這個方案可靠并且穩(wěn)定。磁化相對來說是永久的,所以在系統(tǒng)的電源關(guān)閉后,存儲的數(shù)據(jù)仍然保留著。既然磁場能以電子的速度來閱讀,這使交互式計算有了可能。更進一步,因為是電線網(wǎng)格,存儲陣列的任何部分都能訪問,也就是說,不同的數(shù)據(jù)可以存儲在電線網(wǎng)的不同位置,并且閱讀所在位置的一束比特就能立即存取。這稱為隨機存取存儲器(RAM),它是交互式計算的革新概念。福雷斯特把這些專利轉(zhuǎn)讓麻省理工學(xué)院,學(xué)院每年靠這些專利收到1500萬~2000萬美元。

最先獲得這些專利許可證的是IBM,IBM最終獲得了在北美防衛(wèi)軍事基地安裝“旋風”的商業(yè)合同。更重要的是,自20世紀50年代以來,所有大型和中型計算機也采用了這一系統(tǒng)。磁芯存儲從20世紀50年代、60年代,直至70年代初,一直是計算機主存儲器的標準方式。

磁芯的使用

我們平時在汽車傳感器power cord信號線一端或者兩端看到的磁環(huán)就是共模扼流圈。共模扼流圈能夠?qū)?a href="/hebeideji/486542897966629369.html">共模干擾電流形成較大的阻抗,而對差分信號沒有影響(工作信號為差模信號),因此使用簡單而不用考慮信號失真問題。并且共模扼流圈不需要接地,可以直接加到電纜上。磁環(huán)的匝數(shù)選擇 將整束 電纜穿過一個鐵氧體磁環(huán)就構(gòu)成了一個共模扼流圈,根據(jù)需要,也可以將電纜在磁環(huán)上面繞幾匝。匝數(shù)越多,對頻率較低的干擾抑制效果越好,而對頻率較高的噪聲抑制作用較弱。在實際工程中,要根據(jù)干擾電流的頻率特點來調(diào)整磁環(huán)的匝數(shù)。通常當干擾信號的頻帶較寬時,可在電纜上套兩個磁環(huán),每個磁環(huán)繞不同的匝數(shù),這樣可以同時抑制高頻干擾和低頻干擾。從共模扼流圈作用的機理上看,其阻抗越大,對干擾抑制效果越明顯。而共模扼流圈的阻抗來自共模電感Lcm=jwLcm,從公式中不難看出,對于一定頻率的噪聲,磁環(huán)的電感越大越好。但實際情況并非如此,因為實際的磁環(huán)上還有寄生電容,它的存在方式是與電感并聯(lián)。當遇到高頻干擾信號時,電容的容抗較小,將磁環(huán)的電感短路,從而使共模扼流圈失去作用。根據(jù)干擾信號的頻率特點可以選用鎳鋅鐵氧體或錳鋅鐵氧體,前者的高頻特性優(yōu)于后者。錳鋅鐵氧體的磁導(dǎo)率在幾千---上萬,而鎳鋅鐵氧體為幾百---上千。鐵氧體的磁導(dǎo)率越高,其低頻時的阻抗越大,高頻時的阻抗越小。所以,在抑制高頻干擾時,宜選用鎳鋅鐵氧體;反之則用錳鋅鐵氧體。或在同一束電纜上同時套上錳鋅和鎳鋅鐵氧體,這樣可以抑制的干擾頻段較寬。磁環(huán)的內(nèi)外徑差值越大,縱向高度越大,其阻抗也就越大,但磁環(huán)內(nèi)徑一定要緊包電纜,避免漏磁。磁環(huán)的安裝位置應(yīng)該盡量靠近干擾源,即應(yīng)緊靠電纜的進出口。

使用原則

1 磁環(huán)越長越好 2 孔徑和所穿過的電纜結(jié)合越緊密越好。

3 低頻端騷擾時,建議線纜繞2~3匝,高頻端騷擾時,不能繞匝(因為分布電容的存在),選用長一點的磁環(huán)。

結(jié)構(gòu)

疊片,通常由硅鋼鎳鋼薄片沖剪成E、I、F、O等形狀,疊成一個鐵芯。

環(huán)形鐵芯,由O型薄片疊成,也可由窄長的硅鋼、合金鋼帶卷繞而成。

③C形鐵芯,此種鐵芯可免去環(huán)形鐵芯繞線困難的缺點,由二個C型鐵芯對接而成。

④罐形鐵芯,它是磁芯在外,銅線圈在里,免去環(huán)形線圈不便的一種結(jié)構(gòu)形式,可以減少 EMI。缺點是內(nèi)部線圈散熱不良,溫升較高。

TDK

TDK磁芯產(chǎn)品描述

PC40 EF20-Z 磁芯 240501

PC40 EER42/42/15-Z 磁芯 16230

PC40 EE16-Z 磁芯 299930

PC40 EER42/42/20-Z 磁芯 13335

PC40 EE19/27/5-Z 磁芯 93300

PC44 PQ26/20Z-12 磁芯 26880

PC40 EF25-Z 磁芯 81497

PC40 EI33/29/13-Z 磁芯 20848

PC44 PQ32/30Z-12 磁芯 10533

PC40 EE55/55/21-Z 磁芯 3708

Q1C DR1.6X1.7D29 磁芯 908000

PC40 EER28L-Z 磁芯 23071

PC44 PQ50/50Z-12 磁芯 510.5

PC40 EE19/16-Z 磁芯 100430

PC44 PQ40/40Z-12 磁芯 1182

PC40 EI28-Z 磁芯 18656

RM磁芯簡介

除了壺形磁芯,鐵氧體磁芯還有很多其他形狀。一種流行的類型是RM(Rectangular 模組,方形)磁芯。

因為它們是方形或者矩形的,所以安裝上比圓形磁芯有更高的PCB面積利用效率。多個RM磁芯可以在物理上更緊密地放置在一起。雖然RM磁芯提供的閉合磁路較壺形磁芯的少,磁芯間有更多的漏磁,但RM磁芯的磁性能和壺形磁芯的相似。

偏轉(zhuǎn)

偏轉(zhuǎn)磁芯用來控制電子束偏轉(zhuǎn)。這些電磁鐵通常裝在外部,近頸位與斗部相連之處,并由連串經(jīng)模裝以配合玻璃顯像管形狀的繞組組成。附在斗部位置作為偏轉(zhuǎn)器的部件便稱為偏轉(zhuǎn)磁芯。

大戰(zhàn)

磁芯大戰(zhàn)大約在1959年,磁芯大戰(zhàn)在貝爾實驗室中誕生。它是三個年輕人在工余時的產(chǎn)物。他們是麥耀萊、維索斯基以及莫里斯。其中莫里斯就是后來制造了“莫里斯蠕蟲”的羅特·莫里斯的父親。當時三人 年紀都只有二十多歲。

磁芯大戰(zhàn)的玩法是游戲雙方各寫一套程序,輸入同一部電腦中,這兩套程序在電腦的存儲系統(tǒng)內(nèi)互相追殺。因為它們都在電腦的存儲磁芯中運行,因此得到了磁芯大戰(zhàn)之名。這個游戲的特點在于雙方的程序進入電腦之后,玩游戲的人只能看著屏幕上顯示的戰(zhàn)況,而不能做任何更改,一直到某一方的程序被另一方的程序完全“吃掉”為止,所以磁芯大戰(zhàn)只能算是程序員們的一個玩具。由于用于游戲的程序具有很強的破壞性,因此長久以來,懂得玩“磁芯大戰(zhàn)”的人都嚴守一項不成文的規(guī)定:不對大眾公開這些程序的內(nèi)容。然而1983年,這項規(guī)定被打破了。科恩·湯普遜在當年一項杰出電腦獎得獎人頒獎典禮上,作了一個演講,不但公開證實了電腦病毒的存在,而且還告訴所有聽眾怎樣去寫自己的病毒程序。他的同行全都嚇壞了,然而這個秘密已經(jīng)流傳出去了。1984年,情況更復(fù)雜了。這一年,《科學(xué)美國人》月刊的專欄作家在5月刊寫了第一篇討論磁芯大戰(zhàn)的文章,并且只要寄上兩美元,任何讀者都可以收到有關(guān)如何編寫程序的提綱,在自己家的電腦中開辟戰(zhàn)場。就這樣,潘多拉之盒被打開了,許多程序員都了解了病毒的原理,進而開始嘗試編制這種具有隱蔽性、攻擊性和傳染性的特殊程序。到了今天,電腦病毒已經(jīng)成為了電腦世界最大的瘟疫。磁芯大戰(zhàn)的作者們?nèi)f萬不會想到:它們的玩具竟然會給世界帶來如此大的麻煩。

電源變壓器磁芯性能要求及材料分類

為 了滿足開關(guān)電源提高效率和減小尺寸、重量的要求,需要一種高磁通密度和高頻低損耗的變壓器磁芯。雖然有高性能的非晶態(tài)軟磁合金競爭,但從性能價格比考慮,軟磁鐵氧體材料仍是最佳的選擇;特別在100kHz到1MHz的高頻領(lǐng)域,新的低損耗的高頻功率鐵氧體材料更有其獨特的優(yōu)勢。為了最大限度地利用磁芯,對于較大功率運行條件下的軟磁鐵氧體材料,在高溫工作范圍(如80~100℃),應(yīng)具有以下最主要的磁特性:

1)高的飽和磁通密度或高的振幅磁導(dǎo)率。這樣變壓器磁芯在規(guī)定頻率下允許有一個大的磁通量偏移,其結(jié)果可減少匝數(shù);這也有利于鐵氧體的高頻應(yīng)用,因為截止頻率正比于飽和磁通密度。

2)在工作頻率范圍有低的磁芯總損耗。在給定溫升條件下,低的磁芯損耗將允許有高的通過功率。

附帶的要求則還有高的居里點,高的電阻率,良好的機械強度等。

新發(fā)布的“軟磁鐵氧體材料分類”行業(yè)標準(等同IEC61332:1995),將高磁通密度應(yīng)用的功率鐵氧體材料分為五類,見表1。每類鐵氧體材料除了對振幅磁導(dǎo)率和功率損耗提出要求外,還提出了“性能因子”參數(shù)(此參數(shù)將在下面進一步敘述)。從PW1~PW5類別,其適用工作頻率是逐步提高的,如PW1材料,適用頻率為15~100kHz,主要應(yīng)用于回掃變壓器磁芯;PW2材料,適用頻率為25~200kHz,主要應(yīng)用于開關(guān)電源變壓器磁芯;PW3材料,適用頻率為100~300kHz;PW4材料適用頻率為300kHz~1MHz;PW5材料適用頻率為1~3MHz國內(nèi)已能生產(chǎn)相當于PW1~PW3材料,PW4材料只能小量試生產(chǎn),PW5材料尚有待開發(fā)。

分類

硅鋼片鐵芯

硅鋼片是一種合金,在純鐵中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的鐵硅系合金稱為硅鋼。該類鐵芯具有最高的飽和磁感應(yīng)強度值為20000Gs;由于它們具有較好的磁電性能,又易于大批生產(chǎn),價格便宜,機械應(yīng)力影響小等優(yōu)點,在電力電子行業(yè)中獲得極為廣泛的應(yīng)用,如電力變壓器配電變壓器電流互感器等鐵芯。是軟磁材料中產(chǎn)量和使用量最大的材料。也是電源變壓器用磁性材料中用量最大的材料。特別是在低頻、大功率下最為適用。常用的有冷軋硅鋼薄板DG3、冷軋無取向電工鋼帶DW、冷軋取向電工鋼帶DQ,適用于各類電子系統(tǒng)、家用電器中的中、小功率低頻變壓器和扼流圈、電抗器電感器鐵芯,這類合金韌性好,可以沖片、切割等加工,鐵芯有疊片式及卷繞式。但高頻下?lián)p耗急劇增加,一般使用頻率不超過400Hz。從應(yīng)用角度看,對硅鋼的選擇要考慮兩方面的因素:磁性和成本。對小型電機、電抗器和繼電器,可選純鐵或低硅鋼片;對于大型電機,可選高硅熱軋硅鋼片、單取向或無取向冷軋硅鋼片;對變壓器常選用單取向冷軋硅鋼片。在工頻下使用時,常用帶材的厚度為0.2~0.35毫米;在400Hz下使用時,常選0.1毫米厚度為宜。厚度越薄,價格越高。

坡莫合金

坡莫合金常指鐵鎳系合金,鎳含量在30~90%范圍內(nèi)。是應(yīng)用非常廣泛的軟磁合金。通過適當?shù)墓に嚕梢杂行У乜刂拼判阅埽热绯^105的初始磁導(dǎo)率、超過106的最大磁導(dǎo)率、低到2‰漢斯·奧斯特矯頑力、接近1或接近0的矩形系數(shù),具有立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的坡莫合金具有很好的塑性,可以加工成1μm的超薄帶及各種使用形態(tài)。常用的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50 的飽和磁感應(yīng)強度比硅鋼稍低一些,但磁導(dǎo)率比硅鋼高幾十倍,鐵損也比硅鋼低2~3倍。做成較高頻率(400~8000Hz)的變壓器,空載電流小,適合制作100W以下小型較高頻率變壓器。1J79 具有好的綜合性能,適用于高頻低電壓變壓器,漏電保護開關(guān)鐵芯、共模電感鐵芯及電流互感器鐵芯。1J85 的初始磁導(dǎo)率可達十萬105以上,適合于作弱信號的低頻或高頻輸入輸出變壓器、共模電感及高精度電流互感器等。

非晶及納米晶軟磁合金

(Amorphous and Nanocrystalline alloys)

硅鋼和坡莫合金軟磁材料都是晶態(tài)材料,原子三維空間做規(guī)則排列,形成周期性的點陣結(jié)構(gòu),存在著晶粒、晶界、位錯、間隙原子、磁晶各向異性等缺陷,對軟磁性能不利。從磁性物理學(xué)上來說,原子不規(guī)則排列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)對獲得優(yōu)異軟磁性能是十分理想的。非晶態(tài)金屬與合金是70年代問世的一個新型材料領(lǐng)域。它的制備技術(shù)完全不同于傳統(tǒng)的方法,而是采用了冷卻速度大約為每秒一百萬度的超急冷凝固技術(shù),從鋼液到薄帶成品一次成型,比一般冷軋金屬薄帶制造工藝減少了許多中間工序,這種新工藝被人們稱之為對傳統(tǒng)冶金工藝的一項革命。由于超急冷凝固,合金凝固時原子來不及有序排列結(jié)晶,得到的固態(tài)合金是長程無序結(jié)構(gòu),沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在,稱之為非晶合金,被稱為是冶金材料學(xué)的一項革命。這種非晶合金具有許多獨特的性能,如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強度、硬度和韌性,高的電阻率和機電耦合性能等。由于它的性能優(yōu)異、工藝簡單,從80年代開始成為國內(nèi)外材料科學(xué)界的研究開發(fā)重點。美、日、德國已具有完善的生產(chǎn)規(guī)模,并且大量的非晶合金產(chǎn)品逐漸取代硅鋼和坡莫合金及鐵氧體涌向市場。

我國自從70年代開始了非晶態(tài)合金的研究及開發(fā)工作,經(jīng)過“六五”、“七五”、“八五”期間的重大科技攻關(guān)項目的完成,共取得科研成果134項,國家發(fā)明獎2項,獲專利16項,已有近百個合金品種。鋼鐵研究總院現(xiàn)具有4條非晶合金帶材生產(chǎn)線、一條非晶合金元器件鐵芯生產(chǎn)線。生產(chǎn)各種定型的鐵基、鐵鎳基、鈷基和納米晶帶材及鐵芯,適用于逆變電源、開關(guān)電源電源變壓器漏電保護器電感器的鐵芯元件,年產(chǎn)值近2000萬元。“九五”正在建立千噸級鐵基非晶生產(chǎn)線,進入國際先進水平行列。

非晶軟磁合金所達到的最好單項性能水平為:

初始磁導(dǎo)率 μo = 14 × 104

鈷基非晶最大磁導(dǎo)率 μm= 220 × 104

鈷基非晶矯頑力 Hc = 0.001 Oe

鈷基非晶矩形比 Br/Bs = 0.995

鈷基非晶飽和磁化強度 4πMs = 18300Gs

鐵基非晶電阻率 ρ= 270μΩ/cm

常用的非晶合金的種類有:鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶合金以及鐵基納米晶合金。其國家牌號及性能特點見表及圖所示,為便于對比,也列出晶態(tài)合金硅鋼片、坡莫合金1J79 及鐵氧體的相應(yīng)性能。這幾類材料各有不同的特點,在不同的方面得到應(yīng)用。

牌號基本成分和特征

1K101 Fe-B 系快軟磁鐵基合金

1K102 Fe-Si-B-C 系快淬軟磁鐵基合金

1K103 Fe-Si-B-Ni 系快淬軟磁鐵基合金

1K104 Fe-Si-B-Ni Mo 系快淬軟磁鐵基合金

1K105 Fe-Si-B-Cr(及其他元素)系快淬軟磁鐵基合金

1K106 高頻低損耗Fe-Si-B 系快淬軟磁鐵基合金

1K107 高頻低損耗Fe-Nb-Si-B 系快淬軟磁鐵基納米晶合金

1K201 高脈沖磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金

1K202 高剩磁比快淬軟磁鈷基合金

1K203 高磁感低損耗快淬軟磁鈷基合金

1K204 高頻低損耗快淬軟磁鈷基合金

1K205 高起始磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金

1K206 淬態(tài)高磁導(dǎo)率軟磁鈷基合金

1K501 Fe-Ni-P-B 系快淬軟磁鐵鎳基合金

1K502 Fe-Ni-V-B 系快淬軟磁鐵鎳基合金

400Hz: 硅鋼鐵芯 非晶鐵芯

功率(W) 45 45

鐵芯損耗(W) 2.4 1.3

激磁功率(VA) 6.1 1.3

總重量(g) 295 276

(1)鐵基非晶合金(Fe-based amorphous alloys)

鐵基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B類金屬元素所構(gòu)成,它具有高飽和磁感應(yīng)強度(1.54T),鐵基非晶合金與硅鋼的損耗比較 磁導(dǎo)率、激磁電流和鐵損等各方面都優(yōu)于硅鋼片的特點,特別是鐵損低(為取向硅鋼片的1/3-1/5),代替硅鋼做配電變壓器可節(jié)能60-70%。鐵基非晶合金的帶材厚度為0.03mm左右,廣泛應(yīng)用于配電變壓器、大功率開關(guān)電源脈沖變壓器、磁放大器中頻變壓器及逆變器鐵芯,適合于10kHz 以下頻率使用

2)鐵鎳基、鈷基非晶合金(Fe-Ni based-amorphous 合金)

鐵鎳基非晶合金是由40%Ni、40%Fe及20%類金屬元素所構(gòu)成,它具有中等飽和磁感應(yīng)強度〔0.8T〕、較高的初始磁導(dǎo)率和很高的最大磁導(dǎo)率以及高的機械強度和優(yōu)良的韌性。在中、低頻率下具有低的鐵損。空氣中熱處理不發(fā)生氧化,經(jīng)磁場退火后可得到很好的矩形回線。價格比1J79便宜30-50%。鐵鎳基非晶合金的應(yīng)用范圍與中鎳坡莫合金相對應(yīng), 但鐵損和高的機械強度遠比晶態(tài)合金優(yōu)越;代替1J79,廣泛用于漏電斷路器、精密電流互感器鐵芯、磁屏蔽等。鐵鎳基非晶合金是國內(nèi)開發(fā)最早,也是目前國內(nèi)非晶合金中應(yīng)用量最大的非晶品種,年產(chǎn)量近200噸左右。空氣中熱處理不發(fā)生氧化鐵鎳基非晶合金( 1K503)獲得國家發(fā)明專利和美國專利權(quán)。

3) 鐵基納米晶合金(Nanocrystalline 合金

鐵基納米晶合金是由鐵元素為主,加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所構(gòu)成的合金經(jīng)快速凝固工藝所形成的一種非晶態(tài)材料,這種非晶態(tài)材料經(jīng)熱處理后可獲得直徑為10-20 nm的微晶,彌散分布在非晶態(tài)的基體上,被稱為微晶、納米晶材料或納米晶材料。納米晶材料具有優(yōu)異的綜合磁性能:高飽和磁感(1.2T)、高初始磁導(dǎo)率(8×104)、低Hc(0.32A/M), 高磁感下的高頻損耗低(P0.5T/20kHz=30W/kg),電阻率為80μΩ/cm,比坡莫合金(50-60μΩ/cm)高, 經(jīng)縱向或橫向磁場處理,可得到高Br(0.9)或低Br 值(1000Gs)。是目前市場上綜合性能最好的材料;適用頻率范圍:50Hz-100kHz,最佳頻率范圍:20kHz-50kHz。廣泛應(yīng)用于大功率開關(guān)電源、逆變電源、磁放大器高頻變壓器、高頻變換器、高頻扼流圈鐵芯、電流互感器鐵芯、漏電保護開關(guān)、共模電感鐵芯。

常用軟磁磁芯的特點比較

1. 磁粉芯、鐵氧體的特點比較: MPP 磁芯:使用安匝數(shù)< 200,50Hz~1kHz, μe :125 ~ 500 ; 1 ~ 10kHz; μe :125 ~ 200; > 100kHz:μe: 10 ~ 125

HF 磁芯:使用安匝數(shù)< 500,能使用在較大的電源上,在較大的磁場下不易被飽和,能保證電感的最小直流漂移,μe :20 ~ 125

鐵粉芯:使用安匝數(shù)>800, 能在高的磁化場下不被飽和, 能保證電感值最好的交直流疊加穩(wěn)定性。在200kHz以內(nèi)頻率特性穩(wěn)定;但高頻損耗大,適合于10kHz以下使用。

FeSiAlF磁芯:代替鐵粉芯使用,使用頻率可大于8kHz。DC偏壓能力介于MPP與HF之間。

鐵氧體:飽和磁密低(5000Gs),DC偏壓能力最小 3. 硅鋼、坡莫合金、非晶合金的特點比較:

硅鋼和FeSiAl 材料具有高的飽和磁感應(yīng)值Bs,但其有效磁導(dǎo)率值低,特別是在高頻范圍內(nèi);

坡莫合金具有高初始磁導(dǎo)率、低矯頑力和損耗,磁性能穩(wěn)定,但Bs 不夠高,頻率大于20kHz時,損耗和有效磁導(dǎo)率不理想,價格較貴,加工和熱處理復(fù)雜;

鈷基非晶合金具有高的磁導(dǎo)率、低Hc、在寬的頻率范圍內(nèi)有低損耗,接近于零的飽和磁致伸縮系數(shù),對應(yīng)力不敏感,但是Bs 值低,價格昂貴;

鐵基非晶合金具有高Bs值、價格不高,但有效磁導(dǎo)率值較低。

納米晶合金的磁導(dǎo)率、Hc值接近晶態(tài)高坡莫合金及鈷基非晶,且飽和磁感Bs與中鎳坡莫合金相當,熱處理工藝簡單,是一種理想的廉價高性能軟磁材料;雖然納米晶合金的Bs值低于鐵基非晶和硅鋼,但其在高磁感下的高頻損耗遠低于它們,并具有更好的耐蝕性和磁穩(wěn)定性。納米晶合金與鐵氧體相比,在低于50kHz時,在具有更低損耗的基礎(chǔ)上具有高2至3倍的工作磁感,磁芯體積可小一倍以上。

方法

降低電感磁芯的損耗

大家都知道電感磁芯是很多電子產(chǎn)品中都會用于到的一種產(chǎn)品,例如手機、MP3、MP4、電腦、反激式變壓器、變壓器及led電視顯示屏等等。而且大家應(yīng)該也知道,電子產(chǎn)品在使用的過程中都產(chǎn)生一定的損耗,而電感磁芯也不例外。但是,如果當電感磁芯的損耗過大的話,會導(dǎo)致電感磁芯的使用壽命的減少,嚴重的話還會影響到應(yīng)用電感磁芯的產(chǎn)品的正常運行。那么我們應(yīng)該如何降低電感磁芯的損耗呢?

電感磁芯產(chǎn)生損耗的原因:

貼片電感磁芯的損耗主要來源于磁芯損耗和電感線圈損耗兩個方面,而且這兩個方面的損耗量的大小又需要根據(jù)其不同電路模式來進行判斷。其中,磁芯損耗主要是因為磁芯材料內(nèi)交替磁場而產(chǎn)生的,它所產(chǎn)生的損耗是操作頻率與總磁通擺幅(ΔB)的函數(shù),會大大降低了有效傳導(dǎo)損耗。線圈損耗則是因為磁性能量變化所造成的能源耗損,它會在當功率電感電流下降時,降低磁場的強度。

電感磁芯降低損耗的方法:

1、電感磁芯中產(chǎn)生的磁芯損耗會隨電感磁芯損耗上升而下降的容許銅線損耗,而且還會帶來相同的電感磁芯材料通量激增。因此當開關(guān)頻率上升至 500 kHz 以上,電感磁芯損耗和繞組交流損耗就可以極大地減少電感中的容許直流電流。

2、電感磁芯在電感線圈中的損耗主要表現(xiàn)在銅線損耗上,因此想要降低銅線損耗,必須要在電感磁芯損耗上升時降低,一直持續(xù)到各損耗均相等。最好的情況就是在高頻率下?lián)p耗穩(wěn)定保持相等,并允許從磁結(jié)構(gòu)獲得最大輸出電流。

參考資料 >

高頻變壓器磁芯結(jié)構(gòu)的選擇.s1979.2015-10-19

降低電感磁芯損耗的方法.電子變壓器與電感網(wǎng).2015-05-06

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