b磁芯铁氧体材料特性表
PC40 软磁铁氧体磁芯的材质特性参数和曲线图
B= F/IL (F=BIL而来)
R2K3D(PC40)磁芯特性曲线图:
PC40软磁铁氧体磁芯的材质特性参数和曲线图
R2K3D(PC40)材料特性参数:
单位
Unit
测试条件
Measuring Conditions
R2K3D(PC40)
初始磁导率μi
Initial permeability
1kHz
B<0.25mT
23±2℃
2300
±25%
振幅磁导率μa
Amplitude Permeablility
100℃
55
矫顽力Hc
Coercivity
A/m
50Hz
1194A/m
25℃
14.3
100℃
8.8
居里温度Tc
Curie temperature
℃
>215
电阻率ρ
Resistivity
Ω.m
6.5
密度d
Apparent dnsity
kg/cm3
4.8×103
磁感应强度:
1T=1000mT
在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T)。在高斯单位制中,磁感应强度的单位是高斯(Gs ),1T=10KGs等于10的四次方高斯。由于历史的原因,与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B,而另一辅助量却被称为磁场强度H,名实不符,容易混淆。通常所谓磁场,均指的是B。
mT
≥3000
功耗Pv
Power loss
mW/m3
100kHz
200mT
25℃
铁氧体材料特性及不同规格有效参数
i 铁氧体材料特性及不同规格有效参数10.3.1 国产铁氧体材料特性铁氧体的电阻率大约在106~1012μΩ·cm ,适用于几千到几百兆Hz 的频率之间。
对铁氧体软磁材料的主要要求是:初始磁导率μ 高,比损耗(单位体积或重量)小,磁导率随温度的变化要小等。
锰锌和镍锌铁氧体是常用的材料。
可用来制作滤波电感,高频功率变压器,谐振电感等。
铁氧体材料最高工作频率主要受损耗限制。
在一定的允许损耗下,频率提高,工作磁通密度相应减少,与提高频率来减少磁芯体积相矛盾。
一般建议的磁通密度是在工作频率下权衡损耗、体积、结构和效率的结果,不是绝对的。
例如PHILIPS 建议变压器磁芯:<100kHz 可用3C81、3C90、3C91、3C94 和3C96 等;<400kHz 可用3C90、3C94 和3C96 等;200kHz ~1MHz 可用3F3、3F4 和3F35;1~3MHz 可用3F4 和4F1;>3MHz 可用4F1 等。
电感磁芯:<500kHz 可用2P…、3C30 和3C90;<1MHz 可用3C90、3F3 和3F35 等等。
国产常用的牌号及主要磁性能见表10-7所示。
10.3.2 铁氧体尺寸规格铁氧体磁芯在通讯和开关电源中应用十分广泛,磁芯外形结构多种多样。
开关电源中主要应用的有E 型,ETD 型,EC 型,RM 型,PQ 型,EFD 型,EI 型,EFD 型,环形,LP 型.在模块电源中,主要应用扁平磁芯和集成磁元件。
例如FERROXCUBE-PHILIPS 的平面E 型磁芯,适于表面贴装的EP 、EQ 和ER 磁芯,以及集成电感元件(IIC -Integrated inductance component )等。
IIC 已将元件和磁芯合成一体,通过外部PCB 可自由组成电感和变压器。
各种磁芯结构往往是针对特定的应用设计的,有各自的优点和缺点,要根据应用场合,选择相应的磁芯结构。
磁性材料的基本特性及分类参数
一. 磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
PC40 软磁铁氧体磁芯的材质特性参数和曲线图[优质文档]
55
矫顽力Hc
Coercivity
A/m
50Hz
1194A/m
25℃
14.31Βιβλιοθήκη 0℃8.8居里温度Tc
Curie temperature
℃
>215
电阻率ρ
Resistivity
Ω.m
6.5
密度d
Apparent dnsity
kg/cm3
4.8×103
磁感应强度:
1T=1000mT
在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T)。在高斯单位制中,磁感应强度的单位是高斯(Gs ),1T=10KGs等于10的四次方高斯。由于历史的原因,与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B,而另一辅助量却被称为磁场强度H,名实不符,容易混淆。通常所谓磁场,均指的是B。
PC40软磁铁氧体磁芯的材质特性参数和曲线图
R2K3D(PC40)材料特性参数:
单位
Unit
测试条件
Measuring Conditions
R2K3D(PC40)
初始磁导率μi
Initial permeability
1kHz
B<0.25mT
23±2℃
2300
±25%
振幅磁导率μa
Amplitude Permeablility
B在数值上等于垂直于磁场方向长1 m,电流为1 A的导线所受磁场力的大小
B=F/IL (F=BIL而来)
R2K3D(PC40)磁芯特性曲线图:
mT
≥3000
功耗Pv
Power loss
mW/m3
100kHz
200mT
25℃
600
铁氧体磁性材料
矩磁材料是指一种具有矩形磁滞回线的铁氧体材料,如图4所示。磁滞回线是指外磁场增大到饱和场强+Hs后, 由+Hs变到-Hs再回到+Hs往返一周的变化中,磁性材料的磁感应强度也相应由+Bs,变到-Bs再回到+Bs,所经历 的闭合循环曲线。最常用的矩磁材料有镁锰铁氧体Mg-MnFe2O4和锂锰铁氧体Li-MnFe2O4等。
将混合后的配料在高温炉中加热,促进固相反应,形成具有一定物理性能的多晶铁氧体。这种多晶铁氧体也 称为烧结铁氧体。这种预烧过程是在低于材料熔融温度的状态下,通过固体粉末间的化学反应来完成的固相化学 反应。在固相反应中,一般来说,铁氧体所用的各种固态原料,在常温下是相对稳定的,各种金属离子受到品格 的制约,只能在原来的结点作一些极其微小的热振动。但是随着温度的升高,金属离子在结点上的热振动的振幅 越来越大,从而脱离了原来的结点发生了位移,由一种原料的颗粒进入到另一种原料的颗粒中。形成了离子扩散 现象。
这种材料不仅可以用作电讯器件中的录音器、微音器、拾音器、机以及各种仪表的磁铁,而且在污染处理、 医学生物和印刷显示等方面也得到了应用。
硬磁铁氧体材料是继铝镍钻系硬磁金属材料后的第二种主要硬磁材料,它的出现不仅节约了镍、钻等大量战 略物资,而且为硬磁材料在高频段(如电视机的部件、微波器件以及其他国防器件)的应用开辟了新的途径。
软磁铁氧体主要用作各种电感元件,如滤波器磁芯、变压器磁芯、天线磁芯、偏转磁芯以及磁带录音和录象 磁头、多路通讯等的记录磁头的磁芯等。
一般软磁铁氧体的晶体结构都是立方晶系尖晶石型,应用于音频至甚高频频段(1千赫-300兆赫)。但是具 有六角晶系磁铅石型晶体结构的软磁材料却比尖晶石型的应用频率上限提高了好几倍。
铁氧体材料的特性
铁氧体材料的特性MnZn系铁氧体具有高的起始磁导率,较高的饱和磁感应强度,在无线电中频或低频范围有低的损耗,它是1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。
常用的MnZn系铁氧体起始磁导率μi=400-20000,饱和磁感应强度Bs=400-530mT。
NiZn系铁氧体使用频率100kHz~100MHz,最高可使用到300MHz。
这类材料磁导率较低,电阻率很高,一般为105~107Ωcm。
因此,高频涡流损耗小,是1MHz以上高频段磁性能最优良材料。
常用NiZn系材料的磁导率μi=5-1500,饱和磁感应强度Bs=250-400mT。
MgZn系铁氧体材料的电阻率较高,主要应用于制作显像管或显示管的偏转线圈磁芯。
5.1.1.2磁粉芯材料的特性磁粉芯是由颗粒直径很小(0.5~5mm)的铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的磁芯,一般为环形,也有压制成E形的。
磁粉芯的电磁特性取决于金属粉粒材料的导磁率、粉粒的大小与形状、填充系数、绝缘介质的含量、成型压力、热处理工艺等。
磁粉芯主要用于电感铁芯,由于金属软磁粉末被绝缘材料包围,形成分散气隙,大大降低了金属软磁材料的高频涡流损耗,使磁粉芯具有抗饱和特性与宽频响应特性,特别适用于制作谐振电感、功率因数校正电感、输出滤波电感、EMI滤波器电感等。
常用磁粉芯主要有铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量(HighFlux)粉芯、坡莫合金粉芯(MPP)。
铁粉芯由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成,由于价格低廉,铁粉芯至今仍然是用量最大的磁粉芯,磁导率为10~100。
铁硅铝粉芯的典型成分为:9%Al、55Si、85%Fe。
由于在纯铁中加入了硅和铝,使材料的磁滞伸缩系数接近零,降低了材料将电磁能转化为机械能的能力,同时也降低了材料的损耗,使铁硅铝粉芯的损耗比铁粉芯的损耗低。
铁硅铝粉芯的饱和磁感应强度在1.05T左右,磁导率有26、60、75、90、125等5种,比铁粉芯具有更强的抗直流偏磁能力。
PC40 软磁铁氧体磁芯的材质特性参数和曲线图
Apparent dnsity
kg/cm3
4.8×103
磁感应强度:
1T=1000mT
在国际单位制(SI)中,磁感应强度的单位是特斯拉,简称特(T)。在高斯单位制中,磁感应强度的单位是高斯(Gs ),1T=10KGs等于10的四次方高斯。由于历史的原因,与电场强度E对应的描述磁场的基本物理量被称为磁感应强度B,而另一辅助量却被称为磁场强度H,名实不符,容易混淆。通常长1 m,电流为1 A的导线所受磁场力的大小
B= F/IL (F=BIL而来)
R2K3D(PC40)磁芯特性曲线图:
1194A/m
25℃
510
100℃
390
剩磁Br
Retentivity
mT
50Hz
1194A/m
25℃
95
100℃
55
矫顽力Hc
Coercivity
A/m
50Hz
1194A/m
25℃
14.3
100℃
8.8
居里温度Tc
Curie temperature
℃
>215
电阻率ρ
Resistivity
Ω.m
6.5
1kHz
B<0.25mT
23±2℃
2300
±25%
振幅磁导率μa
Amplitude Permeablility
mT
≥3000
功耗Pv
Power loss
mW/m3
100kHz
200mT
25℃
600
100℃
410
饱和磁通密度Bs
Saturation magenetic flux density
磁性材料的基本特性及分类参数
一•磁性材料的基本特性1・磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M〜H或B〜H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H, Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H 降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M〜H曲线或B〜H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2 •软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br/Bs矫顽力He:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率小是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率山、最大磁导率nm>微分磁导率pd、振幅磁导率pa、有效磁导率pe、脉冲磁导率|ip o居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe oc f2 t2 / , p 降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力He;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率P。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3 •软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压〜电流特性。
器件的电压〜电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
磁芯材质对照表
磁芯材质对照表• NCD和其它厂商铁氧体材料牌号对照表-1• NCD和其它厂商铁氧体材料牌号对照表-2• NCD和其它厂商铁氧体材料牌号对照表-3材料总览NCDFerrite Core材料特性 MATERIAL CHARACTERISTICS●功率铁氧体材料 Power ferrite materials特性符号单位LP1 LP2 LP3 LP3A Characteristics Symbol Unit初始磁导率 Initialpermeabilityμi- 3000±25%2500±25%2300±25%2200±25%相对损耗因数 Relative lossfactortanδ/μi×10-6 <10 <5 <4 <3饱和磁通密度BsmT 25℃500 500 490Saturation flux density 1194A/m 100℃390 390 380 剩磁 Remanence Br mT 130 130 110 矫顽力 Coercivity Hc A/m 13 13 10功率损耗Pc kW/m3 25℃Power loss 80℃120 90 60 (f=25kHz,B=200mT) 100℃160 100 70 50功率损耗Pc kW/m3 25℃700 650 600Power loss 80℃550 480 400 (f=100kHz,B=200mT) 100℃600 450 350 居里温度 CurietemperatureTc ℃≥220≥200≥200≥200密度 Density d kg/m3×103 4.8 4.8 4.8 4.8功率铁氧体材料LP2Power loss 80℃550 (f=100kHz,B=200mT) 100℃600 居里温度 Curie temperature Tc ℃≥200密度 Density d kg/m3×103 4.8●导磁率 Vs.温度特性●导磁率 Vs.频率特性●功率损耗 Vs.温度特性●功率损耗 Vs.频率特性功率铁氧体材料LP3特性符号单位LP3 Characteristics Symbol Unit初始磁导率 Initial permeability μi- 2300±25%相对损耗因数 Relative loss factor t anδ/μi×10-6 <4饱和磁通密度BsmT 25℃500Saturation flux density 1194A/m 100℃390 剩磁 Remanence Br mT 130 矫顽力 Coercivity Hc A/m 13功率损耗Pc kW/m3 25℃Power loss 80℃90 (f=25kHz,B=200mT) 100℃70功率损耗Pc kW/m3 25℃650Power loss 80℃480 (f=100kHz,B=200mT) 100℃450 居里温度 Curie temperature Tc ℃≥200密度 Density d kg/m3×103 4.8●导磁率 Vs.温度特性●导磁率 Vs.频率特性●功率损耗 Vs.温度特性●功率损耗 Vs.频率特性功率铁氧体材料LP3特性符号单位LP3A Characteristics Symbol Unit初始磁导率 Initial permeability μi- 2200±25%相对损耗因数 Relative loss factor t anδ/μi×10-6 <3饱和磁通密度BsmT 25℃490Saturation flux density 1194A/m 100℃380 剩磁 Remanence Br mT 110 矫顽力 Coercivity Hc A/m 10功率损耗Pc kW/m3 25℃Power loss 80℃60 (f=25kHz,B=200mT) 100℃50功率损耗Pc kW/m3 25℃600Power loss 80℃400 (f=100kHz,B=200mT) 100℃350 居里温度 Curie temperature Tc ℃≥200密度 Density d kg/m3×103 4.8●导磁率 Vs.温度特性μi Vs. Temperature●导磁率 Vs.频率特性μi Vs. Frequency●功率损耗 Vs.温度特性●功率损耗 Vs.频率特性●高磁导率铁氧体材料特性符号单位HP1 HP2 HP3 HP3A CharacteristicsSymbol Unit初始磁导率Initial permeability μi-5000±25%7000±25%10000±30%12000±30%相对损耗因数tanδ/μi ×10-6<15 <7 <7 <10Relative lossfactor(100kHz) (10kHz) (10kHz) (10kHz)饱和磁通密度Bs mT 420 400 400 380Saturationflux density1194A/m 1194A/m 1194A/m 1194A/m 剩磁 RemanenceBr mT 110 100 90 110 矫顽力 CoercivityHc A/m 10 6 5 4.5 减落因数Disaccommodati on factor DF×10-6<3 <3 <2 <2居里温度 CurietemperatureTc ℃≥140≥130≥120≥100密度 Density d kg/m3×103 4.85 4.9 4.95 4.95●导磁率 Vs.温度特性●导磁率 Vs.频率特性●阻抗 Vs.频率特性EE磁芯价格:¥面议型号 Type 尺寸 Dimensions (mm)A B C D E FEE10/5/5 10.3±0.2 5.5+0.15-0.1 4.75±0.2 2.4±0.2 7.7min 4.3±0.15 EE13/5/6 12.9±0.3 5.0±0.3 6.0±0.3 2.85±0.2 8.5min 3.65±0.15 EE13/6/6 13.0±0.3 6.0±0.15 5.9±0.2 2.6±0.2 10.2±0.3 4.6±0.1EE13.4/6/6 13.4±0.2 6.1±0.15 6.15±0.15 2.75±0.15 10.5min 4.8±0.1EE16/7/5 16.0±0.3 7.2±0.1 4.8±0.2 3.8±0.2 12.0±0.3 5.2±0.25 EE16/7/7 16.1±0.3 7.25±0.15 6.9±0.2 3.8±0.2 12.0±0.3 5.2+0.25EE16/8/4 16.3±0.3 8.15±0.15 4.50±0.2 4.55±0.15 11.5min 6.0±0.2EE16/12/5 16.0±0.3 12.25±0.2 5.0-0.5 4.2-0.4 12.0±0.3 10.2+0.3-0.2 EE19/8/5 19.0±0.3 8.05±0.2 5.0±0.2 4.5±0.2 14.5±0.3 5.65±0.15 EE19/14/5 19.0±0.3 13.65±0.25 4.85±0.25 4.85±0.25 14.0±0.3 11.4±0.25Al:1kHz,0.5mA,100TsPc:100kHz,200mT,100°C100kHz,100mT,100°C(*)。
磁性材料的基本特性及分类参数
一.磁性材料的基本特性1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H作用下,必有相应的磁化强度M或磁感应强度B,它们随磁场强度H的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe的方法是减薄磁性材料的厚度t及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
设计者必须熟悉材料的磁化过程并拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
磁芯参数
1,磁芯向有效截面积:Ae2,磁芯向有效磁路长度:le3,相对幅值磁导率:μa4,饱和磁通密度:Bs功率铁氧体磁芯常用功率铁氧体材料牌号技术参数EI型磁芯规格及参数PQ型磁芯规格及参数EE型磁芯规格及参数EC、EER型磁芯规格及参数1 磁芯损耗:正弦波与矩形波比较一般情况下,磁芯损耗曲线是按正弦波+/-交流(AC)激励绘制的,在标准的和正常的时候,是不提供极大值曲线的。
涉及到开关电源电路设计的一个共同问题是正弦波和矩形波激励的磁芯损耗的关系。
对于高电阻率的磁性材料如类似铁氧体,正弦波和矩形波产生的损耗几乎是相等的,但矩形波的损耗稍微小一些。
材料中存在高的涡流损耗(如大型叠片式或大型切割磁芯)时,矩形波损耗是正弦波损耗的1/2~2/3。
D.Y.Chen提供的参考资料解释了这种现象。
一般情况下,具有矩形波的磁芯损耗比具有正弦波的磁芯损耗低一些。
但在元件存在铜损的情况下,这是不正确的。
在变压器中,用矩形波激励时的铜损远远大于用正弦波激励时的铜损。
高频元件的损耗在铜损方面显得更多,集肤效应损耗比矩形波激励磁芯的损耗给人们的印象更深刻。
举个例子,在20kHz、用17#美国线规导线的绕组时,矩形波激励的磁芯损耗几乎是正弦波激励磁芯损耗的两倍。
例如,对于许多开关电源来说,具有矩形波激励磁芯的5V、20A和30A输出的电源,必须采用多股绞线或利兹(Litz)线绕制线圈,不能使用粗的单股导线。
2 Q值曲线所有磁性材料制造厂商公布的Q值曲线都是低损耗滤波器用材料的典型曲线。
这些测试参数通常是用置于磁芯上的最适用的绕组完成的。
对于罐形磁芯,Q值曲线指出了用作生成曲线时的绕组匝数和导线尺寸,导线是常用的利兹线,并且绕满在线圈骨架上。
对于钼坡莫合金磁粉芯同样是正确的。
用最适合的绕组,并且导线绕满了磁芯窗口时测试,则Q值曲线是标准的。
Q值曲线是在典型值为5高斯或更低的低交流(AC)激励电平下测量得出的。
由于在磁通密度越高时磁芯的损耗越大,故人们警告,在滤波电感器工作在高磁通密度时,磁芯的Q值是较低的。
铁氧体 磁芯
铁氧体磁芯是由铁氧体材料制成的磁性元件,广泛应用于电子和电气工程中。
以下是铁氧体磁芯的主要特性和应用:
特性:
1.高频性能:由于铁氧体的特性,它在高频应用中表现出色,减少了磁芯损耗。
2.高磁导率:铁氧体磁芯能够有效地集中和传导磁场,这意味着它们可以在更小的体积下实现相同的性能。
3.热稳定性:与其他磁性材料相比,铁氧体在高温下仍然保持其磁性特性。
应用:
1.电源电子:在变压器、电感和滤波器中,铁氧体磁芯提供了高效率和小体积的解决方案。
2.射频与通讯:铁氧体磁芯被广泛应用于射频变压器、阻抗匹配和电磁屏蔽中。
3.数据存储:某些硬盘驱动器技术使用铁氧体磁芯来增强存储密度和性能。
4.电磁干扰(EMI)滤波:铁氧体环或磁珠用于缠绕电缆,以抑制和减少电磁干扰。
种类:
铁氧体磁芯可以根据其成分和应用,分为不同的类型。
例如,锰锌铁氧体(用于低频应用)和镍锌铁氧体(用于高频应用)。
总的来说,铁氧体磁芯因其高频性能、高磁导率和热稳定性等特性,在电源电子、射频与通讯、数据存储和电磁干扰滤波等多个领域都有着广泛的应用。
整理磁性材料的基本特性
精品文档一 •磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场 H 作用下,必有相应的磁化 强度M 或磁感应强度B ,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M 〜H 或B 〜H 曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有 2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度 H 足够 大时,磁化强度M 达到一个确定的饱和值 Ms ,继续增大H , Ms 保持不变;以及当材料的M 值 达到饱和后,外磁场H 降低为零时,M 并不恢复为零,而是沿 MsMr 曲线变化。
材料的工作状态相当于 M 〜H 曲线或B 〜H 曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数 饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化 矢量整齐排列;*剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H 回到0时的B 值.矩形比:Br/Bs ;*矫顽力He:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等);*磁导率m:是磁滞回线上任何点所对应的 B 与H 的比值,与器件工作状态密切相关;*初始磁导率mi 、最大磁导率mm 、微分磁导率md 、振幅磁导率ma 、有效磁导率me 、脉 冲磁导率mp ; 居里温度Te:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转 变为顺磁性,该临界温度为居里温度.它确定了磁性器件工作的上限温度;*损耗P:磁滞损耗Ph 及涡流损耗Pe P=Ph+Pe=af+bf2+cPe 卩f2t2降低磁滞损耗Ph 的方法 是降低矫顽力He ;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻 率r ;*在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(亳瓦特)/表面积(平方 厘米)3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换 rz m [r 厶 r _®柜形回线磁滞回线及磁导率随磁场强度的变化曲线 (㉚普通回线・设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;・合理确定磁芯的几何形状及尺寸;・根据磁性参数要求,模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数二、常用软磁磁芯的特点及应用(一)■粉芯类1. 磁粉芯 磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。
各种磁芯特性和优势
这种磁性的特点和应用的范围究竟是选择磁粉芯,还是铁粉芯?相信这个许多工程师在进行开关电源方案的设计中经常碰到。
在高功率电感磁芯选择的问题上,磁芯、粉芯、铁硅铝以及铁氧体中的选择和比较是工程师经常探讨的问题。
市场上高功率电感的磁芯选择还是挺多的,可供选择的电感材料有:铁硅铝(Kool Mμ)、铁粉芯、铁硅(硅钢叠片)、间隙铁氧体、钼坡莫(MPP)和高磁通(High Flux)等。
那么他们究竟有什么特性适合怎么样的应用呢?磁芯材料比较铁硅铝与间隙铁氧体铁硅铝和间隙铁氧体是两种常用的材质,在软饱和方面,间隙铁氧体必须在下降曲线的安全区进行设计。
铁硅被设计在受控制的下降曲线范围中,这样就能够提供好的容错特性,特别是在高功率时候。
信息请登陆:输配电设备网在磁通量比较方面,假设特定的50%下降设计点,铁硅铝(Kool Mμ)的磁通量是间隙铁氧体的2倍以上, 这使磁芯的尺寸可缩小35%,设计时可以把磁芯的尺寸缩小30%至35%。
软饱和曲线使铁硅设计本身具有容错能力,而间隙铁氧体则没有。
铁氧体磁能力随温度变化,而铁硅保持相对稳定。
很多铁氧体供应商或者厂家会给出产品在25℃到100℃不同环境下材质的差异。
由于铁硅铝的材质及结构和间隙铁氧体不同,随着温度改变,变化不会很大。
信息来源:http://www.tede.在边缘损耗方面,铁硅不会发生边缘损耗,而间隙铁氧体有很大的边缘损耗。
铁芯的间隙部分随着温度的增加损耗会增加。
铁硅铝(Kool Mμ)也有间隙,但是这是均匀的分布式间隙,因为这个形式,在高功率的应用上会更好。
信息来自:www.t对于尺寸和储能,从铁硅铝(Kool Mμ)与锰锌铁氧体在LI2值比较中可以看出,当尺寸都是55mm的大小,测试铁硅铝用60μ,铁硅铝(Kool Mμ)在体积大小的情况下,储能大概是锰锌铁氧体的2倍多,如表1所示。
而当储能是一样的时候,LI2值一样,铁硅铝(Kool Mμ)体积缩小了很多,对于设计者来说,这有效缩小了设计尺寸。
铁氧体磁芯及其应用
U型: 简单、经济的形状; 可拼接使用于更大的功率; 大的尺寸; 没有自屏蔽效果。
环形(Ring) 简单经济的形状; 非常低的杂散磁通和漏感; 不容易绕线。
软磁铁氧体的发展趋势
更高的磁导率 更低的损耗 更高的饱和磁通密度 更高的使用频率 更宽的使用温区 更小的体积和重量 更低矮的安装高度
更高的磁导率 TDK:H5C2 (μ=10000)
软磁铁氧体的主要优点
电阻率远大于金属磁性材料,这抑制了涡流的产生, 使铁氧体能应用于高频领域;采用陶瓷工艺易于制成 各种不同的形状和尺寸;化学特性稳定、不生锈;较 低的制造成本。
软磁铁氧体的主要缺点
饱和磁通密度较低,质地脆,易碎。
种类繁多的软磁铁氧体磁心
软磁铁氧体的主要用途
主要制成磁心用于各种电感器、变压器、滤波器和扼 流圈的制造,广泛应用于现代电子信息领域,如电脑 及其外部设备、办公自动化设备、数字通信和模拟通 信设备、互联网、家用电器、电磁兼容设备、绿色照 明装置、工业自动化和汽车、航空、航天及军事领域。
接口电路
背光源逆变器 (Backlight Inverter)
冷阴极射 线管 (CCFL)
LCD背光源逆变器
晶体管
IC 电阻
扼流圈 片式电感
升压变压器
1推2(2合1)式
升压变压器主要技术要求:
在50 ~100kHz内有低的损耗,损耗温度系数为负值, 低矮轮廓,高尺寸精度
适合的材料为LP3、LP3A、LP9 适合的磁心形状为EFD、EE 、EI、CI、UI
NCD
功 率 铁 氧 体 材 料 特 性
NCD高磁导率铁氧体材料特性
常用铁氧体磁心的特点: E (EE、EF、EI): 简单、经济的形状; 方形截面不易绕制粗线; 磁心有效面积较大; 磁屏蔽较差。
磁性材料常识参数介绍
2019/2/9 SPINEL
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磁性材质介召:材质发展
在PC50后,TDK相继推 出超低功耗材料PC44,PC45, PC46,PC47,其功率损耗较 PC40降低了约1/4~1/3, 主要差别就在于功耗最低点温 度不同,PC45为60-80℃, PC46为40-50℃,PC47则是 100℃,它们有一个明显的缺 点,一旦偏离了功耗最低点, 损耗值急剧上升。
SPINEL
磁性参数与测量:磁导率μ (4)
3 振幅导磁率μα
作功率变换的开关电源变压器磁芯是工作在 高磁通密度下,因此必须引入振幅磁导率参数才能 真实反映出功率型磁芯在高磁通密度下的磁特性; μα= 1/μ0
* B/H
(式中规定的B值比测时高出数百倍以上,例如:200mT)
SPINEL
磁性参数与测量:磁损耗 (1)
铁氧体软磁材料介召
无锡斯贝尔:黄舰
内容
磁学常识:磁性材料分类 磁学常识:磁性来源 磁学常识:磁化曲线 磁性参数与测量 磁性材料应用 磁性材质介召
2019/2/9 SPINEL
2
磁学常识:磁性材料分类
锰锌系材* 铁氧体磁芯 镍锌系材 镁锌系材 硅(矽)钢材 铁粉芯 合金类磁芯 铁硅铝合金 铁镍合金 钼坡莫合金 非晶、微晶合金
磁性参数与测量:其它参数
电阻率ρ 单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻;和磁芯 的涡流损耗有关系。 密度d 单位体积材料的重量d=W/V 式中:W为磁性材料的重量, V为磁性材料的体积。 磁芯的密度对Bs、μi等特性有一定影响。 电感系数AL 定义为具有一定形状和尺寸的磁芯上每一匝线圈 产生的自感量。 AL=L/N2 式中:L为装有磁芯线圈的自感量(H),N为匝 数。 2019/2/9
软磁材料性能
上式说明:
a 工作频率f越大, Pth 越大
C、 μi –f特性
意义:
材料的磁导率随使用频率的变化关系即为μi –f特性,当μi 降低 时的频率为截止频
率 μi –f特性与使用的关系:
1
截止频率以上材料的μi值急剧下降,使材料的电感值急剧下降,会造成产品失效不能2 使
用。所谓宽频即为截止频率高。
影响μi –f特性的因素:
材料的制造工艺
材料的晶粒尺寸越小截止频率越高
3、我公司高导铁氧体材料的特性 命名方法 R 10K 磁导率大小 软磁
材料 名称 R4K R5K R7K R10K R12K R15K
μi
4300±25%
5000±25%
7000±25%
10000±30 % 12000±30 % 15000±30 %
tanδ/μi (×10-6)
<10
αμr ( ×106℃) (20—60℃)
μi高
1、功率铁氧体材料
主要用于高频小型化开关电源、电视机显示器的回扫变压器等。
①发展过程
70年代第一代
中国2KD TDK H35 PHILIPS 3C85 适于20KHZ
80年代初第二代 (DMR30)2KBD TDK PC30 EPCOS N27 适于100K以下
80年代后期第三代 (DMR40)2KB1 TDK PC40 PHILIPS 3C90 适于250K以下