磁芯选用

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交流磁芯材料选用原则

交流磁芯材料选用原则

交流磁芯材料选用原则磁芯材料是电子器件中的重要组成部分,用于存储和传输磁能。

不同的磁芯材料具有不同的特性和应用范围,正确选择适合的材料对于电子器件的性能和稳定性至关重要。

本文将介绍一些常见的磁芯材料以及选用原则。

1. 铁氧体材料(Ferrite)铁氧体材料是最常见的磁芯材料之一,具有良好的磁导率和低电导率。

它们广泛应用于变压器、电感器和电源滤波器等领域。

选用铁氧体材料时需要考虑其工作频率范围、饱和磁场强度以及磁介质损耗等因素。

对于高频应用,需要选择高饱和磁场强度和低磁介质损耗的铁氧体材料。

2. 硅钢材料(Silicon Steel)硅钢材料主要用于制造电动机和变压器的磁芯。

它们具有高导磁率和低磁滞损耗,可以有效地减少能源损耗。

选用硅钢材料时需要考虑其导磁率、饱和磁感应强度和电阻率等因素。

通常情况下,高导磁率和低电阻率的硅钢材料适用于高频率应用,而高饱和磁感应强度的硅钢材料适用于高功率应用。

3. 铁镍合金材料(Iron-Nickel Alloy)铁镍合金材料是一种特殊的磁芯材料,具有高导磁率和低磁滞损耗。

它们广泛应用于高精密仪器和通信设备中。

选用铁镍合金材料时需要考虑其导磁率、饱和磁感应强度和温度系数等因素。

在高温环境下,需要选择具有低温度系数的铁镍合金材料。

4. 铁氮合金材料(Iron-Nitrogen Alloy)铁氮合金材料是一种新型的磁芯材料,具有高导磁率、低磁滞损耗和低成本的特点。

它们适用于高频率和高功率应用。

选用铁氮合金材料时需要考虑其导磁率、饱和磁感应强度和磁滞损耗等因素。

对于高频率应用,需要选择具有高导磁率和低磁滞损耗的铁氮合金材料。

5. 铁氧氮合金材料(Iron-Oxide-Nitride Alloy)铁氧氮合金材料是一种新型的磁芯材料,具有高导磁率、低磁滞损耗和低温度系数的特点。

它们适用于高频率和高温度应用。

选用铁氧氮合金材料时需要考虑其导磁率、饱和磁感应强度和温度系数等因素。

常用磁芯与应用功率 对照表

常用磁芯与应用功率 对照表

常用磁芯与应用功率对照表是一种表格,其中列出了不同的磁芯类型和应用功率。

通过这个表格,人们可以快速了解不同磁芯的适用功率范围,从而更好地选择适合自己需求的磁芯。

在对照表中,常见的磁芯类型包括铁氧体磁芯、硅钢磁芯、坡莫合金磁芯等。

这些磁芯在不同的应用场合有不同的适用功率范围。

例如,铁氧体磁芯适用于较低功率的应用,如电源供应器、充电器等,其优点是成本较低、温度稳定性好,但缺点是饱和磁感应强度较低。

硅钢磁芯适用于中等功率的应用,如电机、发电机等,其优点是饱和磁感应强度高、磁导率高,但缺点是成本较高、温度稳定性较差。

坡莫合金磁芯适用于高功率的应用,如高频变压器、脉冲变压器等,其优点是饱和磁感应强度高、磁导率高、电阻率高,但缺点是成本极高、温度稳定性差、容易氧化。

除了磁芯类型和应用功率外,对照表还可以包括其他相关信息,如磁芯的材料、形状、尺寸等。

这些信息有助于人们更好地了解不同磁芯的特点和适用范围,从而更好地选择适合自己需求的磁芯。

总之,常用磁芯与应用功率对照表是一种方便实用的参考资料,可以帮助人们更好地了解不同磁芯的特点和适用范围,从而更好地选择适合自己需求的磁芯。

浅谈高频变压器磁芯的选用如何选型

浅谈高频变压器磁芯的选用如何选型

浅谈高频变压器磁芯的选用如何选型高频变压器磁芯的选用是变压器设计中非常重要的一环,直接影响了变压器的性能和效率。

选用合适的磁芯可以提高变压器的能量转换效率、降低功率损耗、增加功率密度等。

在选择高频变压器磁芯时,需要考虑以下几个关键因素:1.磁导率:磁导率是磁芯材料的一个重要参数,它反映了磁芯对磁场的导磁能力。

选择具有较高磁导率的磁芯能够提高能量传输效率。

目前常用的高频变压器磁芯材料包括铁氧体、磁性不锈钢、钴铁和镍铁合金等。

不同磁芯材料的磁导率各有差异,需要根据具体的设计要求和性能指标进行选择。

2.饱和磁场强度:饱和磁场强度是指材料的磁场强度达到一定程度时,磁化强度不再增加的临界值。

选择具有较高饱和磁场强度的磁芯可以提高变压器的能量转换效率和输出功率。

一般来说,磁导率越高的磁芯,其饱和磁场强度也较高。

3.损耗:磁芯材料的损耗是选择磁芯时需要考虑的另一个重要因素。

高频变压器在工作过程中会产生一定的涡流损耗和磁滞损耗。

较低的损耗能够提高变压器的效率和功率密度。

一般来说,铁氧体材料具有较低的涡流损耗和磁滞损耗,因此在高频变压器中应用较为广泛。

4.成本和可获性:在选用磁芯时,还需要考虑材料的成本和可获性。

一些高性能的磁芯材料可能价格较高或难以获得,而一些常见的磁芯材料则价格比较低廉。

因此,需要在高性能和经济性之间进行权衡,选择适合的磁芯材料。

5.尺寸和形状:磁芯的尺寸和形状也是选择磁芯时需要考虑的因素。

变压器磁芯的尺寸和形状会直接影响变压器的体积、重量和功率密度等。

因此,在设计变压器时需要综合考虑磁芯的尺寸和形状,以满足实际需求。

综上所述,高频变压器磁芯的选用是一个综合考虑磁导率、饱和磁场强度、损耗、成本和可获性、尺寸和形状等多个因素的过程。

通过合理选择磁芯材料和形状,可以提高高频变压器的性能和效率,满足不同的设计要求和性能指标。

高频变压器方案时挑选磁芯的两种办法

高频变压器方案时挑选磁芯的两种办法

高频变压器方案时挑选磁芯的两种办法1面积乘积法这儿讲的面积乘积。

是指磁芯的可绕线的窗口面积和磁芯的截面积,这两个面积的乘积。

标明办法为WaAe,有些讲义和书本上简写为Ap,单位为。

依据法拉第规矩,咱们有:窗口面积运用状况有:KWalpha;=NAw变压器有初级、次级两个绕组。

因而有:KWalpha;=2NAw或0.5KWalpha;=NAw咱们知道:Aw=而电流有用值I=Ip得到以下联络式:0.5KWalpha;=即:所以就有如下式:因为:Edelta;Ip=Pi又有:Pi=究竟得到如下公式:这个公式适用于单端变压器,如正激式和反激式。

delta;<0.5,Bm-T,K-0.3~0.4,eta;-0.8~0.9,J-A/。

推挽式的公式则为:半桥式的公式则为:这儿的delta;>0.5,例如0.8~0.9。

单端变压器如正激式和反激式:Bm=△B=Bs-Br。

双端变压器如推挽式、半桥式和桥式:Bm=2Bpk。

全桥式公式与推挽式相同,但delta;>0.5,例如0.8~0.9。

在J=400A/,K=0.4,eta;=0.8,delta;=0.4(单端变压器),delta;=0.8(双端变压器)。

公式简化如下:(单端变压器)(推挽式)(半桥式和桥式)2几许标准参数法这个办法是把绕组线圈的损耗,即铜损作为方案参数。

因而,公式恰是由核算绕组线圈的铜损的公式演化而来的。

变压器有两个绕组这儿为初级绕组电阻,为次级绕组电阻。

因为因而每个绕组各占一半窗口面积,悉数绕组线圈的铜损的公式:公式简化:改换两个参数的方位,公式变成:初级安匝与次级安匝持平的联络,以及电流有用值同峰值的联络。

上式进一步演化成:同理(碰头积乘积法)有:将两个式子代入,得出公式:与面积乘积法的办法相一同,公式变成如下办法:此公式合适各种电路办法。

Bm取值同面积乘积法。

3实习举例单端反激式电路。

输出功率Po=34W,输入最小直流电压Vi(min)=230V,输入电流峰值1.18A,占空比=0.25,频率f=68kHz,t=14.7mu;s,初级电感Lp=716mu;H,变压器功率eta;=0.8,电流密度J=400A/cm,Bm=0.11T,K=0.4,Pcu=0.34W。

电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢?

电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢?

电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢?展开全文电磁铁的铁芯为什么应选用软铁而不用钢?这是因为电磁铁要求其磁性强弱随着通入电流大小的变化而发生明显变化。

软铁属软磁体,被磁化后磁性很容易消失;而钢是硬磁体,通电后会磁化成为永磁体,用钢作铁芯的电磁铁,其磁性强弱随电流大小的变化就不明显了。

电工软铁的Ms(最大磁化强度)较大,Ms越大,则电磁铁能产生的饱和磁感应强度就越大,因此,软铁铁芯电磁铁产生的磁力大于一般材料如钢、硅钢、坡莫合金等做铁芯的。

软磁材料是指剩磁和矫顽力均很小的铁磁材料,如硅钢片、纯铁等。

特点是易磁化、易去磁且磁滞回线较窄。

软磁材料常用来制作电机、变压器、电磁铁等电器的铁心。

软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。

应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。

软磁材料种类繁多,通常按成分分为:①纯铁和低碳钢。

含碳量低于0.04%,包括电磁纯铁、电解铁和羰基铁。

其特点是饱和磁化强度高,价格低廉,加工性能好;但其电阻率低、在交变磁场下涡流损耗大,只适于静态下使用,如制造电磁铁芯、极靴、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩等。

②铁硅系合金。

含硅量 0.5%~ 4.8%,一般制成薄板使用,俗称硅钢片。

在纯铁中加入硅后,可消除磁性材料的磁性随使用时间而变化的现象。

随着硅含量增加,热导率降低,脆性增加,饱和磁化强度下降,但其电阻率和磁导率高,矫顽力和涡流损耗减小,从而可应用到交流领域,制造电机、变压器、继电器、互感器等的铁芯。

③铁铝系合金。

含铝6%~16%,具有较好的软磁性能,磁导率和电阻率高,硬度高、耐磨性好,但性脆,主要用于制造小型变压器、磁放大器、继电器等的铁芯和磁头、超声换能器等。

④铁硅铝系合金。

在二元铁铝合金中加入硅获得。

其硬度、饱和磁感应强度、磁导率和电阻率都较高。

缺点是磁性能对成分起伏敏感,脆性大,加工性能差。

主要用于音频和视频磁头。

⑤镍铁系合金。

镍含量30%~90%,又称坡莫合金,通过合金化元素配比和适当工艺,可控制磁性能,获得高导磁、恒导磁、矩磁等软磁材料。

反激式开关电源设计的思考三(磁芯的选取)

反激式开关电源设计的思考三(磁芯的选取)

反激式开关电源设计的思考三(磁芯的选取)在DCM状态下选择:Uin-电源输入直流电压Uinmin-电源输入直流电压最小值D-占空比Np-初级绕组匝数Lp-初级绕组电感量Ae-磁芯有效面积Ip-初级峰值电流f-开关频率Ton-开关管导通时间I-初级绕组电流有效值η-开关电源效率J-电流密度通过(3)式可方便计算出反激式开关电源在电流断续模式时磁芯的AeAw值,通过查厂商提供的磁芯参数表就可选择合适的磁芯,在选择磁芯时要留一定的余量。

例如:有一反激式开关电源输出功率为10W,开关频率为40KHz, ΔB为0.16T,电流密度取4.5A/mm2磁芯选用EE系列,那么由公式(3)可知:考虑到实际绕线的绝缘层等的影响,须考虑填充系数(取0.8),即:Ap = AeAw/0.8=1.736×1000 / 0.8 = 2207.5通过上面计算,EE19磁芯比较接近,考虑到辅助绕组和其他因素选择EE20磁芯。

为计算方便,(3)式可修正为:Ap = AwAe = 6500×P0 / (△B×J×f) (4)单位:P0 ----- 瓦特;△B ---- 特斯拉J ------ 安培/平方毫米f ------ 千赫兹Ap ------ 毫米的四次方在实际使用中一定要注意公式的应用条件,公式(4)是在单端反激式开关电源电流断续模式下推导出来的,并且用了一系列假设:1.窗口使用系数SF:0.42.初级绕组面积Ap = 次级绕组面积 As3.当直流输入电压最低时Dm=0.54.电源效率η= 0.85.填充系数为0.8因此,该计算值在使用中要根据实际情况酌情修正,并且作为我们选择磁芯的一个大致参考,由于工艺的原因必须通过实践验证而最终确定。

另外单端反激式开关电源中,他激式和自激式的效率差别比较大,一般自激式的效率比较低,大概在0.7左右,使用公式(4)时要乘以(0.8/0.7=)1.15进行修正。

开关电源使用的磁性器件中磁芯的选用及设计

开关电源使用的磁性器件中磁芯的选用及设计

开关电源使用的磁性器件中磁芯的选用及设计开关电源中使用的磁性器件较多,其中常用的软磁器件有:作为开关电源核心器件的主变压器(高频功率变压器)、共模扼流圈、高频磁放大器、滤波阻流圈、尖峰信号抑制器等。

不同的器件对材料的性能要求各不相同。

 (一)、高频功率变压器 变压器铁芯的大小取决于输出功率和温升等。

变压器的设计公式如下: P=KfNBSI×10-6T=hcPc+hWPW 其中,P为电功率;K为与波形有关的系数;f为频率;N为匝数;S为铁芯面积; B为工作磁感;I为电流;T为温升;Pc为铁损;PW为铜损;hc和hW为由实验确定的系数。

 由以上公式可以看出:高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量。

但B值的增加受到材料的Bs值的限制。

而频率f可以提高几个数量级,从而有可能使体积重量显着减小。

而低的铁芯损耗可以降低温升,温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取。

一般来说,开关电源对材料的主要要求是:尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性,有些用途要求较高的矩形比,对应力等不敏感、稳定性好,价格低。

单端式变压器因为铁芯工作在磁滞回线的第一象限,对材料磁性的要求有别于前述主变压器。

它实际上是一只单端脉冲变压器,因而要求具有大的B=Bm-Br,即磁感Bm和剩磁Br之差要大; 同时要求高的脉冲磁导率。

特别是对于单端反激式开关主变压器,或称储能变压器,要考虑储能要求。

 线圈储能的多少取决于两个因素:一个是材料的工作磁感Bm值或电感量L,另一个是工作磁场Hm或工作电流I,储能W=1/2LI2。

这就要求材料有。

磁芯材料的选择

磁芯材料的选择

磁芯材料的选择
(1)高频损耗和饱和磁通密度,三种电感电流和磁通的交变成分大小不同,应区别对待。

①高频交流电感:例如,用于软开关电路中LC 谐振电路的谐振电感,
其特点是,电流只有高频交流成分,没有直流成分,磁通也是双方向磁化,
Bw=2Bm,Bm 取大时磁心损耗也较大,应适当选取Bm 和选用损耗小的材料。

当选用磁粉心材料时,μ小的损耗也较小。

②直流滤波电感:电感电流以直流电流成分为主,高频交流成分较小,
通常交流成分峰值仅占直流额定电流的20%;高频损耗相对较小。

为了减小体积应选用Bs 较大的磁心材料,如铁粉磁心等。

③储能电感:分为电流连续型(CCM)和不连续型(DCM)两种:连
续型的储能电感如同上述直流滤波电感;不连续型的储能电感的交流电流成分
与直流电流成分相当,高频交流损耗较大,比高频交流电感小些。

(2)电感磁心型式尺寸的选择:电感磁心的尺寸大小与磁场能量大小有关。

对于功率体积设计法,由Aw·Ac来选择,对于调整率体积设计法,由Kd 来选择。

(3)气隙的集中和分散。

电感的磁动势(电流乘以匝数)是全部用来产生
磁通的,为在磁心中产生适当的磁通密度,Bw 可以从两种方案中选择。

①方案一:采用通常高频变压器用的〃值较高的磁心材料(μ值的大小
并不重要),磁路中加适当的集中式气隙(垫纸或纸板),以防止磁通进入饱和
状态;集中气隙的杂散磁场较大。

②方案二:采用低初始磁导率μi;的恒磁导率铁磁粉心环形磁心。

其外
形无气隙,实际上是用来黏合磁粉材料的黏合剂形成许多微小气隙、均匀地分。

磁芯材料的介绍

磁芯材料的介绍

电力电子电路常用磁芯元件的设计一、常用磁性材料的基本知识磁性元件可以说是电力电子电路中关键的元件之一,它对电力电子装置的体积、效率等有重要影响,因此,磁性元件的设计也是电力电子电路系统设计的重要环节。

磁性材料有很多种类,特性各异,不同的应用场合有不同的选择,以下是几种常用的磁性材料。

1.低碳钢低碳钢是一种最常见的磁性材料,这种材料电阻率很低,因此涡流损耗较大,实际应用时常制成硅钢片。

硅钢片是一种合金材料(通常由97%的铁和3%的硅组成),它具有很高的磁导率,并且每一薄片之间相互绝缘,使得材料的涡流损耗显著减小。

磁芯损耗取决于材料的厚度与硅含量,硅含量越高、电阻率越大。

这种材料大多应用于低频场合,工频磁性元件常用这种材料。

2.铁氧体随着工作频率的提高,对磁芯损耗的要求更高,硅钢片由于制造工艺的限制,已经很难满足这种要求,铁氧体就是在这种形势下出现的。

铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。

铁氧体的化合物是MeFe2O4,这里Me代表一种或几种二价的金属元素,例如,锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。

这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(T c)。

铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。

这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。

高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类:锰锌(MnZn)铁氧体材料和镍锌(NiZn)铁氧体材料。

比较而言,NiZn材料的电阻率较高,一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。

但是最近的研究表明,如果颗粒的尺寸足够小而且均匀,在几兆赫兹范围内MnZn材料显示出较NiZn材料更为优越的特性,例如,TDK公司的H7F材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术,适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。

3.粉芯材料粉芯材料是将一些合金原料研磨成精细的粉末状颗粒,然后在这些颗粒的表面覆盖上一层绝缘物质(它用来控制气隙的尺寸,并且降低涡流损耗),最后这些粉末在高压下形成各种磁芯形状。

磁芯材料的介绍

磁芯材料的介绍

电力电子电路常用磁芯元件的设计一、常用磁性材料的基本知识磁性元件可以说是电力电子电路中关键的元件之一,它对电力电子装置的体积、效率等有重要影响,因此,磁性元件的设计也是电力电子电路系统设计的重要环节。

磁性材料有很多种类,特性各异,不同的应用场合有不同的选择,以下是几种常用的磁性材料。

1.低碳钢低碳钢是一种最常见的磁性材料,这种材料电阻率很低,因此涡流损耗较大,实际应用时常制成硅钢片。

硅钢片是一种合金材料(通常由97%的铁和3%的硅组成),它具有很高的磁导率,并且每一薄片之间相互绝缘,使得材料的涡流损耗显著减小。

磁芯损耗取决于材料的厚度与硅含量,硅含量越高、电阻率越大。

这种材料大多应用于低频场合,工频磁性元件常用这种材料。

2.铁氧体随着工作频率的提高,对磁芯损耗的要求更高,硅钢片由于制造工艺的限制,已经很难满足这种要求,铁氧体就是在这种形势下出现的。

铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。

铁氧体的化合物是MeFe2O4,这里Me代表一种或几种二价的金属元素,例如,锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。

这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(T c)。

铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。

这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。

高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类:锰锌(MnZn)铁氧体材料和镍锌(NiZn)铁氧体材料。

比较而言,NiZn材料的电阻率较高,一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。

但是最近的研究表明,如果颗粒的尺寸足够小而且均匀,在几兆赫兹范围内MnZn材料显示出较NiZn材料更为优越的特性,例如,TDK公司的H7F材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术,适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。

3.粉芯材料粉芯材料是将一些合金原料研磨成精细的粉末状颗粒,然后在这些颗粒的表面覆盖上一层绝缘物质(它用来控制气隙的尺寸,并且降低涡流损耗),最后这些粉末在高压下形成各种磁芯形状。

磁芯种类和AP法选磁芯

磁芯种类和AP法选磁芯

磁芯分为铁氧体磁芯和合金类磁芯铁氧体磁芯(常用的):锰锌系列,镍锌系列根据变压器用途选磁芯:PQ功率磁芯:功率传输变压器,开关电源变压器,滤波电感器,宽频及脉冲变压器,转换电源变压器主要材质:TP3,TP4EP型高导磁芯:主要用于滤波器波形整理,消除杂波,使视频清晰或音频保真根据滤波器电感量大小:AL=(L/)*1000000()(准确的说法是叫电感系数,他是为了便于开关电源的匝数引入的,(N*N=Lp/Al 其中N为线圈的匝数,Lp为线圈的电感量,Al为电感系数)一般手册上给的是1匝线圈的电感量,有的给出的是1000的电感量.1mH=1000uH 1uH=1nH ,nH(纳亨)磁芯结构的选择:选择时要尽量降低漏磁和漏感,增加线圈散热面积,有利于屏蔽,线圈绕线容易,装配接线方便。

不同磁芯对变压器的工作影响:常用的PQ和EP磁芯参数PQ型磁芯参数:特点:有10种形状构成系列供选用。

为高密度(定义)安装而设计的磁芯形状。

用途:开关电源用变压器,扼流圈等。

EP型磁芯参数:AP法选磁芯:令初次绕组的有效值电压为,初次线圈的匝数为,所选磁芯的交流磁通密度为,磁通量为,开关周期为T,开关频率为f,初次侧电流的波形系数是,磁芯有效横截面积为有关系式:==(1)考虑到=关系式之后波形系数:4*f fK k=(2)波形因数:rmsfaveUkU=(3)采用有效值,采用整流平均值(均绝值)正弦波的有效值为峰值的倍,整流平均值为峰值的倍可推导出:=(4)同理设次级绕组电压为,其绕组为,可得:=(5)设绕组的电流密度为J(400A/cm2),导线截面积为S=I/J,高频变压器的窗口利用系数为,初次绕组有效值电流分别为,,绕组面积被完全利用时:=+(6)=+(7)将(4)(5)整理进(7)后得:=(8)AP===(9)高频变压器的视在功率为初次绕组所承受的总功率,即S=。

因电源效率η=,最终得到:AP==() (10)=1.115D,=Z最后得到下式:AP==()对于反激式开关电源,值应介于0.2-0.3T之间,电流密度J一般取200-600A/,窗口利用面积Kw一般取0.3-0.4(实际时取的),为脉动系数,其值为原边侧电流斜坡中心值与峰值开关电流的比值。

常用磁芯参数范文

常用磁芯参数范文

常用磁芯参数范文磁芯是一种用于电磁元件中的材料,主要用于集成电路、传感器、电感、变压器和电源等设备中。

它们具有不同的特性和特点,因此在选择磁芯时需要考虑许多参数。

下面是一些常用的磁芯参数。

1.硬磁性能:硬磁性能是磁芯的重要参数之一,它决定了磁芯在磁场中能够产生多大的磁感应强度。

硬磁性能通常用剩磁、矫顽力和矫顽力延迟等指标来表示。

2.相对磁导率:相对磁导率是磁芯的另一个重要参数,它决定了磁芯的导磁能力。

相对磁导率越高,磁芯的导磁能力越强。

3.矫顽力:矫顽力是指磁芯在外加磁场作用下,磁感应强度增加到饱和值所需的磁场强度。

矫顽力越高,磁芯的磁感应强度越高。

4.矫顽力延迟:矫顽力延迟是指矫顽力在磁场消失后,磁芯保持磁感应强度的能力。

矫顽力延迟越高,磁芯的保持磁感应强度能力越强。

5.饱和磁感应强度:饱和磁感应强度是指磁芯在饱和状态下的磁感应强度。

饱和磁感应强度越高,磁芯的导磁能力越强。

6.损耗:损耗是指磁芯在磁场作用下产生的能量损失。

损耗通常分为磁滞损耗和涡流损耗两种。

7.温度特性:磁芯的温度特性决定了磁芯在不同温度下的性能。

温度特性通常包括磁感应强度、电阻和导磁系数等参数的变化。

8.尺寸:磁芯的尺寸决定了它的使用范围。

尺寸通常包括磁心直径、磁心高度、线圈匝数等参数。

9.材料:磁芯的材料决定了它的性能和特点。

常见的磁芯材料包括铁氧体、镍锌铁氧体、铁镍合金等。

以上是一些常用的磁芯参数,不同的应用场景和需求会对这些参数有不同的要求。

因此,在选择磁芯时,需要根据具体的应用需求来确定合适的参数。

常用磁性器件中磁芯的选用及设计

常用磁性器件中磁芯的选用及设计

常用磁性器件中磁芯的选用及设计开关电源中使用的磁性器件较多,其中常用的软磁器件有:作为开关电源核心器件的主变压器(高频功率变压器)、共模扼流圈、高频磁放大器、滤波阻流圈、尖峰信号抑制器等。

不同的器件对材料的性能要求各不相同,如表所示为各种不同器件对磁性材料的性能要求。

(一)、高频功率变压器变压器铁芯的大小取决于输出功率和温升等。

变压器的设计公式如下:P=KfNBSI×10-6T=hcPc+hWPW其中,P为电功率;K为与波形有关的系数;f为频率;N为匝数;S为铁芯面积;B为工作磁感;I为电流;T为温升;Pc为铁损;PW为铜损;hc和hW为由实验确定的系数。

由以上公式可以看出:高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量。

但B值的增加受到材料的Bs值的限制。

而频率f可以提高几个数量级,从而有可能使体积重量显著减小。

而低的铁芯损耗可以降低温升,温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取。

一般来说,开关电源对材料的主要要求是:尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性,有些用途要求较高的矩形比,对应力等不敏感、稳定性好,价格低。

单端式变压器因为铁芯工作在磁滞回线的第一象限,对材料磁性的要求有别于前述主变压器。

它实际上是一只单端脉冲变压器,因而要求具有大的B=Bm-Br,即磁感Bm和剩磁Br之差要大;同时要求高的脉冲磁导率。

特别是对于单端反激式开关主变压器,或称储能变压器,要考虑储能要求。

线圈储能的多少取决于两个因素:一个是材料的工作磁感Bm值或电感量L,另一个是工作磁场Hm或工作电流I,储能W=1/2LI2。

这就要求材料有足够高的Bs值和合适的磁导率,常为宽恒导磁材料。

对于工作在±Bm之间的变压器来说,要求其磁滞回线的面积,特别是在高频下的回线面积要小,同时为降低空载损耗、减小励磁电流,应有高磁导率,最合适的为封闭式环形铁芯,其磁滞回线见图所示,这种铁芯用于双端或全桥式工作状态的器件中。

磁芯材料介绍

磁芯材料介绍

电力电子电路常用磁芯元件的设计一、常用磁性材料的基本知识磁性元件可以说是电力电子电路中关键的元件之一,它对电力电子装置的体积、效率等有重要影响,因此,磁性元件的设计也是电力电子电路系统设计的重要环节。

磁性材料有很多种类,特性各异,不同的应用场合有不同的选择,以下是几种常用的磁性材料。

1.低碳钢低碳钢是一种最常见的磁性材料,这种材料电阻率很低,因此涡流损耗较大,实际应用时常制成硅钢片。

硅钢片是一种合金材料(通常由97%的铁和3%的硅组成),它具有很高的磁导率,并且每一薄片之间相互绝缘,使得材料的涡流损耗显著减小。

磁芯损耗取决于材料的厚度与硅含量,硅含量越高、电阻率越大。

这种材料大多应用于低频场合,工频磁性元件常用这种材料。

2.铁氧体随着工作频率的提高,对磁芯损耗的要求更高,硅钢片由于制造工艺的限制,已经很难满足这种要求,铁氧体就是在这种形势下出现的。

铁氧体是一种暗灰色或者黑色的陶瓷材料。

铁氧体的化合物是MeFe2O4,这里Me代表一种或几种二价的金属元素,例如,锰、锌、镍、钴、铜、铁或镁。

这些化合物在特定的温度范围内表现出良好的磁性能,但是如果超出某个温度值,磁性将失去,这个温度称为居里温度(T c)。

铁氧体材料非常容易磁化,并且具有相当高的电阻率。

这些材料不需要像硅钢片那样分层隔离就能用在高频的应用场合。

高频铁氧体磁性材料主要可分为两大类:锰锌(MnZn)铁氧体材料和镍锌(NiZn)铁氧体材料。

比较而言,NiZn材料的电阻率较高,一般认为在高频应用场合下具有较低的涡流损耗。

但是最近的研究表明,如果颗粒的尺寸足够小而且均匀,在几兆赫兹范围内MnZn材料显示出较NiZn材料更为优越的特性,例如,TDK公司的H7F材料以及MAGNETICS公司的K材料就是采用这种技术,适用于兆赫兹工作频率下工作的新型铁氧体材料。

3.粉芯材料粉芯材料是将一些合金原料研磨成精细的粉末状颗粒,然后在这些颗粒的表面覆盖上一层绝缘物质(它用来控制气隙的尺寸,并且降低涡流损耗),最后这些粉末在高压下形成各种磁芯形状。

艾默生软磁材料及磁芯选用规范

艾默生软磁材料及磁芯选用规范

目的规范公司电磁元件中软磁材料和磁芯的选用,保证我司在电磁元件设计合理地选用软磁材料和磁芯。

2. 适用范围本规范适用于艾默生网络能源有限公司所有产品的电磁元件设计,应用于但不限于电磁元件的设计、工艺审查、试验、测试等活动。

本规范之前的相关标准、规范的内容如与本规范的规定相抵触的,以本规范为准。

3. 规范引用文件3.1 GB/T9637-2001 《电工术语磁性材料与元件》3.2 SJ/T10281-91 《磁性零件有效参数的计算》4. 术语和定义4.1 有效参数effective parameter在以磁性特性为基础计算磁芯的磁特性时,设磁芯被一个理想的环所替代,如果使磁环上绕的匝数与原来磁芯上的线圈匝数相同时,则可得到完全相同的电性能,这个代用环的磁特性和尺寸参数叫有效参数。

如,有效磁路长度Le ,有效横截面积Ae ,有效磁导率μ e 等。

4.2 振幅磁导率amplitude permeability μ a当磁场强度随时间作周期性变化且其平均值为零,并且材料处于指定的磁中性状态时,由磁通密度的峰值和外磁场强度的峰值(两者之一处于规定的幅度)求得的相对磁导率。

4.3 起始磁导率initial permeability μ i当磁场强度趋近于零时的振幅磁导率的极限值。

4.4 增量磁导率initial permeability μΔ当一随时间周期性变化的磁场叠加在指定的静磁场上,并且磁通密度和磁场强度两者之一的振幅为规定值时,由磁通密度峰—谷值求得的相对磁导率。

4.5 磁滞伸缩系数磁性材料磁化状态的变化引起其形状、尺寸改变的现象称为磁致伸缩效应,磁滞伸缩系数为磁性材料伸长或缩短值Δ L 与原长L0之比。

5. 规范内容5.1 软磁材料的选用软磁材料一般是指矫顽力(Hc )低于800A /m 的铁磁性材料(金属软磁材料)或亚铁磁性材料(铁氧体软磁材料),其最大特征是磁滞回线面积小,磁导率(μ)高而矫顽力(Hc )低。

磁化器结构

磁化器结构

磁化器结构磁化器是一种用于产生和控制磁场的设备,广泛应用于电子技术、通信技术、电力技术等领域。

磁化器的结构设计直接影响着其磁化效果和使用性能。

本文将介绍磁化器的结构及其功能。

一、磁化器的基本结构磁化器一般由磁芯、线圈和外壳等部分组成。

1. 磁芯:磁芯是磁化器中最重要的部分,其材料通常选用硅钢片或铁氧体等具有良好磁导性能的材料。

磁芯的形状有环形、矩形、E 型、I型等多种,不同形状的磁芯适用于不同的磁化器应用场合。

磁芯的作用是集中磁场线,增强磁场的强度。

2. 线圈:线圈是磁化器中的发磁部分,其材料通常选用导电性能好的铜线或铝线。

线圈通过电流的流动产生磁场,进而磁化磁芯。

线圈的匝数和电流大小直接影响着磁化器的输出磁场强度。

线圈一般绕制在磁芯上,以增加线圈和磁芯之间的耦合效果。

3. 外壳:外壳是磁化器的保护部分,其材料通常选用塑料或金属。

外壳的作用是保护磁芯和线圈,防止外界因素对磁化器的影响。

外壳还能起到固定磁芯和线圈的作用,使磁化器的结构更加稳定。

二、磁化器的功能磁化器主要有两个功能:产生磁场和控制磁场。

1. 产生磁场:磁化器通过线圈中的电流产生磁场。

当电流通过线圈时,会在磁芯中产生磁通量,进而产生磁场。

磁场的强度与线圈中的电流大小成正比,与磁芯的材料和结构有关。

通过调节线圈中电流的大小和方向,可以控制磁化器产生的磁场的强度和方向。

2. 控制磁场:磁化器可以通过控制线圈中的电流来控制磁场的强度和方向。

通过改变电流的大小和方向,可以改变磁化器的磁化状态,实现对磁场的调节。

这种控制功能在电力变压器、电磁铁、电感器等装置中得到广泛应用。

三、磁化器的应用领域磁化器广泛应用于电子技术、通信技术、电力技术等领域。

1. 电子技术:磁化器在电子设备中常用于产生磁场,如电子钟、电动机、扬声器等。

磁化器通过控制磁场的强度和方向,实现对电子设备的运行和工作效果的调节。

2. 通信技术:磁化器在通信设备中常用于产生磁场,如变压器、滤波器、调制器等。

磁芯选用

磁芯选用

2)磁芯选用①选取磁芯材料和磁芯结构选用R2KB铁氧体材料制成的EE型铁氧体磁芯。

其具有品种多,引线空间大,接线操作方便,价格便宜等优点。

②确定工作磁感应强度BmR2KB软磁铁氧体材料的饱和磁感应强度Bs=0.47T,考虑到高温时Bs会下降,同时为防止合闸瞬间高频变压器饱和,选定Bm=1/3Bs=0.15T。

③计算并确定磁芯型号磁芯的几何截面积S和磁芯的窗口面积Q与输出功率Po存在一定的函数关系。

对于半桥变换器,当脉冲波形近似为方波时为式中:η——效率;j——电流密度,一般取300~500A/cm2;Kc——磁芯的填充系数,对于铁氧体Kc=1;Ku——铜的填充系数,Ku与导线线径及绕制的工艺及绕组数量等有关,一般为0.1~0.5左右。

由厂家手册知,EE55磁芯的S=3.54cm2,Q=3.1042cm2,则SQ=10.9cm4,EE55磁芯的SQ值大于计算值,选定该磁芯。

3)计算原副边绕组匝数按输入电压最低及输出满载的情况(此时占空比最大)来计算原副边绕组匝数,已知Umin=176V经整流滤波后直流输入电压Udmin=1.2×176=211.2V。

对于半桥电路、功率变压器初级绕组上施加的电压等于输入电压的一半,即Upmin=Udmin/2=105.6V,设最大占定比Dmax=0.9,则次级匝数计算时取输出电压最大值Uomax=16V。

次级电路采用全波整流,Us为次级绕组上的感应电压,Uo为输出电压,Uf为整流二极管压降,取1V。

Uz为滤波电感等线路压降,取0.3V,则4)选定导线线径在选用绕组的导线线径时,要考虑导线的集肤效应,一般要求导线线径小于两倍穿透深度,而穿透深度Δ由式(2)决定式中:ω为角频率,ω=2πfs;μ为导线的磁导率,对于铜线相对磁导率μr=1,则μ=μ0×μr=4π×10-7H/m;γ为铜的电导率,γ=58×10-6Ωm;穿透深度Δ的单位为m。

tdk磁芯手册

tdk磁芯手册

tdk磁芯手册摘要:1.TDK磁芯简介2.磁芯分类及应用3.磁芯参数与选择4.磁芯设计指南5.磁芯生产工艺6.磁芯应用领域7.磁芯市场与竞争8.磁芯发展趋势正文:一、TDK磁芯简介TDK磁芯是一家全球知名的磁性元件制造商,致力于为客户提供高性能、高可靠性的磁芯产品。

其产品广泛应用于电子、电力、汽车、工业等领域。

本文将详细介绍TDK磁芯的分类、参数选择、设计指南以及应用领域等内容,以帮助读者更好地了解和选用适合的磁芯。

二、磁芯分类及应用1.磁芯分类TDK磁芯根据材质、形状和性能等特点可分为以下几类:(1)陶瓷磁芯:具有良好的高频性能和稳定性,适用于射频、微波等领域。

(2)金属磁芯:具有较高的磁导率和磁感应强度,适用于电力电子、变压器等领域。

(3)铁氧体磁芯:具有较高的磁导率和磁感应强度,适用于汽车电子、工业控制等领域。

2.磁芯应用TDK磁芯应用于以下领域:(1)通信设备:如手机、基站、卫星通信等。

(2)消费电子:如电视、音响、摄像机等。

(3)计算机及网络设备:如硬盘、交换机、路由器等。

(4)电力电子:如变压器、电感、电容器等。

(5)汽车电子:如电机、发电机、电池等。

三、磁芯参数与选择1.磁芯参数在选择磁芯时,需要考虑以下参数:(1)磁导率:表示磁芯对磁场的响应能力。

(2)磁感应强度:表示磁芯在磁场下的磁化程度。

(3)磁芯损耗:表示磁芯在磁场作用下产生的能量损耗。

(4)磁芯材料:如陶瓷、金属、铁氧体等。

2.磁芯选择根据应用场景和性能要求,选择合适的磁芯参数和材料。

四、磁芯设计指南1.设计原则(1)根据应用需求,确定磁芯的尺寸、形状和材料。

(2)优化磁芯结构,降低损耗。

(3)考虑磁芯的散热性能和机械强度。

2.设计步骤(1)确定磁芯类型和材料。

(2)计算磁芯的磁导率和磁感应强度。

(3)计算磁芯的损耗。

(4)设计磁芯的结构和尺寸。

(5)验证磁芯的性能和可靠性。

五、磁芯生产工艺1.磁芯生产工艺简介TDK磁芯采用先进的生产工艺,如粉末冶金、烧结、热处理等。

浅谈高频变压器磁芯的选用?如何选型?

浅谈高频变压器磁芯的选用?如何选型?

浅谈高频变压器磁芯的选用?如何选型?
高频变压器,一般是用于开关电源中,它在其中起着重要的作用。

 本文主要是关于高频变压器的相关介绍,并且着重对高频变压器的磁芯进行了详尽的阐述。

下面就随小编来看看吧。

 高频变压器
 高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。

按工作频率高低,可分为几个档次:10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz~500kHz、500kHz~1MHz、10MHz以上。


 开关电源一般是采用半桥式功率转换电路,电路中含有高频变压器以及三极管等。

该电路工作时,三极管轮流导通,从而产生频率为100KH值得高频脉冲,然后通过高频变压器进行降压,最后输出电压较低的交流电,具体的电压值则由高频变压器中各绕组线圈的匝数比来确定。

一般会用到三个变压器,分别叫主变压器、驱动变压器以及辅助变压器,每个变压器都有各自的衡量规范以及作用,所以缺一不可。

 高频变压器磁芯的选用原则
 一般变压器磁芯所使用的是磁性材料,其主要成分是MnZn。

但由于配方及生产工艺存在不同,因此磁性材料有很多牌号,每一种牌号的磁性材料的特性参数也有所不同,包括使用频率范围、初始导磁率、比损耗因数、比温度系数、饱和磁通密度、居里温度、电阻率以及密度等等。

总的来说,磁芯有EI、EE、EC、U、UF 等这些型号。

一般在选择时,我们应该根据使用时变压器的最高工作频率来确定。

铁氧体磁芯选用评估规范

铁氧体磁芯选用评估规范

鐵氧體磁芯選用評估規范一、通過選材的評估,減少設計階段使用不適用的材料,使開發流程更順暢。

二、尺寸評估:1、由于我司產品屬于濾波器、變壓器產品,使用在不同的設備上(包括:網卡、筆記本電腦、路由器、交換機等等),由于此類產品使用空間有限,故對產品的總體積有要求,按目前客戶給我司的尺寸,最大產品為千兆4通道產品,其長度限制在29mm內,最薄產品為千兆單通道產品,其厚度在2.0mm左右,故使用到的鐵芯尺寸在體積上有極大的限制。

2、考慮到后續發展,產品都會有POE功能,故鐵芯尺寸在満足結構的同時,還要考慮通電后満足感值要求。

3、由于濾波器、變壓器應用在高頻上,要求的損耗要很低,而目前磁性材料中,環型結構的磁損是最少的,故此類產品的選材是環形結構。

4、根據產品特點,電感量最小值在350uH。

5、從第1,2,3,4點實際模擬與測量,結果顯示;針對我司鐵芯使用設計規格如下范圍:T1鐵芯外徑:2.54~6.00mm、厚度:0.60~4.00mm;T2鐵芯外徑:2.00~4.00mm、厚度:0.60~3.00mm;鐵芯內徑:1.27~3.00mm。

三、材質評估:1、由于變壓器產品的功能是傳輸、阻抗匹配及抗干擾等,故要求選用的鐵芯材質需満足電感與阻抗等特點。

2、由于POE使用時有電流通過,當電流通過時,產品仍能正常工作。

3、根據1,2點要求,目前磁性材料中,錳鋅鐵氧體(MnZn)的磁導率較高,可在有限的空間満足電感的要求,而阻抗匹配及抗干擾要求上,在磁性材料中,鎳鋅鐵氧化(NiZn)的阻抗性能較好,可満足不同的匹配,故設計時網絡變壓器產品在T1材料選擇上用錳鋅鐵氧體(MnZn),T2盡可能用鎳鋅鐵氧體(NiZn)。

四、制程工藝評估:1、由于網絡變壓器生產需要繞線,根據不同的制程需求,要制定環形鐵芯內側、外側倒角大小,從實際與理論上看,常用尺寸鐵芯內、外側倒角規格在17∘~20∘是既不影響電氣特性又可満足生產需求。

2、由于網絡變壓器生產需要繞線,錳鋅鐵芯在制作成環形后雖然經過倒角打磨等工序,但表面仍有粒狀物凸起,這對繞線作業有很大的困擾包括效率或刮傷漆包線絕緣漆膜,故要根據不同的要求選擇涂層的厚度,從目前及日后的應用評估,涂層的厚度在0.010~0.025mm較合適。

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2)磁芯选用
①选取磁芯材料和磁芯结构
选用R2KB铁氧体材料制成的EE型铁氧体磁芯。

其具有品种多,引线空间大,接线操作方便,价格便宜等优点。

②确定工作磁感应强度Bm
R2KB软磁铁氧体材料的饱和磁感应强度Bs=0.47T,考虑到高温时Bs会下降,同时为防止合闸瞬间高频变压器饱和,选定Bm=1/3Bs=0.15T。

③计算并确定磁芯型号
磁芯的几何截面积S和磁芯的窗口面积Q与输出功率Po存在一定的函数关系。

对于半桥变换器,当脉冲波形近似为方波时为
式中:η——效率;
j——电流密度,一般取300~500A/cm2;
Kc——磁芯的填充系数,对于铁氧体Kc=1;
Ku——铜的填充系数,Ku与导线线径及绕制的工艺及绕组数量等有关,一般为0.1~0.5左右。

由厂家手册知,EE55磁芯的S=3.54cm2,Q=3.1042cm2,则SQ=10.9cm4,EE55磁芯的SQ值大于计算值,选定该磁芯。

3)计算原副边绕组匝数
按输入电压最低及输出满载的情况(此时占空比最大)来计算原副边绕组匝数,已知Umin=176V经整流滤波后直流输入电压Udmin=1.2×176=211.2V。

对于半桥电路、功率变压器初级绕组上施加的电压等于输入电压的一半,即Upmin=Udmin/2=105.6V,设最大占定比Dmax=0.9,则
次级匝数计算时取输出电压最大值Uomax=16V。

次级电路采用全波整流,Us为次级绕组上的感应电压,Uo为输出电压,Uf为整流二极管压降,取1V。

Uz为滤波电感等线路压降,取0.3V,则
4)选定导线线径在选用绕组的导线线径时,要考虑导线的集肤效应,一般要求导线线径小于两倍穿透深度,而穿透深度Δ由式(2)决定
式中:ω为角频率,ω=2πfs;
μ为导线的磁导率,对于铜线相对磁导率μr=1,则μ=μ0×μr=4π×10-7H/m;
γ为铜的电导率,γ=58×10-6Ωm;
穿透深度Δ的单位为m。

变压器工作频率50kHz,在此频率下铜导线的穿透深度为Δ=0.2956mm,因此绕组线径必须是直径小于0.59mm的铜线。

另外考虑到铜线电流密度一般取3~6A/mm2,故这里选用0.56mm的漆包线8股并联绕制初级共10匝,次级选用厚0.15mm扁铜带绕制2匝。

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