平板磁性元件介绍
磁性元件材料介绍
一、產品概述:
目前,對於零組件廠(Mag & Power)的主要產品為: 變壓器 Transformer (一般為高頻變壓器) 將電壓由低到高或由高到低轉化的一種元器件; 它具有兩個或兩個以上的電路,以共同的磁路互 相耦合,將電能由一電路轉化到另一電路。 對於高頻變壓器磁路通常是空氣芯、鐵芯、矽鋼 片或鎳鋼片。 其他有 Choke.Line Filter.Power Inductor.Inverter.
磁性材料(按材質分類) 金屬磁性材料 軟磁 矽鋼片(Si- steel)
金屬磁性 材料
鐵粉鐵芯(Iron Powder Core) 坡鉬合金(MPP Core) KOOL Mµ CORE 永磁(硬磁):磁鋼(矽鋼,碳鋼等) 尖晶石型:大多數軟磁鐵氧體 按晶體結構 石榴石型:大多數永磁鐵氧體 分類 平面六角晶系:高頻鐵氧體,永磁鐵氧體 Mn-Zn:低頻,高μ Ni-Zn:高頻 Li-Zn:偏轉 軟磁 Mg-Zn: 偏轉 鐵氧體 Co-Base:甚高頻 磁性材 Fe-Base:甚高頻 料 按磁性分 磁石:等方型,異方型(干式等方和濕式等方) 類 硬磁(永磁) 膠磁(粘結鐵氧永磁體:Rubber Magnets):分等 方型和異方型,主要用于直流風扇,兒童寫字 旋磁:用于微波器件,如TV接收機,通信發射接收雷達等 軟磁:用于數模轉換(A/D或D/A) 矩磁 硬磁:用于電腦記憶體等 壓磁(壓敏磁芯):用于居里溫度器件 其他 粘結釹鐵硼永磁(Bonded Nd-Fe-B Magnets) 軟磁
Bobbin & Base 裝腳(Pin or Terminal) 方式
通常有以下三種方式: ※Ⅰ直接將Pin通過刀模插入Bobbin or Base中; 可以改變腳位和腳長。 ※Ⅱ用衝模衝出或線切割割出Pin,再用治具裝入Bobbin or Base; 只可改變腳位,不可改變腳長。
平板电容 交流 磁场
平板电容交流磁场平板电容是一种常用的电容器,其交流电磁场是指在交流电流通过平板电容时所产生的磁场。
本文将从平板电容的基本结构、工作原理和交流电磁场的特性等方面进行阐述。
一、平板电容的基本结构平板电容由两个平行的金属板构成,两板之间存在绝缘材料,通常是空气或绝缘胶片。
这两个金属板分别被称为电容的两极板,而绝缘材料被称为电容的介质。
两极板上的电荷分别为正电荷和负电荷,通过电源施加的电压使两极板上的电荷发生变化。
当电源施加直流电压时,平板电容会存储电荷,形成静电场。
当电源施加交流电压时,平板电容会周期性地存储和释放电荷,形成交流电磁场。
二、平板电容的工作原理平板电容的工作原理基于电场的作用。
当电源施加电压时,两极板上的电荷会受到电场力的作用,发生移动。
正电荷会向负电荷的方向移动,而负电荷则向正电荷的方向移动。
这种电荷的移动会导致电磁场的产生。
在交流电压下,这种电荷的移动是周期性的,因此交流电磁场也是周期性变化的。
三、交流电磁场的特性1. 强度随距离的增加而减小:平板电容的交流电磁场强度随着距离的增加而减小,符合电磁场的传播特性。
2. 方向垂直于电场:平板电容的交流电磁场的方向垂直于电场方向,形成交叉的电场和磁场。
3. 频率与电压成正比:平板电容的交流电磁场的频率与施加的交流电压成正比,频率越高,电磁场变化越快。
4. 受介质影响:平板电容的交流电磁场受到介质性质的影响,介质的介电常数越大,电磁场的强度越强。
四、平板电容交流电磁场的应用平板电容交流电磁场的特性使其在多个领域得到广泛应用。
1. 通信领域:平板电容交流电磁场的特性使其适用于天线设计和射频通信系统。
2. 电磁干扰抑制:利用平板电容交流电磁场的特性,可以设计抑制电磁干扰的装置,保证电子设备的正常工作。
3. 医学领域:平板电容交流电磁场的特性被应用于医学成像技术中,如磁共振成像(MRI)。
4. 工业应用:平板电容交流电磁场的特性使其适用于感应加热、电磁悬浮等工业应用。
磁性元件知识介绍
磁性元件知识培训刘德强磁性元件说明⏹磁性元件通常由绕组和磁芯构成⏹主要包括电感器和变压器两大类。
⏹在电路中的作用:储能、滤波、能量转换、电气隔离等⏹参数:电感量、电压、电流、温度、传输功率、频率、匝数比、漏感、损耗等。
⏹应用领域:开关电源、LED驱动电源、光伏逆变器等.第一章: 电感器介绍电感器定义和特点定义:电感器是一种将电能和磁能相互转化的元器件,将电能转化为磁能存储起来或将存储的磁能转化为电能释放出来.特点:1.它具有充放电特性和阻止交流电流通过,允许直流电流通过的能力。
2.电感阻碍电流的变化就是不让电流变化,当电流增加时电感阻碍电流的增加,当电流减小时电感阻碍电流的减小。
电感阻碍电流变化过程并不消耗电能,阻碍电流增加时它将电能转化为磁能暂时储存起来,等到电流减小时再将磁能转化为电能释放出来,因此流过电感器的电流不能突变。
3.电感器的感抗与频率、电感量之间成正比。
感抗计算公式:Z=ωL (ω=2πf, f为频率)。
L电感器在电路中的符号(L)不含磁芯或铁芯电感器含磁芯或铁芯电感器共模电感电感器单位:亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (μH)、纳亨(nH).感值换算关系: 1H=103mH,1mH=103μH, 1μH=103nH电感器分类电感器贴片式按贴装方式分类:插件式电感值的表示方法:1. 直标法:电感器的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体上。
2. 文字符号法:电感器的标称值用数字和文字符号按一定的规律组合标示在电感体上。
4R7表示:4.7μH ,330表示330μH.电感值的表示方法:3.色标法:在电感器表面涂上不同的色环来代表电感量,通常用三个或四个色环表示。
默认单位为μH.颜色第一位有效值第二位有效值倍率允许偏差黑0 0 100 ±20棕 1 1 101 ±1红 2 2 102 ±2橙 3 3 103 ±3黄 4 4 104 ±4绿 5 5 105蓝 6 6 106紫7 7 107灰8 8 108白9 9 109金±5%银±10%1.电感量:也称自感系数,是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。
平板磁性元件介绍
平板磁性元件介绍目录一、平板磁性元件的特点二、平板磁性元件介绍三、平板磁性元件主要材料1、产品成平板状,高度小、体积小、高工作频率、高功率密度,符合电源模块化发展。
一个高功率密度变换器需要一个尺寸、体积都较小的磁性元件,而平板磁性元件能够满足这一设计需求。
平板磁性元件常用工作频率为100~500KHz,最高可达2MHz,大大降低了产品绕组的匝数,从而可以实现绕组采用印刷电路板或预制平面铜皮等结构。
平板磁性元件体积只有传统产品的50%左右,高度相当于传统的20%~40%。
因为平板磁性元件体积小,效率高,其还可以和半导体器件紧密封装在一起,实现高功率密度。
2、漏磁小、漏感低。
对于变压器而言,初级绕组所产生的磁通并没有全部穿过次级绕组,于是就产生了漏感,电磁耦合的程度直接影响了漏感的大小及产品的稳定性。
平板变压器体积小、工作频率高、匝数少,一般采用三明治结构,所以其耦合好,漏感不到初级电感的0.3%,远远小于传统变压器。
3、具有较小的高频交流电阻。
传统变压器或电感一般采用铜线或铜皮绕组,且匝数较多,较大漏磁、趋肤效应和邻近效应会导致每个绕组在高频下交流电阻较大,从而会导致产品铜损加大。
平板磁性元件结构(低漏感、低匝数、扁平线圈或多层线路板)能够有效的避免,从而降低高频交流电阻。
4、损耗小、散热好、效率高。
平板磁性元件工作频率远远高于传统产品,只有传统产品的50%左右,且产品耦合良好,从而大大减小了产品的铁损和铜损;另、其结构紧密、表面散热极佳,能够有效控制产品温升;平板变压器最高效率能够达到99%。
5、低EMI辐射。
平板磁性元件一般具有良好的磁芯屏蔽,可使辐射降到很低。
1、多层PCB线路板型式。
这种结构方式的平板磁性元件制作简单,方面组装。
具有较高的生产效率,但PCB的成本较高,所以一般用于小功率段DC/DC模块电源中。
2、PCB线路板或铜箔加绝缘线。
这种结构一般初级端采用三层绝缘线或膜包线绕制成线饼,次级采用多块PCB或铜箔并联(串联)方式。
《磁元件知识简介》课件
新型磁材料的探索涉及到多个领域的知识,如化学、材料科学、物理学等。需要综合运用这 些领域的技术手段,通过不断优化材料配方、改进制备工艺等方式,来提高磁材料的性能指 标。
铸造法是一种传统的磁元件制造 方法,通过将铁磁性金属熔化后 倒入模具中,冷却后形成磁芯。
铸造法制备的磁芯具有较高的机 械强度和热稳定性,适用于高温
和恶劣环境下的应用。
铸造法的缺点在于难以制造出高 磁导率、低损耗的磁芯,且形状
和尺寸受到模具限制。
粘结法
粘结法是一种简便的磁元件制造方法,通过将铁磁性颗粒与粘结剂混合 ,制成磁泥或磁膏,然后将其涂抹在非磁性材料上,干燥后形成磁芯。
01
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变压器
利用磁场实现电压和电流 变换的磁元件。
电感器
利用磁场存储能量的磁元 件,通常用于滤波、储能 等。
电机
利用磁场和电流实现机械 能与电能相互转换的磁元 件。
磁元件的应用领域
电力电子
通信
工业自动化
消费电子
用于高压直流输电、无 功补偿等。
用于信号传输、电磁屏 蔽等。
用于电机控制、传感器 等。
《磁元件知识简介》ppt课件
目录
• 磁元件概述 • 磁元件的工作原理 • 磁元件的材料 • 磁元件的制造工艺 • 磁元件的性能参数 • 磁元件的发展趋势与展望
01
磁元件概述
磁元件的定义
磁元件
指利用磁场进行能量转换或传递 的电子元件。
磁性材料
指具有显著磁特性的物质,通常 用于制造磁元件。
磁元件的种类
磁性元器件
磁性元器件简介磁性元器件是一类利用磁性材料制成的电子元件。
它们利用磁场的特性在电路中实现电能和磁能的相互转换,广泛应用于各种电子设备和系统中。
磁性元器件包括电感器、变压器、磁珠、磁芯等多种类型,每种类型的磁性元器件在电路中起到不同的作用。
电感器电感器是一种利用电脉冲在线圈中产生电磁感应的磁性元器件。
它具有阻挡交流信号、传递直流信号和存储能量的特性。
电感器通常由线圈和磁芯构成。
磁芯能够增加线圈的感应电流,提高电感器的效能。
类型电感器的类型包括固定电感器和可变电感器。
固定电感器的电感值是固定的,常用于滤波器、谐振电路等应用。
可变电感器的电感值可以调节,常用于调谐电路、振荡电路等应用。
电感器在电子设备中有广泛的应用。
在电源供电电路中,电感器可以用来滤除电源中的杂波,提供稳定的电源输出。
在通信系统中,电感器可以用来实现频率选择性,提供特定频率范围的信号传输。
变压器变压器是一种利用电磁感应实现电压变换的磁性元器件。
它由至少两个线圈和一个磁芯组成。
变压器利用电流在线圈中产生的磁场,通过磁芯传递到另一个线圈,从而实现电能的传输和变换。
原理变压器的工作原理是利用电流在线圈中产生的磁场。
当输入线圈中的电流变化时,磁场也随之变化。
这个变化的磁场会在磁芯中感应出电压。
这个感应电压会在输出线圈中产生相应的电流。
根据线圈的数量和用途,变压器可以分为单相变压器和三相变压器。
单相变压器有两个线圈,用于将输入电压变换为输出电压。
三相变压器有三个线圈,用于供电系统中的三相电流的变换。
应用变压器在电力系统中有重要的应用。
它们用于改变输电线路中的电压,实现远距离的电能输送。
变压器还用于电子设备中的电源变压和电路实验。
磁珠磁珠是一种小型磁性元器件。
它通常由磁性材料制成,具有环形或柱状的外形。
磁珠的主要作用是抑制高频电磁干扰和噪音。
原理磁珠利用材料的磁性特性吸收电磁能量,从而减少干扰和噪音的传播。
通过将磁珠串联在电路中,可以在高频电路中实现滤波和抑制电磁噪音。
这22个磁性元器件图,开关电源工程师一定用得上!
这22个磁性元器件图,开关电源工程师一定用得上!
请跟随我一起看下面这22张图,然后你就会了解开关电源等磁性元器件的分布参数了~
功率变换器中的功率磁性元件
作用:起磁能的传递和储能作用,必不可少的元件
特点:体积大,重量大,损耗大,对电路性能影响大
挑战:对变换器功率密度影响很大,成为发展瓶颈
功率变换器技术与磁性元件
拓扑:正激,反激,推挽,全桥移相,LLC,等,磁集成,磁耦合;
控制:控制芯片+控制电路,变压器环节+滤波器环节;
封装:PCB绕组,绕组+同步MOS, 超薄磁元件;
元件:有源器件,电容,磁性元件(设计+定制);
仿真:电路模型,器件模型(IC, MOS, Diode, Cap, 磁性元件);
电磁兼容:布板,EMI滤波器, 分布参数, 近场耦合;
制造:自动化, 磁性元件(人工制作)
品质:磁性元件测试,失效分析。
磁性元件的模型
变压器模型
电感器模型
反激变换器实际工作波形
DCM下波形与变压器参数
CCM下波形与变压器参数
电感分布电容EPC对损耗的影响
变压器中的磁场/涡流场分布特性
铜箔导体的涡流损耗特性
降低变压器的绕组损耗--基本结构考虑
不同绕组结构的磁场和电流密度分布
绕组的分布电容EPC
电感绕组不同绕法对分布电容的影响
分布电容计算的基本方法
线圈分布电容的近似理论计算
多层线圈的分布电容
带屏蔽层的绕组分布电容
分段绕组的分布电容特性
变压器内部的电荷分布情况与分布电容有屏蔽层变压器内部的电荷分布情况变压器副边电荷的抵消设计。
磁性元器件
二 分类
根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可分为五类:
顺磁性物质, 抗磁性物质, 铁磁性物质, 亚磁性物质, 反磁性物质。
磁性材料按其利用的基本性能可分为:
软磁,硬磁,旋磁,短磁,压磁。
三 基本特性1.磁性材源自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)
一 简介
磁性材料,是古老而用途十分广泛的功能材料,早在3000年以 前就被人们所认识和应用,例如中国古代用天然磁铁作为指南 针。现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中,例如应用 于变压器中的铁心材料,计算机用磁记录软盘等。可以说,磁 性材料与信息化、自动化、国防、国民经济紧密相关。而通常 认为,磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直 接或间接产生磁性的物质。
2.软磁材料的常用磁性能参数
饱和磁感应强度Bs:剩余磁感应强度Br:。 矩形比:Br∕Bs 矫顽力Hc: 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:。 磁导率μ: 损耗P
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掌握材料的磁性参 数与器件电气参数的转换关系。
五 磁性元器件
六 磁性材料展望
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进而 发展,例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。 磁性半导体材料和磁敏材料和器件可以应用于遥感、遥则技术和机器人。 人们正在研究新的非晶态和稀土磁性材料(如FeNa合金)。
磁性元件材料介绍共83页文档
15、机会是不守纪律的。——雨果
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
磁性元件材料介绍
11、战争满足了,或曾经满足过人的 好斗的 本能, 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ,破坏 以及利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果, 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
拉
60、生活的道路一旦选定,就要勇敢地 走到底 ,决不 回头。 ——左
平板电机的原理
平板电机的原理
平板电机(Pancake motor)是一种扁平形状的电机,它的工作原理与传统的电动机类似,但其结构设计更为紧凑,适用于一些空间受限的应用场景。
平板电机通常由一组绕组、磁铁和转子组成。
其工作原理可以简单概括如下:
磁场产生:平板电机通常由一个或多个永磁体组成的磁场产生器。
这些永磁体在电机内部或外部放置,产生一个固定的磁场。
绕组:绕组是由导电线圈组成的,它们被安置在电机的固定部分中,并与电源连接。
当电流通过绕组时,产生一个磁场,与磁场产生器的磁场相互作用。
电磁力:根据安培定律,当电流通过绕组时,绕组中就会产生一个磁场。
这个磁场与磁场产生器的磁场相互作用,产生一个力,使得电机的转子开始旋转。
转子运动:转子是电机的移动部分,通常是一个圆形的扁平结构。
当绕组产生电磁力时,它会作用于转子上,从而使得转子开始旋转。
控制:平板电机的转速和方向可以通过控制电流的大小和方向来调节,这通常通过电子控制系统来实现。
总的来说,平板电机的工作原理与其他类型的电机类似,都是通过电流在磁场中产生的电磁力来驱动转子运动。
但由于其结构的扁平化设计,平板电机更适合于一些对空间要求较高的应用场景,比如在笔记本电脑中的光驱驱动器、磁盘驱动器以及其他一些小型电子设备中的应用。
平面变压器
平面变压器介绍磁性元件的设计是开关电源的重要部分,因为平面变压器在提高开关电源的特性方面有着很大的优势,因此近年来得到了广泛的应用。
对于一个理想的变压器来说,初级线圈所产生的磁通都穿过次级线圈,即没有漏磁通。
而对普通变压器来说,初级线圈所产生的磁通并非都穿过次级线圈,于是就产生了漏感,电磁耦合的紧密要求也无法满足。
而平面变压器只有一匝网状次级绕组,这一匝绕组也不同于传统的漆包线,而是一片铜皮,贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。
所以,平面变压器的输出电压取决于磁芯的个数,而且平面变压器的输出电流可以通过并联进行扩充,以满足设计的要求。
因此,平面变压器的特点就显而易见了:平面绕组的紧密耦合使得漏感大大地减小;平面变压器特殊的结构使得它的高度非常的低,这使变换器做在一个板上的设想得到实现。
但是,平面结构存在很高的容性效应等问题,大大限制了它的大规模使用,不过,这些缺点在某些应用中,也有可能转换为一种优点。
另外,平面的磁芯结构增大了散热面积,有利于变压器散热。
平面变压器的优点主要集中在较低的漏感值和交流阻抗。
绕组问的间隙越大意味着漏感越大,也就产生更高的能量损失。
平面变压器利用铜箔与电路板间的紧密结合,使得在相邻的匝数层间的间隙非常的小,因此能量损耗也就很小了。
在平面型变压器里,其绕组是做在印制电路板上的扁平传导导线或是直接用铜泊。
扁平的几何形状降低了开关频率较高时趋肤效应的损耗,也就是涡流损耗。
因此,能最有效地利用铜导体的表面导电性能,效率要比传统变压器高得多。
1.电流分配均等典型的平板变压器副边绕组有若干个并联的线圈。
每个副边绕组都和同一个原边绕组相藕合。
所以,副边电流产生的安匝数与原边绕组产生的安匝数相等(忽略励磁电流)。
这种特性对并联整流电路特别有用。
绕组电流分配均等,在并联整流电路中就不影响其他元件。
2.很高的电流密度平板变压器有极好的温升特性设计。
因为这些特性,所以它能在很小的封装体积内达到很高的电流密度。
平板变压器分类及特点介绍
一、平板变压器分类及特点介绍总体来说共分4种:第一种是,平板铁氧体磁芯,传统绕线型绕组结构,主要一些高频、高压小功率变压器,与传统变压器比优势不大;第二种是平板铁氧体磁芯,铜箔式绕组结构,主要应用在需要输出低压大电流的高频、大功率开关电源模块中;第三种是平板铁氧体磁芯,PCB印制板绕组,主要是一些高频、中小功率的变压器;第四种是采用LTCC(陶瓷低温共烧)工艺,在铁氧体薄片上印刷绕组,形成绕组阵列,多层黏结叠加,共烧成一体,主要是在高频小信号线路中信号宽带传输、隔离等作用.平板变压器的主要特点是:1产品呈平板状、体积小、厚度小,符合电源的模块化发展趋势;2结构简单,平板变压器是由少量部件和最少的绕组构成的,这种模块在自动化装配中特别适用.3工作频率高,功率密度大:传统变压器运行在高频时会使开关损耗增大和使变压器过热.平板变压器的出现,使这些问题得以解决.平板变压器能设计为高频变压器,提供一种既经济又好的变压器模块.它可工作在100kHz~1000kHz之间.因为平板变压器元件的尺寸很小,它具有极好的温度耗散特性,所以能和有关的半导体器件和电感紧密地封装在一起,实现高功率密度.4工作效率高:调节漏电感,使它能具有很快的开关时间,很低的交叉损耗,就能使它达到很高的效率.这种变压器副边绕组和原边绕组之间的匝间传导损耗是很小的.5极好的热耗散特性:平板变压器是具有高表面积体积比、很短的热通道的小元件.有利于散热.原边和副边绕组之间的匝间损耗很小.这种磁芯特有的几何外形能有效地减小磁芯损耗.所以它能做到高磁通密度.它可在-55~130℃之间工作.6电磁辐射干扰小:绕组和绕组之间的良好耦合,就能使绕组匝间的漏电感保持在最小值.输出端到辅助部件的连线很短而且是紧装配,所以绕组相互之间连线上的漏电感也是最小的,因此电磁辐射干扰小.7可靠性高;8绝缘强度高二、国外发展状况在国外这四种平板变压器均已试制成功,但仅有一些国外名牌企业,如Magnetics公司在近两年首先推出了功率平板变压器用磁芯并逐步得到了应用;美国Flat Transformer Technology 和PAYTON(佩顿)公司实现了用前三种平板变压器的批量生产,PAYTON的平面变压器产品功率从5W-20KW全系列产品.台湾的Pulse只能三种小功率平板变压器的批量生产,目前在二次通信电源的DC-DC模块产品中应用广泛,生产的300W以下产品系列很全;美国Midcom,Inc公司实现了用第四种平板变压器的批量生产.三、国内发展状况应用:在国内在通信行业的二次电源(低压DC-DC)中已经开始使用高频功率平板变压器,但功率在600W以下,目前应用较多的是全砖300W和半砖150W的产品,开关电源工作频率大约在200kHz-300kHz,发展趋势是500kHz-1MHz的高频高功率密度产品,此类产品只能应用平面变压器.在居电源业界领先的通信行业的一次电源,仍然采用传统的变压器,工作频率在100kHz以下,如48V50A电源变压器,体积大约在60×80×60,功率密度大约在10W/cm3,高频功率平板变压器的功率密度在同样的工作频率和体积下大约是传统变压器的3~5倍,也就是说同样功率的变压器如果采用平板变压器式结构,则整个变压器的体积可缩小为原来的1/3~1/5.目前,功率超过600W、频率超过100kHz的大功率平板变压器在国内很少有批量生产应用.但是随着电源技术发展的需要,尤其是通信电源、电镀电源、逆变电源中都在开始应用,但是由于目前受到成本高的限制大多应用在军用电子和高档工业产品中,但是这类变压器正在得到国内业界的重视.另在汽车电子中,平面变压器、电感器在国外产品中已经大批量应用,如汽车的超薄型HID(海拉、松下、日立、三菱等汽车大灯安定器)中应用的就是平面变压器和表贴类电感器产品.随着汽车电子产品的小型化,高功率趋势,电子产品内部用使用平面电感器、变压器是必然发展趋势.国内生产平面变压器的厂家大多集中在深圳,并且厂家不多,如深圳的京泉华、海光、博多,还有就是四川的899厂,都已经形成批量,生产的产品多为成熟的大批量全砖、半砖等DC-DC电源模块用平面变压器、电感器产品.这些企业的优势是:深圳企业是采用大批量、低成本生产通用品种平面变压器;899借助自身生产磁性材料的优势,在国内应该是最成功的平面变压器产品企业,目前也多供货中兴、华为等国内大企业.四、我公司产品情况在以北京为中心的北方变压器企业目前形成批量生产平面变压器、电感器的企业,就我们所知很少,我公司更注重各类平面变压器、电感器产品的技术开发,针对客户不同需求进行配套研制,主要产品有二次通信电源DC-DC 50W、100W,150W、300W、600W等产品,开关频率一般为200kHz-300kHz,500kHz产品也已经开始应用,1MHz工作频率产品正在开发,系列已经比较全(可提供从进口滤波、表贴电流互感器、平面主变压器、输出滤波平面电感器、其他输出滤波的表贴电感器的整套电源需要的感性器件产品.).一次电源用产品目前有AC-DC,1000W、1500W-2000W、3000W、5000W产品,由于开关电源受到其他器件的限制,开关频率主要集中到100kHz左右,由于成本因素在军用电源产品应用较多.在雷达发射机类产品中的高压电源中(输出电压一般在2000V,4000V,6000V一般多路输出)平面变压器、电感器是最优的选择,目前这类高压类平面变压器电感器产品,我公司主要配合军用单位进行电子对抗类军用雷达发射机电源中高压平面电源配套研制.这类产品由于输出电压高,频率高对分布参数要求高,因此技术难度较大.现在民用和工业用市场还没有大量推广.美国PULSE系列平面变压器、电感器系列产品,我公司已经研制出代替产品,性能相当,价格有很大优势;对于POWERONE电源模块用平面变压器,我公司也已经有代替产品.目前应用较多的日本LAMDA模块,如DC-DC600W,280V-28V模块用平面变压器、电感器,AC-DC 800 W 220V-28V电源模块用平面变压器、电感器,EMI滤波器件,APFC电感器,驱动变压器,电流互感器.知识同样测试条件下磁心AL值或者器件L值不同原因分析我们用LCR测试L值时按照IEC标准,测试时根据E=4.44NBAef,通过调整E和f两个参数来调整B值使其B<2.5Gas,在时间测试时我们设定的电压为仪表内部电动势(如401电桥)如图中的ε,电感产阻抗分压UL,仪表内阻r分压Ur,因此不同厂家进行测试时由于测试仪表的电动势虽然相同,但是如果仪表内阻r不同,则UL不同,于是测试的L值便有差别,即使是同一品牌同一型号的仪表也可能内阻不同,最后测试的L值不同就不足为奇了.避免办法:没有条件的使用普通电桥,供应方和使用方使用同样牌号的电桥,或者进行对比找出误差范围. 有条件的企业使用高档电桥,这种高档电桥可以使用能够显示UL的测试仪表或者电流的仪表,如HP4284A 、HP4285A、YY2816等高档仪表或者通过观测仪表显示的电路中的电流(在相同电流下测试).平面变压器与传统的变压器相比最大的区别在于铁芯及线圈绕组.平面变压器采用小尺寸的E型、RM型或环型铁氧体磁芯,通常是由高频功率铁氧体材料制成,在高频下有较低的磁芯损耗;绕组采用多层印刷电路板迭绕而成,绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压器的磁回路.这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容,可满足谐振电路的设计要求.而且由于磁芯良好的磁屏蔽,可抑制射频干扰.平面变压器与传统的变压器相比主要有以下特点:(1) 高电流密度.平面变压器的导线实际上是一些平面的导体,因而电流密度大.(2) 高效率.效率可达98%~99%.(3) 低漏感.约为初级电感的0.2%.(4) 热传导好.热通道距离短,温升低.(5) 低EMI辐射.良好的磁芯屏蔽可使辐射降到很低.(6) 体积小.采用了小型磁芯可相应减小体积.(7) 参数可重复性好.因为绕组结构固定、预先加工好,所以参数稳定.(8) 工作频率范围宽.频率可从50 kHz~ 2 MHz.(9) 工作温度范围宽.工作温度为-40 ℃~130 ℃.。
铂科磁芯手册
铂科磁芯手册一、铂科磁芯简介铂科磁芯(Platinum Core)是一家专业研发和生产磁性材料的制造商。
公司致力于为客户提供高品质、高性能的磁芯产品,以满足各种应用场景的需求。
在我国磁性材料行业中,铂科磁芯以其优良的品质和专业的服务赢得了广泛好评。
二、铂科磁芯产品线铂科磁芯拥有一系列丰富的磁芯产品,包括锰锌铁氧体磁芯、镍锌铁氧体磁芯、磁性传感器磁芯、电感磁芯、磁环等。
这些产品广泛应用于电子、通信、汽车、家电等领域。
三、铂科磁芯的应用领域1.电子行业:如智能手机、平板电脑、电视等设备的磁性元件;2.通信行业:如基站、光纤通信设备的磁性元件;3.汽车行业:如新能源汽车驱动电机、车载充电器的磁性元件;4.家电行业:如变频空调、洗衣机、冰箱等家电产品的磁性元件。
四、铂科磁芯的性能优势1.高磁导率:铂科磁芯具有较高的磁导率,能够在较低的磁场下实现较大的磁通量;2.高磁感应强度:铂科磁芯在磁场作用下具有较高的磁感应强度,可提高设备的磁性能;3.良好的磁稳定性:铂科磁芯在高温、高压等环境下具有较好的磁稳定性;4.环保无污染:铂科磁芯生产过程中严格遵循环保标准,产品不含有害物质。
五、铂科磁芯的选购与使用指南1.选购时应注意产品的磁导率、磁感应强度、磁稳定性等性能指标;2.根据实际应用场景选择合适的磁芯形状和尺寸;3.使用时应注意磁芯的磁场强度、工作温度等环境条件;4.定期检查磁芯的磁性能,如发现异常,及时采取措施进行维修或更换。
六、铂科磁芯的售后服务1.产品质量保证:铂科磁芯提供一年质保期,确保产品在使用过程中性能稳定;2.技术支持:公司提供专业技术支持,协助客户解决磁芯使用过程中遇到的问题;3.物流配送:全国范围内提供免费物流配送服务;4.售后维修:提供磁芯损坏后的维修或更换服务。
综上所述,铂科磁芯以其优质的产品、专业的服务和良好的售后保障,赢得了广大客户的信赖。
磁性元件知识要点
磁性元件知识要点磁性元件是一种具有特殊磁性特性的器件,常用于电磁传感器、磁扫描器、磁存储器、磁传输装置等应用中。
磁性元件主要包括磁铁、磁芯、电磁线圈等。
1.磁铁:磁铁是磁性元件中最常见的一种,它具有磁性并能产生磁场。
常用的磁铁有永磁磁铁和电磁铁两种。
(1)永磁磁铁具有恒定的磁性,不需要外界电流就能产生磁场。
常见的永磁材料有铁氧体、钕铁硼等,常用于磁扫描器、电机等。
(2)电磁铁需要外界电流的激励才能产生磁场。
通常由线圈和铁芯构成,电磁铁的磁性大小和方向可以通过调节电流大小和方向来控制。
常用于电磁传感器、电磁继电器等。
2.磁芯:磁芯是一种将磁场集中和导引的元件,常用于电感器、变压器、电源滤波器等。
磁芯材料的选择和设计对于磁性元件的性能具有重要影响。
(1)硅钢片是一种常用的磁芯材料,具有低磁导率和低磁滞损耗,适用于高频应用。
(2)铁氧体是一种具有高磁导率和高磁饱和感应强度的磁芯材料,适用于高频电感器和变压器。
(3)氧化铁磁芯具有高磁导率和低损耗,适用于高频应用。
(4)纳米晶磁芯具有高饱和磁感应强度和低磁滞损耗,适用于高频应用。
3.电磁线圈:电磁线圈是一种通过电流激励产生磁场的元件,常用于电磁传感器、电磁继电器、电磁阀等。
电磁线圈的性能主要由线圈参数和材料特性决定。
(1)线圈参数包括匝数、截面积、导线电阻等。
匝数越多,产生的磁场强度越大;截面积越大,导线的电流容量越大;导线电阻越小,导线的功耗越少。
(2)线圈材料应具有良好的导电性、机械强度和耐腐蚀性。
常用的线圈材料有铜、铝等。
4.磁电效应:磁电效应是指在磁性元件中,由于外界施加电场或磁场的作用,导致材料内部产生的磁场或电场发生变化。
常见的磁电效应有磁阻效应、磁电效应和电磁效应。
(1)磁阻效应是指材料的电阻随着磁场的变化而变化,用于磁阻传感器和磁存储器。
(2)磁电效应是指材料的极化电荷和应变随着磁场的变化而变化,用于磁电传感器和磁存储器。
(3)电磁效应是指材料的极化电荷和应变随着电场的变化而变化,用于电磁传感器和电磁继电器。
平板磁器件在汽车电子中的应用
华为、中兴
内
资
汇川、麦格米特
威迈斯、英博尔
外 资
三星、ABB 艾默生网络能源
爱立信、阿朗
主要客户
高频平板磁器件 高频表贴磁器件 高频插件磁器件
工频互感器 产品理念
通信
金川牌 磁器件
新能源
应用领域
公司简介-产品结构
主营高端定制磁器件
平板类类 磁性元件
叠合类 磁性元件
PFC 一级共模电感
PFC 升压电感
PFC 二级共模电感
输出滤波电感
主功率输入输出共模电感 PFC 电感
DC-DC主变压器
DC-DC主变压器
PFC 辅源变压器
DC谐振电感
辅源变压器
DC 辅源变压器
I 平板磁器件介绍 II 汽车电子磁器件 III 平板磁器件应用 IV 我司磁器件能力
应用案例-车载充电器
次级电流大 用于高压转低压DCDC模块
平板磁器件-平板电感类
使用铜箔/扁平线 散热良好
电流密度大 用于滤波、储能电路
平板磁器件-主要特点
高电流密度 高效率 低漏感 热传导好
低EMI辐射
平板 磁器件
特点
体积小 参数重复性好 工作频率范围宽 工作温度范围宽
绝缘性好
平板磁器件-特点一
体积=传统器件50%
温度等级可做到Class F,应用于高频 率或大电流
膜包线单股最小线径可以做到Φ0.05 mm甚至更小,最大截面积30mm²
温度等级可做到Class F和H,应用于 高PC频95率:或高大Bs电,流宽温低损耗,待机损耗低
平板磁器件-导体材料
自粘线 普通线 利兹线/USTC线
温度等级可以做到Class B,F,H
平板变压器的磁性材料研究与开发
平板变压器的磁性材料研究与开发概述平板变压器是一种小型、高效、轻薄的变压器,广泛用于电子设备中,如手机、平板电脑、电视机等。
平板变压器的核心是磁性材料,它在变压器的工作过程中起着关键的作用。
本文将阐述平板变压器磁性材料的研究与开发,包括材料的选取、性能要求、研究方法和未来趋势。
一、磁性材料的选取平板变压器的磁性材料主要包括铁氧体、氮化铁、磁性聚合物等。
不同的材料应用于不同的变压器类型,根据具体需求选择适合的磁性材料是研究与开发的首要任务。
以下是几种常见的磁性材料和它们的特点:1. 铁氧体铁氧体由氧化铁和碳酸盐或氢氧化物组成,具有良好的磁导率、高剩磁感应强度和磁导率。
它们具有良好的机械强度和耐腐蚀性。
另外,铁氧体的成本也相对较低。
因此,铁氧体是平板变压器常用的磁性材料之一。
2. 氮化铁氮化铁是一种新型磁性材料,具有高饱和磁感应强度、低磁导率和低涨磁率等特点。
由于其优异的性能,氮化铁在平板变压器中越来越受到重视。
另外,氮化铁具有较高的熔点和耐高温性,使其更适合在高温环境下工作。
3. 磁性聚合物磁性聚合物是一种将磁性粉末分散于聚合物基质中制成的材料。
磁性聚合物具有高饱和磁感应强度、低涨磁率和低磁导率等特点。
此外,磁性聚合物还具有可塑性好、重量轻以及成本低廉的优点。
因此,磁性聚合物在平板变压器的应用中有一定的潜力。
二、磁性材料的性能要求平板变压器对磁性材料的性能有一定的要求,主要包括以下几个方面:1. 高饱和磁感应强度:变压器工作时,需要有足够强的磁场来实现能量的传递。
因此,磁性材料应具备高饱和磁感应强度,以提供足够的磁场。
2. 低磁导率和涨磁率:高磁导率和涨磁率会导致能量损耗和温升,降低变压器的效率。
因此,磁性材料的磁导率和涨磁率应尽量低,以减少能量损耗。
3. 良好的热稳定性:平板变压器在工作中会产生热量,磁性材料应具备良好的热稳定性,能够在较高的温度下保持稳定的磁性能。
4. 耐腐蚀性:由于平板变压器常常运用在复杂的环境中,磁性材料应具备良好的耐腐蚀性,以提高变压器的使用寿命。
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平板磁性元件介绍
目录
一、平板磁性元件的特点
二、平板磁性元件介绍
三、平板磁性元件主要材料
1、产品成平板状,高度小、体积小、高工作频率、高功率密度,符合电源模块化发展。
一个高功率密度变换器需要一个尺寸、体积都较小的磁性元件,而平板磁性元件能够满足这一设计需求。
平板磁性元件常用工作频率为
100~500KHz,最高可达2MHz,大大降低了产品绕组的匝数,从而可以实现绕组采用印刷电路板或预制平面铜皮等结构。
平板磁性元件体积只有传统产品的50%左右,高度相当于传统的20%~40%。
因为平板磁性元件体积小,效率高,其还可以和半导体器件紧密封装在一起,实现高功率密度。
2、漏磁小、漏感低。
对于变压器而言,初级绕组所产生的磁通并没有全部穿过次级绕组,于是就产生了漏感,电磁耦合的程度直接影响了漏感的大小及产品的稳定性。
平板变压器体积小、工作频率高、匝数少,一般采用三明治结构,所以其耦合好,漏感不到初级电感的0.3%,远远小于传统变压器。
3、具有较小的高频交流电阻。
传统变压器或电感一般采用铜线或铜皮绕组,且匝数较多,较大漏磁、趋肤效应和邻近效应会导致每个绕组在高频下交流电阻较大,从而会导致产品铜损加大。
平板磁性元件结构(低漏感、低匝数、扁平线圈或多层线路板)能够有效的避免,从而降低高频交流电阻。
4、损耗小、散热好、效率高。
平板磁性元件工作频率远远高于传统产品,只有传统产品的50%左右,且产品耦合良好,从而大大减小了产品的铁损和铜损;另、其结构紧密、表面散热极佳,能够有效控制产品温升;平板变压器最高效率能够达到99%。
5、低EMI辐射。
平板磁性元件一般具有良好的磁芯屏蔽,可使辐射降到很低。
1、多层PCB线路板型式。
这种结构方式的平板磁性元件制作简单,方面组装。
具有较高的生产效率,但PCB的成本较高,所以一般用于小功率段DC/DC模块电源中。
2、PCB线路板或铜箔加绝缘线。
这种结构一般初级端采用三层绝缘线或膜包线绕制成线饼,次级采用多块PCB或铜箔并联(串联)方式。
这种结构散热良好,能符合加强绝缘要求,多用于AC/DC电源中。
3、绕组全部使用铜箔或扁平线。
这种结构一般使用在低压大电流场合,特点是匝数少,电流大,功率可以做到1~20KW。
4、初级使用PCB,次级使用铜箔或扁平线。
这种结构一般使用在高压转低压DC/DC模块电源中,次级可以输出较大电流。
5、平板电感
一般有铜箔、扁线两种方式。
1、磁芯选择。
ü磁性形状有PEE,PEI,PER,PQ,PM,ED等,铁芯的形状种类繁多,各有优势。
Ø有效体积和实际体积越接近的铁芯更便宜
Ø加工简单的便宜
Ø同等Ae时,圆形中柱铁芯使用的材料更少
Ø方形中柱铁芯磁性元件制作更容易
中柱面积=1.0(接近有效截面积Ae)
ü材质一般选用Mn-Zn 铁氧体铁芯。
根据实际运用的开关频率及产品目标温升、效率来选择合理的材质
ØPC40:价格优,适用要求不高的场合。
ØPC44:在高温时比PC40损耗低。
ØPC95:高Bs ,宽温低损耗,待机损耗低。
ØPC47:高Bs ,高温低损耗,价格贵。
ØPC90:高Bs ,常用于储能电感。
Ø
PC50:高频低损耗,使用0.5MHz 以上。
200.0
300.0
400.0
500.0 600.0 700.0
800.0
25℃60℃100℃120℃损耗(m W /c m ∧3)温度常用材质损耗/温度对比(100KHZ ,0.2T )
PC40PC44PC47PC90PC95
2、导体选择。
ü铜箔或扁铜线:可以做成单匝或多匝。
铜箔一般采用机加工方式制作,多匝时没匝之间需要薄膜隔离;扁平线做绕组可以直接机器绕线而成,匝间无需额外绝缘。
ü绝缘线:绝缘线可以满足加强绝缘安规要求,但平板变压器工作频率一般很高,考虑的趋肤效应,所以一般采用多股三层绝缘线或膜包线。
Ø常用的由LITZ WIRE(只7股)做成的三层绝
缘线,目前最大规格为Φ0.37*7,应用频率
和电流受到一定限制。
ØTOTOKU公司生产的TIW-LOW LOSS,这种
线同等面积下具有更小的直径。
可选规格
有Φ0.33~1.01mm
Ø超细导体绞合三层绝缘线,单股线径可
以做到Φ0.05,最多股数可以到的1000股,
温度等级CLASS F,应用高频率或大电流。
Ø膜包线:单股线径可以做到Φ0.05甚至
更小,单支膜保险导体总面积可以做到
30mm2以上,温度等级CLASS F、H,应用高
频率或大电流。
üLITZ WIRE/USTC WIRE:
Ø耐温等级有CLASS B、F、H
Ø最小线径可以做到Φ0.03,最大面积30mm2以上
Ø分自粘线和普通线
Ø参数:耐压、DCR、完成外径、绞合方向、绞距、针孔数
谢谢!。