软磁铁氧体简介及材料特性与国内外软磁铁氧体厂商材料牌号对照
软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义
软磁铁氧体材料基本知识特性参数和定义准确,有一定深度
一、什么是软磁铁氧体?
软磁铁氧体(Soft Magnetic Ferrite)是一种特殊材料,属于磁性材料的一种。
它具有以下四个特点:一是具有较强的电磁吸收能力;二是具有较高的磁阻率;三是具有较强的电磁传导能力;四是具有较低的损耗。
二、软磁铁氧体的特性参数
1、磁导率(Magnetic Conductivity)
磁导率是一种物理量,它表示一个物质对于一定的电磁场有多大的磁导能力,被定义为电磁场导致的电流强度单位时间的变化比例。
电磁场通过材料时,磁导率决定了材料的磁导能力,磁导率越小,材料的磁导能力就越弱。
2、磁滞回线(Hysteresis Loop)
磁滞回线是指磁体在外加的相应磁场的作用下,由抗磁性材料的逆磁化向磁化的过程,然后由磁化向逆磁化的过程,构成的曲线。
它可以完全反映其中一种磁性材料在多次循环变化中的全部特性,因此,磁滞回线也被称为磁体的“心脏”。
3、电感(Inductance)。
软磁铁氧体基本磁特性
软磁铁氧体材料和磁心概述软磁铁氧体材料和磁心概述软磁铁氧体材料分类铁氧体又称氧化物磁性材料,它是由铁和其它金属元素组成的复合氧化物。
铁氧体采用陶瓷工艺,经高温烧结而制成各种形状的零件。
实际上,所有在金属磁性材料中出现的磁现象,在铁氧体中也能观察到,但是有两个基本不同点:一是铁氧体的饱和磁化强度远远低于金属磁性材料,通常为金属材料的一半到五分之一;二是铁氧体的电阻率比金属磁高一百万倍以上。
由于这种区别,对于低频(1000 赫兹以下)高功率的磁心一般采用金属磁性材料,用于较高频率(1000 赫兹以上)磁心采用铁氧体材料。
按照铁氧体的特性和用途,可把铁氧体分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁等五类;如果按照铁氧体的晶格类型来分,最重要的有尖晶石型、石榴石型和磁铅石型等三大类。
高频变压器和电器中主要使用软磁铁氧体材料,因此下面主要叙述软磁铁氧体材料的分类及特性。
大多数软磁铁氧体属尖晶石结构,一般化学表示式为MeFe 2O 4,这里 Me 表示二价金属元素,如:Mn、Ni、Mg、Cu、Zn等。
软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多,用途最广泛的一种。
这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低,即容易磁化也极易退磁,其磁滞回线呈细而长形状。
软磁铁氧体材料可按化学成分、磁性能、应用来进行分类。
若按化学成分来分类,则主要可分为 MnZn 系、NiZn系和 MgZn 系三大类。
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,其起始磁导率μi=400~20000,饱和磁感应强度 BS=400~530mT。
MnZn 系铁氧体广泛制作开关电源变压器、回扫变压器、宽带变压器、脉冲变压器、抗电磁波干扰滤波电感器及扼流圈等,是软磁铁氧体中产量最大的一种材料(按重量计约占 60%)。
NiZn 系铁氧体使用频率 100kHz~100MHz,最高可使用到300MHz。
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。
软磁铁氧体材料基本知识、特性参数和定义
e
L 107
4N 2
C1
表观磁导率
含有磁芯线 圈的电感量
电感系数
app
L L0
空心线圈的电感 量
L AL N 2
AL
0e
C1
19/39
软磁铁氧体的特性参数
☺磁导率的温度特性(i~T)
温度系数 i
i
ref ref ref
i
1
T
F i i
居里温度Tc
20/39
软磁铁氧体的特性参数
超低损耗MnZn铁氧体材
年份
型号
料
测试条件
功率损耗
1984 TDK:PC40 100kHz, 200mT, 100℃ 410 kW/m3
1990 TDK:PC44 100kHz, 200mT, 100℃ 300 kW/m3
1995 TDK:PCxy 100kHz, 200mT, 80℃ 200 kW/m3
TDK公司H5C4,12000,>9000(-20℃) EPCOS公司T38,10000,>9000(-23℃) TDK公司DN70,低谐波失真(0~85℃) TDK公司DNW45,宽温高直流叠加(-40~
Tc
6.475
xFe2O3
2 3
xZnO 104
在居里温度附近,K1急剧趋于零,而Ms尚有一定数值,故导致μi~T 峰值出现(I峰)。
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软磁铁氧体的特性参数
☺磁导率的频率特性(i~f )
1234. 中高极低频高频频((ff=f(<=1f110>0041460H11z0)0:6H1复H0z)Hz磁-)-z:导-)与-:交率低畴换µ频r壁区大相共。,似振µ,和r可小自能,然出损共现耗振尺小;寸,大
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(*)。
铁氧体牌号对比
铁氧体牌号对比铁氧体是一种重要的磁性材料,广泛应用于电子、通讯、电力等领域。
目前市场上有多种不同牌号的铁氧体产品,各具特点,本文将对一些常见的铁氧体牌号进行对比。
首先是常见的软磁铁氧体材料,其主要特点是低矫顽力、高导磁率、低损耗和高饱和磁感应强度。
常见的牌号有MnZn铁氧体、NiZn铁氧体和CoZn铁氧体。
其中,MnZn铁氧体是一种比较常用的软磁铁氧体材料,其导磁率高、矫顽力低,适用于高频电路中的变压器、电感器、滤波器等元件。
而NiZn铁氧体则具有更高的饱和磁感应强度和更低的矫顽力,适用于高频变压器、微波器件等。
CoZn铁氧体则具有更高的磁导率和更低的损耗,适用于高频电路中的滤波器、耦合器等元件。
其次是硬磁铁氧体材料,其主要特点是高矫顽力、高剩磁、高磁能积和高抗腐蚀性。
常见的牌号有SrFe铁氧体、BaFe铁氧体和SrBaFe铁氧体。
其中,SrFe铁氧体是一种具有较高剩磁和较高矫顽力的硬磁材料,适用于电机、发电机、传感器等领域。
BaFe铁氧体则具有更高的磁能积和更好的抗腐蚀性,适用于制作小型电机、传感器等。
SrBaFe铁氧体则是一种新型硬磁材料,具有较高的剩磁和矫顽力,同时还具有较好的抗腐蚀性和稳定性,适用于制作电机、发电机、传感器等。
除了以上几种常见的铁氧体牌号外,市场上还有很多其他类型的铁氧体产品,如高温超导材料、微波吸收材料等。
不同类型的铁氧体产品适用于不同领域和应用场合,选择合适的铁氧体牌号对于提高产品性能和降低成本都具有重要意义。
综上所述,不同牌号的铁氧体产品各具特点,在实际应用中需要根据具体情况选择合适的牌号。
同时,随着科技的不断发展和进步,新型铁氧体材料也在不断涌现,未来市场上还将出现更多种类的铁氧体产品。
软磁铁氧体介绍
制作人
徐传国 冯平源 郭则依
磁性及其普遍性
• 随着科学技术的发展,已揭示出一切的物 质都具有磁性磁性在生产和技术,科研和 国防,以及家庭生活中都有广泛的应用。
软磁铁氧体 材料的定义及分类
软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化 物,采用粉末冶金方法生产。有Mn-Zn、Cu-Zn、 Ni-Zn等几类,其中Mn-Zn铁氧体的产量和用量最 大,Mn-Zn铁氧体的电阻率低,为1~10 欧姆/米, 一般在100kHZ以下的频率使用。Cu-Zn、Ni-Zn铁 氧体的电阻率为102~104欧姆/米,在100kHz~10 兆赫的无线电频段的损耗小,多用在无线电用天线
MgZn 系铁氧
• MgZn系铁氧体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 是品种最多、应用最广、用量 最大的一种磁性材料,是电子信息和家电 工业等的重要基础功能材料。经过半个多 世纪各国铁氧体公司的科研生产,世界软 磁铁氧体性能得到了很大的改进和提高, 其产量逐年高速递增,应用领域范围不断 扩大。
MnZn 系铁氧体
• 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μ i =40020000 ,饱和磁感应强度 Bs=400-530mT
NiZn 系铁氧体
• 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 ~ 107 Ω cm 。
• 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μ i =5-1500 ,饱和磁感应强度 Bs=250-400mT 。
软磁铁氧体材料
世界上最早开始研 究的国家——中国
20世纪铁氧体软磁 材料的研究成果
世界上最早开始研究的国家——中国
中国是世界上最先发现物质磁性现象和应用磁性材料的国家。早在战国时期就有关于天然磁性材料(如磁铁 矿)的记载。
11世纪就发明了制造人工永磁材料的方法。1086年《梦溪笔谈》记载了指南针的制作和使用。1099~1102 年有指南针用于航海的记述,同时还发现了地磁偏角的现象。
此法制备的粉体纯度高,均匀性好,粒经小,尤其对多组分体系,其均匀度可达到分子或原子水平。
烧结温度比高温固相反应温度低,晶粒大小随温度和时间的增加而增大,完全晶化温度约为750 ℃左右。与 共沉淀法相比,该法合成的纳米粉体仅在烧结时才出现团聚,且在不高的温度( 700~800 ℃)晶化完全。这样可以 节约能源,避免由于烧结温度高而从反应器中引入杂质,同时烧前易部分形成凝胶,具有较大的表面积,利于产物的 形成。是一种较好的制备超微粉的方法。
磁特性参数及其改善措施
磁特性参数
提高磁导率的 相关理论及方 法
磁特性参数
1.起始磁导率 µI=lim_(△H→0){△B/△H} 2.磁损耗品质因素:Q=ωL / R; 损耗角正切:tanδ=1/Q; 比损耗系数: tan /µi =1/µi·Q 一般材料µi· Q =常数. 3.温度稳定性温度系数:αμ 比温度系数:αu/µi 4.减落反映材料随时间的稳定性 5.磁老化 6.截止频率fr由于畴壁或自然共振,迅速下降致所对应的频率点,衡量材料应用频率的上限.
软磁铁氧体的损耗
磁损耗产生原 因
磁损耗分类
磁损耗产生原因
软磁材料在弱交变场,一方面会受磁化而储能,另一方面由于各种原因造成B落后于H而产生损耗,即材料从交 变场中吸收能量并以热能形式耗散。
软磁材料性能
磁性器件中输入正弦波、输出波形发生了畸变失真,描述失真 程序的参数
THD与使用关系:
THD越差、信号失真越大、信号的误差越大、信息受损失传输距 离变近
影响THD的因素:
材料本身的磁滞系数 磁心研磨面的平整度 磁心的形状设计
实用文档
材料 名称
tanδ/μi
αμr(×10-6℃)
μi
(×10-6)
实用文档
μi –f特性曲线图(R7K)
实用文档
D、 损耗角正切特性
损耗角正切意义:
表示在交变磁化过程中能量的损耗与储存之比
损耗角正切与使用的关系:
损耗角正切越大、损耗越大,器件的品质越差
影响损耗角正切的因素: 材料的生产工艺
tan/i
产品开气隙后tanδ会变小,但
不变
实用文档
E、THD(Total Harmonic Distortion)总谐波失真
普通
命高 频名方法 DMR 40
高Bs
东磁 软磁 号码
DMR30
DMR30D DMR22 DMR40
普通
工作点100℃ 工作点45℃
宽温
高Bs 高Tc
DMR95 DMR90
DMR50 DMR50B
东磁材料
实用文档
DMR44 DMR46
Pc30 Hv22 Pc40 Pc44 Pc46
Pc95 Pc90
A、 起始磁导率及电感系数
B、 μi— T特性,温度系数 C、 μi— f特性
D、 比损耗特性 E、 THD特性
实用文档
A、起始磁导率 电感系数
意义:
起始磁导率是反映材料导磁性的一个指标、指在小磁场低频下材料 的磁导率。
铁氧体参数及国内外牌号对照表
HARD FERRITE MAGNETSHard ferrite (ceramic) magnets were developed in the 1960's as a low cost alternative to metallic magnets. Even though they exhibit low energy (compared with other permanent magnet materials) and are relatively brittle and hard, ferrite magnets have won wide acceptance due to their good resistance to demagnetization, excellent corrosion resistance and low price per pound. In fact, measured by weight, ferrite represents more than 75 percent of the world magnet consumption. It is the first choice for most types of DC motors, magnetic separators, magnetic resonance imaging and automotive sensors.Ferrite Magnets characteristicsMostly Used national standard - SJ285-77 permanent ferrite magnet standardChinese SJ/T0410-2000 Permanent Ferrite Manget StandardIn MMPA(0100-87) standardRing shape size(mm) D×d×HФ115×45×5~23 Ф200×86×5~27 Ф70×32×3~17 Ф115×43×5~23 Ф200×83×5~27 Ф70×30.5×3~17 Ф115×45×5~23 Ф200×86×5~27 Ф70×32×3~17 Ф115×57×5~23 Ф200×95×5~27 Ф70×56×3~17 Ф115×58.7×3~23Ф200×100×5~27 Ф70×40×3~17 (elliptical)Ф115×60×5~23 Ф200×110×5~27 Ф71×40×3~17 Ф115×67×5~23 Ф200×120×5~27 Ф71×30.5×3~17 Ф115×80×5~23 Ф206×88.9×5~30 Ф71×32×3~17 Ф121×45×5~24 Ф206×89×5~30 Ф72×30.5×3~16 Ф121×57×5~24 Ф206×118×5~30 Ф72×32×3~16 Ф121×60×5~24 Ф210×86×5~30 Ф72×38×3~16 Ф121×65×5~24 Ф210×118×5~30 Ф72×40×3~16NdFeBKnown as third generation of Rare Earth magnets, Neodymium Iron Boron (NdFeB) magnets are the most powerful and advanced commercialized permanent magnet today. Since they are made from Neodymium, one of the most plentiful rare earth elements, and inexpensive iron, NdFeB magnets offer the best value in cost and performance.NdFeB magnets are available in both sintered and bonded forms. Sintered NdFeB offers the highest magnetic properties (28 MGOe to 50 MGOe) while Bonded NdFeB offers lower energy properties. Although bonded magnets do not possess magnetic properties as advanced as those of sintered magnets, they can be made in shapes and sizes that are difficult to achieve with sintering.A variety of coatings can be applied to the magnets' surface to overcome the principle drawback of neodymium-based magnets, their tendency to corrode easily.Grade Max. EnergyProductRemanence Coercive Force Rev. Temp.Coeff.CurieTemp.WorkingTemp. (BH)max B r H c H ci B d H d T c T w MGOe kJ/m3kG mT kOe kA/m kOe kA/m%/°C%/°C°C°CN3331-33247-26311.30-11.701130-1170>10.5>836>12>955-0.12-0.6031080 N3533-36263-28711.70-12.101170-1210>10.9>868>12>955-0.12-0.60310801.Licensed Products by SSMC-MQ - ISO 9002 Quality Standard Certified2.The above-mentioned data of magnetic parameters and physical properties are given at room temperature.3.The maximum service temperature of magnet is changeable due to the ratio length and diameter and enviromental factors.4.Special properties can be achieved with custom method.Physical and Mechanical PropertiesMax Working Temperature。
锰锌软磁铁氧体磁性材料特点以及在电源中的应用
锰锌软磁铁氧体磁性材料特点以及在电源中的应用锰锌(MnZn)系软磁铁氧体概述锰锌系软磁铁氧体主要是具有尖晶石结构的mMnFe2O4·nZnFe2O4 与少量 Fe3O4 组成的单相固溶体,用锰锌系铁氧体磁性材料做成的电感磁芯及其它磁性元器件,应用频率从数百赫兹到几千兆赫兹,是最重要的软磁铁氧体材料,其产量占了软磁铁氧体磁性材料总产量的60%以上,因此,锰锌铁氧体的发展更为引人注意。
锰锌铁氧体材料主要分为高频低功耗铁氧体(又称功率铁氧体,初始磁导率通常小于5000,多数在2000左右)和高磁导率即高μi(初始磁导率)铁氧体两类。
初始磁导率ui是磁性材料的磁导率(B/H)在磁化曲线初始区的极限值,即μ0为真空磁导率 permeability in vacuum (4π×10-7H/m),单位亨/米H为磁场强度 magnetic field strength (A/m)B为磁通密度 magnetic flux density (T)(1)锰锌功率铁氧体概述功率铁氧体的主要特征是在高频(几百千赫)高磁感应(几千高斯,1T=10000Gs)的条件下,仍旧保持很低的功耗,而且其在一定的温度范围内功耗随磁芯的温升而下降,在80℃左右达到最低点,从而可以形成良性循环。
功率铁氧体的主要用途是以各种开关电源变压器和彩电回扫变压器为代表的功率型电感器件,用途十分广泛,是目前产量最大的软磁铁氧体。
如下是天通'TDG'的TP4系列的温度和磁芯损耗关系。
我国新发布的'软磁铁氧体材料分类'行业标准,把功率铁氧体材料分为PW1~PW5 五类,其适用工作频率也逐步提高。
如适用频率为15~100kHz 的 PW1 材料;适用频率为 25~200kHz 的 PW2 材料;适用频率为100~300kHz 的PW3 材料;适用频率为300~1MkHz 的 PW4 材料;适用频率为 1~3MHz 的 PW5 材料。
软磁铁氧体磁心应用与设计(全)
JP3
NC-2H
JP4
PC50
7H10
N49
3F3
NC-3M
JP5
7H20
N59
3F4
1.1.3 软磁铁氧体磁心主要品种规格及其应用
作枕校变压器,近年来,在平面变压器中采用更小规格磁
适于高频电子变压器和电感器应用的软磁铁氧体磁 心,如 EI14、EI18 等。
心,品种规格很多主要有 E 型、U 型、罐型及特殊磁心
成为最广泛应用的高频变压器磁心,可以在低磁通密度或 漏感也低。这类磁心国内习惯于称为 EC 型磁心,国外也
高磁通密度下使用。这类磁心通常成对使用,组成闭合磁 有称为 ER 型磁心。国际标准推荐的尺寸规格有 ETD19、
路。常用规格可细分为 EE 型、EI 型、ETD(EC) 型;新开 ETD29、ETD34、ETD39、ETD44、ETD49、ETD54、
80 年代后,随着彩电国产化和逐步向家庭普及,软 磁铁氧体磁心需量激增,加之从国外引进技术和先进的关 键制造设备以后,生产量和技术水平均获得迅猛发展。如 1990 年全国软磁铁氧体产量已达 12000 吨。这一时期,具 有节能并可实现小型化、轻量化的开关电源在彩电和其它 电子设备大量应用,而软磁铁氧体是开关电源主变压器磁 心最适用的材料,因此功率应用的软磁铁氧体材料(MnZn 系)发展更快,该类材料约占整个软磁铁氧体材料总产量 的 50% 左右(按重量计)。用于大磁场下的功率铁氧体材 料,有不同品种材料,各企业对材料牌号命名时采用各种 方法,如 R2KD、R2KB、R2KP、R2KBD 等等。因此, 上述命名方法与实际使用已产生矛盾,给用户选择和使用 带来不便,1997 年,根据等同采用IEC标准而修订的新的 电子工业标准 SJ/T17666-1997,已将软磁铁氧体材料分 为三大类,已如前述(见附表六)。但相应的材料牌号命 名方法尚未修订。目前,国外大多数企业根据自身商业利 益,均有自己规定的材料牌号命名方法;国内部分企业有 的也已仿效国外大公司,制订了本企业生产的软磁铁氧体 材料牌号命名方法。表 1-1 和表 1-2 列出国内外部分企 业生产的功率铁氧体材料和高磁导率铁氧体材料牌号对照 表,可供使用者参考。
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。
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软磁铁氧体简介软磁铁氧体通常分为Mn-Zn铁氧体和Ni-Zn铁氧体两种.使其在高频电磁应用中成为最好的选择.铁氧体软磁材料主要分为以下三类应用:●小信号铁氧体广泛用在射频电路,电信通讯,网络通信中, 起信号隔离,宽带传输,信号匹配等功能.●功率传递铁氧体广泛用在AC-DC,DC-DC等开关电源的变压器和滤波电感中●抑制电磁干扰铁氧体抑制和吸收各种传和辐射噪声,以满足日益严格的电磁兼容的要求.Mn-Zn软磁铁氧体Mn-Zn软磁铁氧体通常分为功率铁氧体和高磁导率铁氧体两大类.针对不同的行业和具体的应用,这两种材料的具体参数又有进一步的细分.功率材料根据不同的开关频率和功率密度有不同的分类,按照变压器应用还是电感应用也有不同的分类.而高磁导率铁氧体按照用在通讯的信号传输中还是电磁兼容中,对材料的参数也有完全不同的要求,因此, 合理的选择磁性对产品设计的质量至关重要.在深刻理解下游技术和客户需求的基础上,对材料进行深入的开发和应用研究.如针对节能灯用谐振电感和背光源的技术特点开发了相应的功率Mn-Zn 材料.针对通讯用磁芯要求总谐波失真(Total Harmonic Distortion)低的特点和EMC用磁芯要求磁芯的阻抗&频率响应特性好的特点开发了相应的高磁导率材料,来满足客户的不同需求.Ni-Zn软磁铁氧体科力生产的Ni-Zn软磁铁氧体主要用于EMC中抑制电感干扰噪声,该产品具有性能稳定,宽噪声抑制带宽,品种广泛,能够满足客户不同的EMC要求.Soft Ferrite usually divided into two series of materials, including Mn-Zn and Ni-Zn. In order to be a best choice at high frequencies application, We can divided ferrite material into following three kinds:●Small Signal FerriteIt is widely used on Radio frequency circuit, telecommunication and network service. The function include Signal isolation, Broad band transmission and signal match.●Power ConversionIt is widely used in Filter inductance and transformer with switching power, such as AC-DC, DC-DC.●Interference SuppressionTo meet the demand of electromagnetic area, It is can Soft Ferrite Brief Introductionabsorb and suppress all kinds of radiated and noise.Mn-Zn Soft FerriteMn-Zn soft ferrites usually divide into power ferrites and high-permeability ferrites. The concrete parameter of these two material have different classification according to different switch frequency, power density, transformer and inductance application. High-permeability ferrites also have different requests to parameter in communication signaling or electromagnetic area. So, It is important to choose reasonable magnetism for quality of product.Base on the profound understand of the customer demand and application technology, have do many in-depth research about ferrite application. For example, according to the ballast lighting and backlight inverter application, we have developed relevant products. According to the telecom application, we developed the low THD series products. For the EMC application, we have the products with good impedence & frequency response character. So we can afford you the best product and best service.Ni-Zn Soft FerriteNi-Zn soft ferrite mainly used in EMC with suppressing noise of inductance disturbance. This product have the stable property, noise suppressing and variety. It can meet the customer different request.导1. i初始磁导率是磁性材料的磁导率 (B/H)在磁化曲线始端的极限值,即式中,0为真空磁导率(4π×10-7H/m)H 为磁场强度(A/m)B 为低通密度(T)2.有效磁导率μe在闭合磁路中,如果漏磁可忽略, 可以用有效磁导率来表征磁芯的性能。
式中L 为装有磁芯的线圈的电感量(H)N 为线圈匝数le 为有效磁路长度(m)Ae 为有效截面积3.饱和磁通密度Bs ( T )磁化到饱和状态的磁通密度。
见图1。
4.剩余磁通密度Br ( T )从饱和状态去除磁场后,剩余的磁通密度。
见图l 。
5.矫顽力Hc ( A / m )从饱和状态去除磁场后,磁芯继续被反向磁场磁化,直至磁通密度减为零,此时的磁场强度称为矫顽力。
见图1。
6.损耗因数tan δ损耗因数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和tan δ= tan δh + tan δe + tan δr 式中:tan δh 为磁滞损耗因数tan δe 为涡流损耗因数tan δr 为剩余损耗因数7.相对损耗因数tan δ/μ相对损耗因数是损耗因数与磁导率之比:tan δ/ μ适用于材料)tan δ/ μe (适用于磁路中含有气隙的磁芯)8.品质因数Q品质因数为损耗因数的倒数:Q = 1/ tan δ9. 温度系数为温度在T 1 和T 2 范围内变化时,每变化1K 相应的磁导率的相对变化量:式中为温度为时的磁导率为温度为时的磁导率10.相对温度系数α温度系数和磁导率之比,即11.居里温度T c (℃)在该温度下材料由铁磁性(或亚铁磁性)转变成顺磁性。
见图2。
12.减落因数D F 在恒温条件下,完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化,即式中为退磁后分钟的磁导率为退磁后分钟的磁导率初始磁导率μμ(m 2)i (1μ2μT 1 T 2 温度系数αµ (1/K )1μ2μT 1 T 2µ→=0lim i H 01B μHµ=2e N 0.μe eL L A ()=>......21μ21211μ-μ1a .T T μT -T ()=>......r 21μ212221μ-μ1a .T T T -T μ µ r ( 1/K )=>()2......F D 21211μ-μ1.T T μ21log T T 常用符号和定义Mn-Zn 材料特性表性能参数 Parameter 符号 Symbol 单位 Unit 条件 Condition KC40 KL5B KL5 KL7 KL10 KL12 KL15 2300 450050007000100001200015000初始磁导率 Initial Permeabilityμi10kHz/0.1mT±25% ±25% ±25% ±25% ±30% ±30% ±比损耗因素Relative Loss Factor Tan δ/10-620<5<5<6<7<7居里温度 Curie Temperature Tc℃ >160 >140 >130 >130 >100 >90比温度系数 Relative Temp.Factor i-0.5~2.0-0.5~1.8-0.5~1.5-0.5~1.5-0.5~1.5℃ 饱和磁通密度 Flux Density Bs mT 100℃ 420400 410 410 410 410 25℃ 剩磁 Remanence Br mT 100℃ 100 90 80 80 25℃ 8766矫顽力 Coercivity Hc A/m 100℃减落因子Disaccommodation factor10-6<2.5<3 <3 <3 <1.5 <1.5 电阻率 Resistivity ρΩ.m ℃1021 0.3 0.2 0.15 0.15 密度 DensityDk g/m 34800 4900490049005000500025℃60℃25kHz200mT100℃℃60℃ 100℃功率损耗 Power Losskw/m 3100kHz 200mT120℃μi αμD F P V 10-6/℃>802205503902525100551496.5480025110500410450600807030%Ni-Zn 材料特性表国内外软磁铁氧体厂商材料牌号对照表(Mn-Zn)20K11M11E 30K3V2F 50K5M8B,M9P60K8B 4D260K8C 80K7Q1D K14F1100Q5B 120Q5F125K15254C65K200K13Q2,D1B,D8250KC1Q1C 4B1,4B2300K18D3B 4B3350K2BD1L 400L2H600K25700K264S2750L5800L7HK10850K2828K84A11J1000K30L6H14001500K35L6K74A15G1700382000K374S602300M132400250027003000K38FERRONICSμi KELI TDK STEWARDEPCOSFERROXCUBE国内外软磁铁氧体厂商材料牌号对照表(Ni-Zn)。