磁芯材料的选择
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。
常用磁芯材料总结
常用磁芯材料(一)粉芯类1.磁粉芯可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;材料具有低导磁率及恒导磁特性,磁导率随频率的变化也就较为稳定。
主要用于高频电感。
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
(1).铁粉芯在粉芯中价格最低。
磁导率范围从22~100; 初始磁导率me随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高。
(2).坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯MPP主要特点是:磁导率范围大,14~550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,在不同的频率下工作时无噪声产生。
粉芯中价格最贵。
高磁通粉芯主要特点是:磁导率范围从14~160;在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力;磁芯体积小。
价格低于MPP。
(3).铁硅铝粉芯铁硅铝粉芯主要是替代铁粉芯,损耗比铁粉芯低80%,可在8KHz以上频率下使用;导磁率从26~125;在不同的频率下工作时无噪声产生;具有最佳的性能价格比。
主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等。
2. 软磁铁氧体软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物。
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,一般在100KHZ以下的频率使用。
Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体在100kHz~10兆赫的无线电频段的损耗小。
由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率,粉末冶金方法又适宜于大批量生产,因此成本低,又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感,在应用上很方便。
而且磁导率随频率的变化特性稳定,在150kHz以下基本保持不变。
随着软磁铁氧体的出现,磁粉芯的生产大大减少了,很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替。
综上所述,可以选择Mn-Zn铁氧体作为磁芯的材料。
轴套材料选择轴套材料主要有金属和非金属两种,若使用塑料材料,一方面,塑料轴套耐酸、碱、腐蚀,另一方面机械强度也不错,具有良好的耐磨性、耐热性、耐油性。
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。
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。
磁芯材质频率使用范围
磁芯材质频率使用范围
磁芯是一种用于电子设备中的重要材料,它可以用于制造电感器、变
压器、滤波器等电子元件。
磁芯的材质和频率使用范围是影响其性能
的重要因素。
磁芯的材质包括铁氧体、镍锌铁氧体、铁氧体钴等。
其中,铁氧体是
最常用的磁芯材料之一,它具有高磁导率、低损耗、稳定性好等优点。
铁氧体的制造成本较低,因此在大量生产中得到广泛应用。
镍锌铁氧
体的磁导率比铁氧体高,但损耗较大,适用于高频率应用。
铁氧体钴
具有高饱和磁感应强度和高频率特性,适用于高性能应用。
磁芯的频率使用范围是指磁芯能够正常工作的频率范围。
不同材质的
磁芯具有不同的频率使用范围。
一般来说,铁氧体磁芯的频率使用范
围为几十千赫兹到几百兆赫兹,镍锌铁氧体磁芯的频率使用范围为数
百千赫兹到几千兆赫兹,铁氧体钴磁芯的频率使用范围为几百千赫兹
到数十兆赫兹。
在实际应用中,选择合适的磁芯材质和频率使用范围非常重要。
如果
选择不当,可能会导致电子元件的性能下降或者无法正常工作。
因此,在选择磁芯时,需要根据具体的应用场景和要求,综合考虑磁芯的材质、频率使用范围、成本等因素,选择最合适的磁芯材料。
总之,磁芯是电子设备中不可或缺的材料之一,其材质和频率使用范围是影响其性能的重要因素。
选择合适的磁芯材质和频率使用范围,可以提高电子元件的性能和稳定性,从而更好地满足实际应用需求。
磁芯什么材料
磁芯什么材料
磁芯是一种用于存储和处理信息的重要材料,它在电子设备中起着至关重要的作用。
磁芯的材料对其性能和应用有着重要影响,下面我们将就磁芯的材料问题展开讨论。
首先,磁芯的材料应具有良好的磁性能。
这意味着磁芯的材料应具有较高的磁导率和饱和磁感应强度,以便在磁场作用下能够产生足够的磁化强度。
常见的磁芯材料包括铁氧体、镍锌铁氧体、铁氧体镍等,它们都具有较好的磁性能,可以满足不同场合的需求。
其次,磁芯的材料应具有良好的稳定性和可靠性。
在实际应用中,磁芯会受到温度、湿度、振动等环境因素的影响,因此其材料应具有良好的稳定性,能够在不同环境条件下保持稳定的磁性能。
同时,磁芯的材料还应具有良好的可靠性,能够长期稳定地工作而不发生磁性能的衰减或失效。
此外,磁芯的材料还应具有良好的加工性能和成本效益。
磁芯通常需要进行加工和成型,因此其材料应具有良好的加工性能,能够满足不同形状和尺寸的要求。
同时,磁芯的材料还应具有良好的成本效益,能够在满足性能要求的同时尽可能降低生产成本。
总的来说,磁芯的材料应具有良好的磁性能、稳定性、可靠性、加工性能和成本效益。
在选择磁芯材料时,需要综合考虑以上因素,并根据具体的应用需求进行合理的选择。
希望本文对磁芯材料的选择有所帮助。
电感中磁芯的作用
电感中磁芯的作用电感中的磁芯是电感器的重要组成部分,起着关键的作用。
它能够增加电感器的感应电流和电感值,提高电感器的性能。
本文将从磁芯的材料选择、磁芯的工作原理以及磁芯对电感器性能的影响等方面进行介绍。
一、磁芯材料的选择磁芯材料的选择对电感器的性能影响很大。
常见的磁芯材料有铁氧体、软磁合金和氧化锌等。
铁氧体具有较高的导磁率和饱和磁感应强度,能够提高电感器的感应电流和电感值。
软磁合金具有较低的磁滞损耗和铁损,能够提高电感器的工作效率。
氧化锌则具有高频特性好的优点,适用于高频电感器。
二、磁芯的工作原理磁芯通过在电感线圈周围形成磁场,使得电感线圈中的磁感应强度增加,从而提高电感器的感应电流和电感值。
磁芯的工作原理是基于磁感线的闭合环路理论。
当电流通过电感线圈时,磁感线会沿着磁芯形成一个闭合的磁路,从而使得磁感应强度集中在磁芯内部,提高了电感器的性能。
三、磁芯对电感器性能的影响1. 提高感应电流:磁芯可以增加电感器线圈中的磁感应强度,使得感应电流增加。
这样可以提高电感器的灵敏度和响应速度,使其更好地适应不同的工作环境。
2. 提高电感值:磁芯可以增加电感器线圈的磁场强度,进而增加电感值。
这使得电感器能够存储更多的能量,提高了电感器的储能能力和工作效率。
3. 减小尺寸和重量:磁芯的引入可以使电感器在相同性能要求下尺寸更小、重量更轻。
这对于一些对体积和重量要求较高的应用来说尤为重要,如电子设备和通信设备等。
4. 提高抗干扰能力:磁芯可以起到屏蔽作用,减小外界电磁干扰对电感器的影响。
这使得电感器在高干扰环境下仍能正常工作,提高了电感器的可靠性和稳定性。
磁芯作为电感器的重要组成部分,在电感器的性能提升和应用领域扩展方面起着至关重要的作用。
通过合理选择磁芯材料、优化磁芯结构,可以进一步提高电感器的性能,满足不同领域对电感器的需求。
希望通过本文的介绍,读者们对电感中磁芯的作用有了更加深入的了解。
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。
电感磁芯材料的选择与应用
电感磁芯材料的选择与应用一、电感磁芯材料的分类电感磁芯材料按其磁性能可分为软磁材料和硬磁材料两类。
软磁材料主要用于变压器、电感器、磁性存储器等所需的电感元件中。
其特点是在磁场中易于磁化,并可以减小磁通损耗。
硬磁材料则主要用于生产永磁体、电动机、发电机、磁性传感器等。
其特点是在磁场中难以磁化,具有持久的磁性能。
二、软磁材料的应用1. 电感器:电感器是电子产品中常用的元件之一。
其主要功能是通过改变电路中的电流来产生磁场,并通过磁场来储存能量。
因此,在电感器中,电感磁芯材料的选择至关重要。
常用的软磁材料有Fe-Si合金、Ni、Co等。
其中,Fe-Si合金因为具有较低的磁致伸缩系数和较大的韧性,在电感器中应用比较广泛。
2. 变压器:变压器是将电能从一电路传递到另一电路中的一种电器。
在变压器中,电感磁芯材料的选择直接影响变压器的性能。
通常使用的软磁材料有Fe-Si合金、Ni、Co、Fe-Ni合金等。
其中,Fe-Si合金具有较大的饱和磁感应强度和良好的磁导率,在变压器中应用较为广泛。
三、硬磁材料的应用1. 永磁体:永磁体是一种具有持久磁性的物质。
在电动机、发电机、磁性传感器等领域中,永磁体的应用非常广泛。
目前,常用的永磁体材料有钐钴磁石、钕铁硼磁石等。
这些材料具有高的饱和磁感应强度和较高的磁能积,能够满足不同领域中的需求。
2. 磁性传感器:磁性传感器是利用磁敏材料的磁性变化来检测物理量的一种传感器。
在磁性传感器中,硬磁材料常常用于传感器的边缘或极区,可以提高传感器检测的精度。
常用的硬磁材料有铁氧体、Sm-Co磁体、Nd-Fe-B磁体等。
四、高性能电感磁芯材料的发展趋势随着科技的发展,人们对电感磁芯材料的需求也在不断提高。
为了满足更高的性能要求,目前正在研发的高性能电感磁芯材料具有以下几个特点:1. 高饱和磁感应强度:高饱和磁感应强度可以提高电感器的能量储存密度,从而提高元件的性能。
2. 低磁通损耗:低磁通损耗可以减小元件的发热量,延长元件的使用寿命。
变压器与电感磁芯设计原则
变压器与电感磁芯设计原则1.电磁性能要求:变压器与电感磁芯的设计首先要满足电磁性能要求,包括工作频率、工作电流、感应电压等方面。
根据具体的应用需求,确定相应的电磁参数,并选择适当的磁芯材料和结构来实现设计要求。
2.磁芯材料的选择:根据变压器与电感磁芯的工作频率和最大磁通密度,选择合适的磁芯材料。
目前常用的磁芯材料有软磁合金、铁氧体、铁氧体陶瓷等。
软磁合金具有较低的磁导率和磁滞损耗,适用于高频应用;铁氧体具有较高的磁导率和饱和磁感应强度,适用于低频应用。
3.磁芯结构与绕组的设计:磁芯的结构设计要考虑铁芯的磁通导磁路径,以提高磁能的传递效率。
通常采用环形、E型、I型等结构,根据应用需求选择合适的结构类型。
另外,绕组的设计也十分重要,应考虑到导线的材料、截面积、绕组方式等因素,以减小电阻、电感和电容等对电磁性能的影响。
4.磁芯的尺寸和形状的确定:磁芯的尺寸和形状的确定与应用要求和制造工艺密切相关。
根据磁芯的导磁效果和能耗要求,确定合适的磁芯截面积、高度、宽度等尺寸,并考虑到生产工艺的可实现性。
5.磁芯的冷却设计:对于具有较高功率和周围环境温度较高的变压器和电感磁芯,需要考虑冷却问题。
通常采用风冷或水冷方式,通过散热器、散热片等冷却装置,以确保磁芯在正常工作温度范围内,提高磁芯的工作效率和可靠性。
6.温度与功率因素的考虑:在设计变压器和电感磁芯时,需要考虑温度对磁芯材料和绕组性能的影响,以保证设备在工作范围内长期稳定运行。
此外,根据设备的实际功率需求,选择合适的磁芯材料和尺寸,以满足设备的功率需求。
总而言之,变压器与电感磁芯的设计需要综合考虑电磁性能要求、磁芯材料、磁芯结构和绕组设计、尺寸与形状、冷却设计、温度与功率因素等因素,以实现设备的高效运行和可靠性。
设计时应根据具体应用需求,合理选择并权衡各种设计因素,以确保设计方案的合理性和可实现性。
磁环的技术要求
磁环的技术要求
磁环的技术要求包括以下方面:
1. 磁导率:通常选择高磁导率的磁环,如铁氧体、铁氧化物等。
2. 温度系数:要求温度系数小,以保证电感值随温度变化的程度较小。
3. 矫顽力:要求矫顽力低,以提高电感器的性能。
4. 磁芯气隙:气隙越小,电感值越大,饱和电流越小。
5. 防磁干扰:考虑到磁场对周围电路的影响,需要考虑防磁干扰。
6. 其他性能参数:如电阻率、损耗、居里温度等也需要根据具体应用进行选择和优化。
在磁环的制造过程中,还需要注意以下方面:
1. 磁芯材料的选择:根据应用需求选择合适的磁芯材料,如锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。
2. 磁芯尺寸的确定:根据电感值和直流饱和电流的要求,确定磁芯的截面积、匝数等尺寸。
3. 线径和绕制方式的选择:根据直流电阻和自谐频现象的要求,选择合适的线径和绕制方式。
4. 装配工艺的控制:保证磁芯与线材的紧密装配,以减小直流电阻和自谐频现象。
5. 性能测试与验证:对制造完成的磁环进行性能测试和验证,确保满足设计要求。
以上技术要求和制造过程中的注意事项,将直接影响磁环的性能和质量。
因此,在进行磁环设计和制造时,需要充分考虑这些因素并进行优化。
高频变压器磁芯的设计原理
高频变压器磁芯的设计原理
1.磁性材料的选择:高频变压器通常使用铁氧体作为磁芯材料。
铁氧体具有高磁导率、低磁导率傅立叶频谱、低铁损耗和低饱和磁感应强度等优点,非常适合高频变压器的使用。
在选择铁氧体材料时,需要考虑其磁导率和损耗特性,以保证变压器的高效工作。
2.磁芯形状和尺寸设计:磁芯的形状和尺寸直接影响变压器的工作性能。
常见的磁芯形状包括E型、I型、U型和EE型等。
选择合适的磁芯形状可以提高磁传导效率和减小漏磁等问题。
此外,磁芯的尺寸也需要根据具体应用的功率和电流大小来确定,以确保变压器的工作稳定性和效率。
3.匝数和绕组设计:磁芯的设计还需要考虑变压器的匝数和绕组。
匝数决定了变压器的变比,而绕组则是将电能从一个线圈传递到另一个线圈的关键部分。
在设计过程中,需要合理选择匝数和绕组的结构,以达到所需的电压转换效果。
4.漏磁和磁交流损耗的抑制:高频变压器在工作过程中会产生漏磁和磁交流损耗,影响变压器的转换效率和稳定性。
为了抑制漏磁和磁损耗,可采取一些措施,如合理布置绕组、增加绕组间隙、使用隔离层等。
5.独立开关电源的设计:高频变压器通常由独立开关电源供电,因此在设计过程中需要考虑电源的功率和稳定性等因素,以确保变压器的正常运行。
总之,高频变压器磁芯的设计原理涉及到磁性材料的选择、磁芯形状和尺寸的设计、匝数和绕组设计、漏磁和磁交流损耗的抑制以及独立开关电源的设计等方面。
通过合理的设计,可以提高变压器的转换效率和稳定性,满足各种应用的需求。
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。
磁芯的主要材料
磁芯的主要材料
磁芯的主要材料有:
1. 铁氧体磁芯:铁氧体磁芯是最常见的磁芯材料之一,是一种由铁氧化物和其他化合物组成的陶瓷材料。
具有良好的磁导性和磁饱和特性,普遍应用于电感器、变压器、电源等电子设备中。
2. 硅钢磁芯:硅钢磁芯是由硅钢片叠压而成的磁芯材料,主要用于电力变压器和电机中。
硅钢磁芯具有低磁滞损耗和高导磁性能,能有效地减少铁芯损耗。
3. 软磁合金磁芯:软磁合金磁芯是通过合金化处理的铁基材料,如镍铁合金、镍铁钴合金等。
软磁合金磁芯具有低磁滞损耗、高导磁性能和优良的磁饱和特性,广泛应用于高频电感器、磁头等领域。
4. 铁氧纳米晶磁芯:铁氧纳米晶是一种新型软磁合金材料,由铁、硅和氧等元素组成。
具有极高的导磁性能、低磁滞损耗和高饱和感应强度,能够适应高频和高功率密度的应用。
5. 铁氧硼磁芯:铁氧硼磁芯是一种强磁体材料,由铁、硼和氧等元素组成。
具有强磁性、高矫顽力和高温稳定性,广泛应用于电机、传感器、电磁开关等领域。
以上是常见的磁芯材料,不同类型的磁芯材料适用于不同的应用场景,根据具体需求选择合适的材料可以提高磁力和效率。
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。
磁芯材质频率使用范围
磁芯材质频率使用范围磁芯材质是电器和电子设备中常见的一种材料,它们通常用于存储和处理电磁信号。
不同的磁芯材质对于不同频率的信号具有不同的响应特性。
本文将介绍几种常见的磁芯材质及其频率使用范围。
一、铁氧体磁芯材质铁氧体磁芯是一种常见的磁芯材质,它具有良好的磁导率和较高的饱和磁感应强度。
铁氧体磁芯的频率使用范围通常在几十kHz到几百MHz之间。
在这个频率范围内,铁氧体磁芯可以有效地存储和处理信号。
铁氧体磁芯广泛应用于电源滤波器、变压器、电感器等电子设备中。
二、软磁合金磁芯材质软磁合金磁芯是一种具有高导磁率和低磁滞损耗的磁芯材质。
软磁合金磁芯的频率使用范围通常在几百Hz到几十kHz之间。
在这个频率范围内,软磁合金磁芯可以有效地存储和处理信号。
软磁合金磁芯广泛应用于变压器、电感器、传感器等电子设备中。
三、铁氧体和软磁合金混合磁芯材质铁氧体和软磁合金混合磁芯是一种结合了铁氧体和软磁合金的特点的磁芯材质。
它既具有铁氧体磁芯的高磁导率和高饱和磁感应强度,又具有软磁合金磁芯的低磁滞损耗。
铁氧体和软磁合金混合磁芯的频率使用范围通常在几十kHz到几百MHz之间。
在这个频率范围内,铁氧体和软磁合金混合磁芯可以有效地存储和处理信号。
铁氧体和软磁合金混合磁芯广泛应用于射频滤波器、高频变压器等高频电子设备中。
四、氧化锌磁芯材质氧化锌磁芯是一种具有高电阻率和高磁导率的磁芯材质。
氧化锌磁芯的频率使用范围通常在几百MHz到几个GHz之间。
在这个频率范围内,氧化锌磁芯可以有效地存储和处理高频信号。
氧化锌磁芯广泛应用于微波滤波器、微波变压器等微波电子设备中。
五、氮化铝磁芯材质氮化铝磁芯是一种具有高电阻率和高磁导率的磁芯材质。
氮化铝磁芯的频率使用范围通常在几个GHz以上。
在这个频率范围内,氮化铝磁芯可以有效地存储和处理超高频信号。
氮化铝磁芯广泛应用于毫米波滤波器、毫米波变压器等毫米波电子设备中。
磁芯材质的频率使用范围与其导磁率、磁滞损耗等特性密切相关。
开关电源变压器磁芯材料的选择 2019
开关电源变压器磁芯材料的选择
软磁铁氧体,由于其价格低、适应性能和高频性能好等特点,所以被广泛应用于开关电源中。
软磁铁氧体,常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列,锰锌铁氧体的组成部分为Fe2O3,MnCO3,ZnO,它主要应用在1MHz以下的各类滤波器、电感器、变压器等,用途广泛。
而镍锌铁氧体的组成部分为Fe2O3,NiO,ZnO等,主要用于1MHz以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共模天线匹配器等。
在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁芯,而且视其用途不同,材料选择也不同,用于电源输入的滤波器部分的磁芯多为高磁导率磁芯,其材料牌号多为R4K~R10K,即相对磁导率为4000~10000左右的铁氧体磁芯,而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料,其中Bs为0.5T(即5000GS)左右。
磁芯制作工艺
磁芯制作工艺磁芯是电子设备中常用的元件之一,它具有储存和传输磁能的功能。
磁芯制作工艺是指将不同材料制成磁芯的过程,其质量和工艺直接影响着磁芯的性能和稳定性。
下面将从材料选择、加工工艺和质量控制三个方面介绍磁芯制作工艺。
一、材料选择磁芯的材料选择非常重要,不同材料具有不同的磁性能和耐温性能。
常见的磁芯材料有铁氧体、软磁合金和硅钢片等。
在选择材料时,需要考虑磁芯的工作环境、工作频率和功率等因素。
铁氧体具有良好的磁导率和饱和磁感应强度,适用于高频率和高功率的应用;软磁合金具有低磁导率和低磁滞损耗,适用于高灵敏度和低功率的应用;硅钢片具有低磁滞损耗和低涡流损耗,适用于低频和高功率的应用。
根据具体需求选择合适的材料,可以提高磁芯的性能和效率。
二、加工工艺磁芯的加工工艺包括切割、成型和烧结等步骤。
首先,根据磁芯的尺寸要求,使用切割工具将材料切割成所需形状和尺寸。
其次,使用成型工具将切割好的材料进行成型,使其符合设计要求。
最后,将成型好的材料放入高温炉中进行烧结,使其结合成一体,并提高材料的磁导率和饱和磁感应强度。
烧结温度和时间需要根据材料的特性和要求进行调整,以确保磁芯的性能和稳定性。
三、质量控制磁芯制作过程中的质量控制非常重要,可以通过多种方法进行监测和控制。
首先,需要对原材料进行严格的质量检查,确保其符合要求。
其次,在切割和成型过程中,需要使用精确的工具和设备,确保磁芯的尺寸和形状精度。
同时,需要进行磁性能测试,检测磁芯的饱和磁感应强度、磁导率和磁滞损耗等参数,以确保其性能符合设计要求。
此外,还需要进行烧结后的检验,检测磁芯的结合程度和表面质量,以及是否存在裂纹和气孔等缺陷。
通过严格的质量控制,可以提高磁芯的可靠性和稳定性。
总结起来,磁芯制作工艺是一个复杂而关键的过程,需要通过合理的材料选择、精确的加工工艺和严格的质量控制来确保磁芯的性能和稳定性。
只有在制作工艺的各个环节都严格控制和优化,才能生产出高质量的磁芯,满足不同应用的需求。
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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。