磁性元件培训教材PPT(共 64张)
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称为矫顽力Hc。
B~H磁滞回线图 (基本磁芯曲线) ---代表磁材的主要磁
性能
1.磁的基本定义
4. 起始磁导率μi、振幅磁导率μa、增量磁导率μD和有效磁导率μe
1.磁的基本定义
磁导率定义为磁感应强度B与磁场强度H的比值
μ=B/μ0H μi ---当交流磁场的振幅趋近于零时所得到的磁导率称为起始磁导率 ； μa---如果交变磁场的振幅比较大，所得到的磁导率称为振幅磁导率( 变压器的工作状态) ； μD---在直流偏磁场上叠加一振幅较小的交变磁场作用下，交变磁场分 量沿局部磁滞回线变化，此局部磁滞回线的斜率与1/μ0的乘积称为 增量磁导率(滤波电感器的工作状态)； μe---含有气隙的磁芯的磁导率称为有效磁导率;
涡流损耗是交变磁场在磁心中产生环流引起的欧姆损耗
剩余损耗是总损耗中除去涡流损耗和磁滞损耗之后所剩余的损耗。 在低频或弱磁场中，剩余损耗主要是磁后效损耗；在较高或高频情 况下，剩余损耗主要有尺寸共振损耗，畴壁共振损耗，自然共振损 耗。
磁心损耗与频率和磁通密度有关，在低频时，总损耗主要由磁滞损 耗 （2和0涡0-流30损0K耗）构，成总，损P耗e=可(5近%似~1为0剩%)余Ph损，剩耗余和损涡耗流可损以耗忽。略。高频时
MnZn又分为高磁导率磁芯和功率磁芯。高磁导率磁芯 主要用于共模电感，要求磁芯在频率低端有尽量高的磁导率 实部（即尽量高的电感量）,同时在高频段要求磁芯的频率特 性好，即磁芯的截止频率尽量高。而功率磁芯主要用于高频 变压器和输入输出电感。
NiZn铁氧体磁芯基本属于绝缘材料，电阻率较高，因此 ，涡流损耗小，适于用在工字形电感以及高频宽带电感中， 同时，损耗型NiZn广泛用在电磁兼容对策（EMC对策)中作 为吸收式滤波器使用。
软磁材料要求： 1、磁导率高 2、要求具有很小的矫顽力Hc 和狭窄的磁滞回线 3、电阻率ρ要高 4、具有较高的饱和磁感应强度Bs
铁氧体材料
铁氧体是深灰色或黑色陶瓷材料，质地既硬又脆，化 学稳定性好。铁氧体成分一般是氧化铁和其它金属组成－ MeFe2O3。其中Me 表示一种或几种2 价过渡金属，如锰和 锌(MnZn) ，或镍和锌(NiZn)。
真空磁导率为μ0=4π*10-7，
磁芯单匝电感量值Al= μe μ0 Ae/l (mH/N2)--A/l单位为mm
1.磁的基本定义
5. 居里温度Tc 磁芯由铁磁性(亚铁磁性或反铁磁性)转变成顺磁性的温度称为居里温
度。在μ~T曲线上，80%μmax与20%μmax连线与μ=1的交叉点相对应
的温度，即为居里温度Tc。
1. 饱和磁感应强度Bs 随磁芯中磁场强度的增加，磁感应强度B出现 饱和时的值，称为饱和磁感应强度Bs。
Bs=μ H
2. 剩余磁感应强度Br
磁芯从饱和状态去除磁场后，即H=0时铁芯仍 有剩余的磁感应强度称为剩磁感应强度。
3 矫顽力Hc 磁芯从饱和状态去除磁场后，继续反向磁化 ，直至磁感应强度减小到零，此时的磁场强度
1Wb = 108 Mx 1韦伯(国际单位) = 108麦克斯韦(实用单位)
2.电磁定律
电磁定律
线圈的匝数设为N，螺线管平均长度为l，线圈通入电流为I
安培环路定律 法拉第电磁感应定律
电感L
2.电磁能量关系
磁路欧姆定律
3. 磁性材料
在开关电源中，常用的软磁材料有铁氧体、磁粉芯、非晶态合金及超 微晶合金等。
1.磁的基本定义
6. 磁致伸缩
磁性体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。在开关电源中磁致伸缩效应容易引起磁芯的机械共振，从 而导致机械噪声和电磁噪声，可通过点胶固定、浸漆、工作频率增 高等方法降低。
1.磁的基本定义
7. 磁心损耗 磁性材料的损耗Pc由磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和剩余损耗Pr组成。 磁滞损耗是磁化所消耗的能量，正比于静态磁滞回线和磁心的体积
磁性材料的分类
物质按磁性分类 1 抗磁性 2 顺磁性 3 铁磁性 4 亚铁磁性 5 反铁磁性
磁性材料的分类
强磁材料分类 1 软磁 2 硬磁 3 旋磁 4 矩磁 5 压磁
1.磁的基本定义
磁性材料是一种铁磁物质，该物质在外加 磁场中会表现为一种铁磁特性，当磁场撤消后 ，该物质又恢复为常态而无磁性。
磁性元件培训教材
硬件部 申大力 2011.3.10
前言
几乎在说有的电源电路中,都要用到电磁元件(电感或变 压器),例如:通信电源中的主变压器、PFC电感、LLC电感、 输出滤波电感、辅助源反激变压器等。可以说磁性元件是 电力电子技术重要组成部分之一。
磁性元件与其它电气元器件不同，很难从市场上采购到 符合自己的要求的电感和变压器，都需要设计者自己设计 。而磁性元件的分析和设计要比电路设计复杂的多，要直 接得到唯一的答案是困难的，因为要涉及到许多因素，比 如体积、成本、效率。正确的设计不只是一般电气参数的 计算，还包含了结构、工艺和散热设计等。
即使对于输入、输出规格相同的开关变换器，不同人设 计的磁性元件参数各不相同，但都能可靠个工作。
内容提纲
1.磁的基本概念 2.电磁基本定律 3.器件主要参数--磁材 4.磁性元件设计
基本概念
组成磁性元件的基本部件是磁心，而组成磁心的基 本材料是磁性材料。
铁氧体磁芯 均匀气隙的粉芯
非晶类磁材 电磁元件骨架
1.磁的基本定义
计算磁芯损耗通过厂家提供的数据计算
1.磁的基本定义
磁场与磁感应强度的换算公式(国际单位制和实用单位制) 磁场强度
1奥斯特(Oe)=79.577A/m≈80A/m A/m:国际单位 Oe: 实用单位 磁感应强度 B的单位在国际单位制中是特斯拉(Tesla)，简称特，代号为T。在实 用电磁单位制中为高斯，简称高，代号为Gs。两者的关系为 1特斯拉(T)=1韦伯/米2 (1Wb/m2)=104高斯(Gauss) 1mT=10Gauss 磁通Φ
铁氧体形状
铁氧体材料的主要形状 E、EI、EC、P、T、EP、PQ、RM
天通的TP4磁芯
新康达LP源自文库磁芯
铁氧体--磁材
磁芯材质的选型方案
我们目前通用的材质，以TDK的磁材作为代表(以相当材质)，
PC40、PC44、PC5 对应的厂家分别型号
B~H磁滞回线图 (基本磁芯曲线) ---代表磁材的主要磁
性能
1.磁的基本定义
4. 起始磁导率μi、振幅磁导率μa、增量磁导率μD和有效磁导率μe
1.磁的基本定义
磁导率定义为磁感应强度B与磁场强度H的比值
μ=B/μ0H μi ---当交流磁场的振幅趋近于零时所得到的磁导率称为起始磁导率 ； μa---如果交变磁场的振幅比较大，所得到的磁导率称为振幅磁导率( 变压器的工作状态) ； μD---在直流偏磁场上叠加一振幅较小的交变磁场作用下，交变磁场分 量沿局部磁滞回线变化，此局部磁滞回线的斜率与1/μ0的乘积称为 增量磁导率(滤波电感器的工作状态)； μe---含有气隙的磁芯的磁导率称为有效磁导率;
涡流损耗是交变磁场在磁心中产生环流引起的欧姆损耗
剩余损耗是总损耗中除去涡流损耗和磁滞损耗之后所剩余的损耗。 在低频或弱磁场中，剩余损耗主要是磁后效损耗；在较高或高频情 况下，剩余损耗主要有尺寸共振损耗，畴壁共振损耗，自然共振损 耗。
磁心损耗与频率和磁通密度有关，在低频时，总损耗主要由磁滞损 耗 （2和0涡0-流30损0K耗）构，成总，损P耗e=可(5近%似~1为0剩%)余Ph损，剩耗余和损涡耗流可损以耗忽。略。高频时
MnZn又分为高磁导率磁芯和功率磁芯。高磁导率磁芯 主要用于共模电感，要求磁芯在频率低端有尽量高的磁导率 实部（即尽量高的电感量）,同时在高频段要求磁芯的频率特 性好，即磁芯的截止频率尽量高。而功率磁芯主要用于高频 变压器和输入输出电感。
NiZn铁氧体磁芯基本属于绝缘材料，电阻率较高，因此 ，涡流损耗小，适于用在工字形电感以及高频宽带电感中， 同时，损耗型NiZn广泛用在电磁兼容对策（EMC对策)中作 为吸收式滤波器使用。
软磁材料要求： 1、磁导率高 2、要求具有很小的矫顽力Hc 和狭窄的磁滞回线 3、电阻率ρ要高 4、具有较高的饱和磁感应强度Bs
铁氧体材料
铁氧体是深灰色或黑色陶瓷材料，质地既硬又脆，化 学稳定性好。铁氧体成分一般是氧化铁和其它金属组成－ MeFe2O3。其中Me 表示一种或几种2 价过渡金属，如锰和 锌(MnZn) ，或镍和锌(NiZn)。
真空磁导率为μ0=4π*10-7，
磁芯单匝电感量值Al= μe μ0 Ae/l (mH/N2)--A/l单位为mm
1.磁的基本定义
5. 居里温度Tc 磁芯由铁磁性(亚铁磁性或反铁磁性)转变成顺磁性的温度称为居里温
度。在μ~T曲线上，80%μmax与20%μmax连线与μ=1的交叉点相对应
的温度，即为居里温度Tc。
1. 饱和磁感应强度Bs 随磁芯中磁场强度的增加，磁感应强度B出现 饱和时的值，称为饱和磁感应强度Bs。
Bs=μ H
2. 剩余磁感应强度Br
磁芯从饱和状态去除磁场后，即H=0时铁芯仍 有剩余的磁感应强度称为剩磁感应强度。
3 矫顽力Hc 磁芯从饱和状态去除磁场后，继续反向磁化 ，直至磁感应强度减小到零，此时的磁场强度
1Wb = 108 Mx 1韦伯(国际单位) = 108麦克斯韦(实用单位)
2.电磁定律
电磁定律
线圈的匝数设为N，螺线管平均长度为l，线圈通入电流为I
安培环路定律 法拉第电磁感应定律
电感L
2.电磁能量关系
磁路欧姆定律
3. 磁性材料
在开关电源中，常用的软磁材料有铁氧体、磁粉芯、非晶态合金及超 微晶合金等。
1.磁的基本定义
6. 磁致伸缩
磁性体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。在开关电源中磁致伸缩效应容易引起磁芯的机械共振，从 而导致机械噪声和电磁噪声，可通过点胶固定、浸漆、工作频率增 高等方法降低。
1.磁的基本定义
7. 磁心损耗 磁性材料的损耗Pc由磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和剩余损耗Pr组成。 磁滞损耗是磁化所消耗的能量，正比于静态磁滞回线和磁心的体积
磁性材料的分类
物质按磁性分类 1 抗磁性 2 顺磁性 3 铁磁性 4 亚铁磁性 5 反铁磁性
磁性材料的分类
强磁材料分类 1 软磁 2 硬磁 3 旋磁 4 矩磁 5 压磁
1.磁的基本定义
磁性材料是一种铁磁物质，该物质在外加 磁场中会表现为一种铁磁特性，当磁场撤消后 ，该物质又恢复为常态而无磁性。
磁性元件培训教材
硬件部 申大力 2011.3.10
前言
几乎在说有的电源电路中,都要用到电磁元件(电感或变 压器),例如:通信电源中的主变压器、PFC电感、LLC电感、 输出滤波电感、辅助源反激变压器等。可以说磁性元件是 电力电子技术重要组成部分之一。
磁性元件与其它电气元器件不同，很难从市场上采购到 符合自己的要求的电感和变压器，都需要设计者自己设计 。而磁性元件的分析和设计要比电路设计复杂的多，要直 接得到唯一的答案是困难的，因为要涉及到许多因素，比 如体积、成本、效率。正确的设计不只是一般电气参数的 计算，还包含了结构、工艺和散热设计等。
即使对于输入、输出规格相同的开关变换器，不同人设 计的磁性元件参数各不相同，但都能可靠个工作。
内容提纲
1.磁的基本概念 2.电磁基本定律 3.器件主要参数--磁材 4.磁性元件设计
基本概念
组成磁性元件的基本部件是磁心，而组成磁心的基 本材料是磁性材料。
铁氧体磁芯 均匀气隙的粉芯
非晶类磁材 电磁元件骨架
1.磁的基本定义
计算磁芯损耗通过厂家提供的数据计算
1.磁的基本定义
磁场与磁感应强度的换算公式(国际单位制和实用单位制) 磁场强度
1奥斯特(Oe)=79.577A/m≈80A/m A/m:国际单位 Oe: 实用单位 磁感应强度 B的单位在国际单位制中是特斯拉(Tesla)，简称特，代号为T。在实 用电磁单位制中为高斯，简称高，代号为Gs。两者的关系为 1特斯拉(T)=1韦伯/米2 (1Wb/m2)=104高斯(Gauss) 1mT=10Gauss 磁通Φ
铁氧体形状
铁氧体材料的主要形状 E、EI、EC、P、T、EP、PQ、RM
天通的TP4磁芯
新康达LP源自文库磁芯
铁氧体--磁材
磁芯材质的选型方案
我们目前通用的材质，以TDK的磁材作为代表(以相当材质)，
PC40、PC44、PC5 对应的厂家分别型号