变压器磁芯的种类及应用
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。
(干货收藏)30多种磁芯优缺点对比
(干货收藏)30多种磁芯优缺点对比功率型EE、EEL、EF型功率磁芯特点:引线空间大,绕制接线方便。
适用范围广、工作频率高、工作电压范围宽、输出功率大、热稳定性能好。
用途:广泛应用于程控交换机电源、液晶显示屏电源、大功率UPS逆变器电源、计算机电源、节能灯等领域。
EI型功率磁芯特点:结构紧凑、体积小、工作频率高、工作电压范围广、气隙在线圈顶端耦合紧、损耗低。
损耗与温度成负相关,可防止温度的持续上升。
用途:电源转换变压器及扼流圈、DVD电源、照相机闪光灯、通讯设备及其它电子设备。
PEE、PEI功率磁芯ER功率磁芯特点:耦合位置好,中柱为圆形,便于绕线且绕线面积增大,可设计功率大而漏感小的变压器。
用途:开关电源变压器,脉冲变压器,电子镇流器等。
ETD型功率磁芯特点:中柱为圆形,绕制接线方便且绕线面积增大,可设计出功率大且漏感小的变压器。
其他如组装成本,安规成本,电磁屏蔽,标准化难易等各方面都很出色。
用途:开关电源,传输变压器,电子镇流器。
广泛应用于家电、通讯、照明、医疗设备、办公自动化、军品、OA设备、电子仪器、航空航天等领域。
EQ/EQI型功率磁芯EP型功率磁芯特点:具有磁屏蔽效果好、分布电容小、传输衰耗低、电感量高、漏感小、磁场分布均匀等优点,且骨架配有多路接头,易设计多路输出变压器。
用途:宽带变压器、电感器、隔离变压器、匹配变压器,广泛应用于程控交换机终端和精密电子设备等领域。
EFD型功率磁芯特点:具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽凳使用优点。
成品重量轻、结构合理、易表面贴装。
用途:广泛应用于体积小而功率大的变压器,如精密仪器、模块电源、计算机终端输出等。
EPC功率磁芯特点:具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点,但散热性能稍差。
用途:广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器,如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
POT功率磁芯特点:体积小、感抗高、绕线方便、磁屏蔽及散热效果均衡。
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。
变压器磁芯类别
变压器磁芯类别变压器是电力系统中的重要组成部分,它可以将一个电压值转换为另一个电压值。
其中的磁芯是变压器的重要组成部分,它负责将电能转换成磁能,然后再将磁能转换成电能。
磁芯的质量和性能直接影响变压器的性能和质量,因此磁芯的选择十分关键。
根据材料的不同,磁芯可以分为以下几种类型。
1. 铁氧体磁芯铁氧体磁芯是目前应用最广泛的一种磁芯,它由氧化铁和金属氧化物组成,具有高的磁导率和低的磁损耗。
铁氧体磁芯的特点是稳定性好,磁导率高,磁损耗小,适用于高频变压器和开关电源中。
2. 硅钢磁芯硅钢磁芯是一种低损耗的磁芯。
它由硅钢片组成,硅钢片表面覆盖一层绝缘漆。
硅钢磁芯的特点是磁导率高,磁损耗小,适用于低频变压器和电机中。
3. 镍铁磁芯镍铁磁芯是一种高精度、高性能的磁芯,它由镍、铁、铜和钼等金属组成。
镍铁磁芯的特点是磁导率高,磁损耗小,能够承受高温和高磁场,适用于高精度变压器和磁传感器等领域。
4. 铁氢磁芯铁氢磁芯是一种新型的磁芯材料,它由铁、氢和碳等元素组成。
铁氢磁芯的特点是磁导率高,磁损耗小,饱和磁感应强,能够承受高温和高磁场,适用于高精度变压器和磁传感器等领域。
5. 铁氧化物磁芯铁氧化物磁芯是一种由铁、氧和其他元素组成的磁芯材料,具有高的磁导率和低的磁损耗。
铁氧化物磁芯的特点是稳定性好,磁导率高,磁损耗小,适用于高频变压器和开关电源中。
变压器磁芯的选择应根据具体的使用场合和要求来确定。
在选用磁芯时,应考虑到其磁导率、磁损耗、温度特性、热稳定性、饱和磁感应强度等因素,并且要进行严格的测试和评估,确保磁芯具有良好的性能和稳定性,以保证变压器的性能和质量。
种形状的磁芯优缺点大总结
漏磁小,损耗低,功率大,分布电容小。
用途:主变压器,推动变压器。主要应用于超声波清洗,激光设备等领域。
U型高导磁芯
特点:具有阻抗偏差小,输出电流大,感量高,可抑制高次谐波等特点。
用途:滤波共模变压器。广泛应用于彩电,计算机,显示器等电子设备。
ET、FT型高导磁芯杂散电容小、纹波系数低、漏磁 Nhomakorabea、电感高。
广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器,如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
POT功率磁芯
体积小、感抗高、绕线方便、磁屏蔽及散热效果均衡。
载波滤波器、高灵敏度感应器、高效率传感器、电源转换变压器等。
PQ功率磁芯
损耗小,温升低,抗干扰性能好,形状合理,功率范围大(50W-1000W),能有效减少安装体积,备有多个引脚,绕制接线方便。组装成本低,易满足安规要求,但标准化较难。
33种形状的磁芯优缺点大总结
磁心型号
尺寸图
特点
用途
EE、EEL、EF型功率磁芯
引线空间大,绕制接线方便。适用范围广、工作频率高、工作电压范围宽、输出功率大、热稳定性能好。
广泛应用于程控交换机电源、液晶显示屏电源、大功率UPS逆变器电源、计算机电源、节能灯等领域。
EI型功率磁芯
结构紧凑、体积小、工作频率高、工作电压范围广、气隙在线圈顶端耦合紧、损耗低。损耗与温度成负相关,可防止温度的持续上升。
EP型功率磁芯
EFD型功率磁芯
具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽凳使用优点。成品重量轻、结构合理、易表面贴装。
广泛应用于体积小而功率大的变压器,如精密仪器、模块电源、计算机终端输出等。
EPC功率磁芯
具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点,但散热性能稍差。
种形状的磁芯优缺点大总结
磁屏蔽效果好,抗干扰能力强,漏磁小,分布电容低,骨架备有多路引脚,可设计多路输出变 压器,可高密度安装。但散热较差,安规成本较高。
辅助功率变压器、驱动变压器、宽带变压器、载波滤波器、高稳定性滤波器。主要应用于载波通讯、网络、数字、电视、电子仪器等领域。
PM功率磁芯
漏磁小,损耗低,功率大,分布电容小。
广泛应用于体积小而功率大的变压器,如精密仪器、模块电源、计算机终端输出等。
EPC功率磁芯
具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点,但散热性能稍差。
广泛应用于体积小而功率大且有屏蔽和电磁兼容要求的变压器,如精密仪器、程控交换机模块电源、导航设备等。
POT功率磁芯
用途:主要应用于载波通讯、网络、数字、计算机等领域。
结构紧凑、体积小、工作频率高、工作电压范围广、气隙在线圈顶端耦合紧、损耗低。损耗与温度成负相关,可防止温度的持续上升。
电源转换变压器及扼流圈、DVD电源、照相机闪光灯、通讯设备及其它电子设备。
ER功率磁芯
耦合位置好,中柱为圆形,便于绕线且绕线面积增大,可设计功率大而漏感小的变压器。
开关电源变压器,脉冲变压器,电子镇流器等
种形状的磁芯优缺点大总结
33种形状的磁芯优缺点大总结
磁心型号
尺寸图
特点
用途
EE、EEL、EF型功率磁芯
引线空间大,绕制接线方便。适用范围广、工作频率高、工作电压范围宽、输出功率大、热稳定性能好。
广泛应用于程控交换机电源、液晶显示屏电源、大功率UPS逆变器电源、计算机电源、节能灯等领域。
EI型功率磁芯
用途:主变压器,推动变压器。主要应用于超声波清洗,流大,感量高,可抑制高次谐波等特点。
磁芯的种类及应用
磁芯的种类及应用:1.磁性材料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)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br⁄Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
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:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗 Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)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拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
磁芯的设计及应用
磁芯的设计及应用磁芯是一种用于存储和转换磁能的装置。
它通常由磁性材料制成,如铁磁材料(如铁氧体和硅钢)或软磁材料(如铁镍合金)。
磁芯的设计和应用涉及到电磁学、材料科学和电子工程等多个学科。
磁芯的设计考虑到了磁场的强度、方向、偏转和损耗等因素。
根据具体的应用需求,磁芯可以采用不同的形状,如圆柱形、矩形、环形等。
常见的磁芯类型包括变压器磁芯、电感器磁芯和磁存储器磁芯等。
在变压器中,磁芯用于连接两个或多个线圈,以实现电能的传递和转换。
铁芯变压器是最常见的类型,其磁芯通常由硅钢叠片组成。
这种设计可以减小铁芯的磁滞回线和局部热点,提高能量传递效率。
在电感器中,磁芯用于提高电感器的感应磁场强度。
磁芯通过集中磁场线,提高电感器的磁感应强度。
这有助于减小电感器的体积和提高电感器的效率。
硅钢磁芯是通用的选择,因其具有良好的磁导率和低磁滞损耗。
磁存储器磁芯是一种特殊的磁芯,用于存储数字信息。
在过去,磁芯存储器是计算机主存储器的一种常见形式。
磁芯存储器由许多磁芯组成,每个磁芯代表一个二进制位。
根据磁芯的磁化状态(顺时针或逆时针),可以表示0或1。
虽然现在的计算机存储器主要采用半导体材料,但磁芯存储器仍然被用于某些特定领域,如军事应用和高可靠性系统。
磁芯的应用广泛,除了上述提到的变压器、电感器和磁存储器外,它还常用于电源和电路中的滤波器、隔离器和稳压器等。
磁芯的设计和材料选择直接影响电器设备的性能,如效率、频率响应和稳定性等。
随着科技的发展,磁芯的研究也在不断推进。
新材料和新加工技术的应用使得磁芯的性能得到了进一步提升。
一些新型磁性材料如铁氮化物和铁碳化物具有更高的饱和磁感应强度和更低的磁滞损耗,可以让磁芯在更高的频率下工作。
总而言之,磁芯作为一种重要的磁性元件,在电磁学中扮演着重要角色。
通过合理的设计和应用,磁芯可以提高电器设备的性能,如提高传输效率、降低能量损耗和增强信号质量等。
随着科技的进步,我们有理由相信磁芯将在更广泛的领域得到应用和发展。
变压器磁芯承认标准
制定铁芯认可规范,使铁芯认可过程中有依据可循。
2、适用范围
公司产品用到硅钢片、合金片、环形等铁芯。
3、职责
参照《材料认可程序》执行。
4、定义
4.1铁芯:硅钢片(矽钢片),合金片等之总称。
4.2IO:标准变压器入铁后,次级开路时的空载电流。
4.3PO:标准变压器入铁后,次级开路时的空载损耗。
4.4L:标准变压器入铁后的电感值。
1.5W
EI-86
Z11A
0.35
700T
26#/0.45
29X43
123
220V
50HZ
45mA
2.0W
EI-86H
Z11A
0.35
700T
26#/0.45
29X43
123
220V
50HZ
45mA
1.6W
EI-86
Z23A
0.50
700T
26#/0.45
29X43
86
220V
50HZ
40mA
4.5W
型号
A±0.2
B±0.2
C±0.2
D±0.2
E±0.2
F±0.2
H1±0.2
H2±0.2
I±0.2
Φ1±0.05
Φ2±0.05
厚(δ)度±0.02
EI-14
14
8.75
3.5
3.5
1.75
1.75
0.35/0.5
EI-16
16
12
4
4
2
2
0.35/0.5
EI-19
19
12.5
5
4.5
2.5
2.5
常用软磁磁芯的特点及应用
常用软磁磁芯的特点及应用(一) 粉芯类1. 磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。
由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。
主要用于高频电感。
磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为:μe = DL/4N2S × 109其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N 为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2)。
(1) 铁粉芯常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。
在粉芯中价格最低。
饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi 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。
铁粉芯初始磁导率随直流磁场强度的变化铁粉芯初始磁导率随频率的变化(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(High Flux)。
MPP 是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成。
主要特点是:饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大,从14~550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生。
主要应用于300kHz以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用, 粉芯中价格最贵。
高磁通粉芯HF是由50%Ni、50%Fe粉构成。
主要特点是:饱和磁感应强度值在15000Gs 左右;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。
如何选择变压器的磁芯
1、根据变压器的用途确定磁芯的类别:功率磁芯或高导磁芯. 功率磁芯主要做变压器-传输功率.不同形状磁芯适用变压器类型:EE功率磁芯、EEL功率磁芯、EF功率磁芯:功率传输变压器开关电源变压器宽频及脉冲变压器电源转换变压器主要材质:SSP-4EI功率磁芯:通讯设备用变压器电源转换变压器各种扼流圈主要材质:SSP-4EC功率磁芯、ETD功率磁芯:开关电源变压器电子镇流器脉冲变压器主要材质:SSP-4EFD功率磁芯、EPC功率磁芯:小体积、大功率开关电源变压器高周波开关电源变压器通讯设备用滤波电感器高触发变压器背光源主要材质:SSP-4PQ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:SSP-4RM功率磁芯:宽带变压器电源转换变压器开关电源变压器电感器载波频率滤波器高稳定性滤波器主要材质:SSP-4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主要磁芯类型:EE型高导磁芯EEL型高导磁芯EI型高导磁芯EF型高导磁芯EP型高导磁芯UU型高导磁芯ET型高导磁芯FT型高导磁芯RM型高导磁芯T型高导磁芯2、根据工作频率,功率大小,电感量大小及安装空间确定磁芯尺寸:SSP-3材质适用工作频率范围:功耗温度系数为负值,即温度升高,功耗呈下降趋势,中心工作频率25KHz-200KHz SSP-4材质适用工作频率范围:中心工作频率100KHz-300KHzSSH-7、SSH-10、SSH-12材质适用工作频率范围:中心工作频率小于150KHz功率大小:小于5w可使用的磁芯:ER9.5, ER11.5, EE8.3, EE10, EE13, RM4, GU11, EP7,EP10,UI9.8,URS7 等5-10W可使用的磁芯:ER20, EE19, RM5, GU14, EFD15, EI22, EPC13, EF16,EP13,UI11.5等10-20W可使用的磁芯:ER25, EE20,EE25,RM6,GU18,EPC17,EF20等20-50W可使用的磁芯:ER28,ETD28,EI28,EE28,EE30,EF25,RM8,GU22,PQ20,EPC19,EFD20等50-100W可使用的磁芯:ER35,ETD34,EE35,EI35,EF30,RM10,GU30,PQ26,EPC25,EFD25等100-200W可使用的磁芯:ER40,ER42,ETD39,EI40,RM12,GU36,PQ32,EFD30等200-500W可使用的磁芯:ER49,ETD49,EC53,EE42,EE55,EI50,RM14,GU42,PQ35,PQ40,UU66等大于500W可使用的磁芯:ER70,ETD59,EE65,EE85,GU59,PQ50,UU80,UU93等滤波器电感量大小:绕线线径小于0.6mm时,线径影响可忽略AL=(L/N2)*1000000 (所需感量系数=滤波器成品电感量/绕线匝数的平方)AL:单位为nH/N2L: 单位为mH可根据上式计算AL值,确定材质注意:高导磁芯制做的变压器浸油后电感量会降低,幅度约5%,而且员工操作会有偏差1%,所以需考虑足够余量,避免出现不良产品.各种高导磁芯的AL值范围大体如下:(我司材质SSH7-SSH15)UU型磁芯:1300-6000(UU9.8,UU10.5,UU16,UU30)EP型磁芯:5000-12000(EP7,EP10,EP13,EP17)ET,UT型磁芯:1500-9000(FT20,ET20,ET24,ET28,ET35)EE型磁芯:1500-13000(EE5,EE8.3,EE10,EE13,EE16,EE19,EE25,EEL16,EEL19)。
高频磁芯功率与频率对照表
高频磁芯功率与频率对照表摘要:一、引言二、高频磁芯的定义和分类三、磁芯形状、材料、绕组匝数与功率、电流、频率的关系四、常用磁芯与应用功率对照表五、磁芯的选用原则六、结论正文:一、引言高频磁芯是一种应用于高频电路中的磁性元件,主要用于变压器、扼流圈等电子设备中。
它的主要作用是在高频电路中传递能量,同时对电路的信号进行处理。
根据不同的应用场景,高频磁芯可以分为多种类型,如主功率变压器、驱动变压器、平滑扼流圈、辅助功率变压器等。
本文将对高频磁芯的功率与频率对照表进行探讨,并介绍磁芯的选用原则。
二、高频磁芯的定义和分类高频磁芯是一种具有良好磁性能和高频响应特性的磁性材料。
根据磁芯的形状、材料和应用场景,可以将高频磁芯分为不同的类型。
常见的高频磁芯有EE 型、EEL 型、ER 型等。
这些磁芯具有不同的特点,如引线空间大、绕制接线方便、适用范围广、工作频率高、工作电压范围宽、输出功率大、热稳定性能好等。
三、磁芯形状、材料、绕组匝数与功率、电流、频率的关系1.磁芯形状:磁芯的形状决定了其磁性能和绕制方式。
不同形状的磁芯适用于不同的电路和应用场景。
如EE 型磁芯适用于主功率变压器,EEL 型磁芯适用于驱动变压器,ER 型磁芯适用于平滑扼流圈等。
2.磁芯材料:磁芯材料决定了磁芯的工作频率和磁性能。
常见的高频磁芯材料有铁氧体、镍锌铁氧体、锰锌铁氧体等。
不同材料的磁芯具有不同的工作频率范围和磁性能,需要根据实际应用场景选择合适的磁芯材料。
3.绕组匝数:绕组匝数决定了磁芯的电感量和输出功率。
一般来说,绕组匝数越多,电感量越大,输出功率也越大。
但是,绕组匝数的增加也会导致磁芯的热损耗增加,影响磁芯的热稳定性能。
因此,需要根据实际应用场景和工作条件选择合适的绕组匝数。
四、常用磁芯与应用功率对照表以下是一些常用的高频磁芯及其应用功率对照表:1.EE 型磁芯:主要用于主功率变压器,适用功率范围为10-1000W。
2.EEL 型磁芯:主要用于驱动变压器,适用功率范围为10-500W。
u型 磁芯
U型磁芯1. 什么是U型磁芯?U型磁芯是一种常见的磁性元件,通常用于电子设备中的变压器、电感器、传感器等电路中。
它由高导磁率材料制成,具有U字形截面,两个平行的侧面之间留有一定的间隙。
2. U型磁芯的结构和特点U型磁芯通常由软铁等高导磁率材料制成,其截面呈U字形。
它主要由两个平行的侧面和一个连接两侧面的底部组成。
U型磁芯具有以下特点: - 高导磁率:由于采用高导磁率材料制造,U型磁芯能够有效地集中和传导磁场。
- 低损耗:由于材料本身的特性以及结构设计,U型磁芯在传输能量时能够减少能量损耗。
- 紧凑性:相比其他形式的磁芯,U型磁芯在相同功效下更为紧凑,节省空间。
- 方便绕线:底部连接两侧面的设计使得绕线更为方便,并且能够实现更高的绕线密度。
3. U型磁芯的应用由于其特殊的结构和优异的性能,U型磁芯在各种电子设备中被广泛应用。
3.1 变压器U型磁芯在变压器中起到集中和传导磁场的作用。
它可以有效地减少电流损耗和噪音,并提高变压器的效率和稳定性。
同时,U型磁芯还能够减少电磁干扰,提高整个系统的抗干扰能力。
3.2 电感器U型磁芯作为电感器的核心部件,可以存储和释放电能。
它具有较高的感应电流和自感值,可用于滤波、稳压、限流等功能。
在不同频率下,U型磁芯可以提供不同的阻抗值,满足不同电路对阻抗匹配的需求。
3.3 传感器由于U型磁芯具有较高的导磁率和敏感性,它被广泛应用于各种传感器中。
通过将传感元件(如线圈)绕制在U型磁芯上,可以实现对磁场、电流、温度等物理量的感测和测量。
3.4 其他应用除了上述应用领域,U型磁芯还可以在电源系统、通信设备、电子仪器等领域中发挥重要作用。
例如,它可以用于电源滤波器、信号隔离器、放大器等电路中,提高系统的性能和稳定性。
4. U型磁芯的制造工艺U型磁芯的制造工艺通常包括以下步骤:4.1 材料准备选择适合的高导磁率材料,如软铁。
对材料进行加工和处理,确保其具有较高的导磁性能和机械强度。
变压器磁芯的种类及应用【最全资料】
变压器磁芯的种类及应用【最全资料】1.磁性材料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)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H 足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms 保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M 并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B 值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
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:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗 Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ 降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)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。
变压器磁芯类别
变压器磁芯类别
变压器磁芯是变压器中的重要元件,用于储存和传递磁能。
根据磁芯的材料和结构不同,可以将变压器磁芯分为以下几类:
1. 硅钢片磁芯
硅钢片磁芯是目前应用最广泛的一种变压器磁芯。
它由硅钢片叠压而成,每层之间使用绝缘材料隔开。
硅钢片的选择要考虑到其磁导率和磁饱和度,以及对磁通密度变化的响应能力等因素。
硅钢片磁芯具有低损耗、高效率、稳定性好等优点,被广泛应用于各种类型的变压器。
2. 铁氧体磁芯
铁氧体磁芯是一种高性能磁芯,由氧化铁和其他金属氧化物组成。
它的磁导率和磁饱和度比硅钢片高,能耐高温、高频,适用于高频变压器和电源滤波器等领域。
但其制造工艺复杂、成本较高,限制了其在普通变压器中的应用。
3. 铜铁磁合金磁芯
铜铁磁合金磁芯是一种新型的磁芯材料,由铜、铁、镍等元素组成。
相比硅钢片和铁氧体磁芯,铜铁磁合金磁芯具有更低的损耗和更高的磁饱和度。
此外,它的
磁滞回线较为直线,能够实现更好的磁感应线性。
但由于其制造工艺较为复杂,目前应用还比较有限。
综上所述,变压器磁芯主要分为硅钢片磁芯、铁氧体磁芯和铜铁磁合金磁芯三种类别,不同类型的磁芯选用要根据变压器的具体应用和性能要求来选择。
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,镍锌系列铁氧体磁芯锰锌系镍锌系组成Fe2O371%,MnO 20%,其他为ZnO Fe2O3 50%,NiO 24%,其他为ZnO特点电阻率高(10omh-cm)铁芯损耗低居里温度高电阻率高(107omh-cm)铁芯损耗较锰锌系高工作频率高居里温度高形状EE,ER,EI,PQ,RM,POT DR,R,环形用途功率变压器,EMI共模滤波器,储能电感常模滤波器,储能电感合金类磁芯硅钢片铁粉芯铁硅铝合金铁镍合金钼坡莫合金组成硅,钢极细的铁粉和有机材料粘合铝6%,硅9%,铁85%组合成镍50%,铁50%组合而成钼2%,铁17%,镍81%组成特点极高的磁导率(μ约60000)很高的饱和磁通密度(0.6T~1.9T)电阻率非常低(取决于硅含量),故使用频率不高成本低廉磁导率在10~75之间低成本铁芯损耗很高磁导率在26~125之间成本中等铁芯损耗低饱和磁通密度高于铁硅铝合金成本高于铁硅铝合金铁芯损耗于铁硅铝合金和铁粉芯之间磁导率在14~550之间饱和磁通密度最高成本最高铁芯损耗最低,稳定性最好型式片状或带状以及加工后的O型,R型等EE,ER,环形等环形环形环形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工作频率选择磁芯适用的工作频率范围TP3材质温度升高,功率呈下降趋势,中心工作频率25KHz—200KHzTP4材质中心工作频率在200KHz—300KHzTH7,TH10,TH12材质中心工作频率小于150KHz根据功率大小选择磁芯小于5W可用磁芯ER9.5,ER11.5,EE8.3,EE10,EE13,EP7,EP10,RM4,UI19.8,URS7 5—10W可用磁芯ER20,EE19,RM5,GU14,EI22,EF16,EP13,UI11.510—20W可用磁芯ER25,EE20,EE25,RM6,GU18,EF2020—50W可用磁芯ER28,EI28,EE28,EE30,EF25,RM8,GU22,PQ20系列,EFD20 50—100W可用磁芯ER35,ETD34,EE35,EI35,EF30,RM10,GU30,PQ26系列100—200W可用磁芯ER40,ER42,EI40,RM12,GU36,PQ32系列200—500W可用磁芯ER49,EC53,EE42,EE55,RM14,GU42,PQ35系列,PQ40系列,UU66 500W以上可用磁芯ER70,EE65,EE85,GU59,PQ50系列,UU80,UU93根据滤波器电感量大小:)AL=(L/N2)*1000000(nHN2(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)(不常用)UU型磁芯1300—6000EP型磁芯5000—12000ET,FT型磁芯1500—9000EE型磁芯1500—13000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。
高频变压器有哪些常用的磁芯?
高频变压器有哪些常用的磁芯?在高频变压器中经常使用的七中磁芯供大家参考,他们分别是罐型磁芯,RM型磁芯,E型磁芯,EC、ETD和EER型磁芯,PQ型磁心,EP型磁心,环形磁心等,并为大家进行了分析,希望小编总结的能够帮助到大家对于高频变压器的磁芯的选择。
1.罐型磁芯骨架和绕组几乎完全由芯包裹起来,导致在EMI屏蔽效果很好;槽型芯尺寸符合IEC标准,在制造业有很好的互换性;可以提供一个简单的框架(PIN)和PCB安装骨架(销);由于罐的设计的形状,导致核心和其他类型的大小大于成本;由于它的形状不利于散热,因此不适合在大型电力变压器应用。
2.EP型磁心EP型磁心的圆形中心柱立体形结构,除了与PCB板接触的末端外,完全的把绕组包裹了起来,屏蔽非常好;这种独特的形状最小化了在两片磁心装配时接触面形成的气隙的影响,并且提供了一个更大的体积和总的空间利用率的比例。
3.EC、ETD和EER型磁芯这些类型的磁心结构介于E型和罐型之间。
和E型磁芯一样,他们能提供的足够的空间,导致很大一部分(对于低电压、大电流开关电源现在趋势);在磁心热的形状也很好;有在中心柱为圆柱形,与相同截面的长方体相比,减少11%的单匝绕组的长度,导致铜损也降低了11%,同时,核心可以提供更高的输出功率;同时中心柱为圆柱形,与矩形中心柱相比,也避免破坏绕组绝缘绕组线问题的矩形边缘和角落的原因。
4.RM型磁芯与罐型相比,切掉了罐型的两个对称的侧面,这样的设计更加有利于散热和引线的尺寸大;和油箱的形状相比,节省约40%的安装空间;骨架无针式针型,可安装一对钳子;RM磁芯可以做成扁平状(现在的平面变压器或直接对磁芯的装配设计印制电路板的绕组);虽然屏蔽效果不如罐型的好,但是仍然不错。
5.PQ型磁心专为开关电源电感器和变压器的PQ磁芯。
磁芯体积的PQ形状优化设计,表面积和绕面积之间的比率;设计,使最小核心使用提供电感及可能的面积最大化;这样的设计,在最小的变压器体积和重量,最大的输出功率,和占用最小的PCB安装空间;可以使用一对夹子固定;有效截面积的设计也使铁心磁路更均匀,因此磁芯结构也使小于热点等核心结构设计。
变压器铁芯分类
变压器铁芯分类变压器是电力系统中常见的电气设备,它可以将交流电压从一级变换为另一级。
变压器铁芯是变压器的重要组成部分,它是用来传导磁通的,因此铁芯的材料和形状对变压器的性能具有重要影响。
下面将介绍变压器铁芯的分类。
1. 矩形铁芯矩形铁芯是最常见的一种变压器铁芯,它由许多相互平行、相邻两两垂直的薄片组成。
这些薄片通常采用高品质硅钢片制成,其表面经过特殊处理,以减少涡流损耗和焦耳损耗。
在制造过程中,这些薄片被粘合在一起,并且沿着四个边缘进行切割。
由于矩形铁芯结构简单、制造工艺成熟、成本低廉等优点,在低功率变压器中得到了广泛应用。
2. 非晶态合金铁芯非晶态合金铁芯是近年来新兴的一种材料,它由非晶态合金带材制成。
与矩形铁芯相比,非晶态合金铁芯具有更高的饱和磁感应强度、更低的磁滞损耗和涡流损耗等优点。
因此,在高功率变压器中得到了广泛应用。
但是,由于非晶态合金带材的制造工艺比较复杂,其成本也相对较高。
3. 环形铁芯环形铁芯是将矩形铁芯卷成环形而成的,它通常用于高频变压器或特殊变压器中。
与矩形铁芯相比,环形铁芯具有更小的漏磁通和更好的屏蔽性能。
但是,由于其制造工艺较为复杂,成本也相对较高。
4. 绕组式铁芯绕组式铁芯是将绕组直接包裹在磁心上而成的一种结构。
这种结构可以减少漏磁通和空气间隙,从而提高变压器的效率和性能。
但是,在制造过程中需要考虑到绕组与磁心之间的匹配问题,并且由于绕组式铁芯制造工艺较为复杂,因此成本也相对较高。
总的来说,变压器铁芯的分类主要包括矩形铁芯、非晶态合金铁芯、环形铁芯和绕组式铁芯。
不同的铁芯材料和结构可以适应不同的变压器应用场景,从而提高变压器的效率和性能。
变压器磁芯的种类及应用
变压器磁芯的种类及应用
1.硅钢磁芯
硅钢磁芯是最常用的变压器磁芯,由高硅含量的硅钢片叠压而成。
硅钢片主要由硅和铁组成,硅的存在可以有效降低铁芯的磁化损耗和涡流损耗。
硅钢磁芯具有良好的导磁性和低损耗特性,广泛应用于低频变压器和电动机中。
硅钢磁芯还可以通过不同的叠压方式提供不同的磁导率,以满足不同应用场景下的需求。
2.软磁铁氧体磁芯
软磁铁氧体磁芯是由铁氧体材料制成的。
铁氧体磁芯具有较高的电阻率和磁导率,能够有效减小涡流损耗和磁滞损耗。
软磁铁氧体磁芯被广泛用于中高频变压器、电感器和传感器等电子设备中,这些设备需要在较高频率下工作,并且对磁滞损耗要求较低。
3.铁氧体磁芯
铁氧体磁芯是以氧化铁为主要成分的磁芯材料。
铁氧体磁芯能够在高频条件下提供相对较高的磁导率,因此广泛应用于高频变压器和电磁锁等设备中。
铁氧体磁芯还具有低的饱和感应强度和较高的电阻率,使其在高频电路中表现出较低的涡流损耗。
4.铁氧体合金磁芯
铁氧体合金磁芯是由铁氧体和其他合金元素组成的复合材料。
铁氧体合金磁芯具有较高的饱和感应强度和较低的剩余感应强度,能够在高磁场条件下工作。
它被广泛应用于高性能变压器、互感器和磁存储器等场合。
总结起来,变压器磁芯的种类包括硅钢磁芯、软磁铁氧体磁芯、铁氧体磁芯和铁氧体合金磁芯。
它们在不同的频率、磁场条件和应用环境下具有不同的特点和优势,可以满足不同设备对电能传输和调节的需求。
种形状的磁芯优缺点大总结
载波滤波器、高灵敏度感应器、高效率传感器、电源转换变压器等。
PQ功率磁芯
损耗小,温升低,抗干扰性能好,形状合理,功率范围大(50W-1000W),能有效减少安装体积,备有多个引脚,绕制接线方便。组装成本低,易满足安规要求,但标准化较难。
主功率变压器、驱动变压器、平滑扼流圈、辅助功率变压器。主要应用于网络、通讯、电源、电器设备、医疗等领域。
具有磁屏蔽效果好、分布电容小、传输衰耗低、电感量高、漏感小、磁场分布均匀等优点,且骨架配有多路接头,易设计多路输出变压器。
宽带变压器、电感器、隔离变压器、匹配变压器,广泛应用于程控交换机终端和精密电子设备等领域。
EP型功率磁芯
EFD型功率磁芯
具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽凳使用优点。成品重量轻、结构合理、易表面贴装。
用途:主要应用于载波通讯、网络、数字、计算机等领域。
T型高导磁芯
特点:输出电流大,损耗小,耐电压,电感高,价格低。但绕线成本高,很难大批量生产。
用途:扼流线圈,EMI/RFI滤波,音频变压器,广泛应用于各类节能灯,音响,控制电路及其它电子设备。
用途:主变压器,推动变压器。主要应用于超声波清洗,激光设备等领域。
U型高导磁芯
特点:具有阻抗偏差小,输出电流大,感量高,可抑制高次谐波等特点。
用途:滤波共模变压器。广泛应用于彩电,计算机,显示器等电子设备。
ET、FT型高导磁芯
杂散电容小、纹波系数低、漏磁少、电感高。
用途:彩电、显示器、计算机、可视电话、对讲等
广泛应用于体积小而功率大的变压器,如精密仪器、模块电源、计算机终端输出等。
EPC功率磁芯
具有热阻小、衰耗小、功率大、工作频率宽、重量轻、结构合理、易表面贴装、屏蔽效果好等优点,但散热性能稍差。
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变压器磁芯的种类及应用磁性材料一. 磁性材料的基本特性1. 磁性材料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)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
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:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)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拿握材料的磁性参数与器件电气参数的转换关系。
设计软磁器件通常包括三个步骤:正确选用磁性材料;合理确定磁芯的几何形状及尺寸;根据磁性参数要求,模拟磁芯的工作状态得到相应的电气参数。
二、软磁材料的发展及种类1. 软磁材料的发展软磁材料在工业中的应用始于19世纪末。
随着电力工及电讯技术的兴起,开始使用低碳钢制造电机和变压器,在电话线路中的电感线圈的磁芯中使用了细小的铁粉、氧化铁、细铁丝等。
到20世纪初,研制出了硅钢片代替低碳钢,提高了变压器的效率,降低了损耗。
直至现在硅钢片在电力工业用软磁材料中仍居首位。
到20年代,无线电技术的兴起,促进了高导磁材料的发展,出现了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。
从40年代到60年代,是科学技术飞速发展的时期,雷达、电视广播、集成电路的发明等,对软磁材料的要求也更高,生产出了软磁合金薄带及软磁铁氧体材料。
进入70年代,随着电讯、自动控制、计算机等行业的发展,研制出了磁头用软磁合金,除了传统的晶态软磁合金外,又兴起了另一类材料—非晶态软磁合金。
2. 常用软磁磁芯的种类铁、钴、镍三种铁磁性元素是构成磁性材料的基本组元。
按(主要成分、磁性特点、结构特点)制品形态分类:(1) 粉芯类:磁粉芯,包括:铁粉芯、铁硅铝粉芯、高磁通量粉芯(High Flux)、坡莫合金粉芯(MPP)、铁氧体磁芯(2) 带绕铁芯:硅钢片、坡莫合金、非晶及纳米晶合金三常用软磁磁芯的特点及应用(一) 粉芯类1. 磁粉芯磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。
由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5 微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。
主要用于高频电感。
磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为:μe = DL/4N2S ×109其中:D 为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N 为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2)。
(1) 铁粉芯常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。
在粉芯中价格最低。
饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi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。
铁粉芯初始磁导率随直流磁场强度的变化铁粉芯初始磁导率随频率的变化(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(High Flux)。
MPP 是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成。
主要特点是:饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大,从14~550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生。
主要应用于300kHz 以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用, 粉芯中价格最贵。
高磁通粉芯HF是由50%Ni、50%Fe粉构成。
主要特点是:饱和磁感应强度值在15000Gs 左右;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。
主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等, 在DC 电路中常用,高DC 偏压、高直流电和低交流电上用得多。
价格低于MPP。
(3) 铁硅铝粉芯(Kool MμCores)铁硅铝粉芯由9%Al、5%Si, 85%Fe粉构成。
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;饱和磁感在1.05T 左右;导磁率从26~125;磁致伸缩系数接近0,在不同的频率下工作时无噪声产生;比MPP有更高的DC偏压能力;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。
有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。
2. 软磁铁氧体(Ferrites)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线圈、无线电中频变压器。
磁芯形状种类丰富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等。
在应用上很方便。
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。
国内外铁氧体的生产厂家很多,在此仅以美国的Magnetics公司生产的Mn-Zn铁氧体为例介绍其应用状况。
分为三类基本材料:电信用基本材料、宽带及EMI材料、功率型材料。
电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种,约每10年下降3%~4%。
广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器。
宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体,磁导率分别有5000、10000、15000。
其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。
广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器,在宽带变压器和EMI上多用。
功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度,为4000~5000Gs。
另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。
也就是说,随频率增大、损耗上升不大;随温度提高、损耗变化不大。
广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路。
(二) 带绕铁芯1. 硅钢片铁芯硅钢片是一种合金,在纯铁中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的铁硅系合金称为硅钢。
该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为20000Gs;由于它们具有较好的磁电性能,又易于大批生产,价格便宜,机械应力影响小等优点,在电力电子行业中获得极为广泛的应用,如电力变压器、配电变压器、电流互感器等铁芯。
是软磁材料中产量和使用量最大的材料。
也是电源变压器用磁性材料中用量最大的材料。
特别是在低频、大功率下最为适用。
常用的有冷轧硅钢薄板DG3、冷轧无取向电工钢带DW、冷轧取向电工钢带DQ,适用于各类电子系统、家用电器中的中、小功率低频变压器和扼流圈、电抗器、电感器铁芯,这类合金韧性好,可以冲片、切割等加工,铁芯有叠片式及卷绕式。
但高频下损耗急剧增加,一般使用频率不超过400Hz。
从应用角度看,对硅钢的选择要考虑两方面的因素:磁性和成本。
对小型电机、电抗器和继电器,可选纯铁或低硅钢片;对于大型电机,可选高硅热轧硅钢片、单取向或无取向冷轧硅钢片;对变压器常选用单取向冷轧硅钢片。
在工频下使用时,常用带材的厚度为0.2~0.35毫米;在400Hz下使用时,常选0.1毫米厚度为宜。
厚度越薄,价格越高。
2. 坡莫合金坡莫合金常指铁镍系合金,镍含量在30~90%范围内。
是应用非常广泛的软磁合金。
通过适当的工艺,可以有效地控制磁性能,比如超过105的初始磁导率、超过106的最大磁导率、低到2‰奥斯特的矫顽力、接近1或接近0的矩形系数,具有面心立方晶体结构的坡莫合金具有很好的塑性,可以加工成1μm的超薄带及各种使用形态。
常用的合金有1J50、1J79、1J85等。
1J50 的饱和磁感应强度比硅钢稍低一些,但磁导率比硅钢高几十倍,铁损也比硅钢低2~3倍。
做成较高频率(400~8000Hz)的变压器,空载电流小,适合制作100W以下小型较高频率变压器。
1J79 具有好的综合性能,适用于高频低电压变压器,漏电保护开关铁芯、共模电感铁芯及电流互感器铁芯。
1J85 的初始磁导率可达十万105以上,适合于作弱信号的低频或高频输入输出变压器、共模电感及高精度电流互感器等。
3. 非晶及纳米晶软磁合金(Amorphous and Nanocrystalline alloys)硅钢和坡莫合金软磁材料都是晶态材料,原子在三维空间做规则排列,形成周期性的点阵结构,存在着晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷,对软磁性能不利。