软磁铁氧体磁心应用与设计
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Technology Lecture · 技术讲座
软磁铁氧体磁心应用与设计（一）
王耕福
1 软磁铁氧体基本磁特性
1.1 软磁铁氧体材料和磁心概述
1.1.1 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。
（４） 高电阻率材料。电阻率通常高达 １０７～１０９Ωｃｍ，主 要适于制作显象管或显示管用偏转线圈磁心，可避免线圈 直接绕制在磁心上而发生短路现象。如日本 ＴＤＫ 公司的 Ｈ４Ｍ、Ｈ４Ｈ 材料，国内则有 Ｒ３．５Ｈ、Ｒ５Ｈ 材料等。随着扫 描频率提高，今后可能使用 ＮｉＺｎ 系或 ＭｎＺｎ 系材料 ，如 日本 ＴＤＫ 公司已开发生产的 ＤＡ６、ＤＡ２ 材料等。其磁特 性见附录附表五。
2008.08 ·
121
技术讲座 · Technology Lபைடு நூலகம்cture
磁场下运行的开关电源变压器，回扫变压器，扼流圈等。 功率铁氧体按使用频率又可细分为几个小类，如回扫变压 器材料，日本 ＴＤＫ 公司有 ＨＶ２２、ＨＶ３８、ＨＶ４５ 材料，国 内牌号则有 ＪＶ２、ＪＶ２Ａ、ＪＶ４ 材料等。又如开关电源变压 器适用的材料，日本 ＴＤＫ 公司有 ＰＣ３０、ＰＣ４０、ＰＣ４４、 ＰＣ５０ 材料，分别适用频率为 １００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、５００～ １０００ｋＨｚ，国内生产的相应材料牌号有 ＪＰ２、ＪＰ３、ＪＰ４、 ＪＰ５ 等，其磁特性详见附录附表二及附表三。
（３） 高频铁氧体材料。其主要特征是磁导率低，高频损 耗小，可适用于几兆赫兹到几百兆赫兹的高频，特高频范 围，若按磁导率大小可细分的材料系列品种有数十种，但 大致可已分为高 Ｑ 材料和低温度系数材料两小类。另外， 为适应片式电感器使用的低烧结温度铁氧体材料也将逐渐 形成系列。部分品种的高频氧体材料磁特性可见（附表 四）。这类材料主要用于制作高频变压器及固定或可调电 感器。
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。
ＭｇＺｎ 系铁氧体材料中附加小量 ＭｎＯ 后制成 ＭｇＭｎＺｎ 系材料，电阻率较高，广泛用于制作各种显象管或显示管 的偏转线圈磁心，数量很大，产量约占软磁铁氧体材料的 ３０％（按重量计）左右。ＭｇＺｎ 系铁氧体在某些高频电感 线圈及天线线圈中也得到应用。
若按磁性所分类，软磁铁氧体材料可分类： （１） 高磁导率材料。这类材料初始磁导率通常大于 ４０００，国内批量生产的最高磁导率为 １００００～１２０００，国外 批量生产的最高磁导率可达 １５０００～２００００，主要制作宽频 带变压器、脉冲变压器、以及抗噪声滤波电感器等（见附 录附表一）。 （２） 功率铁氧体材料，这类材料主要特征是饱和磁感 应强度 Ｂｓ 高，大磁场下功率损耗低，因此适合制作较大
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。这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般 为 １０５～１０７Ωｃｍ。因此，高频涡流损耗小，是 １ＭＨｚ 以上 高频段磁性能最优良有材料。常用的 ＮｉＺｎ 系材料，磁导 率 μｉ＝５～１５００，广泛用于制作各种高频固定电感器，可调 电感器，谐振回路线圈，线性调节线圈抗电磁波干扰线圈 等。附加少量 ＣｕＯ 的 ＮｉＣｕＺｎ 系材料，最近在表面安装片 式电感器中得到广泛应用。ＮｉＺｎ 系材料制成的各类小型磁 心产量很大（按数量计），但按重量计的约占软磁铁氧体 材料的 １０％ 左右。
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
此外，还有甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频 铁氧体），适用频率为 １００～１０００ＭＨ２；高密度铁氧体材 料，有热压类及单晶铁氧体材料两种，用于制作记录磁 头；高频大功率材料，ＮｉＺｎ 系材料，适用于发射机终端耦 合变压器等。
最 近 正 式 发 布 如 国 际 电 工 委 员 会 推 荐 标 准 ＩＥＣ１３３２－１９９５“软磁铁氧体材料分类”（已转化为电子 工业标准 ＳＪ／Ｔ １７６６－１９９７），将软磁铁氧体按应用情况 分为三大类：主要在开磁路中使用的 ＯＰ 类材料，主要在 闭合磁路中低磁通密度下应用的 ＣＬ 类料，以及主要在闭 合磁路中高磁通密度下使用的 ＰＷ 类材料。每个大类又 通过基本技术参数分成若干小类。如开磁路 ＯＰ 类材料， 按起始磁导率大小分成九个小类（磁导率从小于 ２０ 到 １５００）；又如闭磁路的 ＣＬ 类材料，也按起始磁导率大小 分为 １２ 个小类（μ从小于 １００ 到 １６０００）；而高磁通密度 下使用的 ＰＷ 类材料，则按使用频率细分为 ５ 小类（工作
软磁铁氧体磁心应用与设计（一）
王耕福
1 软磁铁氧体基本磁特性
1.1 软磁铁氧体材料和磁心概述
1.1.1 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。
（４） 高电阻率材料。电阻率通常高达 １０７～１０９Ωｃｍ，主 要适于制作显象管或显示管用偏转线圈磁心，可避免线圈 直接绕制在磁心上而发生短路现象。如日本 ＴＤＫ 公司的 Ｈ４Ｍ、Ｈ４Ｈ 材料，国内则有 Ｒ３．５Ｈ、Ｒ５Ｈ 材料等。随着扫 描频率提高，今后可能使用 ＮｉＺｎ 系或 ＭｎＺｎ 系材料 ，如 日本 ＴＤＫ 公司已开发生产的 ＤＡ６、ＤＡ２ 材料等。其磁特 性见附录附表五。
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技术讲座 · Technology Lபைடு நூலகம்cture
磁场下运行的开关电源变压器，回扫变压器，扼流圈等。 功率铁氧体按使用频率又可细分为几个小类，如回扫变压 器材料，日本 ＴＤＫ 公司有 ＨＶ２２、ＨＶ３８、ＨＶ４５ 材料，国 内牌号则有 ＪＶ２、ＪＶ２Ａ、ＪＶ４ 材料等。又如开关电源变压 器适用的材料，日本 ＴＤＫ 公司有 ＰＣ３０、ＰＣ４０、ＰＣ４４、 ＰＣ５０ 材料，分别适用频率为 １００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、５００～ １０００ｋＨｚ，国内生产的相应材料牌号有 ＪＰ２、ＪＰ３、ＪＰ４、 ＪＰ５ 等，其磁特性详见附录附表二及附表三。
（３） 高频铁氧体材料。其主要特征是磁导率低，高频损 耗小，可适用于几兆赫兹到几百兆赫兹的高频，特高频范 围，若按磁导率大小可细分的材料系列品种有数十种，但 大致可已分为高 Ｑ 材料和低温度系数材料两小类。另外， 为适应片式电感器使用的低烧结温度铁氧体材料也将逐渐 形成系列。部分品种的高频氧体材料磁特性可见（附表 四）。这类材料主要用于制作高频变压器及固定或可调电 感器。
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。
ＭｇＺｎ 系铁氧体材料中附加小量 ＭｎＯ 后制成 ＭｇＭｎＺｎ 系材料，电阻率较高，广泛用于制作各种显象管或显示管 的偏转线圈磁心，数量很大，产量约占软磁铁氧体材料的 ３０％（按重量计）左右。ＭｇＺｎ 系铁氧体在某些高频电感 线圈及天线线圈中也得到应用。
若按磁性所分类，软磁铁氧体材料可分类： （１） 高磁导率材料。这类材料初始磁导率通常大于 ４０００，国内批量生产的最高磁导率为 １００００～１２０００，国外 批量生产的最高磁导率可达 １５０００～２００００，主要制作宽频 带变压器、脉冲变压器、以及抗噪声滤波电感器等（见附 录附表一）。 （２） 功率铁氧体材料，这类材料主要特征是饱和磁感 应强度 Ｂｓ 高，大磁场下功率损耗低，因此适合制作较大
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。这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般 为 １０５～１０７Ωｃｍ。因此，高频涡流损耗小，是 １ＭＨｚ 以上 高频段磁性能最优良有材料。常用的 ＮｉＺｎ 系材料，磁导 率 μｉ＝５～１５００，广泛用于制作各种高频固定电感器，可调 电感器，谐振回路线圈，线性调节线圈抗电磁波干扰线圈 等。附加少量 ＣｕＯ 的 ＮｉＣｕＺｎ 系材料，最近在表面安装片 式电感器中得到广泛应用。ＮｉＺｎ 系材料制成的各类小型磁 心产量很大（按数量计），但按重量计的约占软磁铁氧体 材料的 １０％ 左右。
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
此外，还有甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频 铁氧体），适用频率为 １００～１０００ＭＨ２；高密度铁氧体材 料，有热压类及单晶铁氧体材料两种，用于制作记录磁 头；高频大功率材料，ＮｉＺｎ 系材料，适用于发射机终端耦 合变压器等。
最 近 正 式 发 布 如 国 际 电 工 委 员 会 推 荐 标 准 ＩＥＣ１３３２－１９９５“软磁铁氧体材料分类”（已转化为电子 工业标准 ＳＪ／Ｔ １７６６－１９９７），将软磁铁氧体按应用情况 分为三大类：主要在开磁路中使用的 ＯＰ 类材料，主要在 闭合磁路中低磁通密度下应用的 ＣＬ 类料，以及主要在闭 合磁路中高磁通密度下使用的 ＰＷ 类材料。每个大类又 通过基本技术参数分成若干小类。如开磁路 ＯＰ 类材料， 按起始磁导率大小分成九个小类（磁导率从小于 ２０ 到 １５００）；又如闭磁路的 ＣＬ 类材料，也按起始磁导率大小 分为 １２ 个小类（μ从小于 １００ 到 １６０００）；而高磁通密度 下使用的 ＰＷ 类材料，则按使用频率细分为 ５ 小类（工作