铁粉芯铁硅

铁粉芯铁硅
铁粉芯铁硅

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。如表2所示。

表1.铁硅与锰锌铁氧体之LI2值的比较信息来自:https://www.360docs.net/doc/8a3353828.html,

表2.铁硅与锰锌铁氧体尺寸上之比较

间隙铁氧体也有很多优点,间隙铁氧体可以有很高的有效磁导率μeff,铁氧体可以在500 以上而铁硅目前受限于μeff = 125。间隙铁氧体使用在一些低功率的设计时更为适合。

间隙铁氧体电感系数的公差值较低,如果工艺好的话,多数的铁氧体电感系数的公差值为±3,而铁硅为± 12% 。

间隙铁氧体有较多种类的形状,有Pot Cores、EFD's、PQ's等等,而铁硅形状目前受限于E-Core、U-Core & Blocks。信息来自:https://www.360docs.net/doc/8a3353828.html,

铁硅铝与铁粉芯

除了承受直流偏置外,开关稳压电感器还有一定交流电,通常在10kHz至300kHz。这种交流电流会产生高频磁场,造成磁芯损耗并导致磁芯变热。这种情况在铁硅铝(Kool Mμ)中会减少,因此电感更有效率,温度更低。

铁硅铝(Kool Mμ) 的磁芯损耗低于铁粉芯。关于接近零的磁致伸缩问题,铁硅铝(Kool Mμ)非常适用于消除滤波电感中的音频噪音。铁硅铝(Kool Mμ)在制造时没有使用有机粘结剂,因此,没有任何热老化的问题。所有铁硅铝(Kool Mμ)磁芯都能在200 ℃下连续操作,相对的,铁粉芯有磁致伸缩。

铁硅铝与硅铁信息来源:https://www.360docs.net/doc/8a3353828.html,

大型电感器中也会使用特级的硅铁叠片,通常是块状或条状。硅铁的优势在于饱和磁通密度较高。铁硅形状(E、U、I型的磁芯)也可以经过适当的构造应用于大型电感器。虽然硅铁有较高的饱和磁通密度,但铁硅具备更多优点,例如较好的软饱和度、很低的磁芯损耗、温度稳定性和较低的成本。图1为各种大型铁硅铝器件。

图1.各种大型铁硅铝器件

硅铁块具有离散间隙,与铁硅铝(Kool Mμ)的分步式间隙不同,因此随着电流增加,饱和出现要快的多。铁硅铝(Kool Mμ) 可利用饱和曲线的优点,设计出较小的电感器。

硅钢装配件中所用的环氧树脂中一般不能像铁硅铝(Kool Mμ)在200 ℃操作。

铁硅铝(Kool Mμ)成本低于同等大小的硅钢块。

在铁损的部分,铁硅的磁芯损耗远低于硅钢叠片。用20μ铁硅铝和硅铁相比较,在10kHz 和50kHz的频率情况下,硅铁的磁损更厉害。

铁硅铝的特点和应用

铁硅铝(Kool Mμ)是什么呢?简单来说,它是由铝-硅-铁组成,它拥有相当高的Bmax(1050mT),它的磁芯损耗远低于铁粉芯及高磁通,有低磁致伸缩(低噪音),是低成本的储能材料,无热老化,可以用于替代铁粉芯,在高温下性能非常稳定。信息来源:http://www.t

总结一下铁硅铝的特点:适当的成本,优于钼坡莫合金/高磁通以及复合合金;较低的损耗,优于铁粉芯;高饱和度,优于间隙铁氧体;接近零的磁致伸缩,优于铁粉芯;无热老化现象,优于铁粉芯;软饱和,优于间隙铁氧体及复合合金。

铁硅铝(Kool Mμ)有六种磁导率(26μ、40μ、60μ、75μ、90μ和125μ)和三种形状Toroids、E core、U core & Blocks。

铁硅铝应用包括功率因数校正扼流圈,升压/降压稳压器,直流输出电感器和回扫变压器。

大型铁硅铝Kool Mμ应用在高电流(功率)电感器、太阳能转换、UPS 不断电系统、混合动力汽车、风能转换和其他高电流应用。

除了大型铁硅铝,如图1所示还有一些平版型的铁硅铝。平版型的铁硅铝器件如图2所示。信息来源:http:/

图2.平版型铁硅铝

平版型的铁硅铝有两种选择,有传统的方型和圆形。如图3所示。

图3.方型和圆形的铁硅铝

相对方型的,圆形的有诸多优点,比如缩小整个电感器因绕制而增加的体积,在相同的匝数下减少绕线线长的使用,最小化的DCR (直流电阻),降低铜损,降低使用铜导线上的成本和整个电感器的绕制成本。

铁硅铝Kool Mμ (平板形) 的特点有应用于高电流的设计、漏磁减少至非常低、较佳的直流偏置特性、良好的散热效果和温度稳定性、具存储能量的高性能、可直接安装在PCB 上。铁硅铝Kool Mμ( 平板形) 的应用有在DC/DC转换器、大电流扼流圈、电脑中的中央处理器圈。

综上所述,在磁芯的选择上,要着重注意四个问题:第一,选择合适的磁芯材料,铁硅铝(Kool Mμ)、钼坡莫合金、高磁通、铁硅合金或铁氧体,第二,选择合适的磁芯尺寸,包括形状和大小;第三,选择时要注意绕制上的考量,比如电流密度、绕线的长短和匝数;第四点,选择时要兼顾性能和成本。

铁硅铝磁粉芯主要技术指标及型号对照表

铁硅铝磁粉芯主要技术指标及型号对照表 Magnetic Inc.ARNOLD DONGBU CSC 磁导 率 电感 系数外径O.D.内径I.D.高度Ht P/N No.P/N No.P/N No.P/N No.Perm Al (uH)(英寸/mm)(英寸/mm)(英寸/mm) 77141-A7MS-014060-8S014-013A CS0350*******.140/3.560.070/1.780.060/1.52 77445-A7MS-014075-8S014-016A CS0350*******.140/3.560.070/1.780.060/1.52 77444-A7MS-014090-8S014-019A CS0350*******.140/3.560.070/1.780.060/1.52 77140-A7MS-014125-8S014-026A CS0351********.140/3.560.070/1.780.060/1.52 77151-AY MS-015060-8S015-017A CS03906060170.155/3.940.087/2.210.100/2.54 77155-AY MS-015075-8S015-021A CS03907575210.155/3.940.087/2.210.100/2.54 77154-AY MS-015090-8S015-025A CS03909090250.155/3.940.087/2.210.100/2.54 77150-AY MS-015125-8S015-035A CS0391********.155/3.940.087/2.210.100/2.54 77181-AY MS-018060-8S018-020A CS04606060200.183/4.650.093/2.360.100/2.54 77185-AY MS-018075-8S018-025A CS04607575250.183/4.650.093/2.360.100/2.54 77184-AY MS-018090-8S018-030A CS04609090300.183/4.650.093/2.360.100/2.54 77180-AY MS-018125-8S018-042A CS046125125420.183/4.650.093/2.360.100/2.54 77021-A7MS-025060-8S025-024A CS06306060240.250/6.350.110/2.790.110/2.79 77825-A7MS-025075-8S025-030A CS06307575300.250/6.350.110/2.790.110/2.79 77824-A7MS-025090-8S025-036A CS06309090360.250/6.350.110/2.790.110/2.79 77020-A7MS-025125-8S025-050A CS063125125520.250/6.350.110/2.790.110/2.79 77241-A7MS-027060-8CS0660*******.260/6.600.105/2.670.100/2.54 77245-A7MS-027075-8CS0660*******.260/6.600.105/2.670.100/2.54 77244-A7MS-027090-8CS0660*******.260/6.600.105/2.670.100/2.54 77240-A7MS-027125-8CS0661********.260/6.600.105/2.670.100/2.54 77271-A7MS-026060-8S026-050A CS06706060500.260/6.600.105/2.670.188/4.78 77875-A7MS-026075-8S026-062A CS06707575620.260/6.600.105/2.670.188/4.78 77874-A7MS-026090-8S026-074A CS06709090740.260/6.600.105/2.670.188/4.78 77270-A7MS-026125-8S026-103A CS0671251251030.260/6.600.105/2.670.188/4.78 77411-A7**MS-028060-8CS06806060330.277/7.040.156/3.960.200/5.08 77415-A7**MS-028075-8CS06807575420.277/7.040.156/3.960.200/5.08 77414-A7**MS-028090-8CS06809090500.277/7.040.156/3.960.200/5.08 77410-A7**MS-028125-8CS068125125700.277/7.040.156/3.960.200/5.08 77031-A7MS-031060-8S031-025A CS07806060250.310/7.870.156/3.960.125/3.18

正在迅速崛起的铁硅铝(FeSiAl)磁粉芯

铁硅铝磁粉芯正在迅速崛起,全球正以40%以上的速度在发展。2006年在1. 12亿美元。我国2010年计在5亿美元左右。我国2006年大约在500万元人民币。促进这一新型节能化材料的发展,晋升磁性强国!我们已开发成功国际上公认的磁导率:ui=26,60,75,90,125,并已产业化,最高频率达到20MHz。 正在迅速崛起的铁硅铝(FeSiAl)磁粉芯 海宁市伊尔曼格电子有限公司 祁峰祁关泉 铁硅铝磁粉芯是新型复合电子材料,国外称为Sendust或KoolMu磁粉芯。国内常称铁硅铝(FeSiAl)磁粉芯。我国正在发展之中,全球正在以40%以上的速度在发展,下面介绍铁硅铝磁粉芯的发展情况。 一、正在迅速崛起的铁硅铝磁粉芯 进入二十一世纪以来,逆变电路高频化,高功率密度小,小型化及抗电磁干扰的更高要求,加上人们对金属磁粉芯认识的提高,全球铁硅铝磁粉芯以40%以上的速度在发展,超过了任何其他软磁材料[1]。铁硅铝磁粉芯在静悄悄地迅速崛起! 据不完全统计,2005年产值0.8亿美元,2006年产值应在1.12亿美元,据此,到2010年将近有5亿美元的产值。 现在,发展铁硅铝磁粉芯的主要国家是美国、韩国、日本、俄罗斯、英国、印度、中国等。现在,我们国家2006年,大约不到500万元人民币! 我国的市场主要由美国、韩国占领,江苏省进口大约5000万元人民币。 现在,我们国家,具有国家独立技术的公司主要有我们海宁伊尔曼格电子有限公司、上海钢铁研究所附属工厂、武汉钢铁所的浩源。还有进口粉料的北京七星飞行、湖州柯达、杭州波峰、及美国独资企业建立的厦门工厂。这大体是国内的情况。 二、铁硅铝磁粉芯在磁性材料中的位置 随着电子技术的高节能化,新型的电子节能材料——铁硅铝磁粉芯,越来越显得重要。我们可以从下列磁性材料中可看到铁硅铝磁粉芯的位置。具体是如下:

磁导率μ=26的铁硅铝(FeSiAl)

一、摘要: 国际上FeSiAl磁粉芯称为Sendust磁粉芯或称为Koolmu磁粉芯,我们国家称为FeSiAl 磁粉芯。 磁粉芯有μ=26,60,75,90,125,五类。我们这里申报的是技术难度最大,技术较复杂的μ=26FeSiAl磁粉芯及其制造方法。 我们申报的是ф22.9*14.0*7.62……ф57.2*35.6*14.0共13种。 其制造方法有: 购进的FeSiAl的粉,主要成份有:-60目,含量si-4-9%;Al-6-12%;余下为Fe。进行3-6次的高速粉碎,达到400目—1200目。进行高温焙炒,适当温度下加入一定量的中强酸,有机硅树脂,陶瓷粉,然后一定温度下,漫漫加入,焙炒干燥。然后进行造粒,过筛,加润滑剂,进行高压压制,进行热处理,最后进行代表性的测量。主要测量:频率f,电感L,Q值,直流迭加,功率损耗密度,达到较理想的。 二、权利要求范围 1、磁导率μ=26的FeSiAl磁粉芯的13种,如下: ф22.9*14.0*7.62;ф23.6*14.4*8.89;ф26.9*14.7*11.2;ф33.0*19.9*10.7;ф34.3*23.4*8.89;ф35.8*22.4*10.5;ф39.9*24.1*14.5;ф46.7*24.1*18.0;ф46.7*28.7*15.2;ф50.8*31.8*13.5;ф50.8*24.5*13.5;ф57.2*26.4*15.2;ф57.2*35.6*14.0; 2、制造方法之一 FeSiAl粉料,进行3-6次高速粉碎,达到-400目—1200目。 3、制造方法之二 添加剂的配置: 中强酸16-60ml/kg粉料,进行稀释; 硅脂10-32g/kg粉碎,进行超声粉碎,30-180分钟,介质酒精; 陶瓷粉16-50g/kg粉料,进行超声粉碎,30-180分钟,介质酒精;

金属磁粉芯和MnZn铁氧体的对比分析-蒋胜勇

金属磁粉芯和MnZn铁氧体的对比分析 蒋胜勇 一、金属磁粉芯和MnZn软磁铁氧体同属“软磁家族” 二、金属磁粉芯目前市场份小但增长速度快于MnZn软磁增长的速度 根据有关专家的初步统计, 2006年金属磁粉芯在全球年销售额大约为1.8 亿美元,占软磁材料的3%左右,其中高磁通、铁硅铝、铁镍钼在1 亿美元左右。预计高磁通、铁硅铝、铁镍钼市场在未来几年将会以每年40%以上的速度增长,远大于铁氧体等软磁材料的增长速度。 三、金属磁粉芯与MnZn软磁铁氧体的磁导率及Bs对比倍,但饱和磁通密度Bs高,两者相比约2倍 1、金属磁粉芯磁导率远低于MnZn软磁铁氧体。 从下表中可看出,金属磁粉芯磁导率在9-300左右,同比低功耗MnZn磁导率在1800-3500,高导MnZn铁氧体磁导率在4000-18000。 2、金属磁粉芯磁导Bs值明显高于MnZn软磁铁氧体。 从下表中可看出,金属磁粉芯饱和磁通密度Bs在800-15000mT,同比MnZn为300-540mT。

四、不同类型金属磁粉芯的细致说明 1、铁粉芯(1P):是制造差模滤波器和无源PFC 电感最廉价实用的材料。 2、铁粉芯(3P、4P):是制造功率扼流圈廉价实用的材料,但一般情况下应用于对空间要求不高的场合。如多数中低频(一般小于50kHz)UPS 电源中大多采用4P 材料作为输出扼流圈。特别提醒应用频率不应超过100kHz。很多情况下采用3P 材料制造差模滤波器或无源PFC 电感是基于应用噪声问题。这里特别指出的是铁粉芯材料有两方面的缺点值得设计者关注,相关细节可以参考厂家的专业说明。一是铁粉芯材料由于磁致伸缩的原因,有时不可避免会造成噪声,一般1P 材料最甚,3P、4P 材料次之(不同品牌的铁粉芯材料磁致伸缩因子差异比较大),而其它类型的金属磁粉芯材料磁致伸缩因子几乎为零,不存在应用噪声问题。二是铁粉芯材料本身有热衰退问题,即长期在高温下(一般指100℃以上)使用会造成损耗永久增大,影响铁粉芯材料使用寿命。 3、羰基铁T:由于采用超细铁粉制作,这种材料具有相对较小的涡流损耗,特别适宜于应用在频率100kHz-100MHz 范围(大家知道,磁性材料在小信号下主要表现为涡流损耗,较大信号即功率应用情况下超过100kHz 时涡流损耗占主导地位),是制造高频功率扼流圈(特别是高频谐振电感)、RF 调谐电感芯体理想的材料。 4、高磁通H:制造功率扼流圈可以实现体积最小化(即最大功率密度)。在军工领域,考虑到体积最小化和性能最优化,更多选用H125 材料制造差模滤波器和无源PFC 电感。 5、铁镍钼Y:制造功率扼流圈可以实现损耗最小化,此外由于μ选择范围宽,在某些特定场合(如高压小电流输出扼流圈)更具实用性。Y 材料温度系数最小是军工领域应用最为普遍的重要原因。 6、铁硅铝A:尽管偏磁性比H 材料略差,损耗比Y 材料略差,但由于价格低廉使得A材料成为制造功率扼流圈性价比最高的材料。在民品市场,A 材料几乎占据了金属磁粉芯扼流圈80%以上的市场份额。

金属磁粉芯简介

PREPARED BY 林平长REPORT DATE: 2008-01-25 SUBJECT 主题金属磁粉芯简介 目录 第1章磁性材料简介 (2) 第2章金属磁粉芯的历史 (5) 第3章金属磁粉芯的特性 (6) 第4章金属磁粉芯与铁氧体的比较 (8) 第5章金属磁粉芯的损耗模型 (9) 第6章金属磁粉芯的重要制造商 (14) 第7章铁粉芯的老化 (16) 第8章铁硅磁粉芯简介 (17) 第9章节能时代的铁硅铝磁粉芯 (19)

PREPARED BY 林平长REPORT DATE: 2008-01-25 SUBJECT 主题金属磁粉芯简介 第1章磁性材料简介 1831 年,法拉第证实了电磁感应现象的存在。此后,麦克斯韦(Maxwell)通过方程组的揭示了电与磁之间的内在联系。麦克斯韦方程组构成了一切电磁感应应用的数理基础,而电磁感应这一自然法则,也构成了磁性材料实际应用之工作机理。 磁性材料的应用广泛,从CRT 电视到平板电视(LCD TV、 PDPTV),从有线模拟通信系统到无线数据通信系统,从传统电机到音圈电机,从传统喇叭到高档音响,无不需要磁性材料。图1展示了磁性材料经典的B-H曲线。通常,磁性材料有以下三大应用场合。 第一场合,能量形式的转换。发电装置采用磁材的目的在于将机械能转换为电能,电机马达(含 VCM 电机)和喇叭音响采用磁材的目的在于将电能转换为机械能。在能量转换场合下,多采用永磁材料。 第二场合,电流参数的变换。对于电子类产品而言,不同的电流参数如电压、频率和相位均表征了不同的信号内容,故需要进行频繁的参数变换。这种变换,多是通过LC 振荡回路实现,L 即电感,而软磁材料即L 的主要构成部分。这也正是软磁材料在IT 领域得到广泛运用的原因所在。 第三场合,提供强大的恒定磁场。此场合的民用领域主要是MRI 核磁共振仪。MRI 的基本原理在于利用强大的外加磁场与人体的氢原子产生核磁共振,通过计算机将此核磁共振信号形成人体内部组织之形态图像,从而达到医疗诊断的目的。强大的磁场是此应用场合的关键,因此, MRI 系统通常需要用到数以吨计的钕铁硼磁材。 通常,可以按图2、图3对磁性材料、软磁材料进行划分(图4)。传统上,认为矫顽力小于1000A/m的材料的磁性是软的,矫顽力大于1000A/m的材料是硬的。在镍合金比如坡莫合金中得到的矫顽力可以小到 0.4A/m,在某些新近发现的永磁材料中所观察到的内禀矫顽力通常在1.2×10 6A/m在右。 本文仅对金属软磁材料中的金属磁粉芯做介绍。 图1 磁性材料的B-H曲线

惠州铁硅铝磁粉芯制造项目建议书

惠州铁硅铝磁粉芯制造项目建议书 篇一:铁硅铝磁粉芯生产工艺的研究 铁硅铝磁粉芯生产工艺的研究 惠州市科力磁元有限公司王寿良 摘要 近年来对生产优良性能的铁硅铝磁粉芯进行了开发研究,摸索了生产工艺过程对磁电性能的影响。因此,总结了制作Fe-Si-AL磁粉芯的主要几个工艺因素对磁电性能的影响及指出在制作过程中要注意的问题。研究结果表明:磁粉芯的磁电性能主要取决于粉末材料的成份、粉末粒度的分布、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺。化学成份偏离Sendust或Kool Μμ范围太大会导致Fe-Si-Al磁粉芯的综合性能达不到实用要求,粉末粒度分布偏粗、绝缘介质含量少、成型密度大和适当的热处理,会得到最佳的导磁率μ e125或μe147的磁电性能。 前言 近年来科学技术的发展,特别是强调节能减排,减少环境污染,节省贵重资源,对电子、电器行业的推动很大。与本项目有关的是太阳能发电、风力发电、大功率照明电源、电动大型电动汽车快速充电器以及工业控制设备,都涉及开关电源,其中有频率变换、储能线路滤波、功率因数校正器、抗电磁干扰等都要应用电感,且必须要用到铁芯以提高电感

量和良好的磁性能。数十赫兹的频率是大量应用硅钢片制造变压器电机、电器等的铁芯,数兆赫兹到数十兆赫兹应用软磁铁氧体制作电感铁芯,而数十千赫兹到数百千赫兹则要用金属磁粉芯,金属磁粉芯中大量应用价格低的纯铁粉芯,但铁芯损耗大,磁导率约为75。合金磁粉芯中铁镍、铁镍钼磁粉芯价格较高,而铁硅铝磁粉芯作为一种新型电子器件用磁性材料价格适中,磁性能与铁镍、铁镍钼磁粉芯相近,所以促进了铁硅铝磁粉芯的开发、研究和生产。 合金磁粉芯是用合金具有本征的磁特性,将其制成粉末与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。铁硅铝磁粉芯具有高饱和磁感应强度、高的交直流叠加特性及良好的温度稳定性、低的铁芯损耗、低成本,适合电子器件的高频化、大功率、小型化及抗电磁干扰的要求,市场应用范围不断扩大,受到电子行业极大的关注。 本(本文来自:小草范文网:惠州铁硅铝磁粉芯制造项目建议书)文试验采用直空感应炉冶炼、机械球磨制粉和模压成型方法制造成铁硅铝磁粉芯,并对其生产工艺因素对磁电性能的影响进行分析讨论。 1. 试验方法 铁硅铝磁粉芯的生产工艺流程如下: 合金冶炼---机械破碎---退火处理---绝缘包覆---模压成型---热处理---加固---

金属磁粉芯材料的应用

金属磁粉芯材料的应用 张卫东 北京七星飞行电子有限公司 (国营第七九八厂) 所属专业:磁学

目录 一.金属磁粉芯材料的发展及市场概况 (4) 二.金属磁粉芯在磁性材料家族中的位置 (4) 三.金属磁粉芯的制造工艺 (5) 四.金属磁粉芯和铁氧体的比较 (5) 五.金属磁粉芯的主要指标及主要应用方向 (5) 六.金属磁粉芯的应用设计 (6) 七.金属磁粉芯的应用设计实例 (9) 结论和建议 (11) 参考文献 (11)

摘要 本文扼要介绍了金属磁粉芯软磁材料的分类、制造工艺及材料特点,重点论述了材料的应用方向,从专业角度介绍了实用应用设计方法。 关键词 金属磁粉芯铁粉芯高磁通铁镍钼铁硅铝开关电源输出扼流圈 有源PFC电感半窗原则铜损铁损温升 绪论 金属磁粉芯作为软磁材料系列重要的组成部分具有独特的性能,可以广泛应用在各类逆变电路中。在国内,由于多数电源工程师对于金属磁粉芯的认识远不及应用广泛的铁氧体材料,金属磁粉芯的应用受到了很大的影响。本文旨在通过介绍金属磁粉芯的特性及应用,使更多的电源工程师对这种材料有更深入的了解,从而在设计中进行更理想的选择和应用。

一.金属磁粉芯材料的发展及市场概况 金属磁粉芯是采用粉末冶金工艺制造的一种软磁材料,其特殊的磁性能使得其在许多应用场合具有其它材料难以比拟的优势,至今这种材料已经成为软磁材料的重要组成部分。金属磁粉芯生产历史悠久,但真正形成产业化是从二十世纪八十年代开始,随着逆变技术的快速发展和广泛应用,伴随着EMC的需求,金属磁粉芯得到了广泛的应用;进入二十一世纪,随着逆变电路的高频、高功率密度化和EMC的更高要求,加上人们对金属磁粉芯材料的认识的进一步加深,金属磁粉芯的产业化发展速度超过了其它任何软磁材料。 初步统计,目前金属磁粉芯在全球年销售额大约为1.8亿美元,占软磁材料的3%左右,其中高磁通、铁硅铝、铁镍钼在1亿美元左右。预计高磁通、铁硅铝、铁镍钼市场在未来几年将会以每年40%以上的速度增长,远大于铁氧体、铁粉芯等软磁材料的增长速度。 目前,全球范围内专业生产金属磁粉芯的企业为数不多,主要有以下几家: 美国MAGNETICS:主要生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼,不生产铁粉芯,产量及技术水平处世界领先。 韩国CSC:产品和MAGNETICS雷同。 美国ARNOLD:产品和MAGNETICS雷同。 韩国DONGBU:产品和MAGNETICS雷同,产品技术水平较低。 中国北京七星飞行电子有限公司:生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼、铁粉芯,品种类别齐全,部分材料处于世界领先水平。产品占据国内大多数市场。 英国MMG:专业生产铁硅合金粉芯。 美国MICROMETALS:专业生产铁粉芯。 此外,国内有几家专业生产铁粉芯的企业,主要集中在珠江三角洲地区,多为台资企业;国内也有极少数企业生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼,但技术水平很低,规模很小。国外在日本和俄罗斯也有企业生产高磁通、铁硅铝、铁镍钼,但规模很小,在市场上很难看到产品及相关资料。值得一提的是,俄罗斯生产的铁镍钼产品技术水平很高,综合指标超过MAGNETICS水平,但仅在国内作专用配套。 二.金属磁粉芯在磁性材料家族中的位置

铁硅铝磁粉芯的磁特性研究

万方数据

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铁硅铝磁粉芯的磁特性研究 作者:金丹, 孙可为, JIN Dan, SUN Ke-wei 作者单位:西安建筑科技大学-材料科学与工程学院,陕西,西安,710055 刊名: 材料开发与应用 英文刊名:DEVELOPMENT AND APPLICATION OF MATERIALS 年,卷(期):2009,24(1) 被引用次数:2次 参考文献(2条) 1.姚丽姜;姚中;虞维扬降低FeSiAl磁粉芯损耗方法研究[期刊论文]-上海钢研 2005(03) 2.祁峰;祁关泉迅速崛起中的铁硅铝磁粉芯产业[期刊论文]-新材料产业 2007(06) 本文读者也读过(10条) 1.金丹.孙可为.JIN Dan.SUN Ke-wei工艺参数对铁硅铝磁粉芯性能的影响[期刊论文]-磁性材料及器件 2008,39(4) 2.陈玉兰.郭东兰绝缘粘结剂对铁硅铝磁粉芯软磁性能的影响[期刊论文]-科技创新导报2009(17) 3.祁峰.祁关泉迅速崛起中的铁硅铝磁粉芯产业[期刊论文]-新材料产业2007(6) 4.祁峰.祁关泉高频FeSiAl磁粉芯26电子新材料[会议论文]-2007 5.连法增.李庆达.陈玉兰铁硅铝磁粉芯研究[会议论文]-2010 6.金丹.孙可为.田晓珍.JIN Dan.SUN Kewei.TIAN Xiaozhen制备工艺对铁硅铝磁粉芯品质因数的影响[期刊论文]-热加工工艺2011,40(10) 7.王红忠.易健宏.彭元东.叶途明.WANG Hong-zhong.YI Jian-hong.PENG Yuan-dong.YE Tu-ming2Mo81Ni17Fe磁粉芯磁导率的工艺影响因素[期刊论文]-粉末冶金工业2007,17(2) 8.陈玉兰.郭东兰.连法增.李庆达.CHEN Yu-lan.GUO Dong-lan.LIAN Fa-zeng.LI Qin-da绝缘粘结剂对FeSiAl磁粉芯性能的影响[期刊论文]-磁性材料及器件2010,41(3) 9.颜冲.金天明.张爱国高性能FeSiAl磁粉芯的研究[会议论文]-2010 10.金丹.孙可为.姚燕燕.袁蝴蝶.JIN Dan.SUN Kewei.YAO Yanyan.YUAN Hudie铁硅铝磁粉芯磁导率的研究[期刊论文]-热加工工艺2011,40(14) 引证文献(2条) 1.朱小辉.杜成虎.聂敏.柏海明.许佳辉抗EMI用铁硅铝磁粉芯磁性能的研究[期刊论文]-粉末冶金技术 2012(1) 2.王居德.赵恒飞.刘颖力.张怀武铁硅铝磁芯升压电感的设计[期刊论文]-磁性材料及器件 2011(4) 本文链接:https://www.360docs.net/doc/8a3353828.html,/Periodical_clkfyyy200901007.aspx

铁粉芯铁硅

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。如表2所示。

直流叠加对铁硅铝磁粉芯品质因数的影响_魏鼎_冯则坤_龚荣洲_王鲜

第21卷 第4期2 0 1 4年8月 金属功能材料Metallic Functional Materials Vol.21, N o.4Aug ust, 2014直流叠加对铁硅铝磁粉芯品质因数的影响 魏鼎,冯则坤,龚荣洲,王鲜 (华中科技大学光学与电子信息学院,湖北武汉430074 )摘 要:利用LCR测试仪测试有效磁导率(μe)为125及60的铁硅铝磁粉芯在不同交流磁感应强度下的品质因数,发现品质因数随频率出现峰值,有效磁导率为125的磁粉芯在大约30kHz时品质因数出现峰值,而有效磁导率为60的磁粉芯则在80kHz左右时品质因数出现峰值,峰值的高低与交流磁感应强度的数值有关。在上述结果的基础上,再分别对上述磁粉芯在直流叠加状态下的品质因数进行测试,结果发现其品质因数随直流叠加磁场出现峰值,在交流磁感应强度频率分别为50、100kHz以及200kHz时,有效磁导率为125的磁粉芯品质因数在直流叠加磁场强度为1571、3927A/m和5890A/m时到达峰值,而有效磁导率为60的磁粉芯在交流磁感应强度频率分别为150、200kHz以及250kHz时,品质因数则在直流叠加磁场强度为4712、5498A/m和7069A/m时到达峰值,峰值的高低与交流磁感应强度的数值有关,并对其原因进行了分析。关键词:铁硅铝;磁粉芯;有效磁导率;直流叠加;品质因数文献标识码:A 文章编号:1005-8192(2014)04-0018- 04Effect of DC-Bias on the QualityF actorof Sendust Powder  CoreWEI Ding,FENG Ze-kun,GONG Rong -zhou,WANG Xian(School of Optical and Electronic Information,Huazhong University  of Science &Technology ,Wuhan 430074,Hubei,China)Abstract:Frequency dependences and DC-bias on the quality factor of Sendust powder cores were tested by LCR.Itwas found that,the quality factor of Sendust powder cores first increased with increasing frequency and then it con-tinuously decreased upon further increasing frequency.Powder cores with effective permeability of 125attained thehighest quality  factor at about 30kHz,and effective permeability of 60at about 80kHz.The quality factor first in-creased with the DC-bias magnetic field,and then it continuously decreased upon further increasing the DC-biasmagnetic field for two samples.Powder cores attained the highest quality factor at different DC-bias magnetic field atvariation frequency.Powder cores with effective permeability of 125attained the highest quality at 1571,3927A/mand 5890A/m at 50,100kHz and 200kHz,effective permeability of 60attained the highest quality at 4712,5498A/m and 7069A/m at 150,200kHz and  250kHz.Key  words:sendust alloy;powder core;effective permeability;DC bias;quality factor作者简介:魏鼎(1983-),男,博士生; E-mail:wd325@163.com; 收稿日期: 2014-05-06通讯作者:王鲜(1979-),男,博士,副教授; E-mail:wang x@mail.hust.edu.cn 近年来, 软磁铁硅铝磁粉芯制品在电子电力行业的应用受到了极大的关注[ 1- 6]。以铁硅铝磁粉芯为磁芯的电子器件已广泛应用于太阳能、风能转换的控制电源、以太阳能为电源的LED路灯电源、电动汽车的能源转换器以及家用电器的节能贮能器件、电力行业的储能电抗器等许多领域。铁硅铝 (F e85%-Si9.5%-Al5.5%)(Sendust)材料的饱和磁感应强度Ms和电阻率ρ均比铁镍钼(Fe17%-Ni81%-Mo2%)(MP P)高,这样使得铁硅铝粉末制品具有良好的磁性能。廉价的铁硅铝合金粉末的许多磁特性与昂贵的铁镍钼合金粉末相近,而且应用频段基本相同,因此是铁镍钼磁粉芯极好的替代品。

铁硅铝磁粉芯生产工艺的研究

铁硅铝磁粉芯生产工艺的研究 惠州市科力磁元有限公司王寿良 摘要 近年来对生产优良性能的铁硅铝磁粉芯进行了开发研究,摸索了生产工艺过程对磁电性能的影响。因此,总结了制作Fe-Si-AL磁粉芯的主要几个工艺因素对磁电性能的影响及指出在制作过程中要注意的问题。研究结果表明:磁粉芯的磁电性能主要取决于粉末材料的成份、粉末粒度的分布、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺。化学成份偏离Sendust或Kool Μμ范围太大会导致Fe-Si-Al磁粉芯的综合性能达不到实用要求,粉末粒度分布偏粗、绝缘介质含量少、成型密度大和适当的热处理,会得到最佳的导磁率μe125或μe147的磁电性能。 前言 近年来科学技术的发展,特别是强调节能减排,减少环境污染,节省贵重资源,对电子、电器行业的推动很大。与本项目有关的是太阳能发电、风力发电、大功率照明电源、电动大型电动汽车快速充电器以及工业控制设备,都涉及开关电源,其中有频率变换、储能线路滤波、功率因数校正器、抗电磁干扰等都要应用电感,且必须要用到铁芯以提高电感量和良好的磁性能。数十赫兹的频率是大量应用硅钢片制造变压器电机、电器等的铁芯,数兆赫兹到数十兆赫兹应用软磁铁氧体制作电感铁芯,而数十千赫兹到数百千赫兹则要用金属磁粉芯,金属磁粉芯中大量应用价格低的纯铁粉芯,但铁芯损耗大,磁导率约为75。合金磁粉芯中铁镍、铁镍钼磁粉芯价格较高,而铁硅铝磁粉芯作为一种新型电子器件用磁性材料价格适中,磁性能与铁镍、铁镍钼磁粉芯相近,所以促进了铁硅铝磁粉芯的开发、研究和生产。 合金磁粉芯是用合金具有本征的磁特性,将其制成粉末与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。铁硅铝磁粉芯具有高饱和磁感应强度、高的交直流叠加特性及良好的温度稳定性、低的铁芯损耗、低成本,适合电子器件的高频化、大功率、小型化及抗电磁干扰的要求,市场应用范围不断扩大,受到电子行业极大的关注。

金属软磁粉芯的特性和应用

金属软磁粉芯的特性和应用 金属软磁粉芯的特性 每种新材料的出现,它都具有一些新的独特的优良特性。在软磁材料领域中,从金属软磁到磁环、到非晶微晶软磁,进而到金属软磁粉芯,都是在不断发展进步,性能不断改善提高。金属软磁粉芯,它既保留了金属软磁和铁氧体软磁的一些优良特性,同时又最大限度的克服了二者的一些缺陷。到目前为止,在四大类别软磁材料中,是综合性能最好的一种软磁材料。其主要特性如下: (1)具有高的饱和磁通密度。铁粉芯的饱和磁通密度最高可达1500mT,高通量磁粉芯最高可达1300mT,铁硅铝磁粉芯的饱和磁通密度最高可达1000mT,就连四大系列金属软磁粉芯中饱和磁通密度最低的MPP类磁粉芯最高也可达800mT。这一性能保留了金属软磁的优点,是铁氧体类软磁材料所远为不及的。 (2)具有高的有效导磁率。如MPP类磁粉芯,在10kHz下,μe值可高达500以上。有效导磁率最低的铁粉芯-26材质,在10kHz下,μe值也可达75左右。而我们曾用超坡莫类金属软磁轧至0.01mm厚,分条后通过电泳涂层卷芯处理后,其初始导磁率高达20万,最大导磁率高于80万。但在10kHz下我们测得μe值只有约60,远不及金属软磁粉芯。 (3)损耗低,频率稳定性好,使用频率范围广。各种材质和各不同导磁率的金属软磁粉芯,可适於从几十赫兹到高达30兆赫的很宽频带下使用。这一特性是金属软磁和非晶微晶软磁所远不及的。 (4)由于有上述三条优点,金属软磁粉芯具有良好的交直流叠加稳定性。这对于许多交直流场同时存在的使用情况下是具有重要意义的。这也是它优于其他几种软磁材料的地方。 (5)具有良好的磁性能稳定性。这一特性对于使用和保证产品质量是非常重要的。如果不能保证磁性能稳定性,非常精密的仪器会变得不能用而造成损失。金属软磁粉芯在频率稳定性和温度稳定性等方面都优于其他几类材料。 (6)它还有一条非常重要的,也是其他任何软磁材料所不具备的独特优良特性,就是具有良好的性能可控性。也就是说,在各类金属软磁粉芯的生产过程中,人们可以通过控制和改变其生产工艺技术条件,生产出各种具有独特性能的金属软磁粉芯,从而能最大限度地满足各种使用条件下的各种不同要求。这对于提高产品的性能和质量,特别是对于高科技和国防军工领域,是具有非常重要意义的。 如磁性能一致性的控制,产品生产控制水平均比国外产品提高了一个档次。铁粉芯由国外产品±10%缩小至±5%,合金系列产品由国外±8%也缩小至±5%,这在使用方面的好处,我们将在后面应用部分说明。其他如温度系数,通过改进处理工艺及添加补赏合金,可使其温度系数低于100ppm以下,从而具有良好的温度稳定性。还有在降低损耗、改善频率特性等方面也可通过改进生产工艺而得到改善。总之,通过改变生产工艺技术,可以使金属软磁粉芯具有某种独特的优良特性,从而为人们很好的加以利用是金属软磁粉芯的又一特性,且

金属磁粉芯及其应用设计

金属软磁粉芯及其应用设计 1 金属软磁粉芯概述 在当今世界上各种科技领域中,广泛使用的软磁材料有四大类别:金属软磁材料、铁氧体软磁材料、非晶微晶软磁材料和金属软磁粉芯。所谓软磁材料是相对于硬磁或者永磁材料而言的,所有的磁性材料都有一个共同的特性,就是具有高的饱和磁感应强度。硬磁材料由于具有高的饱和磁感而具有高的磁能积;而软磁材料由于具有高的饱和磁感因而具有高的导磁率。所不同的是硬磁材料被感应磁化了后,由于矫顽力大磁性不能消失,所以更确切的称之为永磁材料。软磁材料和永磁材料的区别就是其矫顽力极小,也就是说当你给它一个磁化场时,由于磁感应被磁化了具有磁性能。而当磁化场被去掉时,其磁性能消失不具备有磁性,这就是我们所说的软磁特性。所有的软磁材料的另一共同特性,就是具有磁电转换的特殊功能。正是由于这一特性,使得软磁材料在各个科技领域得到愈来愈广泛的应用。 金属软磁粉芯是一种软磁材料,它是用金属或合金软磁材料制成的粉末,通过特殊的工艺生产出来的一种磁芯。对于金属软磁粉芯的称呼,目前还是较为混乱不确切的:如称为粉芯,铁粉芯、磁粉芯、金属磁粉芯……。粉芯或磁粉芯顾名思义即为磁性粉末做的磁芯。钕铁硼是以合金粉末生产的磁芯,但它是永磁材料。同样,软磁铁氧体和硬磁铁氧体也都是磁性粉末生产的磁芯,如果简单的把金属软磁粉芯看作是磁性粉末做的磁性材料的话,这些材料都可以归作一类,称作粉芯或磁粉芯。同样,金属磁粉芯的称呼也是不确切的,因为铝镍钴合金等永磁材料都可以制成粉末磁芯。所以,我把它定义为金属软磁粉芯。这样称呼既确切、明确指明了它的软磁特性,又不易与其他材料相混淆。 金属软磁粉芯目前主要包括铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、高通量磁粉芯和钼坡莫磁粉芯四大系列。 铁粉芯(iron cores)是用高纯铁粉或羟基铁粉经配料、压制、涂覆生产的磁芯。由于生产工艺较其他几种简单,原材料最便宜,且具有较好的磁性能,是四大系列金属软磁粉芯中使用量最大、最为广泛的一种。从μe10的-2材质铁粉芯到μe75的-26、-52等各种材质的铁粉芯,适用于各种不同的使用场合。还有用铁氧体掺入适量铁粉做的复合铁粉芯,具有较高的导磁率,在某些使用场合可以弥补铁粉芯导磁率较低的缺陷。 铁硅铝磁粉芯(sendust cores)是用含铝5.4%、硅9.6%、其余为铁的合金制成的粉末生产出来的一种金属软磁粉芯。铁硅铝合金是

电感基础知识

电感基础知识 图文介绍 一、电感器的定义。 1.1 电感的定义: 电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁通,导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时,其周围只呈现固定的磁力线,不随时间而变化;可是当在线圈中通过交流电流时,其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律-磁生电来分析,变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势,此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时,此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化,故从客观效果看,电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性,在电学上取名为“自感应”,通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间,会发生火花,这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。 总之,当电感线圈接到交流电源上时,线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着,致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势,称为“自感电动势”。 由此可见,电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量,它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。 1.2 电感线圈与变压器 电感线圈:导线中有电流时,其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈,以增强线圈内部的磁场。电感线圈就是据此把导线(漆包线、纱包或裸导线)一圈靠一圈(导线间彼此互相绝缘)地绕在绝缘管(绝缘体、铁芯或磁芯)上制成的。一般情况,电感线圈只有一个绕组。 变压器:电感线圈中流过变化的电流时,不但在自身两端产生感应电压,而且能使附近的线圈中产生感应电压,这一现象叫互感。两个彼此不连接但又靠近,相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。 1.3电感的符号与单位 电感符号:L 电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH),1H=103mH=106uH。 电感量的标称:直标式、色环标式、无标式 电感方向性:无方向 检查电感好坏方法:用电感测量仪测量其电感量;用万用表测量其通断,理想的电感电阻很小,近乎为零。 1.4 电感的分类: 按电感形式分类:固定电感、可变电感。 按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。 按工作性质 分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

磁粉芯在高性能EMI滤波器中的应用

磁粉芯在高性能EMI滤波器中的应用 美国阿诺公司TimSlattery 摘要:介绍了用铁硅铝磁粉芯制作的单级和双级滤波器的频率响应特性。对应用三种不同磁粉芯材料(铁镍钼合金、50%铁镍合金、铁硅铝合金)所制成的滤波器的性能进行了测试,并给出相关的特性曲线。 1引言 铁镍钼合金MPP,高磁通铁镍50%HF合金和铁硅铝合金SUPERMSS等三种不同材料的磁粉芯已被广泛地应用在电源滤波电感之中。特别是在抑制和过滤差模传导EMI的线路滤波(PowerLineFiltering)电路中,上述三种磁粉芯都有独具特色的应用。本文将从滤波电路简介开始,再通过实例说明使用多只电感器在滤波电路中的优点。 除此之外,还将对上述三种不同磁粉芯材料所制作的电感器,在一定的工作频率和不同电流下所产生的功率损耗和电感稳定性做逐一对比。对应不同的工作频率,电感器可以得到不同的等效串联电感,等效串联电阻和等效串联阻抗,这些数值反映了绕线分布电容大小和磁粉芯中涡流损耗的大小。 图1单级和双级滤波器示意图 (a)单级滤波器(15A)(b)双级滤波器(15A) 2单级与多级滤波器 在电力和电子功率变换系统中,滤波器均采用L C电路。这种滤波器一般为“低通滤波器”。 滤波器设计非常复杂,需要数学计算,计算机辅助工程和实际经验相结合。 本文考虑两种滤波器,如图1所示,一种是单级(一只电感和一只电容组成),另一种是双级(两只电感和两只电容)。 接有滤波器的电路具有明显的频率响应特性,但是由于负载和电源的阻尼作用,频率响应又是有限的。在实际应用中,还要考虑电感器绕组电阻,磁粉芯损耗,电容器引线、电极和介质损耗影响。更高频率下的损耗构成附加阻尼有利于滤波器稳定运行。而且寄生参数(如电容器引线电感和电感绕组的分布电容)都会对滤波器性能产生影响。

金属软磁粉芯及其应用设

金属软磁粉芯及其应用设计 陈一平武汉浩源磁材科技发展有限公司 内容提要:文章对金属软磁粉芯及其主要特性作了简明的叙述,并着重对金属软磁粉芯的应用及应用设计的方法、步骤进行了较为具体的描述,并以具体的实例进行了说明。鉴于全国各地许多设计人员经常向我询问这方面的问题,有的则干脆要我帮他们进行选材和设计计算,故以此文章希望能对广大科技工作者有所帮助。 关键词:金属软磁粉芯 一、金属软磁粉芯概述 在当今世界上各种科技领域中,广泛使用的软磁材料有四大类别:金属软磁材料、铁氧体软磁材料、非晶微晶软磁材料和金属软磁粉芯。所谓软磁材料是相对于硬磁或者永磁材料而言的,所有的磁性材料都有一个共同的特性,就是具有高的饱和磁感应强度。硬磁材料由于具有高的饱和磁感而具有高的磁能积;而软磁材料由于具有高的饱和磁感因而具有高的导磁率。所不同的是硬磁材料被感应磁化了后,由于乔顽力大磁性不能消失,所以更确切的称之为永磁材料。软磁材料和永磁材料的区别就是其乔顽力极小,也就是说当你给它一个磁化场时,由于磁感应被磁化了具有磁性能。而当磁化场被去掉时,其磁性能消失不具备有磁性,这就是我们所说的软磁特性。所有的软磁材料的另一共同特性,就是具有磁电转换的特殊功能。正是由于这一特性,使得软磁材料在各个科技领域得到愈来愈广泛的应用。 金属软磁粉芯是一种软磁材料,它是用金属或合金软磁材料制成的粉末,通过特殊的工艺生产出来的一种磁芯。对于金属软磁粉芯的称呼,目前还是较为混乱不确切的:如称为粉芯,铁粉芯、磁粉芯、金属磁粉芯等。粉芯或磁粉芯顾名思义即为磁性粉末做的磁芯。钕铁硼是以合金粉末生产的磁芯,但它是永磁材料。同样,软磁铁氧体和硬磁铁氧体也都是磁性粉末生产的磁芯,如果简单的把金属软磁粉芯看作是磁性粉末做的磁性材料的话,这些材料都可以归作一类,称作粉芯或磁粉芯。同样,金属磁粉芯的称呼也是不确切的,因为铝镍钴合金等永磁材料都可以制成粉末磁芯。所以,我把它定义为金属软磁粉芯。这样称呼既确切、明确指明了它的软磁特性,又不易与其他材料相混淆。 金属软磁粉芯目前主要包括铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、高通量磁粉芯和钼坡莫磁粉芯四大系列。 铁粉芯(iron cores)是用高纯铁粉或羟基铁粉经配料、压制、涂覆生产的磁芯。由于生产工艺较其他几种简单,原材料最便宜,且具有较好的磁性能,是四大系列金属软磁粉芯中使用量最大、最为广泛的一种。从μe10的-2材质铁粉芯到μe75的-26、-52等各种材质的铁粉芯,适用于各种不同的使用场合。还有用铁氧体掺入适量做的复合铁粉芯,具有较高的导磁率,在某些使用场合可以弥补铁粉芯导磁率较低的缺陷。

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