平板磁性元件介绍
磁性元件材料介绍
一、產品概述:
目前,對於零組件廠(Mag & Power)的主要產品為: 變壓器 Transformer (一般為高頻變壓器) 將電壓由低到高或由高到低轉化的一種元器件； 它具有兩個或兩個以上的電路，以共同的磁路互 相耦合，將電能由一電路轉化到另一電路。 對於高頻變壓器磁路通常是空氣芯、鐵芯、矽鋼 片或鎳鋼片。 其他有 Choke.Line Filter.Power Inductor.Inverter.
磁性材料(按材質分類) 金屬磁性材料 軟磁 矽鋼片(Si- steel)
金屬磁性 材料
鐵粉鐵芯(Iron Powder Core) 坡鉬合金(MPP Core) KOOL Mµ CORE 永磁(硬磁):磁鋼(矽鋼,碳鋼等) 尖晶石型:大多數軟磁鐵氧體 按晶體結構 石榴石型:大多數永磁鐵氧體 分類 平面六角晶系:高頻鐵氧體,永磁鐵氧體 Mn-Zn:低頻,高μ Ni-Zn:高頻 Li-Zn:偏轉 軟磁 Mg-Zn: 偏轉 鐵氧體 Co-Base:甚高頻 磁性材 Fe-Base:甚高頻 料 按磁性分 磁石:等方型,異方型(干式等方和濕式等方) 類 硬磁(永磁) 膠磁(粘結鐵氧永磁體:Rubber Magnets):分等 方型和異方型,主要用于直流風扇,兒童寫字 旋磁:用于微波器件,如TV接收機,通信發射接收雷達等 軟磁:用于數模轉換(A/D或D/A) 矩磁 硬磁:用于電腦記憶體等 壓磁(壓敏磁芯):用于居里溫度器件 其他 粘結釹鐵硼永磁(Bonded Nd-Fe-B Magnets) 軟磁
Bobbin & Base 裝腳(Pin or Terminal) 方式
通常有以下三種方式: ※Ⅰ直接將Pin通過刀模插入Bobbin or Base中; 可以改變腳位和腳長。 ※Ⅱ用衝模衝出或線切割割出Pin,再用治具裝入Bobbin or Base； 只可改變腳位，不可改變腳長。
平板电容 交流 磁场
平板电容交流磁场平板电容是一种常用的电容器，其交流电磁场是指在交流电流通过平板电容时所产生的磁场。
本文将从平板电容的基本结构、工作原理和交流电磁场的特性等方面进行阐述。
一、平板电容的基本结构平板电容由两个平行的金属板构成，两板之间存在绝缘材料，通常是空气或绝缘胶片。
这两个金属板分别被称为电容的两极板，而绝缘材料被称为电容的介质。
两极板上的电荷分别为正电荷和负电荷，通过电源施加的电压使两极板上的电荷发生变化。
当电源施加直流电压时，平板电容会存储电荷，形成静电场。
当电源施加交流电压时，平板电容会周期性地存储和释放电荷，形成交流电磁场。
二、平板电容的工作原理平板电容的工作原理基于电场的作用。
当电源施加电压时，两极板上的电荷会受到电场力的作用，发生移动。
正电荷会向负电荷的方向移动，而负电荷则向正电荷的方向移动。
这种电荷的移动会导致电磁场的产生。
在交流电压下，这种电荷的移动是周期性的，因此交流电磁场也是周期性变化的。
三、交流电磁场的特性1. 强度随距离的增加而减小：平板电容的交流电磁场强度随着距离的增加而减小，符合电磁场的传播特性。
2. 方向垂直于电场：平板电容的交流电磁场的方向垂直于电场方向，形成交叉的电场和磁场。
3. 频率与电压成正比：平板电容的交流电磁场的频率与施加的交流电压成正比，频率越高，电磁场变化越快。
4. 受介质影响：平板电容的交流电磁场受到介质性质的影响，介质的介电常数越大，电磁场的强度越强。
四、平板电容交流电磁场的应用平板电容交流电磁场的特性使其在多个领域得到广泛应用。
1. 通信领域：平板电容交流电磁场的特性使其适用于天线设计和射频通信系统。
2. 电磁干扰抑制：利用平板电容交流电磁场的特性，可以设计抑制电磁干扰的装置，保证电子设备的正常工作。
3. 医学领域：平板电容交流电磁场的特性被应用于医学成像技术中，如磁共振成像（MRI）。
4. 工业应用：平板电容交流电磁场的特性使其适用于感应加热、电磁悬浮等工业应用。
磁性元件知识介绍
磁性元件知识培训刘德强磁性元件说明⏹磁性元件通常由绕组和磁芯构成⏹主要包括电感器和变压器两大类。
⏹在电路中的作用：储能、滤波、能量转换、电气隔离等⏹参数：电感量、电压、电流、温度、传输功率、频率、匝数比、漏感、损耗等。
⏹应用领域：开关电源、LED驱动电源、光伏逆变器等.第一章: 电感器介绍电感器定义和特点定义：电感器是一种将电能和磁能相互转化的元器件，将电能转化为磁能存储起来或将存储的磁能转化为电能释放出来.特点：1.它具有充放电特性和阻止交流电流通过，允许直流电流通过的能力。
2.电感阻碍电流的变化就是不让电流变化，当电流增加时电感阻碍电流的增加，当电流减小时电感阻碍电流的减小。
电感阻碍电流变化过程并不消耗电能，阻碍电流增加时它将电能转化为磁能暂时储存起来，等到电流减小时再将磁能转化为电能释放出来，因此流过电感器的电流不能突变。
3.电感器的感抗与频率、电感量之间成正比。
感抗计算公式：Z=ωL (ω=2πf, f为频率)。
L电感器在电路中的符号（L)不含磁芯或铁芯电感器含磁芯或铁芯电感器共模电感电感器单位：亨 (H)、毫亨(mH)、微亨 (μH)、纳亨（nH).感值换算关系： 1H=103mH，1mH=103μH, 1μH=103nH电感器分类电感器贴片式按贴装方式分类：插件式电感值的表示方法：1. 直标法：电感器的标称电感量用数字和文字符号直接标在电感体上。
2. 文字符号法：电感器的标称值用数字和文字符号按一定的规律组合标示在电感体上。
4R7表示：4.7μH ，330表示330μH.电感值的表示方法：3.色标法：在电感器表面涂上不同的色环来代表电感量，通常用三个或四个色环表示。
默认单位为μH.颜色第一位有效值第二位有效值倍率允许偏差黑0 0 100 ±20棕 1 1 101 ±1红 2 2 102 ±2橙 3 3 103 ±3黄 4 4 104 ±4绿 5 5 105蓝 6 6 106紫7 7 107灰8 8 108白9 9 109金±5%银±10%1.电感量：也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。
平板磁性元件介绍
平板磁性元件介绍目录一、平板磁性元件的特点二、平板磁性元件介绍三、平板磁性元件主要材料1、产品成平板状，高度小、体积小、高工作频率、高功率密度，符合电源模块化发展。
一个高功率密度变换器需要一个尺寸、体积都较小的磁性元件，而平板磁性元件能够满足这一设计需求。
平板磁性元件常用工作频率为100~500KHz,最高可达2MHz,大大降低了产品绕组的匝数，从而可以实现绕组采用印刷电路板或预制平面铜皮等结构。
平板磁性元件体积只有传统产品的50%左右，高度相当于传统的20%~40%。
因为平板磁性元件体积小，效率高，其还可以和半导体器件紧密封装在一起，实现高功率密度。
2、漏磁小、漏感低。
对于变压器而言，初级绕组所产生的磁通并没有全部穿过次级绕组，于是就产生了漏感，电磁耦合的程度直接影响了漏感的大小及产品的稳定性。
平板变压器体积小、工作频率高、匝数少，一般采用三明治结构，所以其耦合好，漏感不到初级电感的0.3%，远远小于传统变压器。
3、具有较小的高频交流电阻。
传统变压器或电感一般采用铜线或铜皮绕组，且匝数较多，较大漏磁、趋肤效应和邻近效应会导致每个绕组在高频下交流电阻较大，从而会导致产品铜损加大。
平板磁性元件结构（低漏感、低匝数、扁平线圈或多层线路板）能够有效的避免，从而降低高频交流电阻。
4、损耗小、散热好、效率高。
平板磁性元件工作频率远远高于传统产品，只有传统产品的50%左右，且产品耦合良好，从而大大减小了产品的铁损和铜损；另、其结构紧密、表面散热极佳，能够有效控制产品温升；平板变压器最高效率能够达到99%。
5、低EMI辐射。
平板磁性元件一般具有良好的磁芯屏蔽，可使辐射降到很低。
1、多层PCB线路板型式。
这种结构方式的平板磁性元件制作简单，方面组装。
具有较高的生产效率，但PCB的成本较高，所以一般用于小功率段DC/DC模块电源中。
2、PCB线路板或铜箔加绝缘线。
这种结构一般初级端采用三层绝缘线或膜包线绕制成线饼，次级采用多块PCB或铜箔并联（串联）方式。
《磁元件知识简介》课件
新型磁材料的探索涉及到多个领域的知识，如化学、材料科学、物理学等。需要综合运用这 些领域的技术手段，通过不断优化材料配方、改进制备工艺等方式，来提高磁材料的性能指 标。
铸造法是一种传统的磁元件制造 方法，通过将铁磁性金属熔化后 倒入模具中，冷却后形成磁芯。
铸造法制备的磁芯具有较高的机 械强度和热稳定性，适用于高温
和恶劣环境下的应用。
铸造法的缺点在于难以制造出高 磁导率、低损耗的磁芯，且形状
和尺寸受到模具限制。
粘结法
粘结法是一种简便的磁元件制造方法，通过将铁磁性颗粒与粘结剂混合 ，制成磁泥或磁膏，然后将其涂抹在非磁性材料上，干燥后形成磁芯。
01
02
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变压器
利用磁场实现电压和电流 变换的磁元件。
电感器
利用磁场存储能量的磁元 件，通常用于滤波、储能 等。
电机
利用磁场和电流实现机械 能与电能相互转换的磁元 件。
磁元件的应用领域
电力电子
通信
工业自动化
消费电子
用于高压直流输电、无 功补偿等。
用于信号传输、电磁屏 蔽等。
用于电机控制、传感器 等。
《磁元件知识简介》ppt课件
目录
• 磁元件概述 • 磁元件的工作原理 • 磁元件的材料 • 磁元件的制造工艺 • 磁元件的性能参数 • 磁元件的发展趋势与展望
01
磁元件概述
磁元件的定义
磁元件
指利用磁场进行能量转换或传递 的电子元件。
磁性材料
指具有显著磁特性的物质，通常 用于制造磁元件。
磁元件的种类
磁性元器件
磁性元器件简介磁性元器件是一类利用磁性材料制成的电子元件。
它们利用磁场的特性在电路中实现电能和磁能的相互转换，广泛应用于各种电子设备和系统中。
磁性元器件包括电感器、变压器、磁珠、磁芯等多种类型，每种类型的磁性元器件在电路中起到不同的作用。
电感器电感器是一种利用电脉冲在线圈中产生电磁感应的磁性元器件。
它具有阻挡交流信号、传递直流信号和存储能量的特性。
电感器通常由线圈和磁芯构成。
磁芯能够增加线圈的感应电流，提高电感器的效能。
类型电感器的类型包括固定电感器和可变电感器。
固定电感器的电感值是固定的，常用于滤波器、谐振电路等应用。
可变电感器的电感值可以调节，常用于调谐电路、振荡电路等应用。
电感器在电子设备中有广泛的应用。
在电源供电电路中，电感器可以用来滤除电源中的杂波，提供稳定的电源输出。
在通信系统中，电感器可以用来实现频率选择性，提供特定频率范围的信号传输。
变压器变压器是一种利用电磁感应实现电压变换的磁性元器件。
它由至少两个线圈和一个磁芯组成。
变压器利用电流在线圈中产生的磁场，通过磁芯传递到另一个线圈，从而实现电能的传输和变换。
原理变压器的工作原理是利用电流在线圈中产生的磁场。
当输入线圈中的电流变化时，磁场也随之变化。
这个变化的磁场会在磁芯中感应出电压。
这个感应电压会在输出线圈中产生相应的电流。
根据线圈的数量和用途，变压器可以分为单相变压器和三相变压器。
单相变压器有两个线圈，用于将输入电压变换为输出电压。
三相变压器有三个线圈，用于供电系统中的三相电流的变换。
应用变压器在电力系统中有重要的应用。
它们用于改变输电线路中的电压，实现远距离的电能输送。
变压器还用于电子设备中的电源变压和电路实验。
磁珠磁珠是一种小型磁性元器件。
它通常由磁性材料制成，具有环形或柱状的外形。
磁珠的主要作用是抑制高频电磁干扰和噪音。
原理磁珠利用材料的磁性特性吸收电磁能量，从而减少干扰和噪音的传播。
通过将磁珠串联在电路中，可以在高频电路中实现滤波和抑制电磁噪音。
这22个磁性元器件图，开关电源工程师一定用得上！
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请跟随我一起看下面这22张图，然后你就会了解开关电源等磁性元器件的分布参数了~
功率变换器中的功率磁性元件
作用：起磁能的传递和储能作用，必不可少的元件
特点：体积大，重量大，损耗大，对电路性能影响大
挑战：对变换器功率密度影响很大，成为发展瓶颈
功率变换器技术与磁性元件
拓扑：正激，反激，推挽，全桥移相，LLC，等，磁集成，磁耦合；
控制：控制芯片+控制电路，变压器环节+滤波器环节；
封装：PCB绕组，绕组+同步MOS, 超薄磁元件；
元件：有源器件，电容，磁性元件(设计+定制)；
仿真：电路模型，器件模型(IC, MOS, Diode, Cap, 磁性元件)；
电磁兼容：布板，EMI滤波器, 分布参数, 近场耦合；
制造：自动化, 磁性元件(人工制作)
品质：磁性元件测试，失效分析。
磁性元件的模型
变压器模型
电感器模型
反激变换器实际工作波形
DCM下波形与变压器参数
CCM下波形与变压器参数
电感分布电容EPC对损耗的影响
变压器中的磁场/涡流场分布特性
铜箔导体的涡流损耗特性
降低变压器的绕组损耗--基本结构考虑
不同绕组结构的磁场和电流密度分布
绕组的分布电容EPC
电感绕组不同绕法对分布电容的影响
分布电容计算的基本方法
线圈分布电容的近似理论计算
多层线圈的分布电容
带屏蔽层的绕组分布电容
分段绕组的分布电容特性
变压器内部的电荷分布情况与分布电容有屏蔽层变压器内部的电荷分布情况变压器副边电荷的抵消设计。
磁性元器件
二 分类
根据物质在外磁场中表现出的特性，物质可分为五类：
顺磁性物质， 抗磁性物质， 铁磁性物质， 亚磁性物质， 反磁性物质。
磁性材料按其利用的基本性能可分为：
软磁，硬磁，旋磁，短磁，压磁。
三 基本特性1.磁性材源自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）
一 简介
磁性材料，是古老而用途十分广泛的功能材料，早在3000年以 前就被人们所认识和应用，例如中国古代用天然磁铁作为指南 针。现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中，例如应用 于变压器中的铁心材料，计算机用磁记录软盘等。可以说，磁 性材料与信息化、自动化、国防、国民经济紧密相关。而通常 认为，磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直 接或间接产生磁性的物质。
2．软磁材料的常用磁性能参数
饱和磁感应强度Bs：剩余磁感应强度Br：。 矩形比：Br∕Bs 矫顽力Hc： 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：。 磁导率μ： 损耗P
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掌握材料的磁性参 数与器件电气参数的转换关系。
五 磁性元器件
六 磁性材料展望
磁电共存这一基本规律导致了磁性材料必然与电子技术相互促进而 发展，例如光电子技术促进了光磁材料和磁光材料的研制。 磁性半导体材料和磁敏材料和器件可以应用于遥感、遥则技术和机器人。 人们正在研究新的非晶态和稀土磁性材料（如FeNa合金）。
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平板磁性元件介绍
目录
一、平板磁性元件的特点
二、平板磁性元件介绍
三、平板磁性元件主要材料
1、产品成平板状，高度小、体积小、高工作频率、高功率密度，符合电源模块化发展。
一个高功率密度变换器需要一个尺寸、体积都较小的磁性元件，而平板磁性元件能够满足这一设计需求。
平板磁性元件常用工作频率为
100~500KHz,最高可达2MHz,大大降低了产品绕组的匝数，从而可以实现绕组采用印刷电路板或预制平面铜皮等结构。
平板磁性元件体积只有传统产品的50%左右，高度相当于传统的20%~40%。
因为平板磁性元件体积小，效率高，其还可以和半导体器件紧密封装在一起，实现高功率密度。
2、漏磁小、漏感低。
对于变压器而言，初级绕组所产生的磁通并没有全部穿过次级绕组，于是就产生了漏感，电磁耦合的程度直接影响了漏感的大小及产品的稳定性。
平板变压器体积小、工作频率高、匝数少，一般采用三明治结构，所以其耦合好，漏感不到初级电感的0.3%，远远小于传统变压器。
3、具有较小的高频交流电阻。
传统变压器或电感一般采用铜线或铜皮绕组，且匝数较多，较大漏磁、趋肤效应和邻近效应会导致每个绕组在高频下交流电阻较大，从而会导致产品铜损加大。
平板磁性元件结构（低漏感、低匝数、扁平线圈或多层线路板）能够有效的避免，从而降低高频交流电阻。
4、损耗小、散热好、效率高。
平板磁性元件工作频率远远高于传统产品，只有传统产品的50%左右，且产品耦合良好，从而大大减小了产品的铁损和铜损；另、其结构紧密、表面散热极佳，能够有效控制产品温升；平板变压器最高效率能够达到99%。
5、低EMI辐射。
平板磁性元件一般具有良好的磁芯屏蔽，可使辐射降到很低。
1、多层PCB线路板型式。
这种结构方式的平板磁性元件制作简单，方面组装。
具有较高的生产效率，但PCB的成本较高，所以一般用于小功率段DC/DC模块电源中。
2、PCB线路板或铜箔加绝缘线。
这种结构一般初级端采用三层绝缘线或膜包线绕制成线饼，次级采用多块PCB或铜箔并联（串联）方式。
这种结构散热良好，能符合加强绝缘要求，多用于AC/DC电源中。
3、绕组全部使用铜箔或扁平线。
这种结构一般使用在低压大电流场合，特点是匝数少，电流大，功率可以做到1~20KW。
4、初级使用PCB，次级使用铜箔或扁平线。
这种结构一般使用在高压转低压DC/DC模块电源中，次级可以输出较大电流。
5、平板电感
一般有铜箔、扁线两种方式。
1、磁芯选择。
ü磁性形状有PEE,PEI,PER,PQ,PM,ED等，铁芯的形状种类繁多，各有优势。
Ø有效体积和实际体积越接近的铁芯更便宜
Ø加工简单的便宜
Ø同等Ae时，圆形中柱铁芯使用的材料更少
Ø方形中柱铁芯磁性元件制作更容易
中柱面积=1.0（接近有效截面积Ae）
ü材质一般选用Mn-Zn 铁氧体铁芯。
根据实际运用的开关频率及产品目标温升、效率来选择合理的材质
ØPC40：价格优，适用要求不高的场合。
ØPC44：在高温时比PC40损耗低。
ØPC95：高Bs ，宽温低损耗，待机损耗低。
ØPC47：高Bs ，高温低损耗，价格贵。
ØPC90：高Bs ，常用于储能电感。
Ø
PC50：高频低损耗，使用0.5MHz 以上。
200.0
300.0
400.0
500.0 600.0 700.0
800.0
25℃60℃100℃120℃损耗(m W /c m ∧3)温度常用材质损耗/温度对比（100KHZ ，0.2T ）
PC40PC44PC47PC90PC95
2、导体选择。
ü铜箔或扁铜线：可以做成单匝或多匝。
铜箔一般采用机加工方式制作，多匝时没匝之间需要薄膜隔离；扁平线做绕组可以直接机器绕线而成，匝间无需额外绝缘。
ü绝缘线：绝缘线可以满足加强绝缘安规要求，但平板变压器工作频率一般很高，考虑的趋肤效应，所以一般采用多股三层绝缘线或膜包线。
Ø常用的由LITZ WIRE(只7股)做成的三层绝
缘线,目前最大规格为Φ0.37*7，应用频率
和电流受到一定限制。
ØTOTOKU公司生产的TIW-LOW LOSS，这种
线同等面积下具有更小的直径。
可选规格
有Φ0.33~1.01mm
Ø超细导体绞合三层绝缘线，单股线径可
以做到Φ0.05，最多股数可以到的1000股，
温度等级CLASS F,应用高频率或大电流。
Ø膜包线：单股线径可以做到Φ0.05甚至
更小，单支膜保险导体总面积可以做到
30mm2以上，温度等级CLASS F、H，应用高
频率或大电流。
üLITZ WIRE/USTC WIRE：
Ø耐温等级有CLASS B、F、H
Ø最小线径可以做到Φ0.03，最大面积30mm2以上
Ø分自粘线和普通线
Ø参数：耐压、DCR、完成外径、绞合方向、绞距、针孔数
谢谢！。