開關(guān)電源中的磁性材料

1、本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供1本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供開關(guān)電源中的磁性材料 引言 開關(guān)電源中磁性元件與磁性材料的關(guān)系 磁性材料的分類 不同磁性材料的性能及應(yīng)用2本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供 目前，航天與空間技術(shù)、計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)中，開關(guān)電源的應(yīng)用較為廣泛，逐漸占據(jù)了主要位置，它具有功率小，效率高（7090%），穩(wěn)壓范圍寬及體積小，重量輕等特點(diǎn)。開關(guān)電源中的磁性元件是決定電源效率，品質(zhì)的關(guān)鍵因素。3本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供 4本本 活活

2、動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供5 開關(guān)電源中用到的磁性元件有高頻扼開關(guān)電源中用到的磁性元件有高頻扼流圈，開關(guān)變壓器，磁性放大器，脈沖變流圈，開關(guān)變壓器，磁性放大器，脈沖變壓器，過濾電感等，這些磁性元件所選用壓器，過濾電感等，這些磁性元件所選用磁芯材料直接影響著開關(guān)電源的效率和性磁芯材料直接影響著開關(guān)電源的效率和性能。開關(guān)變壓器是開關(guān)電源的核心元件之能。開關(guān)變壓器是開關(guān)電源的核心元件之一，選擇合適的磁性材料是開關(guān)變壓器設(shè)一，選擇合適的磁性材料是開關(guān)變壓器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵對(duì)應(yīng)不同工作狀態(tài)的開關(guān)電源變計(jì)的關(guān)鍵對(duì)應(yīng)不同工作狀態(tài)的開關(guān)電源變壓器，由于磁芯工作在磁化曲線的不同區(qū)壓器，由于

3、磁芯工作在磁化曲線的不同區(qū)域，應(yīng)選用相應(yīng)特征的磁性材料。開關(guān)變域，應(yīng)選用相應(yīng)特征的磁性材料。開關(guān)變壓器的主要目標(biāo)是提高效率，降低損耗，壓器的主要目標(biāo)是提高效率，降低損耗，而磁芯的損耗主要由于磁滯損耗和渦流損而磁芯的損耗主要由于磁滯損耗和渦流損耗造成。耗造成。本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供返回6 開關(guān)電源電路中用到的磁性材料種類開關(guān)電源電路中用到的磁性材料種類很多，有鐵氧體，磁粉芯，合金帶（或很多，有鐵氧體，磁粉芯，合金帶（或片），非晶態(tài)，超微晶軟磁材料。合理片），非晶態(tài)，超微晶軟磁材料。合理選用不同的軟磁材料，是優(yōu)化設(shè)計(jì)的重選用不同的軟磁材料，是優(yōu)化設(shè)計(jì)的重

4、要途徑。幾種磁性材料特性做大致比較要途徑。幾種磁性材料特性做大致比較見下表：見下表：本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供 磁性材料主要是指由過渡元素鐵、鈷、鎳及其磁性材料主要是指由過渡元素鐵、鈷、鎳及其合金等組成的能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì)合金等組成的能夠直接或間接產(chǎn)生磁性的物質(zhì). 7本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供 從應(yīng)用功能上講，磁性材料分為：軟磁材料、永磁材料、磁記錄-矩磁材料、旋磁材料等等種類。磁性材料從形態(tài)上講。包括粉體材料、液體材料、塊體材料 、薄膜材料等。 返回8本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族

5、族 提提 供供磁性材料現(xiàn)在主要分兩大類，一類是軟磁，一類是硬磁； 9本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供軟磁包括硅鋼片和軟磁鐵芯；硬磁包括鋁鎳鈷、釤鈷、鐵氧體和釹鐵硼，這其中，最貴的是釤鈷磁鋼，最便宜的是鐵氧體磁鋼，性能最高的是釹鐵硼磁鋼，但是性能最穩(wěn)定，溫度系數(shù)最好的是鋁鎳鈷磁鋼，用戶可以根據(jù)不同的需求選擇不同的硬磁產(chǎn)品。 返回10本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供磁性材料是由鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)組成的，在外加磁場(chǎng)H 作用下，必有相應(yīng)的磁化強(qiáng)度M 或磁感應(yīng)強(qiáng)度B，它們隨磁場(chǎng)強(qiáng)度H 的變化曲線稱為。 11本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng)

6、品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供2. 軟磁材料的常用磁性能參數(shù)軟磁材料的常用磁性能參數(shù) 飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度：其大小取決于材料的成分，它所對(duì)應(yīng)的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁化矢量整齊排列。 剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度：是磁滯回線上的特征參數(shù)，H回到0時(shí)的B值 。 磁導(dǎo)率：是磁滯回線上任何點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的B與H的比值，該數(shù)值與器件工作狀態(tài)密切相關(guān)。 12本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供 居里溫度Tc：鐵磁物質(zhì)的磁化強(qiáng)度隨溫度升高而下降，達(dá)到某一溫度時(shí)，自發(fā)磁化消失，轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。 初始磁導(dǎo)率i、最大磁導(dǎo)率m、微分磁導(dǎo)率d、振幅磁

7、導(dǎo)率a、有效磁導(dǎo)率e、脈沖磁導(dǎo)率p。 13本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供14 鐵氧體磁性的主要特點(diǎn)是電阻率遠(yuǎn)大鐵氧體磁性的主要特點(diǎn)是電阻率遠(yuǎn)大于金屬材料，這抑制了渦流的產(chǎn)生，是鐵于金屬材料，這抑制了渦流的產(chǎn)生，是鐵氧體磁性能應(yīng)用于高頻領(lǐng)域。按配方把高氧體磁性能應(yīng)用于高頻領(lǐng)域。按配方把高純粉狀的氧化物混合均勻，在經(jīng)過煅燒，純粉狀的氧化物混合均勻，在經(jīng)過煅燒，粉碎，造粒，模壓成型，在高溫（粉碎，造粒，模壓成型，在高溫（1000-1400下燒結(jié)而成下燒結(jié)而成）低損耗）低損耗FP系列磁芯系列磁芯適用于開關(guān)電源中適用于開關(guān)電源中DC/DC變換器的主變變換器的主變壓器和

8、輸出平滑濾波扼流圈；高磁導(dǎo)率壓器和輸出平滑濾波扼流圈；高磁導(dǎo)率FH系列磁芯適用于開關(guān)電源中脈沖變壓系列磁芯適用于開關(guān)電源中脈沖變壓器和噪聲濾波電感器和噪聲濾波電感。本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供15 金屬磁粉芯與磁性材料，由于金金屬磁粉芯與磁性材料，由于金屬軟磁粉末被絕緣體包圍，形成分散屬軟磁粉末被絕緣體包圍，形成分散氣隙，因而大大降低了金屬軟磁材料氣隙，因而大大降低了金屬軟磁材料的高頻渦流損耗，使磁粉芯具有抗飽的高頻渦流損耗，使磁粉芯具有抗飽和特性和寬的頻率響應(yīng)，適合于制作和特性和寬的頻率響應(yīng)，適合于制作諧振電感，功率因數(shù)校正電感、輸出諧振電感，功率因數(shù)校

9、正電感、輸出濾波電感、濾波電感、EMI抗干擾電感?？垢蓴_電感。 其特點(diǎn)：飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高，能工其特點(diǎn)：飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高，能工作于大電流下，性能穩(wěn)定可靠，磁導(dǎo)作于大電流下，性能穩(wěn)定可靠，磁導(dǎo)率具有優(yōu)異的頻率特性，線性溫度系率具有優(yōu)異的頻率特性，線性溫度系數(shù)，環(huán)形結(jié)構(gòu)具有極低的電磁輻射，數(shù)，環(huán)形結(jié)構(gòu)具有極低的電磁輻射，機(jī)械強(qiáng)度大，可直接繞較粗的漆包線，機(jī)械強(qiáng)度大，可直接繞較粗的漆包線，金屬磁粉具有出色的噪聲抑制和吸附金屬磁粉具有出色的噪聲抑制和吸附能力。能力。本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供 本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供16

10、超微晶軟磁材料，首鋼冶金研究所超微晶軟磁材料，首鋼冶金研究所的鐵基超微晶磁芯已應(yīng)用在航天電源產(chǎn)的鐵基超微晶磁芯已應(yīng)用在航天電源產(chǎn)品中，品中，F(xiàn)UM低損耗類，具有高頻損耗低、低損耗類，具有高頻損耗低、高飽和磁感用強(qiáng)度，低矯頑力的特性，高飽和磁感用強(qiáng)度，低矯頑力的特性，工作頻率在工作頻率在1-300KHz；適用于高頻變換；適用于高頻變換器、逆變器、開關(guān)變壓器。器、逆變器、開關(guān)變壓器。FUZ高矩形高矩形比類，具有高飽和、高導(dǎo)磁率、高矩形比類，具有高飽和、高導(dǎo)磁率、高矩形比的特性，適用于高頻磁放大器，磁開比的特性，適用于高頻磁放大器，磁開關(guān)尖峰抑制器。關(guān)尖峰抑制器。FUL低剩磁類，具有高低剩磁類，具有高脈沖磁導(dǎo)率、低損耗、低剩磁的特性，脈沖磁導(dǎo)率、低損耗、低剩磁的特性，適用于單極性脈沖變壓器，開關(guān)電源、適用于單極性脈沖變壓器，開關(guān)電源、斬波器。斬波器。本本 活活 動(dòng)動(dòng) 獎(jiǎng)獎(jiǎng) 品品 由由 Q Q 衣衣 族族 提提 供供17 非晶態(tài)軟磁材料，這里介紹兩種非晶態(tài)軟磁材料，這里介紹兩種首鋼冶金研究所磁芯，首鋼冶金研究所磁芯，AI恒導(dǎo)磁鐵恒導(dǎo)磁鐵基非晶，以基非晶，以AI-50（帶有間隙）為代（帶有間隙）為代表，具有高飽和磁感、高線性磁導(dǎo)表，具有高飽和磁感、高線性磁導(dǎo)率、低高頻損耗、良好的頻率特性率、低高頻損耗、良好的頻率特性和溫度穩(wěn)定性。適用于高頻濾波扼和溫度穩(wěn)定性。適用于高頻濾波