電源中電磁元件的鐵心結(jié)構(gòu)

1、電源中電磁元件的鐵心結(jié)構(gòu) 天水電氣傳動(dòng)研究所徐澤瑋(天水741018) 1引言 鐵心是電源中電磁元件的重要部件，對(duì)它的性能起著重要的作用。設(shè)計(jì)電磁元件的鐵心，包括以下幾個(gè)主要內(nèi)容： （1）根據(jù)電源的電路和工作頻率，轉(zhuǎn)換成鐵心對(duì)軟磁材料的要求，選取適用的軟磁材料； （2）根據(jù)電源要求的性能指標(biāo)，選取適用的鐵心結(jié)構(gòu)形式； （3）根據(jù)傳送功率和輸入阻抗（輸入電感），計(jì)算和選取鐵心尺寸； （4）根據(jù)電磁元件電磁場(chǎng)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行鐵心和線圈參數(shù)計(jì)算； （5）根據(jù)使用要求，換算鐵心散熱面積和工作溫度。 如果工作頻率在10Hz至20kHz的聲頻范圍內(nèi)，還要考慮周?chē)h(huán)境對(duì)可聞噪聲的要求。在強(qiáng)調(diào)環(huán)境保護(hù)的今天，可

2、聞噪聲污染，對(duì)人的身心都會(huì)造成相當(dāng)?shù)奈：?。因此，降低可聞噪聲，使它限制在一定范圍?nèi)，是相當(dāng)重要的。如果達(dá)不到指標(biāo)，在設(shè)計(jì)鐵心結(jié)構(gòu)時(shí)要采取降低噪聲的措施。 對(duì)有鐵心的電源變壓器，第（1）、第（2）項(xiàng)是決定性的，文獻(xiàn)1中已作介紹，不再贅述。關(guān)于第（3）項(xiàng)，比較通用的是從下面三個(gè)公式來(lái)設(shè)計(jì)和選取鐵心尺寸。 ACAO=P2(1)/KUJfBm(1) ACLC=P2(1)/KUOfBm(2) L1=OACN12/lC(3) 式中：AC是鐵心實(shí)際截面積（包括鐵心占空系數(shù)KC）； AO是鐵心窗口實(shí)際面積（包括窗口占空系數(shù)KO），ACAO是鐵心的特征參數(shù)； P2是電源變壓器的輸出功率； 是電源變壓器的效率，P

3、2(1)相當(dāng)于電源變壓器的視在功率； KU是波形系數(shù)，對(duì)矩形波為2，對(duì)正弦波為222； J是電流密度； f是工作頻率； Bm是工作磁通密度變化范圍，對(duì)磁通密度雙向變化的電源變壓器為2Bm，對(duì)磁通密度單向變化的電源變壓器為BmBr； lC是鐵心的平均磁路長(zhǎng)度，ACLC是鐵心的有效體積； L1是輸入電感； O是真空磁導(dǎo)率； 是鐵心在工作頻率下的有效磁導(dǎo)率； N1是輸入（初級(jí)）線圈匝數(shù)。 關(guān)于第（4）項(xiàng)，在超過(guò)一定工作頻率的高頻條件下，電源變壓器的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮電磁場(chǎng)的一維、二維或三維數(shù)學(xué)模型，否則會(huì)造成相當(dāng)大的誤差。原電子工業(yè)部的指導(dǎo)性技術(shù)文件SJ/Z292188開(kāi)關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)方法已不再適用。應(yīng)

4、當(dāng)根據(jù)現(xiàn)在已經(jīng)比較普及的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，制定新的指導(dǎo)性技術(shù)文件。 關(guān)于第（5）項(xiàng)，一般不怎么受設(shè)計(jì)者重視，而是根據(jù)試制樣品溫升試驗(yàn)的結(jié)果再作修改。但是對(duì)功率較大（例如100W以上），工作頻率較高（例如100kHz以上），還是先進(jìn)行鐵心工作溫度核算，以便在設(shè)計(jì)中采取措施，防止鐵心溫升超過(guò)規(guī)定值。 以上簡(jiǎn)單地介紹電源變壓器鐵心的設(shè)計(jì)程序，不但是為了強(qiáng)調(diào)軟磁材料和鐵心結(jié)構(gòu)對(duì)電源變壓器的重要性，同時(shí)也是為了澄清現(xiàn)在設(shè)計(jì)中流行的一些方向誤導(dǎo)的作法，供同行們參考。由于收集資料還不完備，這里只介紹高度為厘米級(jí)以上的立體式鐵心結(jié)構(gòu)，包括復(fù)合鐵心結(jié)構(gòu)和多功能（磁集成）鐵心結(jié)構(gòu)。至于高度為1mm10mm級(jí)的平面式

5、鐵心結(jié)構(gòu)和高度為1mm級(jí)以下的薄膜式鐵心結(jié)構(gòu)，以后再作介紹。 圖1硅鋼鐵心的片形 (a)I形(b)CI形(c)EI形(d)EE形 圖2硅鋼疊片式鐵心結(jié)構(gòu)截面 (a)方形(b)三階梯形(c)多階梯形 2硅鋼鐵心 50Hz60Hz工頻電磁元件和400Hz1000Hz中頻電磁元件，多數(shù)選用硅鋼鐵心。硅鋼鐵心結(jié)構(gòu)分為疊片式鐵心和卷繞式鐵心兩種。 疊片式鐵心是把硅鋼帶材通過(guò)剪切或沖壓成鐵心片，然后疊裝成一定結(jié)構(gòu)形式的鐵心。從鐵心片形狀發(fā)展來(lái)看（圖1），最早是單I形，后來(lái)是CI形、EI形和EE形，其目的是便于疊裝，減少工時(shí)。如果材料是取向硅鋼帶，要注意使磁路中磁力線方向與硅鋼取向一致，不要與硅鋼取向垂直，

6、否則會(huì)增加鐵心激磁能量和鐵心損耗。為了解決轉(zhuǎn)角處磁力線方向不與硅鋼取向垂直，后來(lái)又發(fā)展成45°斜切角形片形。從疊裝成的鐵心截面發(fā)展來(lái)看（圖2），最早是方形，后來(lái)發(fā)展成三階梯形、多階梯形，使鐵心截面逐步趨向圓形。這一方面是為了減少線圈平均匝長(zhǎng)，降低阻抗和銅損；另一方面也是為了便于線圈繞制。從疊裝成的鐵心柱數(shù)發(fā)展來(lái)看（圖3），最早是用于單相變壓器和電抗器的兩柱式，后來(lái)發(fā)展成用于三相變壓器的三柱式，用于帶平衡電抗器的整流變壓器的五柱式。 卷繞式鐵心是把硅鋼帶材剪切成需要的寬度后，卷繞成一定結(jié)構(gòu)形式的鐵心。從卷繞成的鐵心形狀發(fā)展來(lái)看（圖4），最早為環(huán)形，后來(lái)為了便于絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和線圈繞制，發(fā)

7、展成方框形。方框形包括：用于單相電源變壓器的單框式和雙框式，用于三相電源變壓器的三框式和四框式。三框式又分為兩種：一種是合成的，由兩個(gè)小框外套一個(gè)大框組成；一種是獨(dú)立的，由互相成120°角布置的三個(gè)方框組成。為了使鐵心截面逐漸趨向圓形，和疊片式鐵心一樣，卷繞式鐵心截面也從矩形，經(jīng)過(guò)三階梯形、多階梯形，發(fā)展成鐵心截面基本上是圓形的R形鐵心。截面是R形的卷繞式環(huán)形鐵心，稱為O形鐵心。既可充分利用鐵心材料，又可以減少線圈平均匝長(zhǎng)，是比較理想的卷繞式鐵心結(jié)構(gòu)。 圖3硅鋼疊片式鐵心結(jié)構(gòu)柱數(shù) (a)兩柱式(b)三柱式(c)五柱式 圖4硅鋼卷繞式鐵心結(jié)構(gòu)形狀 (a)環(huán)形(b)單框形(c)雙框形(d

8、)合成三框形(e)120°布置三框形 圖5硅鋼CD形和XD形鐵心結(jié)構(gòu) (a)CD形(b)XD形 卷繞式鐵心和疊片式鐵心比較，卷繞式鐵心可以使磁路中的磁力線完全與硅鋼取向一致，而且不存在氣隙，因此激磁能量和鐵心損耗將減小1025，噪聲也低一些。其鐵心加工工藝比較簡(jiǎn)單，便于用機(jī)械加工代替手工疊裝。但是線圈繞制比疊片式鐵心難度大，必須用專門(mén)的繞線設(shè)備，如果線圈損傷則整體報(bào)廢，不能返修。為了補(bǔ)償這些缺點(diǎn)，把卷繞式鐵心切開(kāi)成兩半，變成CD形和XD形鐵心（圖5）。這種結(jié)構(gòu)雖然有兩個(gè)或三個(gè)氣隙，但仍然保持卷繞式鐵心的優(yōu)點(diǎn)，激磁能量和鐵心損耗增加不多，噪聲也增加不大。鐵心加工除增加鐵心切割加工和氣隙

9、磨光工序而外，加工工藝也不復(fù)雜，仍能采用機(jī)械加工。同時(shí)又象疊片式鐵心那樣線圈繞制比較容易。線圈損傷也便于拆卸更換。還有，CD形和XD形鐵心對(duì)于必須有氣隙的電抗器來(lái)說(shuō)，更是一種比較理想的鐵心結(jié)構(gòu)。 圖6鐵基非晶合金單I形疊片式鐵心結(jié)構(gòu) 圖7鐵基非晶合金搭接式鐵心結(jié)構(gòu) 3非晶和微晶合金鐵心 鐵基非晶合金可以用在50Hz60Hz工頻和400Hz20kHz中頻電源中作為電磁元件的鐵心材料。20世紀(jì)80年代末，日本大阪變壓器廠的研究結(jié)論認(rèn)為：鐵基非晶合金鐵心在150Hz以上的綜合性能，比硅鋼鐵心好。經(jīng)過(guò)十多年的研究，鐵基非晶合金鐵心正在向50Hz60Hz工頻領(lǐng)域擴(kuò)展，和硅鋼鐵心進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。 鐵基非晶合金鐵

10、心結(jié)構(gòu)也分為疊片式和卷繞式兩種。疊片式鐵心是比較早期的結(jié)構(gòu)，是把鐵基非晶合金帶材剪切成一定的鐵心片后，再疊裝成一定結(jié)構(gòu)形狀的鐵心。鐵基非晶合金帶材厚度一般為20m40m，疊裝起來(lái)既費(fèi)時(shí)又不容易疊好。為了縮短工時(shí)和增加鐵心強(qiáng)度，把幾片和十幾片薄鐵心片粘接在一起，成為0.1mm0.25mm厚的鐵心片，但是損耗也有所增加。鐵基非晶合金磁性不存在取向問(wèn)題，但是剪切加工困難，一般鐵心片形狀都為單I形（圖6），疊裝后的鐵心截面都為矩形。鐵心柱數(shù)也分為單相電磁元件用的兩柱式和三相電磁元件用的三柱式兩種。由于需要大量的工時(shí)，疊裝式鐵基非晶合金鐵心結(jié)構(gòu)現(xiàn)在已很少使用。但是在150m鐵基非晶合金帶材工藝成熟之后，

11、仍然有可能采用疊裝式鐵心結(jié)構(gòu)。 卷繞式鐵心是把鐵基非晶帶材剪切或噴制成一定寬度后，再卷繞成一定結(jié)構(gòu)形式的鐵心。最早是環(huán)形，后來(lái)為了繞線方便，發(fā)展成方框形，包括單框形、雙框形、三框形和四框形。再后來(lái)為了簡(jiǎn)化繞線和裝卸工藝，便于更換線圈，發(fā)展成CD形和XD形。和硅鋼卷繞式鐵心結(jié)構(gòu)不同，鐵基非晶合金鐵心在20世紀(jì)90年代初，出現(xiàn)一種新型的搭接式方框形鐵心結(jié)構(gòu)（圖7）。在鐵心的接縫部分，鐵心帶互相搭接在一起，而且接縫部分不在一條直線上，因此氣隙比CD形鐵心小。激磁能量和鐵心損耗與卷繞式方框形鐵心基本相同。但是它可以逐層打開(kāi)，在裝入線圈后，再逐層合上。線圈繞制、裝卸和更換都比較容易?，F(xiàn)在普遍認(rèn)為，這種搭

12、接式方框形鐵心結(jié)構(gòu)是綜合了卷繞式方框形和CD形鐵心結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的、比較好的鐵心結(jié)構(gòu)。不但可以用于低頻，而且可以用于中高頻電磁元件。在配電變壓器中已經(jīng)大量使用，既縮短了鐵心加工和裝配工時(shí)，又可以發(fā)揮非晶合金材料的優(yōu)良性能。 鈷基非晶合金和鐵基微晶合金用于20kHz500kHz中高頻電源中的電磁元件，主要是卷繞式環(huán)形鐵心結(jié)構(gòu)，個(gè)別的采用CD形鐵心結(jié)構(gòu)。CD形鐵心結(jié)構(gòu)主要用于20kHz50kHz的電磁元件，在超過(guò)100kHz時(shí)，由于線圈匝數(shù)少，主要用環(huán)形鐵心結(jié)構(gòu)。在大容量的電源中，20kHz50kHz的電磁元件將來(lái)有可能采用搭接式鐵心結(jié)構(gòu)。 4高導(dǎo)磁合金（坡莫合金）鐵心 為了充分發(fā)揮高導(dǎo)磁合金的高導(dǎo)磁特

13、性，一般都采用卷繞式環(huán)形鐵心結(jié)構(gòu)。由于高導(dǎo)磁合金對(duì)應(yīng)力敏感，在熱處理后，要把環(huán)形鐵心裝在保護(hù)盒內(nèi)，而且在繞線和絕緣處理工藝過(guò)程中，一定要輕拿輕放，避免沖擊和應(yīng)力對(duì)高導(dǎo)磁合金性能的影響。以前，在1kHz以下，也有個(gè)別情況采用疊片式鐵心結(jié)構(gòu)，鐵心沖片為EE形或者EI形?，F(xiàn)在比較少見(jiàn)了。坡莫合金由于環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，又?jǐn)U展了使用頻率范圍，現(xiàn)在在電源中的用量有所增加。但是鐵心結(jié)構(gòu)仍然是卷繞式環(huán)形鐵心結(jié)構(gòu)。 5軟磁鐵氧體鐵心 圖8軟磁鐵氧體鐵心結(jié)構(gòu) (a)EI形(b)EE形(c)EER形(d)EP形(e)UF形(f)UYF形(g)RM形 (h)PM形(i)PQ形(j)Q形（罐形）(k)T形（環(huán)形）(l)LP

14、形 軟磁鐵氧體的鐵心結(jié)構(gòu)比較多，這是由于采用熱壓工藝，比較容易加工成各種形狀。有EI、EE、EER、EP、UF、UYF、RM、PM、PQ、Q（罐形）、T（環(huán)形）和LP形等等（圖8）。EI形以尺寸A（E形鐵心寬度）為標(biāo)志，EE形以尺寸A（E形鐵心寬度）和2×B（E形鐵心長(zhǎng)度）為標(biāo)志，已形成EI1050，EE8.3/8.0110/80系列，品種多，制造工藝簡(jiǎn)單成熟，散熱好，便于引出接線，成本較低。缺點(diǎn)是鐵心中間柱截面為方形，給線圈繞制帶來(lái)麻煩。同時(shí)，無(wú)屏蔽，容易產(chǎn)生雜散磁場(chǎng)干擾。EER形也是以尺寸A（E形鐵心寬度）和2×B（E形鐵心長(zhǎng)度）為標(biāo)志，已形成EER25/3354/50

15、系列，鐵心中間柱截面為圓形，繞線比較方便，同時(shí)繞線長(zhǎng)度比方形截面縮短11，從而降低銅損。但是仍無(wú)屏蔽。EP形鐵心以鐵心高度尺寸E為標(biāo)志，已形成7至30系列，中間鐵心柱為圓形，而且一邊有屏蔽，另一邊有缺口，便于引出接線。UF形鐵心以U形鐵心寬度A為標(biāo)志，形成9.825系列，可以兩個(gè)柱繞線，散熱好，引出接線也方便，但是鐵心截面為矩形，也無(wú)屏蔽。UYF形鐵心以U形鐵心厚度C（有時(shí)包括U形鐵心高度2×B）為標(biāo)志，已形成1018系列，有的兩個(gè)鐵心柱面為圓形，有的一個(gè)鐵心柱面為圓形（單邊繞線），一個(gè)鐵心柱截面為方形。RM形鐵心以中間鐵心柱的直徑C為標(biāo)志，已形成414系列，有中心孔和無(wú)中心孔（用G

16、作標(biāo)志）兩種，中間鐵心柱為圓形，兩側(cè)有屏蔽，有兩邊缺口，便于引出接線。PM形鐵心以最大外徑A為標(biāo)志，已形成PM50114系列，其兩側(cè)屏蔽比RM形鐵心更寬，效果更好。Q形（罐形）鐵心以最大外徑A和高度C為標(biāo)志，已形成Q7/4Q40/29系列，屏蔽效果最好，單位空間電感值高，但缺口小，引出接線不便，有中心孔，以便安裝。PQ形鐵心以最大外徑A和高度F為標(biāo)志，已形成PQ20/1650/50系列，比Q形鐵心開(kāi)的缺口大，引出接線方便，而且背面散熱面積大，是高頻電源變壓器用的鐵心結(jié)構(gòu)中，綜合性能最佳的一種。LP形鐵心以鐵心高度2D和一邊較小的缺口長(zhǎng)度E為標(biāo)志，已形成LP23/8LP32/13系列，也適用于高

17、頻電源變壓器。T形（環(huán)形）鐵心以外徑×內(nèi)徑×高尺寸為標(biāo)志，已形成6×3×2124×62×40系列，截面為矩形，磁路無(wú)空氣隙，電感值大，漏磁小。如果把截面改成圓形，變成類似硅鋼O形鐵心那樣的結(jié)構(gòu)，其繞線工藝和性能都有所改善。 6復(fù)合鐵心和磁粉芯 復(fù)合鐵心是指采用兩種以上軟磁材料組成的鐵心結(jié)構(gòu)。如果為了使鐵心性能一致性好，而把一個(gè)鐵心分成兩個(gè)（或三個(gè)）鐵心，進(jìn)行性能搭配，這不能算成是復(fù)合鐵心結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兪褂玫氖峭环N軟磁材料，而不是兩種以上軟磁材料。復(fù)合鐵心結(jié)構(gòu)的典型例子是脈沖變壓器用鐵心，為了保證上升時(shí)間短和頂降小，使用坡莫合金和軟磁

18、鐵氧體兩種軟磁材料組成的鐵心，有環(huán)形的，也有疊片式的。 但是最常用的復(fù)合鐵心結(jié)構(gòu)是磁粉芯，它是用軟磁材料和非磁性材料復(fù)合而成。雖然磁粉芯不用于電源變壓器，而用于電感器，但是為了使鐵心結(jié)構(gòu)介紹比較全面一些，在本文中也把它介紹給讀者。 磁粉芯是由金屬軟磁材料粉末與絕緣材料混合以后壓制而成的，一般都是環(huán)形鐵心。為了表明軟磁材料的種類和性能，還涂有顏色（紅、黃、綠、藍(lán)）作為標(biāo)記。由于金屬軟磁材料粉末被軟磁材料所包圍，形成分散氣隙，從而大大降低高頻渦流損耗，并具有抗飽和性能。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBn25185鎳鐵磁粉芯只針對(duì)高導(dǎo)磁鐵鎳合金材料制成的磁粉芯，現(xiàn)在已發(fā)展了鐵磁粉芯、鐵硅鋁磁粉芯、非晶和微晶磁粉芯，故

19、國(guó)標(biāo)需要加以擴(kuò)展和修訂。 對(duì)磁粉芯提出的指標(biāo)有飽和磁通密度Bs、有效磁導(dǎo)率e、有效品質(zhì)因數(shù)Qe、有效磁導(dǎo)率溫度系e及居里點(diǎn)、比重等。主要的磁粉芯的性能參數(shù)如表1所示。鐵鎳鉬磁粉芯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為FN81，上海鋼鐵研究所型號(hào)為SN，美國(guó)阿諾德公司型號(hào)為MPP，磁導(dǎo)率高，工作環(huán)境適應(yīng)范圍廣，損耗低，但價(jià)格貴。鐵鎳高磁通磁粉芯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)為FN50，美國(guó)阿諾德公司型號(hào)為HF，飽和磁通密度高，磁導(dǎo)率中等，損耗也較低，價(jià)格較便宜，國(guó)內(nèi)外最近比較重視研究和使用。鐵硅鋁磁粉芯上海鋼鐵研究所型號(hào)為SA，美國(guó)阿諾德公司型號(hào)為MS，是一種價(jià)格較低，綜合性能指標(biāo)較好的磁粉芯。鐵磁粉芯上海鋼鐵研究所型號(hào)SF，國(guó)外一般型

20、號(hào)為IP，磁導(dǎo)率和飽和磁通密度高，但在高頻下?lián)p耗大，只適用于低頻和20kHz以下的中頻使用。由于價(jià)格便宜，可以把它加工成大型磁粉芯，代替硅鋼，作為大容量直流電源的濾波電抗器。 除了表1所列性能而外，一般還給出有效磁導(dǎo)率e與頻率f的關(guān)系曲線。與軟磁鐵氧體類似，在超過(guò)一定極限工作頻率以后，有效磁導(dǎo)率會(huì)迅速下降。同時(shí)，還給出在有效磁導(dǎo)率e下降50的外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，也就是恒磁范圍。表2是鐵鎳鉬磁粉芯和高磁通鐵鎳磁粉芯的恒磁范圍。還有，對(duì)用于輸出濾波器的磁粉芯，必須給出交直流同時(shí)磁化曲線，表示在大的直流磁化條件下，磁粉芯有效磁導(dǎo)率的變化情況。 表1磁粉芯的主要性能 材料 Bs(T) Hs(A/m) e10

21、kHz Pc0.1T/20kHzW/ Pc0.04T/100kHzW/ 比重g/ 鐵鎳鉬磁粉芯 0.7 47760 35300 14 1.321.27 7.87.9 高磁通鐵鎳磁粉芯 1.2 63680 20150 3.131.64 7.6 鐵硅鋁磁粉芯 1.1 35300 1619 1.68 5.66.2 鐵磁粉芯 1.4 19900 50500 88 6.204.61 7.07.2 非晶微晶磁粉芯 1.2 20800 1025 1.01.5 7.2     圖9平面布置的多功能鐵心結(jié)構(gòu) (a)一個(gè)變壓器和一個(gè)電抗器(b)一個(gè)變壓器和兩個(gè)電抗器  &#

22、160; 圖10兩種軟磁材料組成的多功能鐵心結(jié)構(gòu) (a)柜形鐵心(b)橋式鐵心 表2鐵鎳鉬磁粉芯和高磁通鐵鎳磁粉芯恒磁范圍 鐵鎳鉬磁粉芯 e10kHz 60 125 160 300 H(A/m) 8000 4000 3200 1600 H(Oe) 100 50 40 20 高磁通鐵鎳磁粉芯 e10kHz 22 35 60 75 H(A/m) 22400 20000 5600 4000 H(Oe) 280 250 70 50 以前，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)，都沒(méi)有測(cè)試20kHz以上的有效磁導(dǎo)率e和損耗Pc?，F(xiàn)在已有生產(chǎn)單位提供這方面的性能數(shù)據(jù)。希望制訂磁粉芯新的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，能提供20kHz、100kHz、1

23、MHz、5MHz，甚至10MHz下的有效磁導(dǎo)率e和損耗Pc，有利于把磁粉芯應(yīng)用到中高頻和高頻電源中去。 7多功能鐵心（集成磁芯） 多功能鐵心結(jié)構(gòu)是指一種鐵心同時(shí)起變壓器和電抗器，變壓器和磁性開(kāi)關(guān)等多種功能。庫(kù)克教授在提出庫(kù)克電路的同時(shí)，把這種多功能鐵心結(jié)構(gòu)稱為“集成磁芯”，意思是指它象半導(dǎo)體集成電路一樣，把幾種功能集成在一起。這個(gè)詞語(yǔ)“集成磁芯”，到現(xiàn)在一直有人在使用。但是，現(xiàn)在出現(xiàn)了利用與半導(dǎo)體集成電路工藝相類似的技術(shù)，制造薄膜式鐵心及其應(yīng)用的電磁元件，有的人稱為“微磁性器件”，有的人稱為“集成磁性器件”。因此，我認(rèn)為再使用集成磁芯就容易使人混淆，把兩種完全不同的鐵心結(jié)構(gòu)認(rèn)為是同一樣的東西，

24、所以把原來(lái)的集成磁芯改稱為“多功能鐵心”。 其實(shí)，最早的多功能鐵心出現(xiàn)在鐵磁諧振穩(wěn)壓器中，包括一個(gè)變壓器和一個(gè)由磁分路組成的電抗器。恒壓變壓器是由鐵磁諧振穩(wěn)壓器發(fā)展而來(lái)的，鐵心也屬于多功能鐵心結(jié)構(gòu)。 常見(jiàn)的多功能鐵心結(jié)構(gòu)主要是平面布置的形式（圖9）。圖9（a）是一個(gè)變壓器和一個(gè)電抗器的鐵心結(jié)構(gòu)。圖9（b）是一個(gè)變壓器和兩個(gè)電抗器的鐵心結(jié)構(gòu)。圖10巧妙地采用兩種軟磁材料組成多功能鐵心結(jié)構(gòu)。圖10（a）外框鐵心采用高導(dǎo)磁合金材料，形成變壓器，中間采用低導(dǎo)磁材料形成電抗器。除了這種框形加中間柱結(jié)構(gòu)而外，還有圖10（b）的橋式多功能鐵心結(jié)構(gòu)，四個(gè)橋臂用高導(dǎo)磁材料，橋?qū)蔷€用低導(dǎo)磁材料或者開(kāi)一個(gè)氣隙。

25、從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始，對(duì)由垂直形鐵心構(gòu)成的立體布置的多功能鐵心結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的人員越來(lái)越多。最早是有人把C形鐵心的一半轉(zhuǎn)90°而形成的，發(fā)現(xiàn)在沒(méi)轉(zhuǎn)90°的C形鐵心上的繞組之間仍存在變壓器功能，轉(zhuǎn)90°的C形鐵心上繞上一個(gè)繞組，可以通過(guò)電流激磁后，改變沒(méi)轉(zhuǎn)90°的C形鐵心上繞組的電感見(jiàn)圖11（a）。后來(lái)把鐵心去掉一些變成圖11（b），仍然具有這樣的功能。圖11（c）是把兩個(gè)變壓器和兩個(gè)可控電感組合在一起的多功能鐵心結(jié)構(gòu)。 圖11垂直形鐵心組成的多功能鐵心結(jié)構(gòu) (a)一個(gè)C形鐵心轉(zhuǎn)90°可控電感(b)(a)的演變，可控電感 (c)二個(gè)變壓器與二個(gè)可控電感的組合 利用這種垂直形多功能鐵心結(jié)構(gòu)已經(jīng)研制開(kāi)發(fā)出交流穩(wěn)壓電源、逆變電源、電壓諧振式和電流諧振式開(kāi)關(guān)電