非晶納米晶軟磁合金磁芯介紹

非晶納米晶軟磁合金磁芯介紹第1頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四非晶及納米晶軟磁合金牌號(hào)和基本成分鐵基非晶合金鐵鎳基非晶合金鐵基納米晶合金非晶及納米晶軟磁合金磁芯非晶及納米晶磁芯應(yīng)用匯總銷(xiāo)售---思考第2頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四牌號(hào)和基本成分1K101Fe-Si-B快淬軟磁鐵基合金1K201高脈沖磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金1K102Fe-Si-B-C快淬軟磁鐵基合金1K202高剩磁比快淬軟磁鈷基合金1K103Fe-Si-B-Ni快淬軟磁鐵基合金1K203高磁感低損耗快淬軟磁鈷基合金1K104Fe-Si-B-NiMo快淬軟磁鐵基合金1K204高頻低損耗快淬軟磁鈷基合金1K105Fe-Si-B-Cr(及其他元素)快淬軟磁鐵基合金1K205高起始磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金1K106高頻低損耗Fe-Si-B快淬軟磁鐵基合金1K206淬態(tài)高磁導(dǎo)率軟磁鈷基合金1K107高頻低損耗Fe-Nb-Cu-Si-B快淬軟磁鐵基納米晶合金1K501Fe-Ni-P-B快淬軟磁鐵鎳基合金1K502Fe-Ni-V-Si-B快淬軟磁鐵鎳基合金第3頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鐵基非晶合金組成：80%Fe、20%Si,B類金屬元素性能：1.高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（1.54T）；

2.與硅鋼片的損耗比較：磁導(dǎo)率、激磁電流和鐵損等都優(yōu)于硅鋼片。特別是鐵損低（為取向硅鋼片的1/3－1/5），代替硅鋼做配電變壓器可節(jié)能60－70％。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于配電變壓器、大功率開(kāi)關(guān)電源、脈沖變壓器、磁放大器、中頻變壓器及逆變器鐵芯，適合于10kHz以下頻率使用。第4頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鐵鎳基非晶合金組成：40%Ni、40%Fe及20%類金屬元素性能：1.具有中等飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度（0.8T）、較高的初始磁導(dǎo)率和很高的最大磁導(dǎo)率以及高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的韌性。2.在中、低頻率下具有低的鐵損。3.空氣中熱處理不發(fā)生氧化，經(jīng)磁場(chǎng)退火后可得到很好的矩形回線。應(yīng)用：廣泛用于漏電開(kāi)關(guān)、精密電流互感器鐵芯、磁屏蔽等。第5頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鐵基納米晶合金組成：鐵元素為主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所構(gòu)成的合金，經(jīng)快速凝固工藝形成一種非晶態(tài)材料。熱處理后獲得直徑為10－20nm的微晶,彌散分布在非晶態(tài)的基體上，被稱為微晶、納米晶材料。性能：具有優(yōu)異的綜合磁性能，高飽和磁感、高初始磁導(dǎo)率、低Hc，高磁感下的高頻損耗低，電阻率比坡莫合金高。經(jīng)縱向或橫向磁場(chǎng)處理，可得到高Br或低Br值。是目前市場(chǎng)上綜合性能最好的材料。應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于大功率開(kāi)關(guān)電源、逆變電源、磁放大器、高頻變壓器、高頻變換器、高頻扼流圈鐵芯、電流互感器鐵芯、漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)、共模電感鐵芯。第6頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四非晶及納米晶軟磁合金磁芯磁放大器磁芯濾波電感磁芯高頻大功率磁芯恒電感磁芯電流互感器磁芯實(shí)例1：磁芯在開(kāi)關(guān)電源中使用實(shí)例2：非晶磁芯在LED燈具上應(yīng)用第7頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四磁放大器磁芯什么是磁放大器性能特點(diǎn)應(yīng)用范圍計(jì)算機(jī)ATX電源和通訊開(kāi)關(guān)電源第8頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四性能特點(diǎn)第9頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四應(yīng)用范圍

磁放大器能使開(kāi)關(guān)電源得到精確的控制，從而提高了其穩(wěn)定性。

計(jì)算機(jī)ATX電源（內(nèi)部）朗訊51.8V-15A通信開(kāi)關(guān)電源（內(nèi)部）第10頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四濾波電感磁芯電感的濾波作用

XL=ωL電感對(duì)交流電是有阻礙作用的：在交流電頻率一定的情況下，電感量越大，對(duì)交流電的阻礙能力越大。在電感量一定的情況下，交流電的頻率越高，電感對(duì)交流電的阻礙能力也越大。也就是說(shuō)，電感有阻止交流電通過(guò)而讓直流電通過(guò)的特性性能特點(diǎn)應(yīng)用范圍各種濾波器第11頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四所用非晶材料性能特點(diǎn)具有極高的初始導(dǎo)磁率，在地磁場(chǎng)下具有大的阻抗和插入損耗，對(duì)若干擾具有極好的抑制作用，在較寬的頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)出無(wú)共振插入損耗特性。高初始導(dǎo)磁率：是鐵氧體的5-20倍，因而具有更大的插入損耗，對(duì)傳導(dǎo)干擾的抑制作用遠(yuǎn)大于鐵氧體。高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度：比鐵氧體高2-3倍。在電流強(qiáng)干擾的場(chǎng)合不易磁化到飽和。卓越的溫度穩(wěn)定性：較高的居里溫度，在有較大溫度波動(dòng)的情況下，合金的性能變化率明顯低于鐵氧體，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，而且性能的變化接近于線性。靈活的頻率特性：而且更加靈活地通過(guò)調(diào)整工藝來(lái)得到所需要的頻率特性。通過(guò)不同的制造工藝，配合適當(dāng)?shù)木€圈匝數(shù)可以得到不同的阻抗特性，滿足不同波段的濾波要求，使其阻抗值大大高于鐵氧體。第12頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四應(yīng)用范圍各種型號(hào)濾波電感濾波電感在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用EMI濾波器上使用的濾波電感EMI濾波器上使用的濾波電感第13頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四高頻大功率磁芯性能特點(diǎn)具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，較低的鐵損和矯頑力，使用頻率1-100KHz范圍內(nèi)。應(yīng)用范圍中高頻加熱電源鐵芯逆變式電焊機(jī)變壓器鐵芯不間斷電源裝置鐵芯功率變壓器鐵芯開(kāi)關(guān)電源變壓器鐵芯高能加速器用鐵芯

高頻加熱電源中高頻釬焊電源第14頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四恒電感磁芯性能特點(diǎn)非晶恒電感具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，減少線圈匝數(shù)；高線性導(dǎo)磁率，使得加較大偏置直流后仍保持很好的線性(偏至直流特性好)；優(yōu)良的頻率特性和溫度穩(wěn)定性，可以在較高溫度使用保持良好的頻率特性；低的高頻損耗，減少溫升。應(yīng)用范圍第15頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四性能特點(diǎn)1、飽和磁感高2、恒導(dǎo)磁場(chǎng)寬3、電感隨疊加直流衰減少、鐵損低4、優(yōu)良的頻率特性5、良好的溫度穩(wěn)定性第16頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四應(yīng)用范圍主要用在電源中的扼流圈、儲(chǔ)能電感,DC/DC(AC/DC)轉(zhuǎn)換器用濾波線圈，常規(guī)差模濾波線圈,汽車(chē)音響用濾波線圈,適配器及電池充電器用濾波線圈等。恒電感筆記本電腦電源適配器AC/DC電源電池充電器第17頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電流互感器磁芯將大電流變成小電流的互感器。作用是把數(shù)值較大的一次電流通過(guò)一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來(lái)進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。如400/5的電流互感器，可以把實(shí)際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。電力互感器磁芯精密電流互感器保護(hù)用電流互感器第18頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四電力互感器磁芯鐵基納米晶軟磁合金具有與坡莫合金相近的初始磁導(dǎo)率及溫度穩(wěn)定性以及更小的比重，在磁芯尺寸、性能相同的條件下，比坡莫合金磁芯重量更輕（約輕1/3）、價(jià)格更低。廣泛應(yīng)用于電力測(cè)量和保護(hù)。第19頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四精密電流互感器電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。高磁導(dǎo)率、低損耗（更小比差和角差），廣泛應(yīng)用于電表計(jì)量檢測(cè)用、遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。第20頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四保護(hù)用電流互感器磁芯漏（觸）電保護(hù)器用零序電流互感器鐵芯，采用Fe-Ni基非晶態(tài)合金、超微晶（納米晶）軟磁合金制成。根據(jù)不同的技術(shù)要求，分別用于家用、工業(yè)用及要求高靈敏度的漏（觸）電保護(hù)器等。性能特點(diǎn)第21頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四性能特點(diǎn)保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過(guò)載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信號(hào)切斷故障電路，以保護(hù)用電流互感器，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用微型電流互感器的工作條件與測(cè)量用互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時(shí)才開(kāi)始有效的工作。保護(hù)用互感器主要要求：1、絕緣可靠，2、足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，3、足夠的熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。第22頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四什么叫磁放大器？定義核心組成核心部分優(yōu)點(diǎn)工作原理工作特性第23頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四什么叫磁放大器？

定義

磁放大器，是用具有非線性特性的鐵磁材料制成鐵心，并用直流和交流電流使其磁化以進(jìn)行電量變換的電器。磁放大器主要用于電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)中，如電機(jī)的調(diào)速、調(diào)壓等。第24頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四什么叫磁放大器？核心組成磁放大器能使開(kāi)關(guān)電源得到精確的控制，從而提高了其穩(wěn)定性。磁放大器磁芯可以用坡莫合金，鐵氧體或非晶或納米晶（又稱超微晶）材料制作。第25頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四什么叫磁放大器？核心部分優(yōu)點(diǎn)非晶、納米晶軟磁材料因具有高磁導(dǎo)率，高矩形比和理想的高溫穩(wěn)定性，將其應(yīng)用于磁放大器中，能提供無(wú)與倫比的輸出調(diào)節(jié)精確性，并能取得更高的工作效率，因而倍受青睞。非晶、納米晶磁芯除上述特點(diǎn)外還具備以下優(yōu)點(diǎn)：1）飽和磁導(dǎo)率低；2）矯頑力低；3）復(fù)原電流?。?）磁芯損耗少；第26頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四什么叫磁放大器？工作原理如圖鐵心A和B的結(jié)構(gòu)尺寸及材料均相同，每個(gè)鐵心上繞有直流繞組和交流繞組，兩直流繞組和兩交流繞組的匝數(shù)相同。兩直流繞組反接串聯(lián)后接至直流控制電源。兩鐵心中的交流磁通Φ～方向相同，而直流磁通Φ=方向則相反。兩直流繞組反接串聯(lián)的目的是為了抵消兩鐵心中的交流磁通在直流繞組上感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)直流繞組中輸入的直流控制電流為零時(shí)，兩鐵心中均無(wú)直流勵(lì)磁，兩交流繞組的電感最大,電抗值也最大,此時(shí)交流負(fù)載電流為最小。當(dāng)輸入直流控制電流時(shí)，鐵心中的直流磁通增加，磁通密度相應(yīng)增加，兩交流繞組的電感減小，輸出交流負(fù)載電流增大。第27頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四什么叫磁放大器？工作特性電流放大系數(shù)=磁放大器輸出電流/輸入電流;功率放大系數(shù)=輸出負(fù)載功率/輸入控制功率。簡(jiǎn)單磁放大器的輸出電流與輸入電流的極性無(wú)關(guān)。輸入控制電流為零時(shí),輸出電流并不等于零,而有一空載電流I0。第28頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四各種濾波器交直流濾波器噪音濾波器EMI濾波器扼流圈第29頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四交直流濾波器交直流濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路，可使混合的交直流電流分開(kāi)。電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動(dòng)直流中的漣波，而獲得比較純凈的直流輸出。第30頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四噪音濾波器噪聲抑制器用飽和電感磁芯性能特點(diǎn)尖峰抑制磁芯能有效地抑制由電流快速變化產(chǎn)生的尖峰電壓。其具有很低的磁滯損耗和較高的矩形比。當(dāng)電流突變時(shí)，呈現(xiàn)極高的感抗，阻礙整流管反向電流的增加。應(yīng)用范圍體積小，可以廣泛應(yīng)用于高頻開(kāi)關(guān)電源和其它電子設(shè)備中降低開(kāi)關(guān)管的尖峰，抑制輸出高次紋波幅值。具有發(fā)熱?。〒p耗?。?、占用空間小的優(yōu)點(diǎn)，常用于套在晶體管管腳上使用。第31頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四EMI濾波器EMI濾波的原理：

市電進(jìn)入電源后，首先經(jīng)過(guò)是最前級(jí)的EMI濾波電路部份，EMI濾波的主要作用是濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對(duì)電源的干擾，同時(shí)還有減少開(kāi)關(guān)電源本身對(duì)外界的電磁干擾。EMI濾波器內(nèi)部EMI濾波器EMI濾波器第32頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四扼流圈抗扼交變電流的電感性線圈。利用線圈電抗與頻率成正比關(guān)系，可扼制高頻交流電流，讓低頻和直流通過(guò)。用于整流時(shí)稱“濾波扼流圈”；用于扼制聲頻電流時(shí)稱“聲頻扼流圈”；用于扼制高頻電流時(shí)稱“高頻扼流圈”。用于“通直流、阻交流”的電感線圈叫做低頻扼流圈。第33頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)例1：納米晶磁芯在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用高頻變壓器中的應(yīng)用共模電感中的應(yīng)用EMI濾波器中的應(yīng)用納米晶磁芯在開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用結(jié)論第34頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在開(kāi)關(guān)電源的高頻變壓器中的使用性能比較：鐵基納米晶磁芯和鐵氧體磁芯德國(guó)VAC公司生產(chǎn)的VITROPERM5OOF鐵基納米晶磁芯西門(mén)子公司生產(chǎn)的N67系列鐵氧體磁芯第35頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四由圖(a)知：納米晶磁芯的磁導(dǎo)率隨溫度的變化量遠(yuǎn)低于鐵氧體磁芯，可提高開(kāi)關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠性。由圖(b)知：納米晶磁芯的/μB乘積比鐵氧體磁芯高許多倍，意味著可大大減小高頻變壓器的體積及重量。由圖(c)知：當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，超微晶磁芯的損耗遠(yuǎn)低于鐵氧體磁芯。鐵氧體磁芯的居里點(diǎn)溫度較低,在高溫下容易退磁。若采用超微晶磁芯制作變壓器，即可將工作時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量從0.4T提高到1.0T，使功率開(kāi)關(guān)管的工作頻率降低到100kHz以下。第36頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在開(kāi)關(guān)電源的共模電感中的應(yīng)用采用納米晶磁芯制作共模電感時(shí)，只須繞很少的匝數(shù)，即可獲得很大的電感量，從而降低了銅損，節(jié)省了線材，減小了共模電感的體積。用納米晶磁芯制成的共模電感具有很高的共模插入損耗，能在很寬的頻率范圍內(nèi)對(duì)共模干擾起到抑制作用，因而不需要使用復(fù)雜的濾波電路。分別用鐵氧體磁芯、超微晶磁芯制成共模電感，二者的外形比較第37頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在開(kāi)關(guān)電源的EMI濾波器中的應(yīng)用由VAC公司生產(chǎn)的鈷基納米晶磁芯VIT-ROVAC6025Z，可廣泛用于開(kāi)關(guān)電源的EMl濾波器中，能有效地抑制由電流快速變化所產(chǎn)生的尖峰電壓。在納米晶磁芯上繞一圈或幾圈銅線，即可制成一個(gè)尖峰抑制器，其構(gòu)造非常簡(jiǎn)單，而對(duì)噪聲干擾的抑制效果非常好。VITROVAC6025Z納米晶磁芯具有極低的磁芯損耗和很高的矩形比，當(dāng)電流突變?yōu)榱銜r(shí)呈現(xiàn)出很大的電感量，能對(duì)整流管的反向電流起到阻礙作用。如圖第38頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四圖1所示為由尖峰抑制器構(gòu)成EMI濾波器的電路。D1為輸出整流管，D2為續(xù)流二極管。在D1、D2上分別串聯(lián)一個(gè)尖峰抑制器。L為儲(chǔ)能電感，C為濾波電容。第39頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四不加尖峰抑制器時(shí)通過(guò)整流管的電流波形如圖2(a)所示，IF、IR分別代表整流管的正向工作電流和反向工作電流，trr代表反向恢復(fù)時(shí)間。由圖2可見(jiàn)，整流管在反向工作區(qū)域會(huì)產(chǎn)生尖峰電流，而接入尖峰抑制器后，尖峰電流就被抑制了。第40頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四尖峰抑制器典型的磁滯回線如圖3所示，在到達(dá)工作點(diǎn)1之前(電流導(dǎo)通時(shí))，磁芯處于飽和狀態(tài)，具有非常低的電感量；當(dāng)電流關(guān)斷時(shí)到達(dá)工作點(diǎn)2(亦稱剩磁點(diǎn))時(shí)，由于整流管存在反向恢復(fù)時(shí)間，使得電流繼續(xù)沿著負(fù)的方向減小，但納米晶磁芯具有非常高的磁導(dǎo)率，這時(shí)會(huì)呈現(xiàn)很大的電感量，所以它就不經(jīng)過(guò)理論工作點(diǎn)3(該點(diǎn)本應(yīng)對(duì)應(yīng)于出現(xiàn)反向尖峰電流IR的時(shí)刻)，而是直接到達(dá)工作點(diǎn)4(即反向剩磁點(diǎn))，然后又被磁化開(kāi)始另一循環(huán)。這種抑制整流管尖峰電流的特性被稱之為“軟恢復(fù)”。圖3中的IFe為激勵(lì)電流。第41頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四納米晶磁芯在開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用結(jié)論磁性元件不僅是電源中的功能元件，同時(shí)其體積、重量、損耗在整機(jī)中也占相當(dāng)比例。據(jù)統(tǒng)計(jì)，磁性元件的重量一般是變換器總重量的30％～40％，體積占總體積的20％～30％，對(duì)于模塊化設(shè)計(jì)的高頻電源，磁性元件的體積、重量所占的比例還會(huì)更高。磁性元件還是影響電源輸出動(dòng)態(tài)性能和輸出紋波的一個(gè)重要因素。因此，要提高電源的功率密度、效率和輸出品質(zhì)，就應(yīng)對(duì)減小磁性元件的體積、重量及損耗的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入研究，以滿足電源發(fā)展的需要。納米晶磁芯在開(kāi)關(guān)電源中將有非常寬闊的應(yīng)用前景。第42頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四實(shí)例2：非晶磁芯在LED燈具上應(yīng)用發(fā)光二極管(LED)中小尺寸屏幕的便攜產(chǎn)品背光通用照明領(lǐng)域:如建筑物照明、街道照明、景觀照明、標(biāo)識(shí)牌、信號(hào)燈、以及住宅內(nèi)的照明等。第43頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四LED路燈和顯示屏專用磁芯第44頁(yè)，共49頁(yè)，2023年，2月20日，星期四