非晶、納米晶軟磁合金磁芯介紹

1、非晶、納米晶軟磁合金磁芯介紹1、講授人：朱正吼，非晶、納米晶軟磁合金磁芯介紹，非晶及納 米晶軟磁合金，牌號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 售-思索，牌號和基本成分，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。特殊是鐵損低為 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2、下

2、頻率使用。，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)率以及高的機械強度和優(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)磁場退火后 可得到很好的矩形回線。應(yīng)用：廣泛用于漏電開關(guān)、精密電流互感器 鐵芯、磁屏蔽等。，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3、的綜合磁性能，高飽和磁感、高

3、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)縱向或橫向磁場處理，可 得到高Br或低Br值。是目前市場上綜合性能最好的材料。應(yīng)用：廣 泛應(yīng)用于大功率開關(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、漏電愛護開關(guān)、共模電 感鐵芯。，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例1：磁芯在開關(guān)電源 中使用實例2：非晶磁芯在LED燈具上應(yīng)用，磁放大器磁芯,什么是 磁放大器性能特點應(yīng)用范圍計算機ATX電源和通訊開關(guān)電源,，性能 特點,，應(yīng)用范圍4、，磁放大器能使開關(guān)電源得到精確的掌握，從而提高了其

4、穩(wěn)定 性。，計算機ATX電源內(nèi)部，朗訊51.8V-15A通信開關(guān)電源內(nèi)部， 濾波電感磁芯，電感的濾波作用XL=3L電感對溝通電是有阻礙作用 的：在溝通電頻率肯定的狀況下，電感量越大，對溝通電的阻礙能力 越大。在電感量肯定的狀況下，溝通電的頻率越高，電感對溝通電的 阻礙能力也越大。也就是說，電感有阻擋溝通電通過而讓直流電通過 的特性性能特點應(yīng)用范圍各種濾波器,，所用非晶材料性能特點，具有 極高的初始導(dǎo)磁率，在地磁場下具有大的阻抗和插入損耗，對若干擾 具有極好的抑制作用，在較寬的頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)出無共振插入損耗特 性。5、高初始導(dǎo)磁率：是鐵氧體的5-20倍，因此具有更大的插入損 耗，對傳導(dǎo)干擾的抑制

5、作用遠大于鐵氧體。高飽和磁感應(yīng)強度：比鐵 氧體高2-3倍。在電流強干擾的場合不易磁化到飽和。卓越的溫度穩(wěn) 定性：較高的居里溫度，在有較大溫度波動的狀況下，合金的性能改 變率明顯低于鐵氧體，具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，而且性能的改變接近于線 性。敏捷的頻率特性：而且更加敏捷地通過調(diào)整工藝來得到所需要的 頻率特性。通過不同的制造工藝，協(xié)作適當?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。，應(yīng)用范圍，各種型號濾波電感，濾波電感在計算機中的應(yīng)用,EMI 濾波器上使用的濾6、波電感,EMI濾波器上使用的濾波電感,，高頻大功率磁芯，性 能特點具有高飽和磁感應(yīng)強度，較低的鐵損

6、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變壓 器鐵芯不間斷電源裝置鐵芯功率變壓器鐵芯開關(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,，恒電感磁芯，性能 特點非晶恒電感具有高飽和磁感應(yīng)強度，削減線圈匝數(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，削減溫升。應(yīng)用范圍，性能特點，1、飽和磁感高 2、恒導(dǎo)磁場7、寬3、電感隨疊加直流衰削減、鐵損低4、優(yōu)良的頻率特性5、 良好的溫度穩(wěn)定性,應(yīng)用范圍,主要用在電源中的扼流圈、儲能電

7、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,，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肯定的變比轉(zhuǎn) 換為數(shù)值較小的二次電流，用來進行愛護、測量等用處。女0400/5的 電流互感器，可以把實際為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愛護用電流互感器,，電力互感器磁8、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

8、輕1/3、價格更低。廣泛應(yīng)用于電力測量 和愛護。，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)接測量儀表、繼電愛護 等。高磁導(dǎo)率、低損耗更小比差和角差，廣泛應(yīng)用于電表計量檢 測用、遠程抄表系統(tǒng)。，愛護用電流互感器磁芯，漏觸電愛護器 用零序電流互感器鐵芯，采納Fe-Ni基非晶態(tài)合金、超微晶納米晶 軟磁合金制成。依據(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9、觸電愛護器等。性能特點,，性能特點,愛護用電流互感器主 要與繼電裝置協(xié)作，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供 信號切斷故障電路，以愛護用電流互感器，以愛護供電系統(tǒng)的安全。

9、 愛護用微型電流互感器的工作條件與測量用互感器完全不同，愛護用 互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。 愛護用互感器主要要求：1、絕緣可靠，2、足夠大的精確限值系數(shù)， 3、足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。，什么叫磁放大器？，定義核心組成 核心部分優(yōu)點工作原理工作特性,，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，并用直流和溝通電流使其 磁化以進行電量10、變換的電器。磁放大器主要用于電氣自動掌握系統(tǒng)中，如電 機的調(diào)速、調(diào)壓等。，什么叫磁放大器？，核心組成磁放大器能使開 關(guān)電源得到精確的掌握，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

10、晶或納米晶又稱超微晶材料制作。，什么 叫磁放大器？，核心部分優(yōu)點非晶、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，能提供無與 倫比的輸出調(diào)整精確性，并能取得更高的工作效率，因此倍受青睞。 非晶、納米晶磁芯除上述特點外還具備以下優(yōu)點：1飽和磁導(dǎo)率低； 2矯頑力低；3復(fù)原電流??；4磁芯損耗少；，什么叫磁放大器？， 工作原理如圖11、鐵心入和8的結(jié)構(gòu)尺寸及材料均相同，每個鐵心上繞有直流 繞組和溝通繞組，兩直流繞組和兩溝通繞組的匝數(shù)相同。兩直流繞組 反接串聯(lián)后接至直流掌握電源。兩鐵心中的溝通磁通方向相同， 而直流磁通二方向則相反。兩直流繞組反接串聯(lián)的目的是為了抵消

11、 兩鐵心中的溝通磁通在直流繞組上感應(yīng)的交變電動勢。當直流繞組中 輸入的直流掌握電流為零時，兩鐵心中均無直流勵磁，兩溝通繞組的 電感最大，電抗值也最大，此時溝通負載電流為最小。當輸入直流掌握 電流時，鐵心中的直流磁通增加，磁通密度相應(yīng)增加，兩溝通繞組的 電感減小，輸出溝通負載電流增大。，什么叫磁放大器？，工作特性 電流放大系數(shù)二磁放大器輸12、出電流/輸入電流;功率放大系數(shù)二輸出負載功率/輸入掌握功 率。簡潔磁放大器的輸出電流與輸入電流的極性無關(guān)。輸入掌握電流 為零時，輸出電流并不等于零，而有一空載電流I0。，各種濾波器，交 直流濾波器噪音濾波器EMI濾波器扼流圈，交直流濾波器，交直流濾 波器是

12、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。 電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動直流中的漣波，而獲得比較純 凈的直流輸出。，噪音濾波器，噪聲抑制器用飽和電感磁芯性能特點 尖峰抑制磁芯能有效地抑制由電流快速改變產(chǎn)生的尖峰電壓。其具有 很低的磁滯損耗和較高的矩形比。當電流突變時，呈現(xiàn)極高的感抗， 阻礙整流管反13、向電流的增加。應(yīng)用范圍體積小，可以廣泛應(yīng)用于高頻開關(guān) 電源和其它電子設(shè)備中降低開關(guān)管的尖峰，抑制輸出高次紋波幅值。 具有發(fā)熱小損耗小、占用空間小的優(yōu)點，常用于套在晶體管管腳 上使用,EM I濾波器,EM I濾波的原理：市電進入電源后，首先經(jīng)過 是最前級的EMI濾波電路部份，EM

13、I濾波的主要作用是濾除外界電網(wǎng) 的高頻脈沖對電源的干擾，同時還有削減開關(guān)電源本身對外界的電磁 干擾。，EMI濾波器內(nèi)部,EMI濾波器,EMI濾波器,，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，可扼制高頻溝 通電流，讓低頻和直流通過。用于整流時稱“濾波扼流圈”；用于扼 制聲14、頻電流時稱“聲頻扼流圈”；用于扼制高頻電流時稱“高頻 扼流圈”。用于“通直流、阻溝通”的電感線圈叫做低頻扼流圈。， 實例1：納米晶磁芯在開關(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)用納米晶磁芯在開關(guān)電源應(yīng)用結(jié)論,， 在開關(guān)電源的高頻變壓器中的使用，性能比較：鐵基納米晶磁

14、芯和鐵 氧體磁芯德國VAC公司生產(chǎn)的VITROPERM5OOF鐵基納米晶磁芯西門子 公司生產(chǎn)的N67系列鐵氧體磁芯,，由圖(a)知：納米晶磁芯的磁導(dǎo)率 隨溫度的改變量遠低于鐵氧體磁芯，可提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性和可靠 性。由圖(b)知：納米晶磁芯的/UB乘積比鐵氧體磁芯高很多倍15、，意味著可大大減小高頻變壓器的體積及重量。由圖(c)知： 當溫度發(fā)生改變時，超微晶磁芯的損耗遠低于鐵氧體磁芯。鐵氧體磁 芯的居里點溫度較低，在高溫下簡單退磁。若采納超微晶磁芯制作變 壓器，即可將工作時的磁感應(yīng)強度改變量從0.4T提高到1.0T，使功 率開關(guān)管的工作頻率降低到100kHz以下。，在開關(guān)電源的共模電感 中的

15、應(yīng)用，采納納米晶磁芯制作共模電感時，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)約了線材，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)對共模干擾起到抑制作用，因此不需要使用冗 雜的濾波電路16、。，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，在開關(guān)電源的EMI濾波器中的應(yīng)用，由VAC公司生產(chǎn)的鉆基 納米晶磁芯VIT-ROVAC6025Z，可廣泛用于開關(guān)電源的EMl濾波器中， 能有效地抑制由電流快速改變所產(chǎn)生的尖峰電壓。在納米晶磁芯上繞 一圈或幾圈銅線，即可制成一個尖峰抑制器，其構(gòu)造特別簡潔，而對 噪聲干擾的抑制

16、效果特別好。VITROVAC6025Z納米晶磁芯具有極低的 磁芯損耗和很高的矩形比，當電流突變?yōu)榱銜r呈現(xiàn)出很大的電感量， 能對整流管的反向電流起到阻礙作用。如圖,，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，D217、為續(xù)流二極管。在D1、D2上分別串聯(lián)一個尖峰抑制器。L 為儲能電感，C為濾波電容。，不加尖峰抑制器時通過整流管的電 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)時間。由圖2可見，整流管在反向工 作區(qū)域會產(chǎn)生尖峰電流，而接入尖峰抑制器后，尖峰電流就被抑制 了。，尖峰抑制器典型的磁滯回線如圖3所示，在到達工作

17、點1之 前（電流導(dǎo)通時），磁芯處于飽和狀態(tài)，具有特別低的電感量；當電流 關(guān)斷時到達工作點2（亦稱剩磁點）時，由于整流管存在反向恢復(fù)時間， 使得電流繼續(xù)沿著負的方向減小，但納米晶磁芯具有特別高的磁導(dǎo)率， 這時會呈18、現(xiàn)很大的電感量，所以它就不經(jīng)過理論工作點3（該點本應(yīng) 對應(yīng)于出現(xiàn)反向尖峰電流IR的時刻），而是直接到達工作點4（即反 向剩磁點），然后又被磁化開始另一循環(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為激勵電流。,納米晶磁 芯在開關(guān)電源應(yīng)用結(jié)論,磁性元件不僅是電源中的功能元件，同時其 體積、重量、損耗在整機中也占相當比例。據(jù)統(tǒng)計，磁性元件的重量 一般是變換器總重

18、量的30%40%，體積占總體積的20%30%， 對于模塊化設(shè)計的高頻電源，磁性元件的體積、重量所占的比例還會 更高。磁性元件還是影響電源輸出動態(tài)性能和輸出紋波的一個重要因 素。因此，要提高19、電源的功率密度、效率和輸出品質(zhì)，就應(yīng)對減小磁性元件的 體積、重量及損耗的相關(guān)技術(shù)進行深入討論，以滿足電源進展的需要。 納米晶磁芯在開關(guān)電源中將有特別寬敞的應(yīng)用前景。，實例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、標識牌、 信號燈、以及住宅內(nèi)的照明等,LED路燈和顯示屏專用磁芯,汽車專 用LED霧燈磁芯,LED驅(qū)動器的基本工作電路示意圖，功率因數(shù)校正 (PFC)-電感，住宅應(yīng)用的LED驅(qū)動器功率因數(shù)須大于0.7,而商業(yè) 應(yīng)用中則須大于0.9,.非晶/納米晶磁芯和磁粉芯-20、-應(yīng)用總結(jié)，(1)電力電子變壓器磁芯：大功率中高頻變壓器 逆變電源變壓器大功率開關(guān)電源變壓器(2)通訊技術(shù)部件的磁芯和磁 粉芯：程控交換機電源數(shù)據(jù)交換接口部件脈沖變壓器UPS電源濾波和 存儲電源、功率因素校正扼流圈、標準扼流圈(3)抗電磁