變壓器磁芯種類應(yīng)用

1、變壓器磁芯的種類及應(yīng)用磁性資料一.磁性資料的基本特色磁性資料的磁化曲線磁性資料是由鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)構(gòu)成的，在外加磁場H作用下，必有相應(yīng)的磁化強度M或磁感覺強度B，它們隨磁場強度H的變化曲線稱為磁化曲線（MH或BH曲線）。磁化曲線一般來說是非線性的，擁有2個特色：磁飽和現(xiàn)象及磁滯現(xiàn)象。即當(dāng)磁場強度H足夠大時，磁化強度M達到一個確立的飽和值Ms，連續(xù)增大H，Ms保持不變；以及當(dāng)資料的M值達到飽和后，外磁場H降低為零時，M其實不恢復(fù)為零，而是沿MsMr曲線變化。資料的工作狀態(tài)相當(dāng)于MH曲線或BH曲線上的某一點，該點常稱為工作點。軟磁資料的常用磁性能參數(shù)飽和磁感覺強度Bs：其大小取決于資料的成

2、分，它所對應(yīng)的物理狀態(tài)是資料內(nèi)部的磁化矢量整齊擺列。節(jié)余磁感覺強度Br：是磁滯回線上的特色參數(shù)，H回到0時的B值。矩形比：BrBs矯頑力Hc：是表示資料磁化難易程度的量，取決于資料的成分及缺點（雜質(zhì)、應(yīng)力等）。磁導(dǎo)率：是磁滯回線上任何點所對應(yīng)的B與H的比值，與器件工作狀態(tài)親密有關(guān)。初始磁導(dǎo)率i、最大磁導(dǎo)率m、微分磁導(dǎo)率d、振幅磁導(dǎo)率a、有效磁導(dǎo)率e、脈沖磁導(dǎo)率p。居里溫度Tc：鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度高升而降落，達到某一溫度時，自覺磁化消逝，轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?，該臨界溫度為居里溫度。它確立了磁性器件工作的上限溫度。耗資P：磁滯耗資Ph及渦流耗資PeP=Ph+Pe=af+bf2+cPef2t2/，降低

3、，磁滯耗資Ph的方法是降低矯頑力Hc；降低渦流耗資Pe的方法是減薄磁性資料的厚度t及提高資料的電阻率。在自由靜止空氣中磁芯的耗資與磁芯的溫升關(guān)系為：總功率耗散（mW）/表面積（cm2）軟磁資料的磁性參數(shù)與器件的電氣參數(shù)之間的變換在設(shè)計軟磁器件時，第一要依據(jù)電路的要求確立器件的電壓電流特色。器件的電壓電流特色與磁芯的幾何形狀及磁化狀態(tài)親密有關(guān)。設(shè)計者必然熟習(xí)資料的磁化過程并拿握資料的磁性參數(shù)與器件電氣參數(shù)的變換關(guān)系。設(shè)計軟磁器件平常包含三個步驟：正確采納磁性資料；合理確立磁芯的幾何形狀及尺寸；依據(jù)磁性參數(shù)要求，模擬磁芯的工作狀態(tài)獲得相應(yīng)的電氣參數(shù)。二、軟磁資料的發(fā)展及種類軟磁資料的發(fā)展軟磁資料在

4、工業(yè)中的應(yīng)用始于19世紀末。跟著電力工及電訊技術(shù)的流行，開始使用低碳鋼制造電機和變壓器，在電話線路中的電感線圈的磁芯中使用了細小的鐵粉、氧化鐵、細鐵絲等。到世紀初，研制出了硅鋼片代替低碳鋼，提升了變壓器的效率，降低了耗資。直至此刻硅鋼片在電力工業(yè)用軟磁資猜中仍居首位。到20年月，無線電技術(shù)的流行，促使了高導(dǎo)磁資料的發(fā)展，出現(xiàn)了坡莫合金及坡莫合金磁粉芯等。從40年月到60年月，是科學(xué)技術(shù)飛快發(fā)展的時期，雷達、電視廣播、集成電路的發(fā)明等，對軟磁資料的要求也更高，生產(chǎn)出了軟磁合金薄帶及軟磁鐵氧體資料。進入70年月，跟著電訊、自動控制、計算機等行業(yè)的發(fā)展，研制出了磁頭用軟磁合金，除了傳統(tǒng)的晶態(tài)軟磁合金

5、外，又流行了另一類資料非晶態(tài)軟磁合金。常用軟磁磁芯的種類鐵、鈷、鎳三種鐵磁性元素是構(gòu)成磁性資料的基本組元。按（主要成分、磁性特色、構(gòu)造特色）制品形態(tài)分類：(1)粉芯類：磁粉芯，包含：鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁通量粉芯（芯（MPP）、鐵氧體磁芯HighFlux）、坡莫合金粉(2)三帶繞鐵芯：硅鋼片、坡莫合金、非晶及納米晶合金常用軟磁磁芯的特色及應(yīng)用(一)粉芯類磁粉芯磁粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混淆壓制而成的一種軟磁資料。因為鐵磁性顆粒很?。ǜ哳l下使用的為0.55微米），又被非磁性電絕緣膜物質(zhì)分開，因此，一方面可以間隔渦流，資料合用于較高頻次；另一方面因為顆粒之間的空隙效應(yīng)，致使資料擁有低導(dǎo)磁率及

6、恒導(dǎo)磁特色；又因為顆粒尺寸小，基本上不發(fā)生集膚現(xiàn)象，磁導(dǎo)率隨頻次的變化也就較為堅固。主要用于高頻電感。磁粉芯的磁電性能主要取決于粉粒資料的導(dǎo)磁率、粉粒的大小和形狀、它們的填補系數(shù)、絕緣介質(zhì)的含量、成型壓力及熱辦理工藝等。常用的磁粉芯有鐵粉芯、坡莫合金粉芯及鐵硅鋁粉芯三種。磁芯的有效磁導(dǎo)率e及電感的計算公式為：e=DL/4N2S109此中：D為磁芯均勻直徑（cm），L為電感量（享），N為繞線匝數(shù)，S為磁芯有效截面積（cm2）。鐵粉芯常用鐵粉芯是由碳基鐵磁粉及樹脂碳基鐵磁粉構(gòu)成。在粉芯中價錢最低。飽和磁感覺強度值在1.4T左右；磁導(dǎo)率范圍從22100；初始磁導(dǎo)率i隨頻次的變化堅固性好；直流電流疊加

7、性能好；但高頻下耗資高。鐵粉芯初始磁導(dǎo)率隨直流磁場強度的變化鐵粉芯初始磁導(dǎo)率隨頻次的變化(2).坡莫合金粉芯坡莫合金粉芯主要有鉬坡莫合金粉芯（MPP）及高磁通量粉芯（HighFlux）。MPP是由81%Ni、2%Mo及Fe粉構(gòu)成。主要特色是：飽和磁感覺強度值在7500Gs左右；磁導(dǎo)率范圍大，從14550；在粉末磁芯中擁有最低的耗資；溫度堅固性極佳，寬泛用于太空設(shè)備、露天設(shè)施等；磁致伸縮系數(shù)湊近零，在不同樣的頻次下工作時無噪聲產(chǎn)生。主要應(yīng)用于300kHz以下的高質(zhì)量要素Q濾波器、感覺負載線圈、諧振電路、在對溫度堅固性要求高的LC電路上常用、輸出電感、功率要素賠償電路等,在AC電路中常用,粉芯中價

8、錢最貴。高磁通粉芯HF是由50%Ni、50%Fe粉構(gòu)成。主要特色是：飽和磁感覺強度值在15000Gs左右；磁導(dǎo)率范圍從14160；在粉末磁芯中擁有最高的磁感覺強度，最高的直流偏壓能力；磁芯體積小。主要應(yīng)用于線路濾波器、溝通電感、輸出電感、功率要素校訂電路等,在DC電路中常用，高DC偏壓、高直流電和低溝通電上用得多。價錢低于MPP。(3)鐵硅鋁粉芯（KoolMCores）鐵硅鋁粉芯由9%Al、5%Si,85%Fe粉構(gòu)成。主假如代替鐵粉芯，耗資比鐵粉芯低80%，可在8kHz以上頻次下使用；飽和磁感在1.05T左右；導(dǎo)磁率從26125；磁致伸縮系數(shù)湊近0，在不同樣的頻次下工作時無噪聲產(chǎn)生；比MPP有

9、更高的DC偏壓能力；擁有最正確的性能價錢比。主要應(yīng)用于溝通電感、輸出電感、線路濾波器、功率要素校訂電路等。有時也代替有氣隙鐵氧體作變壓器鐵芯使用。2.軟磁鐵氧體（Ferrites）軟磁鐵氧體是以Fe2O3為主成分的亞鐵磁性氧化物，采納粉末冶金方法生產(chǎn)。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類，此中Mn-Zn鐵氧體的產(chǎn)量和用量最大，Mn-Zn鐵氧體的電阻率低，為110歐姆-米，一般在100kHZ以下的頻次使用。Cu-Zn、Ni-Zn鐵氧體的電阻率為102104歐姆-米，100kHz10兆赫的無線電頻段的耗資小，多用在無線電用天線線圈、無線電中頻變壓器。磁芯形狀種類豐富，有E、I、U、EC、ET

10、D形、方形（RM、EP、PQ）、罐形（PC、RS、DS）及圓形等。在應(yīng)用上很方便。因為軟磁鐵氧體不使用鎳等稀缺資料也能獲得高磁導(dǎo)率，粉末冶金方法又適合于大量量生產(chǎn)，因此成本低，又因為是燒結(jié)物硬度大、對應(yīng)力不敏感，在應(yīng)用上很方便。并且磁導(dǎo)率隨頻次的變化特色堅固，在150kHz以下基本保持不變。跟著軟磁鐵氧體的出現(xiàn)，磁粉芯的生產(chǎn)大大減少了，好多本來使用磁粉芯的地方均被軟磁鐵氧體所代替。國內(nèi)外鐵氧體的生產(chǎn)廠家好多，在此僅以美國的Magnetics企業(yè)生產(chǎn)的Mn-Zn鐵氧體為例介紹其應(yīng)用情況。分為三類基本資料：電信譽基本資料、寬帶及EMI資料、功率型資料。電信譽鐵氧體的磁導(dǎo)率從7502300,擁有低耗

11、資因子、高質(zhì)量要素Q、堅固的磁導(dǎo)率隨溫度/時間關(guān)系,是磁導(dǎo)率在工作中降落最慢的一種，約每10年降落3%4%。寬泛應(yīng)用于高Q濾波器、調(diào)諧濾波器、負載線圈、阻抗般配變壓器、湊近傳感器。寬帶鐵氧體也就是常說的高導(dǎo)磁率鐵氧體，磁導(dǎo)率分別有5000、10000、15000。其特色為擁有低耗資因子、高磁導(dǎo)率、高阻抗/頻次特色。寬泛應(yīng)用于共模濾波器、飽和電感、電流互感器、漏電保護器、絕緣變壓器、信號及脈沖變壓器，在寬帶變壓器和EMI上多用。功率鐵氧體擁有高的飽和磁感覺強度，為40005000Gs。其余擁有低耗資/頻次關(guān)系和低耗資/溫度關(guān)系。也就是說，隨頻次增大、耗資上漲不大；隨溫度提升、耗資變化不大。寬泛應(yīng)

12、用于功率扼流圈、并列式濾波器、開關(guān)電源變壓器、開關(guān)電源電感、功率要素校訂電路。(二)帶繞鐵芯硅鋼片鐵芯硅鋼片是一種合金，在純鐵中加入少許的硅（一般在4.5%以下）形成的鐵硅系合金稱為硅鋼。該類鐵芯擁有最高的飽和磁感覺強度值為20000Gs；因為它們擁有較好的磁電性能，又易于大批生產(chǎn)，價錢廉價，機械應(yīng)力影響小等長處，在電力電子行業(yè)中獲得極為寬泛的應(yīng)用，如電力變壓器、配電變壓器、電流互感器等鐵芯。是軟磁資猜中產(chǎn)量和使用量最大的資料。也是電源變壓器用磁性資料頂用量最大的資料。特別是在低頻、大功率下最為合用。常用的有冷軋硅鋼薄板DG3、冷軋無取向電工鋼帶DW、冷軋取向電工鋼帶DQ，合用于各樣電子系統(tǒng)、

13、家用電器中的中、小功率低頻變壓器和扼流圈、電抗器、電感器鐵芯，這種合金韌性好，可以沖片、切割等加工，鐵芯有疊片式及卷繞式。但高頻下耗資急劇增添，一般使用頻次不超出400Hz。從應(yīng)用角度看，對硅鋼的選大綱考慮雙方面的要素：磁性和成本。對小型電機、電抗器和繼電器，可選純鐵或低硅鋼片；關(guān)于大型電機，可選高硅熱軋硅鋼片、單取向或無取向冷軋硅鋼片；對變壓器常采納單取向冷軋硅鋼片。在工頻下使用時，常用帶材的厚度為0.20.35毫米；在400Hz下使用時，常選0.1毫米厚度為宜。厚度越薄，價錢越高。2.坡莫合金坡莫合金常指鐵鎳系合金，鎳含量在3090%范圍內(nèi)。是應(yīng)用特別寬泛的軟磁合金。經(jīng)過適合的工藝，可以有

14、效地控制磁性能，比方超出105的初始磁導(dǎo)率、超出106的最大磁導(dǎo)率、低到2奧斯特的矯頑力、湊近1或湊近0的矩形系數(shù)，擁有面心立方晶體構(gòu)造的坡莫合金擁有很好的塑性，可以加工成1m的超薄帶及各樣使用形態(tài)。常用的合金有1J50、1J79、1J85等。1J50的飽和磁感覺強度比硅鋼稍低一些，但磁導(dǎo)率比硅鋼高幾十倍，鐵損也比硅鋼低23倍。做成較高頻次(4008000Hz)的變壓器，空載電流小，適合制作100W以下小型較高頻次變壓器。1J79擁有好的綜合性能，合用于高頻低電壓變壓器，漏電保護開關(guān)鐵芯、共模電感鐵芯及電流互感器鐵芯。1J85的初始磁導(dǎo)率可達十萬105以上，適合于作弱信號的低頻或高頻輸入輸出變

15、壓器、共模電感及高精度電流互感器等。非晶及納米晶軟磁合金（AmorphousandNanocrystallinealloys）硅鋼和坡莫合金軟磁資料都是晶態(tài)資料，原子在三維空間做規(guī)則擺列，形成周期性的點陣構(gòu)造，存在著晶粒、晶界、位錯、空隙原子、磁晶各向異性等缺點，對軟磁性能不利。從磁性物理學(xué)上來說，原子不規(guī)則擺列、不存在周期性和晶粒晶界的非晶態(tài)構(gòu)造對獲得優(yōu)秀軟磁性能是十分理想的。非晶態(tài)金屬與合金是70年月問世的一個新式資料領(lǐng)域。它的制備技術(shù)完滿不同樣于傳統(tǒng)的方法，而是采納了冷卻速度大概為每秒一百萬度的超急冷凝結(jié)技術(shù)，從鋼液到薄帶成品一次成型，比一般冷軋金屬薄帶制造工藝減少了好多中間工序，這種新

16、工藝被人們稱之為對傳統(tǒng)冶金工藝的一項革命。因為超急冷凝結(jié)，合金凝結(jié)時原子來不及有序擺列結(jié)晶，獲得的固態(tài)合金是長程無序構(gòu)造，沒有晶態(tài)合金的晶粒、晶界存在，稱之為非晶合金，被稱為是冶金資料學(xué)的一項革命。這種非晶合金擁有好多獨到的性能，如優(yōu)秀的磁性、耐蝕性、耐磨性、高的強度、硬度和韌性，高的電阻率和機電耦合性能等。因為它的性能優(yōu)秀、工藝簡單，從80年月開始成為國內(nèi)外資料科學(xué)界的研究開發(fā)要點。當(dāng)前美、日、德國已擁有圓滿的生產(chǎn)規(guī)模，并且大量的非晶合金產(chǎn)品漸漸代替硅鋼和坡莫合金及鐵氧體涌向市場。我國自從70年月開始了非晶態(tài)合金的研究及開發(fā)工作，經(jīng)過“六五”、“七五”、“八五”時期的重要科技攻關(guān)項目的達成，

17、共獲得科研成就134項，國家發(fā)明獎2項，獲專利16項，已有近百個合金品種。鋼鐵研究總院現(xiàn)擁有4條非晶合金帶材生產(chǎn)線、一條非晶合金元器件鐵芯生產(chǎn)線。生產(chǎn)各樣定型的鐵基、鐵鎳基、鈷基和納米晶帶材及鐵芯，合用于逆變電源、開關(guān)電源、電源變壓器、漏電保護器、電感器的鐵芯元件，年產(chǎn)值近2000萬元。“九五”正在成立千噸級鐵基非晶生產(chǎn)線，進入國際先進水平隊列。當(dāng)前，非晶軟磁合金所達到的最好單項性能水平為：初始磁導(dǎo)率o=14104鈷基非晶最大磁導(dǎo)率m=220104鈷基非晶矯頑力Hc=0.001Oe鈷基非晶矩形比Br/Bs=0.995鈷基非晶飽和磁化強度4Ms=18300Gs鐵基非晶電阻率=270/cm常用的非

18、晶合金的種類有：鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶合金以及鐵基納米晶合金。其國家牌號及性能特色見表及圖所示，為便于比較，也列出晶態(tài)合金硅鋼片、坡莫合金1J79及鐵氧體的相應(yīng)性能。這幾類資料各有不同樣的特色，在不同樣的方面獲得應(yīng)用。牌號基本成分和特色：1K101Fe-Si-B系快淬軟磁鐵基合金1K102Fe-Si-B-C系快淬軟磁鐵基合金1K103Fe-Si-B-Ni系快淬軟磁鐵基合金1K104Fe-Si-B-NiMo系快淬軟磁鐵基合金1K105Fe-Si-B-Cr(及其余元素)系快淬軟磁鐵基合金1K106高頻低耗資Fe-Si-B系快淬軟磁鐵基合金1K107高頻低耗資Fe-Nb-Cu-Si-B系快淬軟磁鐵基

19、納米晶合金1K201高脈沖磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金1K202高剩磁比快淬軟磁鈷基合金1K203高磁感低耗資快淬軟磁鈷基合金1K204高頻低耗資快淬軟磁鈷基合金1K205高初步磁導(dǎo)率快淬軟磁鈷基合金1K206淬態(tài)高磁導(dǎo)率軟磁鈷基合金1K501Fe-Ni-P-B系快淬軟磁鐵鎳基合金1K502Fe-Ni-V-Si-B系快淬軟磁鐵鎳基合金400Hz:硅鋼鐵芯非晶鐵芯功率(W)4545鐵芯耗資激磁功率總重量(g)295276（1）鐵基非晶合金(Fe-basedamorphousalloys)鐵基非晶合金是由80%Fe及20%Si,B類金屬元素所構(gòu)成,它擁有高飽和磁感覺強度（1.54T），鐵基非晶合金與硅鋼

20、的耗資比較磁導(dǎo)率、激磁電流和鐵損等各方面都優(yōu)于硅鋼片的特色，特別是鐵損低（為取向硅鋼片的1/5），代替硅鋼做配電變壓器可節(jié)能6070。鐵基非晶合金的帶材厚度為0.03mm寬泛應(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以下頻次使用1/3左右，,2）鐵鎳基、鈷基非晶合金(Fe-Nibased-amorphousalloy)鐵鎳基非晶合金是由40%Ni、40%Fe及20%類金屬元素所構(gòu)成，它擁有中等飽和磁感覺強度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)秀的韌性。在中、低頻率下?lián)碛械偷蔫F損?？諝庵袩徂k理不發(fā)生氧化，經(jīng)磁場退火后

21、可獲得很好的矩形回線。價錢比1J79廉價3050。鐵鎳基非晶合金的應(yīng)用范圍與中鎳坡莫合金相對應(yīng),但鐵損和高的機械強度遠比晶態(tài)合金優(yōu)勝；代替1J79，寬泛用于漏電開關(guān)、精巧電流互感器鐵芯、磁障蔽等。鐵鎳基非晶合金是國內(nèi)開發(fā)最早，也是當(dāng)前國內(nèi)非晶合金中應(yīng)用量最大的非晶品種，年產(chǎn)量近200噸左右.空氣中熱辦理不發(fā)生氧化鐵鎳基非晶合金（1K503）獲得國家發(fā)明專利和美國專利權(quán)。(4)鐵基納米晶合金（Nanocrystallinealloy）鐵基納米晶合金是由鐵元素為主，加入少許的Nb、Cu、Si、B元素所構(gòu)成的合金經(jīng)迅速凝結(jié)工藝所形成的一種非晶態(tài)資料，這種非晶態(tài)資料經(jīng)熱辦理后可獲得直徑為1020nm的

22、微晶,彌散散布在非晶態(tài)的基體上，被稱為微晶、納米晶資料或納米晶資料。納米晶資料擁有優(yōu)秀的綜合磁性能：高飽和磁感(1.2T)、高初始磁導(dǎo)率(8104)、低Hc(0.32A/M),高磁感下的高頻耗資低P0.5T20kHz30W/kg），電阻率為80/cm，比坡莫合金(50-60/cm)高,經(jīng)縱向或橫向磁場辦理，可獲得高Br(0.9)或低Br值(1000Gs)。是當(dāng)前市場上綜合性能最好的資料；合用頻次范圍：50Hz-100kHz，最正確頻次范圍：20kHz-50kHz。寬泛應(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、漏電保護開關(guān)、共模電感鐵芯。（

23、三）常用軟磁磁芯的特色比較磁粉芯、鐵氧體的特色比較：MPP磁芯：使用安匝數(shù)100kHz：e：10125HF磁芯：使用安匝數(shù)800,能在高的磁化場下不被飽和性。在200kHz以內(nèi)頻次特色堅固；但高頻耗資大，適合于,能保證電感值最好的交直流疊加堅固10kHz以下使用。FeSiAlF磁芯：代替鐵粉芯使用，使用頻次可大于鐵氧體：飽和磁密低(5000Gs)，DC偏壓能力最小8kHz。DC偏壓能力介于MPP與HF之間。硅鋼、坡莫合金、非晶合金的特色比較：硅鋼和FeSiAl資料擁有高的飽和磁感覺值Bs，但其有效磁導(dǎo)率值低，特別是在高頻范圍內(nèi)；坡莫合金擁有高初始磁導(dǎo)率、低矯頑力和耗資，磁性能堅固，但Bs不夠高

24、，頻次大于20kHz時，耗資和有效磁導(dǎo)率不理想，價錢較貴，加工和熱辦理復(fù)雜；鈷基非晶合金擁有高的磁導(dǎo)率、低Hc、在寬的頻次范圍內(nèi)有低耗資，湊近于零的飽和磁致伸縮系數(shù),對應(yīng)力不敏感，可是Bs值低，價錢昂貴；鐵基非晶合金擁有高Bs值、價錢不高，但有效磁導(dǎo)率值較低。納米晶合金的磁導(dǎo)率、Hc值湊近晶態(tài)高坡莫合金及鈷基非晶，且飽和磁感Bs與中鎳坡莫合金相當(dāng)，熱辦理工藝簡單，是一種理想的廉價高性能軟磁資料；固然納米晶合金的Bs值低于鐵基非晶和硅鋼，但其在高磁感下的高頻耗資遠低于它們，并擁有更好的耐蝕性和磁堅固性。納米晶合金與鐵氧體比較，在低于50kHz時，在擁有更低耗資的基礎(chǔ)上擁有高2至3倍的工作磁感，磁

25、芯體積可小一倍以上。四、幾種常用磁性器件中磁芯的采納及設(shè)計開關(guān)電源中使用的磁性器件好多，此中常用的軟磁器件有：作為開關(guān)電源核心器件的主變壓器（高頻功率變壓器）、共模扼流圈、高頻磁放大器、濾波阻流圈、尖峰信號控制器等。不同樣的器件對資料的性能要求各不同樣，如表所示為各樣不同樣器件對磁性資料的性能要求。（一）、高頻功率變壓器變壓器鐵芯的大小取決于輸出功率和溫升等。變壓器的設(shè)計公式以下：P=KfNBSI10-6T=hcPchWPW此中，P為電功率；K為與波形有關(guān)的系數(shù)；f為頻次；N為匝數(shù)；S為鐵芯面積；B為工作磁感；I為電流；T為溫升；Pc為鐵損；PW為銅損；hc和hW為由實驗確立的系數(shù)。由以上公式

26、可以看出：高的工作磁感B可以獲得大的輸出功率或減少體積重量。但B值的增添遇到資料的Bs值的限制。而頻次f可以提升幾個數(shù)目級，進而有可能使體積重量顯然減小。而低的鐵芯耗資可以降低溫升，溫升反過來又影響使用頻次和工作磁感的采納。一般來說，開關(guān)電源對資料的主要要求是：盡量低的高頻耗資、足夠高的飽和磁感、高的磁導(dǎo)率、足夠高的居里溫度平和的溫度堅固性，有些用途要求較高的矩形比，對應(yīng)力等不敏感、堅固性好，價錢低。單端式變壓器因為鐵芯工作在磁滯回線的第一象限，對資料磁性的要求有別于前述主變壓器。它其實是一只單端脈沖變壓器，因此要求擁有大的BBmBr，即磁感Bm和剩磁Br之差要大；同時要求高的脈沖磁導(dǎo)率。特別

27、是關(guān)于單端反激式開關(guān)主變壓器，或稱儲能變壓器，要考慮儲能要求。線圈儲能的多少取決于兩個要素：一個是資料的工作磁感Bm值或電感量L，另一個是工作磁場Hm或工作電流I，儲能W1/2LI2。這就要求資料有足夠高的Bs值和適合的磁導(dǎo)率，常為寬恒導(dǎo)磁資料。關(guān)于工作在Bm之間的變壓器來說，要求其磁滯回線的面積，特別是在高頻下的回線面積要小，同時為降低空載耗資、減小勵磁電流，應(yīng)有高磁導(dǎo)率，最適合的為關(guān)閉式環(huán)形鐵芯，其磁滯回線見圖所示，這種鐵芯用于雙端或全橋式工作狀態(tài)的器件中。平常，金屬晶態(tài)資料要降低高頻下的鐵損是不簡單的，而關(guān)于非晶合金來說，它們因為不存在磁晶各向異性、金屬夾雜物和晶界等，其余它不存在長程有

28、序的原子擺列，其電阻率比一般的晶態(tài)合金高23倍，加之快冷方法一次形成厚度15-30微米的非晶薄帶，特別合用于高頻功率輸出變壓器。已寬泛應(yīng)用于逆變弧焊電源、單端脈沖變壓器、高頻加熱電源、不斷電電源、功率變壓器、通信電源、開關(guān)電源變壓器和高能加快器等鐵芯，在頻次2050kHz、功率50kW以下，是變壓器最正確磁芯資料。近來幾年來發(fā)展起來的新式逆變弧焊電源單端脈沖變壓器，擁有高頻大功率的特色，因此要求變壓器鐵芯資料擁有低的高頻耗資、高的飽和磁感Bs和低的Br以獲得大的工作磁感B，使焊機體積和重量減小。常用的用于高頻弧焊電源的鐵芯資料為鐵氧體，固然因為其電阻率高而擁有低的高頻耗資，但其溫度堅固性較差，

29、工作磁感較低，變壓器體積和重量較大，已不可以知足新式弧焊機的要求。采納納米晶環(huán)形鐵芯后，因為其擁有高的Bs值(Bs1.2T)，高的B值(B0.7T)，很高的脈沖磁導(dǎo)率和低的耗資，頻次可達100kHz.可使鐵芯的體積和重量大為減小。近來幾年來逆變焊機已應(yīng)用納米晶鐵芯達幾萬只，用戶反應(yīng)用納米晶變壓器鐵芯再配以非晶高頻電感制成的焊機，不只體積小、重量輕、便于攜帶，并且電弧堅固、飛濺小、動向特色好、效率高及靠譜性高。這種環(huán)形納米晶鐵芯還可用于中高頻加熱電源、脈沖變壓器、不斷電電源、功率變壓器、開關(guān)電源變壓器和高能加快器等裝置中?？梢罁?jù)開關(guān)電源的頻次采納磁芯資料。環(huán)形納米晶鐵芯擁有好多長處，但它也有繞線

30、困難的不利要素。為了在匝數(shù)好多時繞線方便，可采納高頻大功率C型非晶納米晶鐵芯。采納低應(yīng)力粘結(jié)劑固化及新的切割工藝制成的非晶納米晶合金C型鐵芯的性能顯然優(yōu)于硅鋼C型鐵芯。當(dāng)前這種鐵芯已批量用于逆變焊機和切割機等。逆變焊機主變壓器鐵芯和電抗器鐵芯系列有：120A、160A、200A、250A、315A、400A、500A、630A系列。（二）、脈沖變壓器鐵芯脈沖變壓器是用來傳輸脈沖的變壓器。當(dāng)一系列脈沖連續(xù)時間為td(s)、脈沖幅值電壓為Um(V)的單極性脈沖電壓加到匝數(shù)為N的脈沖變壓器繞組上時，在每一個脈沖結(jié)束時，鐵芯中的磁感覺強度增量B(T)為：B=Umtd/NSc10-2此中Sc為鐵芯的有效截面積（cm2）。即磁感覺強度增量B與脈沖電壓的面積（伏秒乘積）成正比。對輸出單向脈沖時，B=Bm-Br,假如在脈沖變壓器鐵芯上加去磁繞組時，B=Bm+Br。在脈沖狀態(tài)下，由動態(tài)脈沖磁滯回線的B與相應(yīng)的Hp之比為脈沖磁導(dǎo)率p。理想的脈沖波形是指矩形脈沖波，因為電路的參數(shù)影響，實質(zhì)的脈沖波形與矩形脈沖有所差別，常常會發(fā)生畸