軟磁材料性能演示文稿

軟磁材料性能演示文稿目前一頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點軟磁材料性能目前二頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點一、常用磁性材料的分類分類軟磁Hc≤10A/cm永磁Hc≥100A/cm金屬磁性材料純FeSi-FeFe-Ni合金Fe-Si-Al合金非晶納米晶Al-Ni-Co系Sm-Co系Nd-Fe-B系非金屬磁性材料軟磁鐵氧體：Mn-Zn、Ni-Zn、Mg-Zn永磁鐵氧體：Sr鐵氧體、Ba鐵氧體目前三頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點二、軟磁鐵氧體材料與其它軟磁合金及金屬粉芯材料參數(shù)比較材料性能鐵氧體合金金屬粉芯非晶納米晶μi5～20K5～300K5～4503～150K＞100KTc(℃)100～500

500500~750210～485570Bs(T)0.3～0.50.8～2.41～1.20.55～11.3Hc(θe)0.05～0.5

0.003～30.003～3tgδ/μi(×10-6)

10K5825100K1080301M254000100ρ（Ω·cm）10～108

10-5

10~104

1.4×10-4

1.3×10-4

目前四頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點三、軟磁鐵氧體材料的優(yōu)缺點1、優(yōu)點：①高電阻率10～108Ω·cm,而金屬磁只有10-5左右tanδe∝f,高頻下鐵氧體有優(yōu)勢。②高頻磁導(dǎo)率比金屬磁性材料高，損耗低。③工作頻率寬。④磁芯易獲得相應(yīng)形狀和功能。⑤成本低。

目前五頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點2、缺點：①低Bs，單位體積儲能少。②導(dǎo)熱差③抗拉強度小、脆、難加工，但金屬易加工而需軋片或細(xì)粉。④未加工部位的尺寸有2%公差。以上優(yōu)缺點決定了金屬磁性材料用于較高磁通密度的低頻直流，強電大功率場所，如電力工業(yè)、輸電變壓器，電機等；鐵氧體主要用于高頻、脈沖弱磁場下。

目前六頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點四、常用軟磁鐵氧體材料Mg-Zn材料、Ni-Zn材料Mn-Zn材料Mn-Zn材料又分為：

功率鐵氧體：DMR30、DMR40、DMR44、DMR50、DMR90； 高導(dǎo)鐵氧體：R4K、R5K、R7K、R10K、R12K

各鐵氧體的特點比較材料性能使用頻率材料成本工藝特點Mg-Zn電阻率高、Bs低一般＜25MHZ低燒結(jié)設(shè)備簡單Ni-Zn電阻率高、晶粒小一般1M-100M高燒結(jié)設(shè)備簡單Mn-Zn電阻率低、μi高一般＜1MHZ低需氣氛窯燒結(jié)目前七頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點五、Mn-Zn鐵氧體材料Mn-Zn鐵氧體按使用場合分兩類：功率鐵氧體：傳輸較大功率和儲能場合，工作在瑞利區(qū)以外，要求PC低Bs高、Tc高高導(dǎo)鐵氧體：為電子線路提供阻抗匹配耦合等，工作在弱場下(瑞利區(qū)之內(nèi))，要求μi高1、功率鐵氧體材料 主要用于高頻小型化開關(guān)電源、電視機顯示器的回掃變壓器等。①發(fā)展過程

70年代第一代中國2KD TDKH35PHILIPS3C85適于20KHZ 80年代初第二代(DMR30)2KBDTDKPC30EPCOSN27適于100K以下 80年代后期第三代(DMR40)2KB1TDKPC40PHILIPS3C90適于250K以下 90年代中第四代DMR50TDKPC50PHILIPS3F4適于500K以上目前八頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點②發(fā)展方向

向超低功耗方向發(fā)展，已系列化，如TDKPC4044454647Pc95繼續(xù)向高頻化方向發(fā)展，可用1M的PC50可用4M的PHILIPS3F5向低功耗、高Bs、高Tc綜合性能方向發(fā)展：如TDKPc90③開關(guān)電源變壓器對功率鐵氧體材料的要求 變壓器可傳輸功率為：

Pth=cfBmaxAeWd Pth——傳輸功率 C——與開關(guān)電源電路工作型式有關(guān)系數(shù)， Bmax——最大允許磁通 Ae——磁路有效截面積 Wd——繞組設(shè)計參數(shù) 即Pth∝fBmaxAe目前九頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點上式說明：

a工作頻率f越大，Pth越大 b飽和磁通密度越高，Pth越大 cAe越大（磁芯體積越大），Pth越大d在Pth一定情況下減少電源體積（減少Ae）必須增大f或Bmax 即f×B為表征材料的性能因子 但B是由材料成份決定不可無限提高（Mn-Zn約0.5T），而f提高后會引磁芯起發(fā)熱，制約著Pth的提高，故引入?yún)?shù)Pc Pc=KfmBn=f∮BdH＋Cef2B2/ρ＋Pr f=10-100km=1.3典型值n=2.5 f＞100Km繼續(xù)增 降低磁芯損耗：減Hc增ρ，減少晶粒尺寸 當(dāng)磁芯發(fā)熱時磁芯能否正常工作，又引入一個物理量——居里溫度。功率鐵氧體要求高的Tc，目前十頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

綜上所述，對功率材料的要求為： 大的Bs 防飽和 f增大時有小的PL 防發(fā)熱 高的Tc 防過熱矢效 對磁導(dǎo)率μi要求不太高目前十一頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

④功率鐵氧體材料主要性能指標(biāo)簡述A：功耗（powerloss)意義：磁心從交變電磁場中吸收的轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿牟糠帜芰?。功耗與使用關(guān)系：功耗越大變壓器轉(zhuǎn)換率越低，變壓器發(fā)熱越嚴(yán)重。影響功耗的因素：a、頻率：頻率越高功耗越高b、磁通密度：磁通密度越大功耗越高c、溫度：功率鐵氧體在某一溫度具有最低的功耗這一點一般定為變壓器的工作溫度點

目前十二頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

功耗與頻率關(guān)系圖：(DMR24）

目前十三頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

功耗與溫度磁通密度關(guān)系圖（DMR24）目前十四頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點 功耗與溫度關(guān)系圖（DMR24）目前十五頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

B：飽和磁通密度（Bs）意義：磁通密度達(dá)到的最高值。飽和磁通密度與使用的關(guān)系：

磁心飽和磁通密度越高、變壓器可傳輸功率越大

影響飽和磁通密度的因素：磁心密度：密度越大、飽和磁通密度越大溫度：溫度越高、飽和磁通密度越低配方目前十六頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

C：居里溫度意義：磁心從鐵磁狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾艩顟B(tài)溫度，即從磁性材料轉(zhuǎn)變?yōu)榉谴判圆牧系臏囟染永餃囟扰c使用關(guān)系：

居里溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于使用溫度影響居里溫度的因素：

材料的配方、生產(chǎn)工藝μ值達(dá)到居里溫度后變?yōu)?，與不導(dǎo)磁物質(zhì)同

目前十七頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

飽和磁通密度與溫度的關(guān)系曲線

目前十八頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

D：直流疊加特性意義：不作為材料特性介紹，本指標(biāo)是磁心的特性。很多電感器在直流偏置場下工作，要求加直流的情況下磁心仍有很高的電感。通常要求電感系數(shù)下降率：

AL（在加直流下）×100%

AL（在不加直流下）直流疊加與使用的關(guān)系：直流疊加達(dá)不到要求會造成器件電感達(dá)不到要求影響直流疊加特性的因素：材料Bs直流疊加特性越好材料Br直流疊加特性越好測試溫度會影響直流疊加特性磁心氣隙越深直流疊加越好磁心截面積越大直流疊加越好目前十九頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

⑤、我公司功率鐵氧體材料命名方法DMR40

東磁軟磁號碼東磁材料TDK材料工作頻率普通頻率＜100KHZ普通DMR30Pc30高BsDMR30DDMR22Hv22100K~250KHZ普通DMR40Pc40低功耗普通工作點100℃DMR44Pc44工作點45℃DMR46Pc46寬溫DMR95Pc95高Bs高TcDMR90Pc90中高頻250K~500KHZDMR55

DMR56

高頻500K~1MKHZ普通DMR50Pc50高BsDMR50B

目前二十頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點

TDK公司牌號PC30HV22PC40PC44PC50DMEGC(東磁公司)DMR30DMR30DDMR40DMR44DMR50DMR55FDK6H105H206H206H407H10/7H20TOKIN3100B2500BBH2BH1B40BH5SIEMENS(EPCOS)N41N92N67N97N49PHILIPS3B83C92/3C933C91/3C943C963F353F3HITACHI/NIPPONSB-5SSB-3LSB-7CSB-9CSBIMTOMITA2E62E6C2E72E8NEOSIDMMGF5A/F5CF5F44F45F47LCCTHOMSONB1B5B6B3B2B4F1F2TRIDELTAMf196BMf196A/Mf196Mf198Mf198AKASCHKEK2004K2006K2008TSCTSF-7070TSF-7099TSF-5080COSMOFERRITESCF101CF196CF129CF138SAMWHAPL-5SM-19BPL-7PL-9NICERA2MBM18/BM25BM27NC-2H2HM55MISKRA25G15G45G35G75G55G⑥、各大公司功率鐵氧體材料牌號對照表目前二十一頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點2、高導(dǎo)鐵氧體①主要用于局域網(wǎng)隔離變壓器、差模濾波器寬帶變壓器、低功率驅(qū)動變壓器等。②發(fā)展方向：高μi、寬頻、寬溫、低THD③高導(dǎo)鐵氧體的幾個主要指標(biāo)

A、起始磁導(dǎo)率及電感系數(shù) B、μi—T特性，溫度系數(shù)C、μi—f特性D、比損耗特性E、THD特性

目前二十二頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點A、起始磁導(dǎo)率電感系數(shù)

意義：起始磁導(dǎo)率是反映材料導(dǎo)磁性的一個指標(biāo)、指在小磁場低頻下材料的磁導(dǎo)率。電感系數(shù)為磁性器件繞一匝時的電感量用符號AL表示，若電感器繞線圈匝數(shù)為N電感器的電感L=N2AL起始磁導(dǎo)率、電感系數(shù)與使用的關(guān)系：起始磁導(dǎo)率越高電感系數(shù)就越高，客戶做成的器件的電感量就越高影響起始磁導(dǎo)率、電感系數(shù)的因素：起始磁導(dǎo)率與材料的配方和工藝有關(guān)電感系數(shù)受影響的因素為：起始磁導(dǎo)率越高電感系數(shù)就越高磁心Ae/Le越大，即磁心形狀粗短、電感系數(shù)越高開氣隙越深、電感系數(shù)越小目前二十三頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點B、μi–T特性意義：

材料的磁導(dǎo)率隨溫度的變化特性為μi–T特性，μi在很寬的溫度范圍內(nèi)變化小即為寬溫材料μi–T特性與使用關(guān)系：

μi–T特性越好，磁心在很寬的溫度范圍內(nèi)電感量變化小，就可在很寬的溫度范圍內(nèi)使用。影響μi–T特性的因素：

材料的配方制粉工藝燒結(jié)工藝目前二十四頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點μi–T特性關(guān)系圖（R7K）目前二十五頁\總數(shù)二十九頁\編于十三點C、μi–f特性

意義：材料的磁導(dǎo)率隨使用頻率的變化關(guān)系即為μi–f特性,當(dāng)μi降低時的頻率為截止頻率

μi–f特性與使用的關(guān)系