铁氧体磁芯经典.ppt

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1、铁氧体磁心及其应用提纲软磁铁氧体材料及磁心基础知识软磁铁氧体的发展趋势铁氧体磁心的典型应用软磁铁氧体材料及磁心基础知识磁性材料的分类硬磁(永磁)材料——金属永磁(NdFeB/SmCo/AlNiCo)永磁铁氧体(Sr/Ba)软磁材料——金属软磁(Fe/FeNi/FeSiAl/非晶态合金/微晶/纳米晶)软磁铁氧体(MnZn/NiZn/MgZn)旋磁材料——旋磁铁氧体(尖晶石系/柘榴石系/六角晶系）矩磁材料——磁纪录材料(γ-Fe2O3/CoO)软磁铁氧体的定义及特征软磁铁氧体是可表示为下列分子式的尖晶石晶体结构的磁性材料：MeO·Fe2O3式中

2、Me代表锰、镍、锌、铜、镁、钴等二价金属离子。软磁铁氧体的主要优点电阻率远大于金属磁性材料，这抑制了涡流的产生，使铁氧体能应用于高频领域；采用陶瓷工艺易于制成各种不同的形状和尺寸；化学特性稳定、不生锈；较低的制造成本。软磁铁氧体的主要缺点饱和磁通密度较低，质地脆，易碎。种类繁多的软磁铁氧体磁心软磁铁氧体的主要用途主要制成磁心用于各种电感器、变压器、滤波器和扼流圈的制造，广泛应用于现代电子信息领域，如电脑及其外部设备、办公自动化设备、数字通信和模拟通信设备、互联网、家用电器、电磁兼容设备、绿色照明装置、工业自动化和汽车、航空、航天及军事领域。

3、软磁铁氧体具有广泛的用途软磁铁氧体制造工艺流程按照预定的配方称重，把高纯、粉状的氧化物(如Fe2O3、Mn3O4、ZnO、NiO、MgO等)混合均匀，再经过预烧、粉碎、造粒，模压成型为毛坯，在高温(1200℃—1400℃)下烧结，再通过磨削加工、检查和包装获得成品。软磁铁氧体的机理磁心的显微结构放大500倍磁畴及磁化过程磁化曲线及磁滞回线1、初始磁导率μi初始磁导率是磁性材料的磁导率(μ=B/H)在磁化曲线始端的极限值，即式中μ0为真空磁导率(4π×10-7H／m)H为磁场强度(A／m)B为磁通密度(T)软磁铁氧体的主要技术性能参数磁导率和

4、磁化曲线的关系2.有效磁导率μe为了绕制的方便，在变压器及滤波器等器件中,常采用两只形状相同的磁心配对构成闭合磁路。由于磁路各部份形状尺寸不同，且配合面不可避免有残余气隙(为改善性能,有时在磁路人为开制气隙),因此要用有效磁导率来表征磁心的性能。式中L为装有磁心的线圈的电感量(H)N为线圈匝数le为有效磁路长度(m)Ae为有效截面积(m2)开气隙提高了磁心抗饱和的能力3.饱和磁通密度Bs(T)磁化到饱和状态的磁通密度。4.剩余磁通密度Br(T)从饱和状态去除磁场后，剩余的磁通密度。5.矫顽力Hc(A/m)从饱和状态去除磁场后，磁心继续被反向

5、的磁场磁化，直至磁通密度减为零，此时的磁场强度称为矫顽力。6.居里温度Tc(℃)在该温度下材料由铁磁性(或亚铁磁性)转变成顺磁性。7.电阻率ρ(Ω/m)具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻。8.密度d(kg/m3)单位体积材料的重量，即d=W/V式中W为磁心的重量(kg)V为磁心的体积(m3)9.功率损耗Pc(kW/m3)磁心在高磁通密度下的单位体积损耗或单位重量损耗。该磁通密度可表示为Bm=E/4.44fNAe式中Bm为磁通密度的峰值(T)f为频率(Hz)N为线圈匝数Ae为有效截面积(m2)E为励磁电压有效值(V)磁滞损耗Ph、涡流损

6、耗Pe和剩余损耗Pr之和构成功率损耗：功率损耗又可用经验公式表示：Pc=CfaBmb式中C为常数，f为工作频率，Bm为工作磁通密度，对于常见的功率铁氧体材料而言，a为1.2，b约为2.5。Pc＝Ph＋Pe＋Pr＝f∮BdH+Cf2Bm2/ρ+Pr功率损耗的构成10.电感因数AL(nH/N2)电感因数定义为具有一定形状和尺寸的磁心上每一匝线圈产生的电感量，即AL=L/N2式中L为装有磁心的线圈的电感量(H)N为线圈匝数NCDMnZn软磁铁氧体材料分类1、LP系列功率铁氧体材料，主要用于开关电源变压器、扼流圈及其它功率转换领域，包括LP1、LP

7、3、LP3A、LP4、LP5、LP9、LP13等。2、HP系列高磁导率铁氧体材料，主要用于EMI滤波器和数字通讯领域的宽带、脉冲变压器，包括HP1、HP2、HP3、HP3A等。NCD功率铁氧体材料特性NCD高磁导率铁氧体材料特性常用铁氧体磁心的特点：E(EE、EF、EI):简单、经济的形状；方形截面不易绕制粗线；磁心有效面积较大；磁屏蔽较差。平面E型(PlanarEE、PlanarEI):低矮结构；小的漏磁通；寄生特性的重复性很好；易于装配；节省成本；可靠性高；热特性好，易于散热。EFD型:很低的结构高度；很高的传输功率密度；包括SMD骨架

8、在内的范围很全的配件。EP型:立方体设计有利于高密度装配；优良的磁屏蔽；易于设计多路输出变压器。ER型:圆形中心柱；边侧腿带有圆弧；为获得更小的尺寸，备有SMD骨架和卡箍；中等的