铁硅铝磁芯优势

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1、究竟是选择磁粉芯，还是铁粉芯?相信这个许多工程师在进行开关电源方案的设计中经常碰到。在高功率电感磁芯选择的问题上，磁芯、粉芯、铁硅铝以及铁氧体中的选择和比较是工程师经常探讨的问题。市场上高功率电感的磁芯选择还是挺多的，可供选择的电感材料有：铁硅铝(KoolMμ)、铁粉芯、铁硅(硅钢叠片)、间隙铁氧体、钼坡莫(MPP)和高磁通(HighFlux)等。那么他们究竟有什么特性适合怎么样的应用呢?　　磁芯材料比较　　铁硅铝与间隙铁氧体　　铁硅铝和间隙铁氧体是两种常用的材质，在软饱和方面，间隙铁氧体必须在下降曲线的安全区进行

2、设计。铁硅被设计在受控制的下降曲线范围中，这样就能够提供好的容错特性，特别是在高功率时候。信息请登陆:输配电设备网　　在磁通量比较方面，假设特定的50%下降设计点，铁硅铝(KoolMμ)的磁通量是间隙铁氧体的2倍以上,这使磁芯的尺寸可缩小35%，设计时可以把磁芯的尺寸缩小30%至35%。　　软饱和曲线使铁硅设计本身具有容错能力，而间隙铁氧体则没有。　　铁氧体磁能力随温度变化，而铁硅保持相对稳定。很多铁氧体供应商或者厂家会给出产品在25℃到100℃不同环境下材质的差异。由于铁硅铝的材质及结构和间隙铁氧体不同，随着温度

3、改变，变化不会很大。信息来源:http://www.tede.在边缘损耗方面，铁硅不会发生边缘损耗，而间隙铁氧体有很大的边缘损耗。铁芯的间隙部分随着温度的增加损耗会增加。铁硅铝(KoolMμ)也有间隙，但是这是均匀的分布式间隙，因为这个形式，在高功率的应用上会更好。信息来自:www.t对于尺寸和储能，从铁硅铝(KoolMμ)与锰锌铁氧体在LI2值比较中可以看出，当尺寸都是55mm的大小，测试铁硅铝用60μ，铁硅铝(KoolMμ)在体积大小的情况下，储能大概是锰锌铁氧体的2倍多，如表1所示。　　而当储能是一样的时候，

4、LI2值一样，铁硅铝(KoolMμ)体积缩小了很多，对于设计者来说，这有效缩小了设计尺寸。如表2所示。表1.铁硅与锰锌铁氧体之LI2值的比较信息来自:www.tede.cn表2.铁硅与锰锌铁氧体尺寸上之比较　　间隙铁氧体也有很多优点，间隙铁氧体可以有很高的有效磁导率μeff，铁氧体可以在500以上而铁硅目前受限于μeff=125。间隙铁氧体使用在一些低功率的设计时更为适合。间隙铁氧体电感系数的公差值较低，如果工艺好的话，多数的铁氧体电感系数的公差值为±3，而铁硅为±12%。间隙铁氧体有较多种类的形状，有PotCor

5、es、EFD's、PQ's等等，而铁硅形状目前受限于E-Core、U-Core&Blocks。信息来自:www.tede.cn　　铁硅铝与铁粉芯　　除了承受直流偏置外，开关稳压电感器还有一定交流电，通常在10kHz至300kHz。这种交流电流会产生高频磁场，造成磁芯损耗并导致磁芯变热。这种情况在铁硅铝(KoolMμ)中会减少，因此电感更有效率，温度更低。铁硅铝(KoolMμ)的磁芯损耗低于铁粉芯。关于接近零的磁致伸缩问题，铁硅铝(KoolMμ)非常适用于消除滤波电感中的音频噪音。铁硅铝(Kool

6、Mμ)在制造时没有使用有机粘结剂，因此，没有任何热老化的问题。所有铁硅铝(KoolMμ)磁芯都能在200℃下连续操作，相对的，铁粉芯有磁致伸缩。铁硅铝与硅铁信息来源:http://www.tede.cn　　大型电感器中也会使用特级的硅铁叠片，通常是块状或条状。硅铁的优势在于饱和磁通密度较高。铁硅形状(E、U、I型的磁芯)也可以经过适当的构造应用于大型电感器。虽然硅铁有较高的饱和磁通密度，但铁硅具备更多优点，例如较好的软饱和度、很低的磁芯损耗、温度稳定性和较低的成本。图1为各种大型铁硅铝器件。图1.各种大型铁硅铝器件

7、　　硅铁块具有离散间隙，与铁硅铝(KoolMμ)的分步式间隙不同，因此随着电流增加，饱和出现要快的多。铁硅铝(KoolMμ)可利用饱和曲线的优点，设计出较小的电感器。硅钢装配件中所用的环氧树脂中一般不能像铁硅铝(KoolMμ)在200℃操作。铁硅铝(KoolMμ)成本低于同等大小的硅钢块。　　在铁损的部分，铁硅的磁芯损耗远低于硅钢叠片。用20μ铁硅铝和硅铁相比较，在10kHz和50kHz的频率情况下，硅铁的磁损更厉害。　　铁硅铝的特点和应用　　铁硅铝(KoolMμ)是什么呢?简单来说，它是由铝-硅-铁组成，它拥有相

8、当高的Bmax(1050mT)，它的磁芯损耗远低于铁粉芯及高磁通，有低磁致伸缩(低噪音)，是低成本的储能材料，无热老化，可以用于替代铁粉芯，在高温下性能非常稳定。信息来源:http://www.t总结一下铁硅铝的特点：适当的成本，优于钼坡莫合金/高磁通以及复合合金;较低的损耗，优于铁粉芯;高饱和度，优于间隙铁氧体;接近零的磁致伸缩，优于铁粉芯;无热老化现象，