各种合金金属磁芯非晶微晶磁芯介绍

各种合金金属磁芯、非晶、微晶磁芯介绍 一、性能特点:

坡莫合金金属磁芯:各类坡莫合金材料有著各自相同的,较硅钢材料与铁氧体出色的典型磁性能够,有著较低的温度稳定性和时效稳定性.低起始磁导率类坡莫合金材料

(ij79,ij85,ij86)铁芯常制作电流互感器,大信号变压器;低矩形度类坡莫合金材料(ij51)铁芯常制作磁放大器,双级性脉冲变压器;高剩磁类坡莫合金材料(ij67h)铁芯常制作中小功率单极性脉冲变压器. 二、非晶磁芯:

⑴铁基非晶铁芯:在几乎所有的非晶合金铁芯中具备最低的饱和状态磁感

应强度(1.45～1.56t),同时具有高导磁率,低矫顽力,低损耗,低激磁电流和良好的温度稳定性和时效稳定性.主要用于替代硅钢片,作为各种形式,不同功率的工频配电变压器,中频变压器,工作频率从50hz到10khz;作为大功率开关电源电抗器铁芯,使用频率可达50khz.⑵铁镍基非晶铁芯:中等偏低的饱和磁感应强度(0.75t),高导磁率,

高矫顽力,耐热耐蚀,稳定性不好.常用于替代坡莫合金铁芯做为漏电控制器中的零序电流互感器铁芯.⑶钴基非晶铁芯:在所有的非晶合金铁芯中具备最低的磁导率,同时 具有中等偏低的饱和磁感应强度(0.65t),低矫顽力,低损耗,优异的耐磨性和耐蚀性,良好的温度稳定性和时效稳定性,耐冲击振动.主要用于取代坡莫合金铁芯和铁氧体铁芯制作高频变压器,滤波电感,磁放大器,脉冲变压器,脉冲压缩器等应用在高端领域(军用) 三、微晶磁芯:

较高的饱和磁感应强度(1.1～1.2t),高导磁率,低矫顽力,低损耗及良的稳定性,耐磨性,耐蚀性,同时具有较低的价格,在所有的金属软磁材料芯中具有最佳的性价比,用于制作微晶铁芯的材料被誉为\\绿色材料\\泛应用于取代硅钢,坡莫合金及铁氧体,作为各种形式的高频(20khz100khz)开关电源中的大中小功率的主变压器,控制变压器,波电感,储能电感,电抗器,磁放大器和饱和电抗器铁芯,emc滤波器共电感和差模电感铁芯,idsn微型隔离变压器铁芯;也广泛应用于各种类同精度的互感器铁芯.环型规格范围:磁芯最大外径:750mm磁芯最小内径:6mm磁芯最小片宽:5mm

磁芯最小片阔:40mm(可以共振获得更阔)其他规格可以根据客户市场需求订制 四、参考说明:

坡莫合金金属磁芯,非晶,微晶磁芯电磁性能状态:

横磁热处理,低br,有一定的恒导特性,适用于小功率单极性脉冲变压器,单端开关电源变压器,滤波电感,电抗器;

常规热处理,高pc,极低的激磁电流;适用于于中频变压器;

纵磁热处理,高br,适用于配电变压器,中频变压器,双端开关电源变压器,大功率双极性脉冲变压器,饱和电抗器及脉冲压缩器.摘要：结合应用实例,重点介绍了在不同应用场合选用非晶与超微晶材料的种类及其特点，并与其它磁性材料作了对比。关键词：铁基非晶材料；铁基超微晶材料；磁导率；矫顽力；损耗 五、非晶与逊于微晶材料的应用领域 磁材料120×60×40磁芯。按照 e=4．44f×bm×n×sc×10－4（1）

式中：bm――工作磁感应强度，一般选在bs/2处较 最合适，既bm挑选0．8t； e――交流输入电压，v； n――初级匝数；

f――交流输入电压频率，hz； sc――磁芯有效率截面积，cm2。

又因为sc=（1／2）×d×（r－r）×h（2） 式中：d――磁芯的占到空系数，通常挑0.65； r――磁芯的外环直径，cm； r――磁芯的内环直径，cm； h――磁芯的高度，cm。

所以sc=(1／2)×d×（r－r）×h=(1／2)×0．65×（12－6）×4=7．8cm2由式（1）可以得:n===198匝考量铜损，n挑选200匝。 2）验证

为了检验n=200匝时，磁导率μe与否在磁芯材料参数的范围之内，可以利用式（3）n=104×（3）

式中：l――初级电感量，h；

lc――磁芯的平均值磁路长度，cm。

因为lc=1.57×(d＋d)=1.57×(12＋6)=28.26cm l的排序如下:

在未绕成变压器之前,初级电感量是不能测出的,但可以由式（4）推算出。=（4） 即为可以先拖n1=10匝,测出l1=13mh，于是n=200匝时可以获得l=l1×=13×=5.2h由式（3）可以得μe=×108=×108=4×104

μe满足μi=8×104的要求。说明变压器初级匝数设计合理。 次级匝数可以由电压与匝数的变比算出，这里不再累述。 经过实验，这一理论计算可以带起1kw负载，工作稳定可靠。 3）设计时特别注意点

①bm不能选的过高由于磁芯参数的分散性，使得在相同匝数下的电感量有差异,而且相差较多,若bm取得太高,容易使磁芯饱和。②怎样判断磁芯已进入饱和?

――在深饱和状态下，减少初级电压,次级电压不减少,减少的能量全部被磁芯损耗掉；功率减轻后,输入电压快速上涨,功率能力上升，能量被磁芯损耗。

――在深饱和状态下，初级电压加不到220v磁芯就很烫,而且初级电压再升高,次级电压也不变,能量全部被磁芯损耗。 六、开关电源用磁芯 3．1单端式变换器用磁芯

单端式变换器主要建议磁芯余下磁感应强度高，即br/bs较小。

采用铁基超微晶低剩磁(br/bs≤0.2)材料的磁芯，饱和磁感应强度bm=1.2t，剩磁

br<0.2t,初始磁导率μi>2×104，最大磁导率μm=5×104，损耗p0.35（10khz）<18w/kg。 这是因为单端式变换器磁芯工作在磁滞回线的第一象限,对材料的建议就是具备小的δb(δb=bm－br)，铁基超微晶材料的饱和状态磁感应强度bm=1.2t,它无论经过怎样的磁场处置,都就是不能变小的,所以必须并使δb减小,只有使用高br的磁芯。特别对于单端C7998A主变压器,建议存有足够多的饱和状态磁感应强度bm和最合适的磁导率。因为单端C7998A电路中的主变压器建议储能,线圈储能的多少依赖于两个因素:一就是材料的工作磁感应强度be或电感量l；另一个就是工作磁场hm或工作电流i。储能w=li2,在一定的电流下,磁芯无法饱和状态。饱和状态磁感应强度bm由材料同意,高br的磁芯有利于恒磁导,并使磁芯在一定的电流下不饱和。

3．2全桥、半桥、推挽式变换器用磁芯

对于这种双端式变换器主要建议磁芯的饱和状态磁感应强度bm低。

虽然铁基非晶材料的饱和磁感应强度bm高，但是由于铁基非晶材料的工作频率较低（<15khz），频率高时，损耗增加，所以对于几百khz以上的逆变电源是不适用的。而采用铁基超微晶中剩磁(br/bs≤0.6)材料的磁芯。饱和磁感应强度bm=1.2t,初始磁导率μi>8×104，最大磁导率μm=45×104。损耗p0.3/(100khz)<300w/kg，工作频率高。 因为全桥、半桥、推挽式变换器中的变压器工作在双端,对br的建议不是很严苛,它须要的就是2bm。但若采用低br的磁芯,当电源功率很大时，难产生饱和状态现象。为此，对于中、大功率的开关电源，可以使用中br磁芯，这样还可以并使变压器存有一定的电感量。特别对于谐振电源，一定的变压器电感可以当好谐振电感，并使全桥、半桥、推挽式电路产生谐振，达至zvs或zcs硬控制器的促进作用。

但对于有的大功率的开关电源,为防止偏磁,也采用低剩磁(低br)磁芯。 3扼流圈用磁芯

扼流圈用磁芯要求有一定的储能，所以要采用低剩磁，横磁导率的材料。

使用铁基非晶高剩磁(高br)材料磁芯，饱和状态磁感应强度bm=1.5t,剩磁br<0.1t,恒磁导率250～1200。

扼流圈是阻止交流成份,只让直流通过的电感元件，所以直流电流和交流电流加在磁芯上时的磁特性,即直流偏磁特性是很重要的。具体地说，电感值应使得直流电流不易让磁芯饱和,而对于交流成分确是足够大的。为此作为材料特性,需要高饱和磁通密度bm，磁导率恒定。

下面就几种材料的特性搞一下对照，参见表中1。

表1几种材料的特性对比材料饱和磁感应强度/t磁导率损耗/w/kg铁基非晶扼流圈1.5250～1200p0.05(2khz)<1.5

坡莫合金0.75根据形状和提气隙的相同而相同p0.5(2khz)<25硅钢片2p1.0(1khz)<20铁氧体0.4p1.0(1khz)<7.5

非晶扼流圈与坡莫合金、硅钢片、铁氧体相比可以提高工作频率、增强耐直流电流的能力、高温时仍保持高饱和磁通密度、降低功耗等优点。 七、非晶饱和状态磁芯

饱和磁芯主要是把磁芯当作一个“磁开关”，当磁芯不饱和时，电感很大，相当于磁开关断开；当磁芯完全饱和时，电感很小，相当于磁开关短路。

使用钴基非晶合金磁芯，它具备低磁导率,高矫顽力,高矩比(bs/br),低损耗等特点。饱和状态磁感应强度bm=0.5～0.8t,矫顽力hc<2a/m。 1）自饱和电抗器

自饱和状态电抗器就是期望磁芯搞一个反应很快的控制器,有一点电流就并使磁芯很快饱和状态。所以应当使用低剩磁(低br)材料,起始磁导率μi>5×104,最小磁导率

μm>25×104,损耗p0.5(20khz)<35w/kg。主要用作消解开关电源的二次寄生振荡、消解尖峰等。

2）可饱和电抗器

可饱和电抗器就是利用了磁芯未饱和状态与饱和状态后磁导率间的非常大差异去延后电流以获得一段预置时间。这时可以将脉冲变压器传输过来的脉冲展开放大,根据电流的大小去调节脉阔,从而可以发生改变输入电压。利用可饱和电抗器的这一特点,就可以同时实现多路调节。因为使用通常的脉阔调节的开关电源就可以对一组输入展开脉阔调节,发生改变输入电压，而无法努力做到几路输入电压都调节器,利用可饱和电抗器,通过用电位器掌控各输入电路的电流去发生改变各电路的脉阔,从而同时实现多路调节。现在国外已作出了通过电位器并使十几路输入都可以调节的电路。所以可饱和电抗器应当根据电流的大小和输入脉阔放大情况去挑选磁芯。比如须要小电流下除了一定脉冲放大的，应当采用高剩磁(高br)磁芯.总之必须具体内容问题具体分析。