磁芯材料知识

磁芯材料知识 磁芯材料知識 摘要: 1.磁芯材料 基本概念 ui值磁芯的初始透磁率，表征材料對于磁力線的容納與傳導能力。(ui=B/H) AL值:電感系數. 表征CORE成品所具備的幫助線圈產生電感的能力.其數值等于單 1.磁芯材料 基本概念 ui值 磁芯的初始透磁率，表征材料對于磁力線的容納與傳導能力。(ui=B/H) AL值:電感系數. 表征CORE成品所具備的幫助線圈產生電感的能力.其數值等于單匝電感值,單位是nH/N2 . 磁滯回線:1:B,H CURVES (磁滯曲線) Bms:飽和磁束密度,表征材料在磁化過程中,磁束密度趨于飽和狀態的物理量,磁感應強度單位:特斯拉,104高斯) 我們對磁芯材料慢慢外加電流，磁通密度(磁感應強度)也會跟著增加，當電流加至某一程度時我們會發現磁通密度會增加很慢，而且會趨近一漸進線，當趨近這一漸進線時這個時候的磁通密度我們就稱為的飽和磁通密度(Bms) Bms高:表明相同的磁通需要較小的橫截面積，磁性元件體積小 Brms:殘留磁束密度,也叫剩余磁束密度,表征材料在磁化過程結束以后,外磁場消失,而材料內部依然尚存少量磁力線的特性) Hms:能夠使材料達到磁飽和狀態的最小外磁場強度,單位:A/m=10/2π奧斯特) 4 Hc:矯頑力,也叫保持力,是磁化過程結束以后,外磁場消失,因殘留磁束密度而引起的剩余磁場強度)因為剩余磁場的方向与磁化方向一致,所以,必須施加反向的外部磁場,才可以使殘留磁束密度減小到零) 從磁滯回線我們可以看出:剩磁大，表示磁芯ui值高。磁滯回線越傾斜，表示Hms越大磁芯的耐電流大。矯頑力越大，磁芯的功率損耗大。 鐵粉芯: 鐵粉芯是磁芯材料四氧化三鐵的通俗說法，主要成分是氧化鐵，價格比較低，飽和磁感應強度在1.4T左右:磁導率范圍從22-100，初始磁導率ui值隨頻率的變化穩定性好，直流電流疊加性能好，但高頻下消耗高。 該材料可以從涂裝顏色來辨認材質，例如:26材:黃色本體/白色底面，52材:綠色本體/藍色底面。該類材料價格便宜，如果感量不很高，該材料是首選。可以根據感量大小和IDC要求，選擇所需材料，8材耐電 流最好，26材最差，18材在兩者之間，但8材AL值很低。鐵粉芯材料一般都用來做小感量耐大電流的電感器。 該類材料最常用于TOROID CORE ,一般有較好的耐電流特性.其表面阻抗介于Mn-Zn系与,i-Zn系之間,有一定的導電能力,所以,,,,体表面均有絕緣涂裝層, TOROID CORE里的26.18.52材,均以鐵粉為主要成分. 該類材料除用于制作環形常態電感外,也常用于制作環形變壓器. 該類材料很容易被外磁場所磁化,被外磁化后成品,值會有3~5%的升 高,靜置3-5天后方可恢复初始值. 另有TOROID CORE 里,材.SF53材,有超強的耐電流特性,常用于制作耐電流10A以上的低感元件.(主机板常用) 鐵粉芯材料的表示方法一般為: T××-××,前面的兩位或三位數字表示磁環的外徑,計算方法: 外徑= ××*0.01 英寸 = ××*0.01*2 5.4 毫米;后面的兩位(或一位)數字或字母表示材質. 例如: T106-26 表示外徑為1.06英寸(1.06*25.4=26.9毫米),材質代碼為26的磁環. 鐵粉芯材料一般使用不同的涂裝顏色來區分不同的材質,國際采用統一涂色標准如下: 2材: 紅色本体,透明(FERRITE本色)底面----這種材料的磁導率低，比其他沒有加空隙損耗的材料更能降低操作時的AC通量密度。 8材: 黃色本体,紅色底面---這種材料在高偏流的情況下，磁芯損耗低，并且線性良好，是良好的高頻材料，也是最貴的材料。 18材: 淡綠色本体,紅色底面---這種材料跟8材一樣，磁芯損耗低，但是磁導率較高而成本較低，有良好的DC飽和特性 26材: 黃色本体,白色底面---最為通行的材料，是一種成本效益高的一般用途材料，適合功率轉換和線路過濾波等各種廣泛用途。 52材: 淡綠色本体,藍色底面---該材料在高頻下磁芯損耗比較低，而磁導率與-26材料相同，在新型的高頻抗流器上應用廣泛。 28材:灰色本體，綠色底面---具有良好的線性，低成本和相對低的磁導率，廣泛應用與大尺寸的高功率UPS抗流器。 40材:綠色本體，黃色底面---最便宜的材料，其特性與26材頗相似，普遍應用與較大的尺寸 33材:是一種可以替代8材但不昂貴的材料，適用與高頻時磁芯損耗不重要的情況，高偏流時線性良好。 53材: 通体黑色(也有的表示為通体湖水綠色); P3材: 通体天藍色 鐵粉芯材料特性: 1. 飽和感應強度高，能工作與大電流下。 2. 性能穩定，有效磁導率具有優異的頻率特性。 3. 具有較高的溫度特性，適用與-65?-+125?的溫度范圍。 4. 環行結構具有極低的電磁輻射，節省了屏蔽材料，降低了對屏蔽工作的要求。 5. 鐵粉芯具有出色的噪音抑制和吸收能力，其性能優于金屬迭片和鐵氧體。 Mn-Zn Mn-Zn類:(70,Fe2O3 17,MnO 13,ZnO)該材料導電能力很強，一般需要塗裝絕緣，涂裝層一般為綠色，通常是根據特性要求來選擇材料，對於較大感量通常選用Mn-Zn材料，Mn-Zn材料易磁飽和，即IDC1很小，通過廠商的產品目錄查出對應的電感系數(AL值)，再通過公式L=AL.N2算出所需要的圈數,Mn-Zn材料特性不穩定，通常感量范圍要定為30%或以上～該材質受外界溫度，壓力的影響比較明顯，因此一般我們在做該類樣品的時候通常把感量定到XXuH MIN,如果客戶有感量范圍要求時，我們必 須要用自干型膠水(1005A/1005B)來固定BASE或隔板，切記不可烘烤～ 該類材質最常用于高感環形電感器.也廣泛用于EI,EE,UU型磁芯所构成之濾波器.高頻變壓器等;DR CORE 偶爾有用到. Mn-Zn系材料具有高ui值,適合做低圈高電感(環形電感耐電流差)其ui值常用,xx表示,例如: ,2.5,表示ui值為2500. 另外常用R5 K,R7K,R8K,R10K,R12K,R15K等. 即使同等ui值材質,其規格尺寸大小不同時,反應出來的Al值亦不同, Al值正比于其有效橫截面積. Mn-Zn材質一般具有很小的表面阻抗,几乎相當于電的良導体,所以該類材質必須有良好的絕緣層以隔絕線圈本体,否則极易產生初 次級線圈之間的高壓擊穿. Mn-Zn系材質,特別是其中的高ui材質,其特性受溫度.應力 ~130?烘烤后其L值一般的影響极其顯著,并且無固定規律可循)待100? 升高10~15%. Mn-Zn鐵氧體材料系列是一種高頻低功耗材料，它的特點是在高頻高磁通密度的條件下具有低的功耗，該材料主要運用與開關電源，主變電源，主變壓器和電視，計算器機顯示器，CRT 管的變壓器磁芯。 Ni-Zn 該類材料最為廣泛地應用于CHOKE類電感線圈,其主要成分為三氧化二鐵,外加少量氧化鋅)氧化鎳)氧化銅)氧化鈷等微量元素构成,特性穩定,變异性小.各家協力厂商制造技術均已臻嫻熟,价位較低,是普通扼流線圈的首選磁芯)其中因微量元素的不同而致使該類材料又呈現出不同的特性 Ni-Zn磁環通常不塗色，要求測阻抗，即Z值。有時也要求感量。我們 廠用到的Ni-Zn磁環並不多。一般都是RH,R6H,RID等BEAD類型，主要供應商是優磁。TOROID產品有時也會用到Ni-Zn材料。一般塗綠色，跟MN-ZN材料顏色一樣，要注意區分。 Ni-Zn材料具有很高的表面阻抗，是電的絕緣體，用來做EMI防磁干擾(低頻低阻抗，高頻高阻抗) Ni-Zn材料一般都是具有低的飽和磁束密度(BS)與高的矯頑力(HC)，無法耐大電流與多的磁滯損失，具有高的表面阻抗。 韩国CSC金属磁粉磁环: MPP類 MPP CORES铁镍钼金属磁粉芯 MPP 是由81%Ni、2%Mo及Fe粉构成。主要特点是:饱和磁感应强度值在7500Gs左右;磁导率范围大，从14,550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳，广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零，在不同的频率下工作时无噪声产生。主要应用于300kHz以下的高品质因素Q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的LC电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等, 在AC电路中常用, 粉芯中价格最贵。 該類材料一般表示為:CMXXX XXX 該材料IDC1很好，常用來做要求耐大電流的電感，價格昂貴，通常電感系數很低。材料的外觀與其他 材料不同，一般塗裝層上有印字，其中前三位數字表示該CORE的外徑尺寸，后三位數字則表示該CORE的ui值. ui值主要范圍:26，60，75，90，125，147，160 主要应用于:高Q滤波器，负载线圈，谐振电路，射频干扰滤波器，变压器，扼流圈，差模电感滤波器，直流偏置输出滤波器。 Sendust 鐵硅鋁磁粉芯 铁硅铝粉芯由9%Al、5%Si, 85%Fe粉构成。主要是替代铁粉芯，损耗比铁粉芯低80%，可在8kHz以上频率下使用;饱和磁感在1.05T 左右;导磁率从26,125;磁致伸缩系数接近0，在不同的频率下工作时无噪声产生;比MPP有更高的DC偏压能力;具有最佳的性能价格比。主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等。有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。 該類環形磁環與MPP材料外觀表示方法基本一致，只是涂裝黑色，印字開頭為: CSXXX XXX 主要成份為鐵硅鋁 ui值主要范圍:26，60，75，90，125 應用:开关调整器或开关电源器中的功率电感，反激变压器，脉冲变压器，在线噪声滤波器，扼流圈，调光灯相位控制电路，调速电机控制设备。 High Flux 鎳鐵磁粉芯 是由50%Ni、50%Fe粉构成。主要特点是:饱和磁感应强度值在15000Gs 左右;磁导率范围从14,160;在粉末磁芯中具有最高的飽和磁感应强度，最高的直流偏压能力;磁芯体积小。主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等, 在DC 电路中常用，高DC 偏压、高直流电和低交流电上用得多。价格低于MPP。 CHXXX XXX字母開頭，主要應用與:线路噪声滤波器，开关调整电感，脉冲变压器，反激变压器。 ui值主要范圍:26，60，75，90，125 總結: 以上三種磁粉芯的特點:(1)具有高的饱和磁通密度，因此可以在较大的磁化场下不易被饱和。(2)具有较高的有效导磁率。(3)磁性能稳定性好。