关于铁氧体磁芯


请参考技术文件图书馆铁氧体磁芯设计手册。其他包括技术公告以及应用上的知识等相关资料也提供下载。

什么是铁氧体?

铁氧体磁芯是由致密匀质的陶瓷结构非金属磁性材料制成。它由氧化铁(Fe2O3)和一种或几种其他金属(例如锰,锌,镍,镁)的氧化物或碳酸盐化合物组成。 铁氧体原料通过压制,后经1300度C高温烧结,最后通过机器加工制成满足应用需求的成品磁芯。相比于其他类型的磁性材料,铁氧体的优点是磁导率很高,并且在广泛的频率范围内具有高电阻和涡流损耗小等优势。这些材料特性使得铁氧体成为制造高频变压器,宽带变压器,可调电感器和其他从10kHz到50MHz的高频电路等应用的理想材料。铁氧体磁芯的选择范围很广,可以依照不同磁性参数,来选择不同的材料和形状。 

磁导率对于功率材料的重要性如何?

磁导率是磁通密度(B)除以激励功率(H)得出的值。电源材料通常用于高频变压器等应用场合。因此,其重要特性为:高磁通密度和低磁芯损耗。磁导率的重要性较低,因为它会随操作磁通范围而改变。

何谓磁导率衰减?

磁导率衰减现象发生在铁氧体中,指磁芯退磁后,磁导率随时间降低。该现象可能是应用振幅逐渐减小的交流电流,导致温度上升,超过居里点而造成;也可能是由于机械冲击磁芯造成。在这种情况下,磁导率将基于原始值增加,然后按指数律下降。如果应用中不存在极端条件,磁导率的变化将很小,因为大部分变化发生在生产磁芯后最初几个月内。高温条件会加速磁导率的降低。磁导率减落可在各个连续的退磁过程重复出现;因此,它与老化不同。

为什么实际磁芯损耗大于计算出的磁芯损耗?

计算磁芯损耗时,假设磁芯的结构是均匀的。但实际上,将两个各为一半的磁芯配对时,配对表面存在漏磁通(边缘磁通),而且,间隙损耗也会增加总损耗量。间隙损耗是由于磁通集中在磁芯,绕组中产生涡电流造成的。当磁芯存在间隙时,该间隙损耗可导致总损耗显著增加。此外,由于许多磁芯几何形状的截面积不规则,最小截面积点可能产生局部“过热”。因为局部的小面积导致了更高的磁通密度, 所以这些位置的损耗会增加。

镍锌铁氧体与锰锌铁氧体的区别是什么?

锰锌材料具有高磁导率,而镍锌铁氧体具有低磁导率。锰锌铁氧体可用于操作频率低于5MHz的应用场合。镍锌铁氧体具有较高的电阻率,可用于频率范围为2MHz到数百兆赫的场合。但共模感应器除外,对于70MHz以下的应用场合,锰锌材料的阻抗使之成为最佳选择;而对于70MHz到数百千兆赫的应用场合,推荐使用镍锌材料。

为什么磁芯数据表中仅列出較小AL

磁导率(和AL)随激励功率变化。在功率应用中,不需要限制最大AL。較小AL可转换成最大激励电流。

适合的夹紧压力应该是多少?

通常,推荐的数字约为吻合表面700 kg/m2(100 lbs./sq. in.)。有关RM、PQ、EP和罐型磁芯的特定推荐压力,请查阅“美磁铁氧体磁芯设计手册”。

为何要磨平铁氧体磁芯的结合面?

磨平磁芯吻合表面的原因是:烧结过程造成表面不平。磁芯表面必须具有最少量的气隙以减少间隙损耗并获得最佳电感。

为什么要研磨磁芯?什么是表面处理?

研磨是一种额外生产流程,可用于改善磁芯结合面。它主要应用于磁导率达到或超过5000的磁芯材料,以实现给定材料的最大AL值。应将结合面磨得像镜面一样。通常,经过磨平的表面厚度为0.5至1.0微米,研磨后的磁芯为0.1至0.2微米。

为什么铁氧体间隙的公差不能始终保持在±3%?

由于加工间隙的机械的限制,间隙尺寸越小,越难保持严格公差。随着AL的增大,间隙将减小,因此公差增大。随着间隙减小,机械公差便会按比例增大,此外,材料磁导率变化带来的影响也会增大。相较于按物理尺寸定义的间隙,按AL值定义的间隙具有更严格的公差。

如何粘合铁氧体磁芯?

应使用热固性环氧树脂胶粘剂进行粘合。其可用范围非常广泛。选择中应考虑的重要要素包括要求的温度和粘度。其实用固化温度必须不超过安全组装的最高温度。高粘度树脂可能难以应用。低粘度树脂又可能导致不够牢固的接缝裂开,或者被多空隙的铁氧体吸收掉。有关特定树脂的信息,请参阅生产商的说明书。注意,不要对铁氧体造成热冲击;过快地升高或降低磁芯温度会带来危险。如果温度改变速度超过5-10ºC/min,可能导致铁氧体破裂。此外还必须注意,使胶粘剂的热膨胀系数(CTE)与铁氧体材料的系数相适应。否则,树脂可能比铁氧体更快膨胀或收缩;可能会造成裂缝,降低磁芯的性能。