磁環(huán)材料選取

1、磁粉心磁環(huán)的選取1 .磁環(huán)的作用磁粉心是由鐵磁性粉粒與絕緣介質(zhì)混合壓制而成的一種軟磁材料，由于鐵磁性顆粒很?。ǜ哳l下使用的顆粒為0.55 pm）,又被非磁性電絕緣膜物質(zhì)隔開， 因此，一方面可以隔絕渦流，適用于較高頻率；另一方面由于顆粒之間的間隙效 應，導致材料具有低導磁率及恒導磁特性； 又由于顆粒尺寸小，基本上不發(fā)生集 膚現(xiàn)象，所以磁導率隨頻率的變化也就較為穩(wěn)定。作為一種特殊的磁性材料，磁 粉心主要用于高頻電感和變壓器。2 .磁環(huán)的材料（1）鐵粉心包括由純鐵粉制成的鐵粉心及由超細純鐵粉制成的城基鐵粉心。鐵粉心具有良好的偏磁特性，但在高頻下?lián)p耗較大，適合制造差模濾波器、無源 PFC電感， 及低頻

2、下開關電路輸出扼流圈（Buck電感）、有源PFC電感（Boost電感）等功 率電感經(jīng)濟而實用的材料。染基鐵粉心，與鐵粉心相比，明顯特點是高頻下的渦 流損耗小，具有優(yōu)良的偏磁特性和很好的高頻適應性， 可應用在100kHz100MHz 頻寬內(nèi)，是制造高頻開關電路輸出扼流圈、 諧振電感及高頻調(diào)諧磁心芯體理想的 材料。（2）鐵硅鋁、高磁通、鐵鋁鍥（MPP）鐵硅鋁、高磁通、鐵鋁鍥粉心具有優(yōu)異的性能，飽和磁密高，功率損耗小， 在很寬的溫度范圍之內(nèi)，性能變化小，同時具有優(yōu)良的耐溫、耐濕、抗振等高可 靠性。以上三種磁粉心均為分布氣隙。幾種常用的磁粉心的性能比較如表 1所示。表1幾種磁粉心性能比較MPP高磁通鐵

3、硅鋁鐵硅磁導率 114550:141602612560磁芯損耗最低適中低高直流偏磁較好很好一M好很好（best）溫度穩(wěn)定性很好好好一M好額定溫度200 c200C200 c200 c飽和特性軟軟軟軟鍥含量n81%50%0%0%相對價格高中等低低（3）非晶合金非品納米晶合金磁芯的典型特點是具有高磁感應強度、高磁導率、低鐵芯損耗和優(yōu)良的高頻特性。它是將特種鋼液以大約每秒100萬度的速率冷凝，一次使薄帶成型得到的非品合金，比一般冷軋金屬帶制造工藝減少了許多中間，藝， 這種新工藝被稱為是對傳統(tǒng)工藝的一次革命。由于超急速冷凝，合金原子來不 及排列，因而沒有晶粒、晶界存在，所以被稱為非晶合金、這種材料有許

4、多獨 特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐腐蝕性、高電阻率等此外它損耗低，可使變壓 器體積減小，降低溫開，提高工作效率。3.磁環(huán)的選取1）磁芯電感的計算繞組磁芯的額定電感可以由磁芯的幾何尺寸通過下式計算得到:0.4 eLn 2Ae, 3le10式中：L為磁芯電感（nH）； R為磁導率；N為繞組匝數(shù)；Ae為磁芯交疊面積（mm 2）; le為磁路長度（mm）。由于漏感的存在，實際測得的電感比額定值要大，之間的差值由許多因素決定：磁芯的尺寸，磁導率，磁芯涂層的厚度，繞線尺寸及匝數(shù)。當磁導率在 125以上及匝數(shù)超過500時，這種差異可以忽略。磁芯的漏感估算（由經(jīng)驗數(shù)據(jù)獲?。?.292 N 1.065 AeLl

5、k 二leLlk為漏感（出）；2）磁芯溫度穩(wěn)定性美磁磁芯的完成碼上標記有磁芯的溫度穩(wěn)定性類別。A2、A7、AY、A5、A9為標準型；D4、W4、M4為可控穩(wěn)定型；L6為線性穩(wěn)定型。標準型磁芯的磁導率vs溫度曲線表現(xiàn)出小的正溫度系數(shù)；可控穩(wěn)定型磁 芯在給定的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出平直的溫度系數(shù)；3）磁芯損耗計算磁芯損耗計算公式PL = aB：k f ° （ mW /cm 3 ）式中：a,b,c為常數(shù)，由功率損耗擬合曲線得到，Bpk （T）定為為交流磁通振蕩幅值的一半，Bpk =AB_ = BACmax -BACmin , f 頻率:kHz. 22計算例子：a）選擇美磁鐵硅鋁磁環(huán)77098,額

6、定工作電流580A,無直流分量。每匝電感量 232±8% nH, pl =91.58 b2.2f 1.63H 一AC maxN=(I DCle. J1580、22 ccrL)=3375 A T/m20.2432N . ”1580 ,2 2HAcmin =(Idc 一一) = 一二 一3375 A T/mI20.2432e對應地 Bac max =0.48 T , BACmin =-0.48 T , &B=0.96TPl= 91.58 0.48 2.2 0.05 1.63 = 0.138 m W/cm 3磁芯損耗：Pfe = PL Ae le =0.138 358 243 10

7、 * =12.0 Wb）同一電感量的美磁MPP （鐵鍥鋁）磁環(huán)55098,電流工況一致。_ 2.06 _ 1,56Pl =53,05 B F；對應 BACmax =0.425 T , Bac min =0.425 T2.061.563Pl =53,050,4250.05=0.085 m W/cm磁芯損耗：Pfe = PL Ae le = 0.085 358 243 10 - =7.40 Wc）同一電感量的美磁 High Flux （高磁通）磁環(huán)58098,電流工況一致。2.231.47Pl =246 B F ；對應地 BAcmax =0.49 T , B AC min =0.49 T , AB = 0.98 T ac maxac min2.231.473Pl =246 0.490.05