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各种磁环的运用及区别

1.磁粉芯
    
        磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。
    
        常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
    
        磁芯的有效磁导率me及电感的计算公式为:me = DL/4N2S ′ 109
    
        其中:D为磁芯平均直径(cm),L为电感量(享),N为绕线匝数,S为磁芯有效截面积(cm2)。
    
    (1).铁粉芯
    
        常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在1.4T左右;磁导率范围从22~100; 初始磁导率mi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高。
    
    (2).坡莫合金粉芯
    
        坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。
    
        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。
    
        高磁通粉芯HF是由50%Ni, 50?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。
    
    (3).铁硅铝粉芯 (Kool Mm Cores)
    
        铁硅铝粉芯由9%Al, 5%Si, 85?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;磁致伸缩系数接近零,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。
    
    2. 软磁铁氧体 (Ferrites)
        软磁铁氧体是以Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,采用粉末冶金方法生产。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等几类,其中Mn-Zn铁氧体的产量和用量最大,Mn-Zn铁氧体的电阻率低,为1~10欧姆-米,一般在100KHZ以下的频率使用。Cu-Zn、Ni-Zn铁氧体的电阻率为102~104欧姆-米,在100kHz~10兆赫的无线电频段的损耗小,多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器。
    
        磁芯形状种类丰富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圆形等。在应用上很方便。
    
        由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率,粉末冶金方法又适宜于大批量生产,因此成本低,又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感,在应用上很方便。而且磁导率随频率的变化特性稳定,在150kHz以下基本保持不变。随着软磁铁氧体的出现,磁粉芯的生产大大减少了,很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替。
    
        国内外铁氧体的生产厂家很多,在此仅以美国的Magnetics公司生产的Mn-Zn铁氧体为例介绍其应用状况。分为三类基本材料:电信用基本材料、宽带及EMI材料、功率型材料。
    
        电信用铁氧体的磁导率从750~2300, 具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系, 是磁导率在工作中下降最慢的一种,约每十年下降3%~4%。广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器。
    
        宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体,磁导率分别有5000、10000、15000。其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器,在宽带变压器和EMI上多用。
    
        功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度,为4000~5000 Gs。另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。也就是说,随频率增大、损耗上升不大;随温度提高、损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路。

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