功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨

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1、功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨功率软磁铁氧体磁心的气隙研磨陈永平(南京金宁电子集团有限公司,江苏南京210046)中图分类号:TM277;TG582文献标识码:B文章编号:1001—3830(2011)o5—0074-021引言2软磁功率铁氧体磁心研磨气隙的要素功率软磁铁氧体材料的发展始于

2、1970年代末,开关电源的出现是电源技术的一场革命,这种新型功率器件,最初用于电视机的行输出变压器,目前已广泛应用于计算机,通信,航空航天,绿色照明和家用音视频系统等技术领域.进入21世纪,现代电子工业全面进入自动化生产阶段.因而,对功率软磁铁氧体材料及磁心元件提出了越来越高的要求,用于单端激励电路的许多功率铁氧体磁心都需要开气隙,其目的主要是减小磁心在不对称磁场状态下工作时的剩磁,气隙越大剩磁越小,这样同体积的磁心就可能输出更大的功率,避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象,且能更好地控制电感量,提高变

3、压器的工作稳定性.但是,气隙量的增加同时也降低了磁心的磁导率,造成器件的线圈圈数增加,相关的铜损也随之增大,且线圈的分布电容也大,对稳定工作不利,所以应根据需要选择适当的气隙.常用的EE型,EC型,罐型,EP型,RM型,PQ型等气隙研磨方法大致分为三种:(1)普通研磨气隙只是将中柱平行磨去一定尺寸,可有效防止磁饱和,并将电感控制在很窄的范围内,使磁心电感量保持一个稳定的数值,这是最常见也最简便的一种.(2)将磁心中柱斜磨一定角度,加大中柱气隙截面积,可以提高效率.(3)为了加大中柱截面积,也可以将中柱磨成凹

4、凸型,此方法也有不少厂家在使用.收稿日期:2011.05.03修回日期:2011.06.24742.1设备随着电子产品的不断发展,功率铁氧体磁心(以下简称磁心)的品种也在不断地增加,为满足气隙研磨的需求,国内外磁性材料专业生产厂家和研磨设备制造企业纷纷研究和开发新的研磨工艺和设备,而磁心气隙研磨按所用设备大致分为以下几种:(1)连续式,主要包括:直线通过式磨床:直线通过式磨床是磁心研磨最常用,效率最高的一种磨加工设备,种类繁多,如单立轴,单卧轴(切割机),立轴+卧轴,2立轴+卧轴,立轴+2卧轴,上立轴+下立

5、轴等等.立轴适用于磨平面,卧轴适用于磨气隙(或切割),故只要有卧轴就可以磨气隙(或切割磁心).尤其是近年来,通过定制专用气隙砂轮,使用单卧轴型磨床(切割机)磨气隙的厂家越来越多,但因受轴径较细,砂轮不能过宽等条件限制,单卧轴型磨床(切割机)主要适用于磨小规格,小气隙量的磁心.圆盘通过式磨床:一般情况下,罐型,EP型,RM型等磁心磨心柱气隙时,不希望磨到边腿,此时直线通过式磨床就无法使用了.为此,磁心生产厂家和研磨设备制造企业联合研制和开发出圆盘通过式磨床.其原理是在圆盘上安装一圈不同类型磁心的专用模板,夹具

6、,然后将待磨品一只只分别放入模板上的一个个工位内,随着圆盘的转动,进一只,出一只以实现连续作业,只是这种”点动式”的连续,效率上肯定无法与直线通过式磨床相比.(2)半连续式,主要包括M7120,M7130等系列平面磨床.适合规格繁多,批量较小以及斜磨,凹凸型心柱的情况.JMagnMaterDevicesVol42No5(3)非连续式,主要包括各类间歇式磨床:此类磨床因为结构特别简单,类似于台钻,故以各厂家自制为主.适用于罐型,EP型,RM型等类型,气隙量非常小的磁心.操作方式主要是手握产品,磨一只测量一只.

7、优点是设备投资少,再小的气隙都可以磨,缺点是效率低,人工成本高.2.2测量气隙研磨一般以测量磨后电感值为准,也有少量考核气隙量的.电感一般分为空心电感和磁心电感两种.因空心电感相对于同一线圈,同一电感表等条件下是恒定不变的,故在每次测量磁心电感前,先测量一下线圈的空心电感便可校验电感表的工作状态或线圈有无异常.由于线圈的绕法不一样,故在测量平面配气隙磁心的电感时,线圈的引线端处在平面一侧或气隙一侧其测量结果是不同的.这是测量电感时容易疏忽的地方,需要注意规范测量方法.2.3气隙量的计算在研磨气隙过程中,经常

8、发现事前并不知研磨产品的气隙量具体是多少,此时就需要通过计算来获得.但不同的文献,资料由于使用的物理量或单位不同,造成给出的气隙量计算公式各不相同.这里总结了以下公式以期为读者提供有益的参考:当与.相差较大时,有7n:..(1),ufle当db.时,有:.(2)rr或Zg=fe?—/’~O_--/’ae(3)Le式中,为所求气隙量;le为磁心的有效磁路长度;为磁心材料的起始磁导率;.为开气隙后要求的磁导率;为磁心