磁性材料和磁路基本定律1

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1、1第五章磁性材料和磁路基本定律一、开关电源中的磁性材料二、磁心特性与磁路定律三、常见磁性材料四、常见软磁材料型材五、软磁材料应用要点开关电源中的磁性材料2开关电源离不开磁性材料(Magneticmaterials)磁性材料主要用于电路中的变压器、扼流圈(包括谐振电感器)中Load31、真空磁导率为1.0，空气、纸和铜等非磁性材料具有相同等级的磁导率，铁、镍、钴及其合金材料具有高的磁导率，有时达到几十万为什么使用磁性材料开关电源中的磁性材料Ac—cm2MPL—cm42、磁心比空心线圈的另一个优点是磁路长度（MP

2、L）易于确定，并且磁通除紧靠绕组附近外，基本局限于磁心部分为什么使用磁性材料开关电源中的磁性材料5为什么使用磁性材料开关电源中的磁性材料6复杂的单位制：厘米—克—秒（cgs）单位制，米—千克—秒（mks）单位制，混合英制一个掌握困难开关电源中的磁性材料71.磁性材料的磁饱和问题：如果磁路饱和，会导致变压器电量传递畸变，使得电感器电感量减小等。对于电源来说，有效电感量的减小，电源输出纹波将增加，并且通过开关管的峰值电流将增加。这样可能使得开关管的工作点超出安全工作区，从而造成开关管寿命的缩短或损坏。两个重要问题

3、开关电源中的磁性材料82.磁性材料的居里点（居里温度）(CurieTemperature)：在这一温度下，材料的磁特性会发生急剧变化。特别是该材料会从强磁物质变成顺磁性物质，即磁导率迅速减小几个数量级。实际上，它几乎转变为和空气磁芯等效。一些铁氧体(ferrites)的居里点可以低到130oC左右。因此一定要注意磁性材料的工作温度。两个重要问题简单的说就是两个问题：1.磁饱和——引起电感量减小2.居里温度——磁导率减小开关电源中的磁性材料9注意：与电路理论相对比磁心特性与磁路定律10磁滞回线Hysteresi

4、sLoop磁心特性与磁路定律11BMagneticFluxDensity（磁通密度/磁感应强度）HMagneticFieldStrength（磁场强度）Permeability（磁导率）（Ameasureoftheeaseinmagnetizingthematerial）MagnetizationCurve磁心特性与磁路定律磁化曲线12BsSaturationFluxDensity（饱和磁密）BrRemanenceFluxDensity（剩磁）HcCoerciveForce（矫顽力）iInitialPer

5、meability（初始磁导率）maxMaximumPermeability（最大磁导率）(BH)mMaximumMagneticEnergyProduct（最大磁能积）HysteresisLoop直流磁滞回线磁心特性与磁路定律13高频下的磁滞回线在高频下，B和H之间存在相位差，即时间效应。交流磁场中曲线面积比直流磁场的曲线面积大，且形状和大小也与磁场的变化频率有关。磁心特性与磁路定律14磁阻Reluctance磁心特性与磁路定律15磁阻与电阻RmReluctance（磁阻）电学：E(emf),I,R磁学：

6、F(mmf),Φ,Rm磁心特性与磁路定律16磁阻的计算磁心特性与磁路定律17各个量的关系与电学有哪些相似性？磁心特性与磁路定律18气隙AirGap磁心特性与磁路定律19气隙的作用改变磁阻Rm磁心特性与磁路定律20等效磁导率的计算磁心特性与磁路定律21温度系数TemperatureCoefficient磁心特性与磁路定律22温度系数温度在T1～T2范围内变化时，每变化1℃相应磁导率的相对变化量μ-T曲线磁心特性与磁路定律23不同温度下的磁滞回线磁心特性与磁路定律24居里温度CurieTemperature磁心特

7、性与磁路定律25居里温度在μ-T曲线上，80%μmax与20%μmax连线与μ=1的交叉点相对应的温度磁心特性与磁路定律26磁心损耗CoreLoss磁心特性与磁路定律27磁滞损耗（Hysteresisloss）涡流损耗（Eddycurrentloss）剩余损耗（Residualloss）损耗的构成磁心特性与磁路定律磁滞损耗PhTheareaenclosedbythehysteresisloopisameasureofhysteresislosspercycle.28磁心特性与磁路定律涡流损耗Pe29Theed

8、dycurrentlossiscausedwhenthelinesoffluxpassthroughthecore,inducingelectricalcurrentinit.如何能够减小涡流损耗？磁心特性与磁路定律剩余损耗Pc由于磁化弛豫效应或磁性滞后效应引起的损耗。所谓弛豫是指在磁化或反磁化的过程中，磁化状态并不是随磁化强度的变化而立即变化到它的最终状态，而是需要一个过程，这个“时间效应”便是引