磁性材料应用课件.ppt

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1、软磁材料的应用一．软磁材料分类及应用磁性材料从特性及应用分为软磁、硬磁、旋磁、矩磁、压磁等，其中软磁应用最为广泛，几乎所有感性器件（电感、变压器、传感器等）都离不开软磁材料。软磁材料分类软磁材料的主要性能参数及主要应用方向二．我公司软磁材料主要类别及优势北京七星飞行电子有限公司（国营第798厂）是国内最早生产磁性材料的厂家之一，也是目前国内软磁材料行业品种最全、专业开发能力最强的专业厂家，多年来一直在开发研制各类独特性能的软磁材料，为航天、航空、电子、兵器、船舶等领域研制生产配套产品和服务，在军工领域享有较高的声誉。以下为我公司主要软磁材料系列：1．

2、金属磁粉芯2．Mn-Zn铁氧体3．Ni-Zn铁氧体4．非晶微晶从产品结构尺寸而言，由于拥有国内相对齐全的生产设备，我们的规格型号应有尽有，磁环最大尺寸可达Φ500mm。此外，我公司可以为客户研制生产各类变压器、电感产品，依靠现有多元选择的磁材、专业的设计、齐全的检测手段，我们可以为客户设计制造国军标等级的各类感性器件。下面介绍我们生产的软磁材料的更详细的应用。非晶微晶材料主要用于制造以下产品：1）开关电源变压器及扼流圈一般情况下，就功耗而言，非晶材料在1-10kHz内优于铁氧体，20kHz以上劣于铁氧体；超微晶材料在50kHz内优于铁氧体，100kHz

3、以上劣于铁氧体。一般非晶主要用在50kHz以内的场合，超微晶材料用在300kHz以内的场合。由于非晶微晶材料的Bs远高于铁氧体，因此变压器选择较高的ΔB（一般用在较低频率或频率较高但散热条件很好的情况）或扼流圈选择较大的偏磁场情况下仍然能够正常工作。但是非晶微晶材料的抗振动能力差，在如车载、机载场合一般比较难达到可靠性要求，必须对材料作特殊防振工艺处理。2）电感滤波器用非晶微晶制造的共模滤波器，在500kHz以下具有很高的阻抗，1MHz以上阻抗会下降；差模滤波器（有气隙使用）尽管偏磁性优于铁氧体，但由于非晶微晶材料本身频谱的特点，在较高频率下会比铁氧体

4、差。3）脉冲变压器、传感器利用某些非晶微晶（如Co基非晶）高矩磁比的特性。Ni-Zn铁氧体适用不同的工作频率，Ni-Zn材料的μi在5-1300之间。和国内同行相比，我公司Ni-Zn材料品种最为齐全，性能优越。针对用户不同的要求，我们研制出适宜于各个频段的弱信号滤波材料及大信号的功率材料，对于弱信号滤波材料，我们的主要特点是温度系数明显低于国内同行，Q值较高，对于功率材料，我们的主要特点是损耗低，适用频带宽。在软磁材料中，Mn-Zn铁氧体和金属磁粉芯中许多材料是我公司独到的产品，在国内处于绝对领先水平，有些材料甚至处于国际领先水平。后面重点介绍这些产品

5、的特点及应用。三．Mn-Zn铁氧体Mn-Zn铁氧体是80年代兴起的一种新型的高频磁性材料，它同时带动了开关电源突飞猛进的发展。铁氧体是采用陶瓷工艺制成的一种黑色陶瓷，具备了在10kHz以上叵莫合金无可比拟的优势——损耗小，价格低廉、易成型。我公司Mn-Zn铁氧体从材料特性区分可以分为三类，其中高稳定性材料系列是我公司最具特色、优于国内同行的产品，已经广泛应用在军工领域。以下是几种高稳定性材料的μi～T变化图，可以看出这几种材料的温度特性。需要说明的是，我公司生产的高稳定性材料不仅在温度特性而且在其它可靠性方面都具有较高的水平，如减落小，内应力小，抗振性

6、好等，最适宜于工作温度宽、环境恶劣的场合，其中MXD-2000和R2kG主要应用在小信号情况，R2kBD主要用于制造功率变压器。高导材料一般用于制作共模滤波器电感。以下为同等条件下（同样结构尺寸、线圈）用不同材料制作的共模滤波器的高频阻抗情况。通常情况下，建议选用R6k或R8k材料会确保在1MHz左右阻抗较大。用Mn-Zn铁氧体制作开关电源变压器是工程师们的最佳选择，不论从成本考虑（民品），还是从可靠性考虑（需抗冲击和振动的军品）。正常情况下，材料选择适当，设计开关电源变压器选择铁氧体磁芯体积的一般经验：100kHz以内普通变压器：3-10W/g100

7、-500kHz平板变压器：10-20W/g变压器功率越大，体积越大，取值可以越大；变压器工作频率越高，取值可以越大；散热条件越好，取值可以越大。对于要求长期工作的军用变压器而言，必须在设计上留出一定余量，确保变压器不会过热失效。下面是一般情况下设计磁芯ΔB的选择：25kHz—3000Gs50kHz—2000Gs100kHz—1500Gs200kHz—1000Gs散热条件越好，取值可以越大。当然，在频率更低选择更大ΔB或者在单端反激模式（有直流偏磁）情况下要注意防止磁芯饱和（考虑最高工作温度下Bs）。设计变压器的几个注意事项：1）根据频率、功率选择适当的

8、磁芯，选择适当的ΔB。2）满窗口。指在确保安全指标的情况下，尽量占满绕线窗口，可以实现最大功率