宽频高μ软磁铁氧体材料的设计参考.pdf

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1、宽频高μ软磁铁氧体材料的设计参考刘九皋摘要：简介了东磁公司开发的宽频高μ超高μ材料R7k、R10k、R15k、R20k技术指标及宽频特性和国外公司新近推出的新T38、T56、3E9、H5C5等超高μ材料性能，给出了相应特性曲线，并在展宽频带、减小热阻、降低非线性失真、确保μi的磁场、应力、时间稳定性方面提供了设计参考。早在60年代德国人RÖES便已试制出10000以上磁导率(μi)的软磁铁氧体材料，紧随其后日本人七条裕三发明了还原二次烧结法，在70年代初便把μi10000以上材料推向了通信市场。可是直到90年代未，日本人安原克志推出μi23000材料时其截止频率仍末超过50kHz。飞速

2、发展的通信市场刺激了铁氧体材料的更新换代，进入21世纪后，世界各大公司纷纷发布了各具特色的宽频高μi及广谱高频低功耗材料。本文侧重介绍广泛用于低电平宽带变压器的最新性能高磁导率铁氧体材料技术特性和设计要点，而用于高磁通密度功率变压器的广谱高频低功耗材料则另文专述。在通信系统中，为适应不同阻抗的匹配，达到平衡与不平衡电路的耦合，以及作为阻隔直流之用，宽带变压器得到了广泛应用。特别是随着宽带网连结千家万户，以数据传输技术为基础的综合业务数字网(ISDN)，给用户提供了高度带宽的语言、文字、数据和图象通信的公用平台，而数字用户线(XDSL)则可将中心交换局和电话用户直接连接，这就需要软磁铁氧

3、体磁芯制成的接口变压器和耦合变压器。这种接口变压器是一个传输矩形脉冲信号的宽带变压器，它要求在尽可能宽的频率范围具有较低损耗和较小失真(畸变)，因此应当选用特殊性能的铁氧体材料和设计满足上述两点要求的磁芯形状、尺寸。表一列出了世界各大铁氧体厂商高μi材料的最新性能，近两年他们在改进材料μi频率特性(μ-f)和阻抗特性(z-f)以及降低比损耗(tgδ/μi)方面做了大量工作，在新的产品目录中，给出了更优良的特性曲线。如EPCOS(SIEMENS)新T38材料与老T38材料相比阻抗特性就有了根本性的变化(图一)，其阻抗峰值提高到700kHz以上，且通带较宽，这是老材料所无法比拟的，这个公司

4、的T56(μi20000)材料和2002年二月Philips公司网上公布的3E9(μi20000)材料给人以耳目一新的感觉。而TDK顺应宽带网和抗EMI领域应用还抢先推出了超高μH5C5(μi30000)材料，固然频率特性尚待改进，但仍不失为业内最高水平(图二、图三、图四)。图一西门子公司新老T38(R10k)材料阻抗-频率特性对比图二EPCOS公司T56材料性能图三Philips公司3E9材料性能图四TDK公司H5C5(μi30000)材料性能东磁公司的宽频高μi材料，瞄准世界热销市场，加速科技创新进程，紧跟国外超一流产品的技术步伐，不失时机的展示了自己的特色。低损耗超高μ材料，经国

5、家磁性产品检测中心测试鉴定，雄辨证明在国内已独立率先开发成功R20k材料，实测各项性能见表二。表二高导铁氧体材料样环测试数据(样环Φ15.8×12×8，性能曲线见图十一)-6-6项目tgδ/μiαF(1/℃)×10DF×10DMμiTc℃Bs(mT)-63序号×10+20～+60℃1～10min(g/cm)1198004.2-0.140.981214105.12199004.2-0.220.731214105.13197004.2-0.180.771214115.14201004.1-0.180.501214105.15194004.2-0.171.11214125.16192004.

6、4-0.260.371214085.17192004.4-0.350.521214065.18198004.1-0.440.181214105.19193004.3-0.280.511214115.110198004.3-0.170.631214105.1f=1KHzf=10KHzf=1KHzf=1KHzHm=1194A/mBˆ≤0.25mTBˆ≤0.25mTBˆ≤0.25mTBˆ≤0.25mT测试条件N=20匝HP4192A室温22℃、相对湿度：50%测试环境测试单位：信息产业部磁性产品质量监督检验中心，四川绵阳东磁公司软磁产品目录中R10k，R12k，R15k，R18k等材料，可制

7、作EP、EE、EI、ET、FT、RM、UF等及系列环型磁芯，用于ISDN，XDSL，LAN及抗EMI领域，适用频率直达3MHz以上；Ni-Zn高μ系列以高电阻率见长，适用频率更可达100MHz以上，宽频高μ材料μ-f、Z-f性能数据见表三、表四。同时，这种材料采用进口钟罩炉烧结，R10k-6的比损耗系数tgδ/μi可小于2×10(10kHz)，因而其高频阻抗特性已达到西门子新T38材料水平，可供客户开发高性能宽带变压器、电感器选用。表三东磁公司