磁性材料应用.ppt

一种变压器设计例：PWM全桥，f=25kHz,Dmax=0.8Input:三相整流，最低输入电压Umin=537V*80%=430VOutput:DC300V*30A桥式整流设计如下：磁芯选择：按8W/g计，磁芯重量大约1.1Kg，选R2kB1Φ100*50*40，Ae=10cm2Np计算：根据电磁感应定律E=ΔΨ/ton即Umin-10V=Np*Ae*ΔB*2f/DmaxΔB选0.27T，10V为功率管压降。计算得Np=24.9，取Np=25TsNs计算：Ns=(300V+10V)/(430V-10V)/Dmax*Np=23.1，取Ns=23Ts绕组铜截面计算：次级流出平均电流30A，但有效电流要稍大，为简化计算，按30A考虑，j取较小的5A/mm2，初、次级铜截面均取6mm2。第23页，共52页，星期日，2025年，2月5日四．金属磁粉芯

第24页，共52页，星期日，2025年，2月5日金属磁粉芯的制造工艺概述金属磁粉芯是一种粉末冶金产品。我公司研制生产金属磁粉芯产品已有20多年的历史，是国内唯一的一家自主开发、从基础原材料到成品生产工艺全过程生产各类金属磁粉芯全系列产品的厂家，多年来一直为军工配套，近几年在民品领域取得很大的进展，几乎以每年翻番的速度发展。金属磁粉芯制造工艺大致如下：第25页，共52页，星期日，2025年，2月5日金属磁粉芯的分类及主要性能指标第26页，共52页，星期日，2025年，2月5日金属磁粉芯主要材料性能比较说明：1）功耗因子是指在频率大约在25kHz，Bm大约在1000Gs情况下损耗相对值。2）价格因子是指目前民品市场平均相对价格。第27页，共52页，星期日，2025年，2月5日金属磁粉芯的应用从严格意义上讲，金属磁粉芯只能用作电感产品的制造。第28页，共52页，星期日，2025年，2月5日铁粉芯：1P主要用作制造差模滤波器3P主要用作制造差模滤波器，也可以用在对损耗要求不高的场合制造扼流圈4P主要用作制造频率相对较低（50kHz）的扼流圈（如UPS输出扼流圈）一般而言，作为功率扼流圈，铁粉芯主要用于50kHz以下的频段，高出此频段损耗太大（正如硅钢片用在1kHz以上频段）。必须注意，在上述金属磁粉芯中，只有铁粉芯具有相对较大的磁致伸缩因子，所以在应用到含有音频功率信号的场合经常会听到噪声。铁粉芯在军工领域应用很少。第29页，共52页，星期日，2025年，2月5日羰基铁:基于其宽频带（500MHz以内）、高Q（指在弱信号下损耗很小）、高可靠性，主要用于高频电感、调芯电感等小电感的制作。第30页，共52页，星期日，2025年，2月5日高磁通粉芯（HI-FLUX）：高磁通粉芯由于具有最好的直流偏磁性（缘于最高的Bs）、很低的功耗，是制作功率扼流圈最好的材料，用高磁通粉芯制作的扼流圈可以实现体积最小化，同时高磁通粉芯是军工领域制造差模滤波器最理想的材料，与铁粉芯相比同样的滤波器体积其电感量在两倍以上，同时在更高的频带差模滤波效果会更好。我公司自主开发的高磁通材料综合性能与国外最好的同类型材料相比近乎相同。第31页，共52页，星期日，2025年，2月5日第32页，共52页，星期日，2025年，2月5日铁硅铝粉芯(SENDUST)：铁硅铝粉芯与高磁通相比尽管偏磁性较差，但具有较低的功耗，价格低廉，所以在民用领域应用最为广泛，主要用于制作功率扼流圈。我公司生产的铁硅铝粉芯与国外最好的同类型材料相比，偏磁性指标略好，但在50kHz以内损耗略高，50kHz以上相当。铁硅铝粉芯是我公司在民品市场权重最大的金属磁粉芯材料。第33页，共52页，星期日，2025年，2月5日铁镍钼粉芯(MPP)：铁镍钼粉芯的特点是损耗最小，温度系数最小，磁导率范围宽（国外可达550，我公司实验水平可到300），主要用于制作功率扼流圈，是制作对功耗要求较高的谐振电感最理想的材料，但偏磁性最差。目前，铁镍钼材料在国内军工领域应用最为广泛，也是我公司企军标产品系列最多的金属磁粉芯材料。第34页，共52页，星期日，2025年，2月5日高磁通、铁硅铝、铁镍钼粉芯一般称高档金属磁粉芯，目前在国内只有我公司真正具备研制及规模生产的能力。遗憾的是，由于高档金属磁粉芯在国内推广很慢，国内大多数电源工程师对金属磁粉芯的认识远不及铁氧体，因此目前国内研制的多数含扼流圈产品主要采用了铁氧体开气隙的方式制作，近几年随着人们对此类材料的逐步认识，特别是看到国外电源大量采用金属磁粉芯并收到良好的效果，高档金属磁粉芯应用正在逐步扩大。