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YR950宽温高直流叠加低功耗锰锌铁氧体材料

2014-05-08 11:17:30 来源:|2 作者:刘九皋/茅柳强/陆自强/刘 瑒 点击:1690

世界各大铁氧体公司竞相提高锰锌铁氧体材料技术性能,以适应日益拓展的应用领域,前些年可算是日新月异的更新换代。TDK公司在逐次推出PC44、PC45、PC46、PC47材料的基础上,把这四种材料Pcv-T曲线的谷点连接起来,2004年推出的PC95材料,基本实现了平缓Pcv-T曲线的宽温低功耗特性。这款材料保证了在25℃到120℃的宽温范围内磁心功耗在350mw/cm3以下,称得上是PC级软磁铁氧体功率材料的群龙之首。它不仅适用于一般开关电源变压器、LCD背光电源换流器,更被重点用于汽车电子。但是,功率铁氧体磁心用在AC-DC、DC-DC变换器、电感变压器等绝大部分电路中都加有直流偏置(即DC-Bias),所以材料还必须具有宽温直流叠加特性,即要求材料饱和磁通密度s高。因此TDK公司又推出了PC90材料,其高s值不仅弥补了PC95材料直流叠加特性的不足且高于TDK公司PC47等所有功率材料,但宽温低功耗特性却不尽人意。随后EPCOS公司的N95和PHILIPS公司的3C95材料相继出台,冠名95似乎成为了一种时尚。能否开发出一种兼具PC90的高s和 PC95的宽温低功耗这两种材料特性,即直流叠加特性好、宽温功耗又低的材料来呢?这就成了近十年各同行企业不懈追求的目标。应客户要求,我们进行了一些探索,尝试获取不可兼得的鱼和熊掌,现将粗浅的试验结果汇报如下,供有兴趣的朋友分享。姑且也戏称此材料为YR950,兹详述如下。各公司高s低功耗材料性能与YR950材料性能比较见下表。

技术分析

软磁铁氧体有时必须工作在高磁通状态,而且工作频率越来越高,同时还要求提高效率和减小体积,并且在较高温度和较大叠加直流场下保持良好性能。这就意味着材料的初始磁导率i和振幅磁导率a相对较高;饱和磁通密度s以及高温s较高,剩余磁通密度r较低;居里点Tc较高,功耗c较低及功耗谷点温度TP较高;工作频率较高因而电阻率较高。这就是低功耗软磁铁氧体材料性能的基本要求。通常,谈起磁性材料的温度特性,业内人士首先想到的必是居里温度,在这个温度以上,任何优秀的磁材都会神奇的消除磁性而变为顺磁物质。要保证高温使用性能,首先就必须设法提高居里温度。为了有效控制温度特性,往往通过改变材料配方与掺杂、精细调整工艺过程,以得到预期的结晶各向异性常数k1和磁致伸缩系数s,从而改善与此密切相关的电磁参数及其各项稳定性指标。

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