摘要：  随着应用领域的拓展和材料开发的深化，在IT产业、电力电子，特别是网络通信等用户的苛求下，为保证设备系统稳定、可靠、高效运行，一种求新、求全的理念已经逐步主导着锰锌铁氧体软磁材料的研发方向，不少多种特性兼备的新材料先后推向市场。

关键字：  铁氧体软磁材料 锰锌(Mn-Zn)铁氧体 变压器 铁氧体

1932~1933年，日本人加藤和武井两人研制出铜锌复合铁氧体软磁材料和钴铁氧体永磁材料后，荷兰菲利普公司以Snoek为首进行了各种尖晶石铁氧体的系统研究，1946年出现了软磁铁氧体的商品生产，1950年初立方晶系软磁铁氧体材料(Ferroxcube)才进入商品化。1952年日本冈村敏彦发明了锰锌(Mn-Zn)铁氧体，从而为以后的软磁铁氧体材料工业化打下了基础。

20世纪60年代是软磁铁氧体材料发展历程中重要的时间。1960年开始对MnZn铁氧体的生成气氛进行研究，对控制Fe2+浓度、Mn离子的变价起着重要的作用，从而为制备高质量MnZn铁氧体铺平了道路。

在七十年代初TDK、FDK、飞利浦等相继开发出了第一代功率铁氧体材料H35/H45/3C81，这些材料虽然还存在不少缺陷，功耗也还较高，但为工作在20kHz左右的开关电源诸如彩电行输出变压器、开关电源变压器等提供了基础条件，使得电子装备抛掉了传统笨重、输出不昜稳定的模拟电源，从而实现了电子装备电源的革命性进步。

由于第一代材料的功耗较大，只能用在中心工作频率为20kHz左右的开关电源中。TDK于八十年代初开发出了H7C1(PC30)材质，不仅将中心工作频率提高到了100kHz左右，大大提高了开关电源的使用频率，减小了开关电源的体积，同时这种材料功耗随着器件温度的升高，功耗呈现下降趋势，在器件温度达100℃左右时损耗达最低，也即目前众所周知的功耗温度系数在一定温度范围内呈负相关特性。这是铁氧体功率材料的又一开创性发展，在100℃或120℃以下的功耗-温度负相关特性不仅适应开关电源的工作状态、保持器件较低的功耗，同时使整个器件在较低的功耗下达到热平衡，提高了整个部件的可靠性。同一时期FDK开发出H63B(6H10)，西门子开发出N27等同等材料，为同一时期蓬勃发展的IC相关产业的迅速发展提供了基础。

八十年代中后期，电子产品小型化、轻量化、薄型化、高效化的发展要求更加迫切，笔记本电脑等办公设备的普及速度日益加快，提高电源效率的要求再次催生新一代功率材料。第三代功率材料(PC40/6H20/N67/3F3等)问世，在将开关电源频率提高到100kHz，同时还大大降低了材料的功耗，提高开关电源的效率。

进入九十年代末二十一世纪初，TDK、FDK等公司又相继开发成功了具有超低损耗的功率铁氧体材料PC47/6H45等，其在100kHz、200mT、100℃条件下的功耗水平达到250kW/m3左右，并成功地进行了批量生产。九十年代器件小型化、轻量化、薄型化、高效化的发展趋势有增无减，开关电源的工作频率直指500kHz，为更小体积的发展提供保证。TDK、FDK、飞利浦、西门子等开发的第四代功率铁氧体材料PC50/7H10/3F35/N49等，中心工作频率可达500kHz以上，满足了开关电源进一步对轻、小、薄的需要，这一发展方向进入新世纪以来继续快速发展，国外几大著名公司所推出的改进型材料可用于1MHz至3MHz的场合。

随着铁氧体功率材料应用于汽车工业的快速发展，要求大量高温下具有高饱和磁通密度的功率铁氧体，用于小型紧凑的各种功能的变压器，同时在高温状态下能够正常工作，诸如邻近马达或其它高温条件下的车载设备，如汽车的前照明大灯的变压器等，要求高温下功率转换的高效率。

2003年3月FDK开发出4H45材料，该材料在100℃条件下饱和磁通密度Bs为450mT，其后相继开发成功4H47材料，饱和磁通密度Bs为470mT。这个突破使功率转换效率明显提高，也使得FDK的高Bs材料达到国际领先水平，JSF己经开始量产。

2004年9月TDK推出PC90材料，在100℃条件下Bs为450mT，与4H45相当，但其时功耗为320kW/m3比4H45低20%，接近PC44水平。这些突破性的进展推动了铁氧体业界新一轮发展的热潮。

而随着环境问题越来越引起世人的注目，EV(电动汽车)、HEV(混合动力汽车)、FCEV(燃料电池汽车)等低燃耗汽车得到迅猛发展。众所周知，汽车对其各系统组成部分适应温度的能力有非常苛刻的要求(温度跨度大)，而作为新型混合动力汽车动力系统枢纽的DC-DC转换器则更必须适应大范围的温度变化，这就需要其主要部品的铁氧体材料具有非常宽的温度适应性。虽然材料进步而致使功耗波谷点的功耗已从最早的600降至410，300，甚至250左右，但在室温延伸的较宽温度范围内几代材料的功耗均处于较高的水平，这引导业内许多公司开发从室温起延伸至100℃左右均具有较低功耗特性的材料，如TDK开发宽温低功耗材料PC95。

随着应用领域的拓展和材料开发的深化，在IT产业、电力电子，特别是网络通信等用户的苛求下，为保证设备系统稳定、可靠、高效运行，一种求新、求全的理念已经逐步主导着锰锌铁氧体软磁材料的研发方向，不少多种特性兼备的新材料先后推向市场。这些材料具有更高的饱和磁通密度Bs，更好的直流偏置特性DC-Bias，更低的损耗(低磁通密度下的损耗因子tgδ/μ、高磁通密度下的功耗Pc)，更低的总谐波失真系数(THD)，更宽的使用频率和更广的温度范围等综合性能。即所谓两宽(宽温，宽频)、两高(高Bs，高DC-Bias)、两低(低损耗，低失真)兼具的特点。目前，锰锌铁氧体材料的研究已经到了低温、高温和更宽与更高频段领域。