铁基非晶软磁合金
——一种新型单端正激开关变压器铁芯材料

近年来，冶金部钢铁研究总院研制了一种用于单端正激开关变压器的铁芯材料——高Bs、低Br低铁损的铁基非晶软磁合金。这是一种较为理想的新型材料。以往单端正激开关变压器一般采用铁氧体磁芯，铁氧体磁芯的饱和磁通密度低，温度特性差（工作温度不宜超过100℃）。晶态软磁合金中没有专门用于单端正激开关变压器的材料，一般将用于单极性脉冲变压器的铁芯材料，如IJ67h 等材料转用于单端正激开关变压器。这类材料电阻率低，铁芯损耗大。铁基非晶软磁合金与铁氧体和IJ67h等晶态合金相比，有其明显的优点:饱和磁通密度高，剩余磁密低，铁损小，温度特性好，价格也比晶态合金低得多。用这种铁基非晶合金做成的单端正激开关变压器已成功地用于军工产品。

一、铁基非晶合金的技术性能
铁基非晶合金的技术性能可达到：
B10≥15000高斯
Br/B10≤0.1~0.2
P5/20K≤100w/kg
P7/20K≤220w/kg
-50℃~120℃ △B/B≤±10%
△P/PO20%
120℃200小时时效 △B/B≤±%
△P/P≤±10%
上述的磁性能明显优于铁氧体和IJ67h等晶态合金。

二、各种环境条件变化对铁基非晶合金的性能的影响
铁基非晶合金是新研究的一种亚稳态材料，各种环境条件变化对铁基非晶合金性能的影响，是人们普遍关心的问题，也是这种新材料有无生命力的关键。为此，根据产品的使用环境条件，对铁基非晶合金铁芯及变压器进行了高温时效、浸渍处理、振动等各方面的试验，均取得了令人满意的结果。
1、高温时效：
铁基非晶合金铁芯经过高温时效，铁损变化情况见表1：

从高温时效结果看，铁损变化率均小于±10%。能够满足产品使用要求。
2、浸渍处理
将高温时效后的铁芯浸渍H30
-2漆，按常规浸渍工艺进行，浸渍后铁损变化情况见表2

铁芯按常规浸渍工艺浸渍后，铁损变化不大，给大量使用带来方便。
3、振动试验
一般的软磁合金对应力比较敏感，往往给使用带来了不便，为此对铁基非晶合金做了振动试验。振动试验结果表明，铁基非晶合金对应力不甚敏感，振动后的铁损值比振动前呈下降趋势。振动试验的条件为:振动频率47Hz，加速度2.5g ，振动时间半小时，振动前后、铁损变化情况见表3。

三、铁基非晶合金在单端正激开关电源中的应用
铁基非晶合金比晶态合金和铁氧体具有明显的优点，从上述各项数据证明了这一点，从而使其在开关电源中的应用有了充实的基础。在5V30A单端正激开关电源中，用Φ25/42×12.5的铁基非晶合金铁芯，做功率输出变压器，已获得成功。在该产品中，铁基非晶开关变压器的体积、重量等各项技术指标都优于原晶态(IJ67h)开关变压器。具体数据见表4

将相同尺寸（Φ25/40×12.5）的铁基非晶铁芯和IJ67h铁芯，绕制成相同工作参数的变压器，在相同输出功率时（5V、30A），它们的温升情况见表5。由表5可知，非晶铁芯变压器的温升比IJ67h铁心变压器低得多，也就是说，在相同温升时，相同尺寸的铁基非晶铁芯输出功率比IJ67h铁芯大得多。

铁基非晶开关变压器经过一系列试验和使用后，于1986年1月通过了所级鉴定:包括14所等单位代表组成的鉴定委员会对该变压器给予较高评价。鉴定委员会一致认为：铁基非晶合金开关变压器与晶态合金开关变压器相比。具有体积小，重量轻，功率损耗小，性能优良等特点，在国内处于领先水平。
中小功率的开关电源，普遍采用单端正激式，这种体制的开关电源线路简单，可靠性高，广泛用于广播、通信、计算机、宇航设备中，因而铁基非晶合金将会随着单端正激开关电源的大量使用而获得广泛推广应用的可能。