1引言
随着各种电子技术向高频化的迅速发展，软磁铁氧体得到了日益广泛的应用，因为它具有比硅钢片一类的金属磁性材料高很多的电阻率，有利于降低高频损耗，从而有利于器件和整机的小型化和轻量化。锰锌功率铁氧体是高频电子变压器使用的主要磁性材料，其需求量每年均不断上升。特别是得益于电视技术、电脑等的发展需求。
众所周知，一般锰锌功率铁氧体的磁特性有着较强的温度依赖性，温度不同，损耗也不同，如果用图表示磁心损耗与温度的关系，一般可用‘V’字形弯曲形象化表示，‘V’字形的谷底对应着最小磁心损耗的温度点，高于或低于这个温度点，磁心损耗都将快速上升。以前的功率铁氧体材料，无论是TDK公司的PC40、PC44、PC45、PC46、PC47还是FDK公司的6H20、6H40、6H41、6H42、6H45，以及EPCOS等公司的所有材料都是针对一特定应用温度而开发的材料，其功率损耗与温度的特性曲线具有较深的波谷，将波谷对应的温度设定到比电源电路连续工作时所能达到的最高温度略高一点，此时变压器工作在磁心损耗最低的领域，即使周边温度略升一点，由于此时磁心损耗随温度上升而下降，由此引起的发热也减少，就可避免热量的不断累积上升，从而避免了电子变压器的烧损现象发生。例如典型的功率材料中，TDK公司的PC44、PC47和FDK公司的6H40、6H45适用于通常的各种开关电源变压器，其损耗的最低点为100℃左右，而设计用于液晶显示背光灯用DC-AC逆变电路的PC46/6H42材料的损耗最低点在40℃～60℃，这些材料都为家电的节能做出了较大贡献。
但是近年来出现了很难用上述方法实现的电源应用，即HEV（混合动力汽车）、EV(电动汽车)、FCEV(燃料电池车)。因为一方面汽车行驶时，由于周围环境温度会不断变化并且随负载的增减温度状况也有变化，这将引起应用温度的显著变化，另一方面周围的环境温度由于地域不同、季节不同以及昼夜的差别也将有显著变化，作为功率系枢纽的DC-DC转换器尤其需要适用于宽温度范围的功率铁氧体材料。还有，在AV机器领域，液晶电视，液晶显示的大画面化正在急速发展，这些大型液晶显示器的背部安装有相当数量的用作背光灯的冷阴极管点和点灯用逆变电路单元，其放热效率因其安装位置的不同而不同，所能达到的最高温度也存在一个梯度，为一定的应用温度而设计的之前的材料要彻底实现节能化比较困难。与此类似的产生温度梯度的电源还有用于通信领域的IP路由器及网关。由于MPU（微处理器），网络处理器，存储控制器等的飞速发展与高速化，已经采用400W，500W级别的多段架式安装方法，即使用各散热架中的强制空冷对电源电路进行散热，中心部位与外围部位的温度梯度也很难消除。今后在消费电力逐渐增大的背景下，这些分布式电源系统会进一步要求高效化，低发热化。这就迫切需要一种在宽广温度范围内都保持低损耗的材料。
随着社会的发展，人类对汽车的性能和环保提出了更高的要求。传统的机械装置已经无法解决许多与汽车功能要求有关的问题，因而将逐步被现代汽车电子控制技术所取代。电子控制技术正被极大地应用于汽车的各个方面，它不仅能提高汽车的动力性、经济性和安全性，改善行驶的稳定性和舒适性，推动汽车工业的发展，还为电子产品开拓了广阔的市场。因而发展现代汽车电子控制技术、加快汽车电子化速度是进一步启动和振兴汽车工业的重要手段。纵观近几十年来汽车技术方面的重大成就，几乎无一例外地是应用电子技术的结果。多年来，汽车工业的长足进步，都是以电子技术为动力而实现的。
2006年6月6日～10日在辽宁省沈阳市召开的第七届全国磁性材料及应用技术研讨会上，不少永磁和软磁专家共同看好混合动力车市场将给磁性材料产业带来巨大的商机，预计今后几年全球混合动力车的需求量将激增。
汽车是全球最大的产业之一， 汽车行业的市场需求是巨大的，特别是对有着13亿人口和960万平方公里的我们国家来说，其需求潜力是极其巨大的。
2 TDK、FDK公司的宽温低损耗材料
在2003年4月，TDK公司率先推出了宽温低损耗材料—PC95，揭开了宽温应用领域节能时代的序幕，紧跟其后，FDK公司也于2004年12月推出了宽温低损耗材料—6H60。
表1为TDK公司PC95材料的主要技术指标，图1为TDK公司PC95材料的Pc~T曲线图（包含以前的PC40、PC44、PC45、PC46、PC47）。
6H60材料与其它材料（6H40、6H41、6H42）的Pc～T曲线对照图见图2，从下图可以直观地看出6H60材料在宽温范围的优势。FDK网站上只公布了6H60材料在100℃（100KHz，200mT）时的Pcv， 6H60 的Pcv～T曲线是根据与FDK基础开发部的交流情况绘制。
关于宽温低损耗材料的节能情况，我们在此做一假设加以量化说明，假设电源1/3时间工作在25℃、1/3时间工作在60℃、1/3时间工作在100℃。
如果选用FDK公司以前的6H40材料，并按表3中列出的典型功率损耗计算时（下同），电源中磁心的功率损耗为：
Pcv=1/3*650+1/3*450+1/3*300=466.7 kW/m3
如果选用6H41材料时，电源中磁心的功率损耗为：
Pcv=1/3*550+1/3*350+1/3*325=408.3 kW/m3
如果选用6H42材料时，电源中磁心的功率损耗为：
Pcv=1/3*450+1/3*300+1/3*375=375 kW/m3
而选用6H60材料时，电源中磁心的功率损耗为
Pcv=1/3*350+1/3*300+1/3*300=316.7 kW/m3
从以上的计算数值，我们可以直观的看出：6H60材料与以前的任何材料相比较，在整个工作时间内磁心的损耗大大下降了，从而表明6H60材料是特别适合宽温应用的节能材料，不仅仅适合于汽车电子中，还特别有利于目前排列紧密的电子机器中，比如像液晶电视一样，在那些场合，温度梯度难以消除，变压器在不同的位置，处于不同的温度，用以前的材料根本无法兼顾到整个场合的应用，只有用宽温低损耗材料才能满足各类变压器在宽温范围内低损耗、高效的应用。所以说宽温低损耗材料是节能时代划时代的新材料。
为了能有效地抑制发热和消耗功率，它的应用不仅仅是汽车，在各种各样的电子机器中也能大显其作用。
3 JSF公司在该领域的进展
在有温度依赖特性的MnZn铁氧体中，在宽广温度中保持低磁心损耗是极其困难的事情，同时也是广大研究人员和应用领域的广大用户梦寐以求设法解决的事情。宽温低损耗材料的核心设计思想是使结晶各向异性常数K1在整个宽温度范围中下降至很小，以前的材料都是通过在某个温度点使结晶各向异性常数K1→0来下降应用温度点的损耗。人们一直在努力使整个宽温度范围中K1→0。如何实现这点是制备宽温低损耗材料的技术关键。
JSF公司材料开发课在引进FDK公司的6H60材料的先进技术的基础上进行了消化吸收，结合以前的材料开发技术，基本掌握了6H60宽温低损耗材料的制造技术，在试验室内我们首先优选了制造6H60材料的原材料，采用优选的原料和巧妙的配方、先进的粉料制造技术，我们制备了6H60粉料。将此粉料采用干压法压成高6mm、外径29.5mm、内径18mm 的环状毛坯。将毛坯放在控制了氧分压的N2/O2平衡气氛中烧结。用SY 8216-BH测试仪测量烧成样品的Bs、Br、Hc、Pcv，用HP 4275 LCR测试仪测试样品的电感L，μi由（1）式求出。
μi=C1L/μ0N2 (1)
式中，L为测量样品的电感；C1为等效磁心常数；μ0为真空磁导率；N为线圈的匝数。
我们采用中国电子科技集团公司48所研制的第一台试验钟罩炉进行烧结试验，对产品烧成温度和烧成时间、烧成气氛进行准确控制使产品的显微组织及温度特性得到了较好的控制，试验结果如表4、图3所示。
从表4可见，在25℃～120℃的宽温范围内，6H60材料磁环的的功率损耗均很低，完全适合于用于宽温下的各种电子机器的节能应用，特别适合于混合动力车的DC-DC转换变压器及车载用电子机器。
初始磁导率μi～T的典型特性如图3所示，6H60材料的初始磁导率μi在宽温度范围中较为平坦，与磁心损耗特性相同，初始磁导率μi的温度依赖性也较小。而6H40、6H41、6H42材料相比之下，μi具有较大的起伏。
在试验的基础上，JSF进行了6H60材料的批量生产，也取得了良好的宽温低损耗的性能，在此不再详述。
4结束语
由于宽温低损耗材料在宽温范围内（25℃～120℃）具有很低的损耗，这是以前任何材料都无法实现的，该种材料使得应用于宽温的电子机器（例如汽车、液晶电视等）实现了极大的节能，因此笔者认为：宽温低损耗材料是划时代的高频功率铁氧体材料。

参考文献
[1]、[2] TDK公司网站
[3]、[4] FDK公司网站