软磁铁氧体磁心应用与设计(一)
2008-08-07 17:25:04
来源：《国际电子变压器》2008年8月刊
点击：3759
1 软磁铁氧体基本磁特性
1.1 软磁铁氧体材料和磁心概述
1.1.1 软磁铁氧体材料分类
铁氧体又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属元素组成的复合氧化物。铁氧体采用陶瓷工艺，经高温烧结而制成各种形状的零件。实际上，所有在金属磁性材料中出现的磁现象，在铁氧体中也能观察到，但是有两个基本不同点：一是铁氧体的饱和磁化强度远远低于金属磁性材料，通常为金属材料的一半到五分之一；二是铁氧体的电阻率比金属磁高一百万倍以上。由于这种区别，对于低频（1000 赫兹以下）高功率的磁心一般采用金属磁性材料，用于较高频率（1000 赫兹以上）磁心采用铁氧体材料。
按照铁氧体的特性和用途，可把铁氧体分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁等五类；如果按照铁氧体的晶格类型来分，最重要的有尖晶石型、石榴石型和磁铅石型等三大类。高频变压器和电器中主要使用软磁铁氧体材料，因此下面主要叙述软磁铁氧体材料的分类及特性。大多数软磁铁氧体属尖晶石结构，一般化学表示式为MeFe 2O 4，这里 Me 表示二价金属元素，如：Mn、Ni、Mg、Cu、Zn等。
软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多，用途最广泛的一种。这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低，即容易磁化也极易退磁，其磁滞回线呈细而长形状。
软磁铁氧体材料可按化学成分、磁性能、应用来进行分类。
若按化学成分来分类，则主要可分为 MnZn 系、NiZn系和 MgZn 系三大类。
MnZn 系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低的损耗，它是，1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。常用的MnZn 系铁氧体，其起始磁导率 μi=400～20000，饱和磁感应强度 BS=400～530mT。MnZn 系铁氧体广泛制作开关电源变压器、回扫变压器、宽带变压器、脉冲变压器、抗电磁波干扰滤波电感器及扼流圈等，是软磁铁氧体中产量最大的一种材料（按重量计约占 60%）。
NiZn 系铁氧体使用频率 100kHz～100MHz，最高可使用到 300MHz。这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般为 105～107Ωcm。因此，高频涡流损耗小，是 1MHz 以上高频段磁性能最优良有材料。常用的 NiZn 系材料，磁导率 μi=5～1500，广泛用于制作各种高频固定电感器，可调电感器，谐振回路线圈，线性调节线圈抗电磁波干扰线圈等。附加少量 CuO 的 NiCuZn 系材料，最近在表面安装片式电感器中得到广泛应用。NiZn 系材料制成的各类小型磁心产量很大（按数量计），但按重量计的约占软磁铁氧体材料的 10% 左右。
MgZn 系铁氧体材料中附加小量 MnO 后制成 MgMnZn系材料，电阻率较高，广泛用于制作各种显象管或显示管的偏转线圈磁心，数量很大，产量约占软磁铁氧体材料的30%（按重量计）左右。MgZn 系铁氧体在某些高频电感线圈及天线线圈中也得到应用。
若按磁性所分类，软磁铁氧体材料可分类：
(1) 高磁导率材料。这类材料初始磁导率通常大于4000，国内批量生产的最高磁导率为 10000～12000，国外批量生产的最高磁导率可达 15000～20000，主要制作宽频带变压器、脉冲变压器、以及抗噪声滤波电感器等（见附录附表一）。
(2) 功率铁氧体材料，这类材料主要特征是饱和磁感应强度 Bs 高，大磁场下功率损耗低，因此适合制作较大磁场下运行的开关电源变压器，回扫变压器，扼流圈等。功率铁氧体按使用频率又可细分为几个小类，如回扫变压器材料，日本 TDK 公司有 HV22、HV38、HV45 材料，国内牌号则有 JV2、JV2A、JV4 材料等。又如开关电源变压器适用的材料，日本 TDK 公司有 PC30、PC40、PC44、PC50 材料，分别适用频率为 100kHz、300kHz、500～1000kHz，国内生产的相应材料牌号有 JP2、JP3、JP4、JP5 等，其磁特性详见附录附表二及附表三。
(3) 高频铁氧体材料。其主要特征是磁导率低，高频损耗小，可适用于几兆赫兹到几百兆赫兹的高频，特高频范围，若按磁导率大小可细分的材料系列品种有数十种，但大致可已分为高 Q 材料和低温度系数材料两小类。另外，为适应片式电感器使用的低烧结温度铁氧体材料也将逐渐形成系列。部分品种的高频氧体材料磁特性可见（附表四）。这类材料主要用于制作高频变压器及固定或可调电感器。
(4) 高电阻率材料。电阻率通常高达 107～109Ωcm，主要适于制作显象管或显示管用偏转线圈磁心，可避免线圈直接绕制在磁心上而发生短路现象。如日本 TDK 公司的H4M、H4H 材料，国内则有 R3.5H、R5H 材料等。随着扫描频率提高，今后可能使用 NiZn 系或 MnZn 系材料 ，如日本 TDK 公司已开发生产的 DA6、DA2 材料等。其磁特性见附录附表五。
此外，还有甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频铁氧体），适用频率为 100～1000MH2；高密度铁氧体材料，有热压类及单晶铁氧体材料两种，用于制作记录磁头；高频大功率材料，NiZn 系材料，适用于发射机终端耦合变压器等。
最近正式发布如国际电工委员会推荐标准 IEC1332-1995“软磁铁氧体材料分类”（已转化为电子工业标准 SJ／T 1766-1997），将软磁铁氧体按应用情况分为三大类：主要在开磁路中使用的 OP 类材料，主要在闭合磁路中低磁通密度下应用的 CL 类料，以及主要在闭合磁路中高磁通密度下使用的 PW 类材料。每个大类又通过基本技术参数分成若干小类。如开磁路 OP 类材料，按起始磁导率大小分成九个小类（磁导率从小于 20 到 1500）；又如闭磁路的 CL 类材料，也按起始磁导率大小分为 12 个小类（μ从小于 100 到 16000）；而高磁通密度下使用的 PW 类材料，则按使用频率细分为 5 小类（工作频率从 15kHz～3000kHz）。每类材料磁性能参数详见附表 6-1，6-2，6-3。
1.1.2 软磁铁氧体材料牌号命名方法
我国软磁铁氧体材料 50～60 年代为初创阶段，70年代随着收音机和电视机普及，软磁磁心生产得到迅速发展，产量增长很快。如 1968 年全国软磁铁氧体产量约1000 吨，1980 年达 3500 吨。当时生产的软磁铁氧体材料，主要有 MmZn 系和 NiZn 系，而且绝大部分在弱磁场下使用。1981 年制订的“软磁铁氧体材料系列”标准（SJ/Z1966-1981），适应当时生产情况，按磁导率由小到大对软磁铁氧体进行分类和系列化。与此相适应的，1991 年制订了电子工业标准“铁氧体材料牌号与元件型号命名方法”（SJ/Ｔ10213 1991）规定用 R 表示软磁，并按初始磁导体率数值进行命名。如 R1h 表示初磁导率 μi=100 的软磁铁氧体材料；R2k 表示 μi=2000 的软磁铁氧体材料。该标准又规定，按性能特征可以在牌号后面附加符号，“B”表示高 Bs 材料，“P”表示低磁心损耗材料，“Q”表示高 Q 材料等。目前，国内很多厂家仍采用此方法对材料牌号进行命名。
80 年代后，随着彩电国产化和逐步向家庭普及，软磁铁氧体磁心需量激增，加之从国外引进技术和先进的关键制造设备以后，生产量和技术水平均获得迅猛发展。如1990 年全国软磁铁氧体产量已达 12000 吨。这一时期，具有节能并可实现小型化、轻量化的开关电源在彩电和其它电子设备大量应用，而软磁铁氧体是开关电源主变压器磁心最适用的材料，因此功率应用的软磁铁氧体材料（MnZn系）发展更快，该类材料约占整个软磁铁氧体材料总产量的 50% 左右（按重量计）。用于大磁场下的功率铁氧体材料，有不同品种材料，各企业对材料牌号命名时采用各种方法，如 R2KD、R2KB、R2KP、R2KBD 等等。因此，上述命名方法与实际使用已产生矛盾，给用户选择和使用带来不便，1997 年，根据等同采用IEC标准而修订的新的电子工业标准 SJ／T17666-1997，已将软磁铁氧体材料分为三大类，已如前述（见附表六）。但相应的材料牌号命名方法尚未修订。目前，国外大多数企业根据自身商业利益，均有自己规定的材料牌号命名方法；国内部分企业有的也已仿效国外大公司，制订了本企业生产的软磁铁氧体材料牌号命名方法。表 1-1 和表 1-2 列出国内外部分企业生产的功率铁氧体材料和高磁导率铁氧体材料牌号对照表，可供使用者参考。
1.1.3 软磁铁氧体磁心主要品种规格及其应用
适于高频电子变压器和电感器应用的软磁铁氧体磁心，品种规格很多主要有 E 型、U 型、罐型及特殊磁心等，下面作一些重点介绍。
(1) E 型磁心
具有矩形截面的E型磁心，由于结构和制造简单，已成为最广泛应用的高频变压器磁心，可以在低磁通密度或高磁通密度下使用。这类磁心通常成对使用，组成闭合磁路。常用规格可细分为 EE 型、EI 型、ETD(EC) 型；新开发的有 EPC、EFD 型等，在平面变压器中使用。
① EE 型磁心常用规格有 EE13、EE16、EE19、EE20、EE22、EE25、EE28、EE30、EE40、EE55等。分别表示磁心的外形尺寸。有的适用于开关电源变压器，有的可制作驱动变压器，脉冲变压器等。平面变压器采用更小尺寸的规格，如 EE5、EE10 等。
② EI 型磁心用一个 E 型和一个条型磁心配对作用，常用规格有 EI22、EI25、EI28、EI30、EI35、EI40、EI50 等，这类磁心可以制作开关电源的变压器，也在彩电中制作枕校变压器，近年来，在平面变压器中采用更小规格磁心，如 EI14、EI18 等。
③ ETD(EC) 型磁心国际电工委员会早在 1992 年就推荐了 ETD 磁心尺寸系列，以后又陆续将尺寸系列作了一些扩展，这类磁心中心柱为圆形截面（见图1-1.3），与相同面积的方形截面相比，绕线长度短，因而铜耗小，漏感也低。这类磁心国内习惯于称为 EC 型磁心，国外也有称为 ER 型磁心。国际标准推荐的尺寸规格有 ETD19、ETD29、ETD34、ETD39、ETD44、ETD49、ETD54、ETD59。这类磁心主要用于制作功率变压器和扼流图，更适合高频使用。在平面变压器推荐使用低矮形的 ER 型磁心，尺寸规格有 ER95、ER11、ER14.5。
(2) U 型磁心
U 型磁心窗口面积大，适于制作功率型或高压型变压器，如电视机及计算机显示器的回扫变压器，用量很大；也可制作其它类型变压器。国内 U 型磁心型号命名方法是用拼音字母“Y”表示圆腿，“F”表示方腿，数字表示圆腿直径。如 UY16，表示双园腿 U 形磁心，圆腿直径为 16mm；UFY14 表示一方一圆腿，圆腿直径为 14mm。必须注意，日本及欧洲各国用外型尺寸来命名，如 UR42、 UR44 分别表示外形尺寸为 42 或 44mm 的 U 形磁心。
① UFY 或 UY 型磁心常用规格有 UFY10、UFY12、UFY13、UFY14、UFY15、UFY16、UFY17、UFY18、等，还有 UY10、UY12、UY16 等。这类磁心主要用于制作电视机或显示器的回扫变压器，随着显象管或显示器屏幕增大，需要更大的扫描功率，因而要选用较大尺寸的 U 形磁心。如 18-21”屏幕则选用 UFY13 或 UFY14 磁心，21～25”屏幕则选用 UFY15 磁心，25～29”屏幕彩电则选用 UFY16、UFY17 型磁心，此外，两腿部距离窗口对高压爬电距离有影响，设计时应予注意。
② UF 型磁心是两腿均为方形尺寸的小型 U 型磁心，国内生产的规格有 UF10、UF11、UF16、UF17、UF19 等，上述数字均表示外形尺寸。这类磁心主要制作抗噪声的电源滤波器，采用高磁导率铁氧体材料（如μi=7000～10000）；当采用功率铁氧体材料时，则可作为驱动变压器作用。
(3) 罐型磁心
罐型磁心是专门为低损耗（高 Q）线圈设计的一种标准系列磁心，早在 1967 年国际电工委员即以 133 号公报推荐了标准系列尺寸，近年来又经过不断的修改补充。罐型磁心有很多优点，如结合面较大，屏蔽好，漏感及分布电容小，电感可以调节（配以调节芯后）等，因此获得广泛采用，近年来，已派生出 RM 型磁心（或称方罐型磁心）、PM 型磁心。
① 罐型磁心国内对罐型磁心是用“G”表示，数字则表示外径尺寸，如常规生产的品种规格有 G9、G11、G14、G18、G22、G26、G30、G36、G42 磁心。近年来为适应电子设备小型化需要，国际标准已增添了更小尺寸的系列，如 G33、G46、G58、G74 等，但国内尚未大量生产。这类磁心的中心柱有实心和空心两种，空心中配以调节磁心后，可制作调谐电感器、调谐变压器；带实心中心柱的罐型磁心，适于制作宽带变压器。
② RM 型磁心结构与罐型磁心相比，扩大了引线槽的切口部分，可便于大电流引出线，因而扩大了应用范围，不仅能制作调谐变压器、宽带变压器、还能制成功率变压器。这类磁心设计时特别考虑了符合 254mm 印刷电路网格，底部是有切口的方形，所以又称为方罐型。常用规格有 RM4、RM5、RM6、RM7、RM8、RM10、RM14。中心柱具有中心孔或无中心孔两种。对于宽带和功率变压器应用，均采用实心的中心柱，这会得到更高的有效磁导率。中心柱也可以开气隙，以满足迭加直流或改善磁性能等要求。
③ PM 型磁心也是一种罐型芯派生结构磁心（见图1-2(6)）。具有比罐型磁心更大的引线槽，更适合功率方面应用，如开关电源变压器，雷达用的脉冲功率变压器，也适合其它宽带应用。这类磁心具有罐型芯各种优点，如良好屏蔽，防止杂散磁场干扰，小的漏感和分布电容，在功率应用时有大的截面积，更于加工精密的气隙等。标准规格磁心有 PM50、PM62、PM74、PM87、RM114。分别可通过功率约为 200W、300W、500W、800W、1500W 等。
(4) 其它形状规格磁心
① EP 型磁心，这种磁心外形为方形，线图骨架为园形，成对磁心有大的接合面，因此有小的漏磁，大的有效磁导率，适合选用高磁导率材料，制成宽带变压器或脉冲变压器等。标准规格的磁心有 EP7、EP10、EP13、EP17、EP20、EP30。
② PQ 型磁心，这类磁心是对电源变压器高频运行时的铁损、铜损、温升以及电感进行分析后，新开发的特殊形状磁心（见图1-2(5)）。中心柱为园形，有良好的屏蔽。磁心尺寸系列可满足 50W～1000W(100kHz) 范围内的功率转换。标准规格磁心有 PQ20、PQ26、PQ32、PQ40、PQ50。如 PQ32 可转换功率 200～300W。
③ 环型磁心，这是一种普通形状的磁心，由于工艺制造更简，早已得到普遍采用。这是一种闭合磁路磁心，漏磁小，适于制作宽带或脉冲变压器、驱动变压器或扼流图。该磁心线圈绕制较困难，也限制了其应用。1976 年，已有国际标准推荐环型磁心尺寸（1988 年转化为电子行业标准），该标准提出环型磁心内径与外径之比为 0.6，高度与内径之比为 0.5，则磁心线圈将有最佳的 Pdc/L 值；也提出了尺寸系列。但由于该磁心制造工装成本低，因此实际使用的环型磁心尺寸规格远多于标准尺寸系列。用户可根据需要与制造单位协商确定尺寸。
④ 双孔或多孔磁心，双孔磁心相当于两个环形磁心的迭加，当中间线绕时，可获得比环形磁心更大的电感值。当采用高频铁氧体材料时，可制成阻抗匹配变换器，平衡一不平衡变换器，以及电磁波干扰抑制器等；若采用高磁导率铁氧体材料，则可制成宽带变压器。
多孔磁心则有四孔或六孔磁心，相当于更多环形磁心送加，更适合制作电磁波干扰抑制器，各种变换器等。
双孔磁心常用规格，按孔径尺寸为 1.5、2.4、3.8、4.0毫米等多种，该系列磁心尚未标准化。
⑤ 低矮型磁心，这是专门为平面变压器开发的新型磁心，有低矮型的 EE、EI、ER 和 RM 型磁心等，国际电工委员会于 2000 年发布了 IEC61860 公报，已将上述磁心尺寸系列标准化。另外，新形状的磁心有 EFD、EPC 型磁心，见图1-3。
1.1 软磁铁氧体材料和磁心概述
1.1.1 软磁铁氧体材料分类
铁氧体又称氧化物磁性材料，它是由铁和其它金属元素组成的复合氧化物。铁氧体采用陶瓷工艺，经高温烧结而制成各种形状的零件。实际上，所有在金属磁性材料中出现的磁现象，在铁氧体中也能观察到，但是有两个基本不同点：一是铁氧体的饱和磁化强度远远低于金属磁性材料，通常为金属材料的一半到五分之一；二是铁氧体的电阻率比金属磁高一百万倍以上。由于这种区别，对于低频（1000 赫兹以下）高功率的磁心一般采用金属磁性材料，用于较高频率（1000 赫兹以上）磁心采用铁氧体材料。
按照铁氧体的特性和用途，可把铁氧体分为永磁、软磁、矩磁、旋磁和压磁等五类；如果按照铁氧体的晶格类型来分，最重要的有尖晶石型、石榴石型和磁铅石型等三大类。高频变压器和电器中主要使用软磁铁氧体材料，因此下面主要叙述软磁铁氧体材料的分类及特性。大多数软磁铁氧体属尖晶石结构，一般化学表示式为MeFe 2O 4，这里 Me 表示二价金属元素，如：Mn、Ni、Mg、Cu、Zn等。
软磁铁氧体材料是各种铁氧体材料中产量最多，用途最广泛的一种。这类材料的主要特点是起始磁导率高和矫顽力低，即容易磁化也极易退磁，其磁滞回线呈细而长形状。
软磁铁氧体材料可按化学成分、磁性能、应用来进行分类。
若按化学成分来分类，则主要可分为 MnZn 系、NiZn系和 MgZn 系三大类。
MnZn 系铁氧体具有高的起始磁导率，较高的饱和磁感应强度，在无线电中频或低频范围有低的损耗，它是，1兆赫兹以下频段范围磁性能最优良的铁氧体材料。常用的MnZn 系铁氧体，其起始磁导率 μi=400～20000，饱和磁感应强度 BS=400～530mT。MnZn 系铁氧体广泛制作开关电源变压器、回扫变压器、宽带变压器、脉冲变压器、抗电磁波干扰滤波电感器及扼流圈等，是软磁铁氧体中产量最大的一种材料（按重量计约占 60%）。
NiZn 系铁氧体使用频率 100kHz～100MHz，最高可使用到 300MHz。这类材料磁导率较低，电阻率很高，一般为 105～107Ωcm。因此，高频涡流损耗小，是 1MHz 以上高频段磁性能最优良有材料。常用的 NiZn 系材料，磁导率 μi=5～1500，广泛用于制作各种高频固定电感器，可调电感器，谐振回路线圈，线性调节线圈抗电磁波干扰线圈等。附加少量 CuO 的 NiCuZn 系材料，最近在表面安装片式电感器中得到广泛应用。NiZn 系材料制成的各类小型磁心产量很大（按数量计），但按重量计的约占软磁铁氧体材料的 10% 左右。
MgZn 系铁氧体材料中附加小量 MnO 后制成 MgMnZn系材料，电阻率较高，广泛用于制作各种显象管或显示管的偏转线圈磁心，数量很大，产量约占软磁铁氧体材料的30%（按重量计）左右。MgZn 系铁氧体在某些高频电感线圈及天线线圈中也得到应用。
若按磁性所分类，软磁铁氧体材料可分类：
(1) 高磁导率材料。这类材料初始磁导率通常大于4000，国内批量生产的最高磁导率为 10000～12000，国外批量生产的最高磁导率可达 15000～20000，主要制作宽频带变压器、脉冲变压器、以及抗噪声滤波电感器等（见附录附表一）。
(2) 功率铁氧体材料，这类材料主要特征是饱和磁感应强度 Bs 高，大磁场下功率损耗低，因此适合制作较大磁场下运行的开关电源变压器，回扫变压器，扼流圈等。功率铁氧体按使用频率又可细分为几个小类，如回扫变压器材料，日本 TDK 公司有 HV22、HV38、HV45 材料，国内牌号则有 JV2、JV2A、JV4 材料等。又如开关电源变压器适用的材料，日本 TDK 公司有 PC30、PC40、PC44、PC50 材料，分别适用频率为 100kHz、300kHz、500～1000kHz，国内生产的相应材料牌号有 JP2、JP3、JP4、JP5 等，其磁特性详见附录附表二及附表三。
(3) 高频铁氧体材料。其主要特征是磁导率低，高频损耗小，可适用于几兆赫兹到几百兆赫兹的高频，特高频范围，若按磁导率大小可细分的材料系列品种有数十种，但大致可已分为高 Q 材料和低温度系数材料两小类。另外，为适应片式电感器使用的低烧结温度铁氧体材料也将逐渐形成系列。部分品种的高频氧体材料磁特性可见（附表四）。这类材料主要用于制作高频变压器及固定或可调电感器。
(4) 高电阻率材料。电阻率通常高达 107～109Ωcm，主要适于制作显象管或显示管用偏转线圈磁心，可避免线圈直接绕制在磁心上而发生短路现象。如日本 TDK 公司的H4M、H4H 材料，国内则有 R3.5H、R5H 材料等。随着扫描频率提高，今后可能使用 NiZn 系或 MnZn 系材料 ，如日本 TDK 公司已开发生产的 DA6、DA2 材料等。其磁特性见附录附表五。
此外，还有甚高频软磁铁氧体材料（六角晶系高频铁氧体），适用频率为 100～1000MH2；高密度铁氧体材料，有热压类及单晶铁氧体材料两种，用于制作记录磁头；高频大功率材料，NiZn 系材料，适用于发射机终端耦合变压器等。
最近正式发布如国际电工委员会推荐标准 IEC1332-1995“软磁铁氧体材料分类”（已转化为电子工业标准 SJ／T 1766-1997），将软磁铁氧体按应用情况分为三大类：主要在开磁路中使用的 OP 类材料，主要在闭合磁路中低磁通密度下应用的 CL 类料，以及主要在闭合磁路中高磁通密度下使用的 PW 类材料。每个大类又通过基本技术参数分成若干小类。如开磁路 OP 类材料，按起始磁导率大小分成九个小类（磁导率从小于 20 到 1500）；又如闭磁路的 CL 类材料，也按起始磁导率大小分为 12 个小类（μ从小于 100 到 16000）；而高磁通密度下使用的 PW 类材料，则按使用频率细分为 5 小类（工作频率从 15kHz～3000kHz）。每类材料磁性能参数详见附表 6-1，6-2，6-3。
1.1.2 软磁铁氧体材料牌号命名方法
我国软磁铁氧体材料 50～60 年代为初创阶段，70年代随着收音机和电视机普及，软磁磁心生产得到迅速发展，产量增长很快。如 1968 年全国软磁铁氧体产量约1000 吨，1980 年达 3500 吨。当时生产的软磁铁氧体材料，主要有 MmZn 系和 NiZn 系，而且绝大部分在弱磁场下使用。1981 年制订的“软磁铁氧体材料系列”标准（SJ/Z1966-1981），适应当时生产情况，按磁导率由小到大对软磁铁氧体进行分类和系列化。与此相适应的，1991 年制订了电子工业标准“铁氧体材料牌号与元件型号命名方法”（SJ/Ｔ10213 1991）规定用 R 表示软磁，并按初始磁导体率数值进行命名。如 R1h 表示初磁导率 μi=100 的软磁铁氧体材料；R2k 表示 μi=2000 的软磁铁氧体材料。该标准又规定，按性能特征可以在牌号后面附加符号，“B”表示高 Bs 材料，“P”表示低磁心损耗材料，“Q”表示高 Q 材料等。目前，国内很多厂家仍采用此方法对材料牌号进行命名。
80 年代后，随着彩电国产化和逐步向家庭普及，软磁铁氧体磁心需量激增，加之从国外引进技术和先进的关键制造设备以后，生产量和技术水平均获得迅猛发展。如1990 年全国软磁铁氧体产量已达 12000 吨。这一时期，具有节能并可实现小型化、轻量化的开关电源在彩电和其它电子设备大量应用，而软磁铁氧体是开关电源主变压器磁心最适用的材料，因此功率应用的软磁铁氧体材料（MnZn系）发展更快，该类材料约占整个软磁铁氧体材料总产量的 50% 左右（按重量计）。用于大磁场下的功率铁氧体材料，有不同品种材料，各企业对材料牌号命名时采用各种方法，如 R2KD、R2KB、R2KP、R2KBD 等等。因此，上述命名方法与实际使用已产生矛盾，给用户选择和使用带来不便，1997 年，根据等同采用IEC标准而修订的新的电子工业标准 SJ／T17666-1997，已将软磁铁氧体材料分为三大类，已如前述（见附表六）。但相应的材料牌号命名方法尚未修订。目前，国外大多数企业根据自身商业利益，均有自己规定的材料牌号命名方法；国内部分企业有的也已仿效国外大公司，制订了本企业生产的软磁铁氧体材料牌号命名方法。表 1-1 和表 1-2 列出国内外部分企业生产的功率铁氧体材料和高磁导率铁氧体材料牌号对照表，可供使用者参考。
1.1.3 软磁铁氧体磁心主要品种规格及其应用
适于高频电子变压器和电感器应用的软磁铁氧体磁心，品种规格很多主要有 E 型、U 型、罐型及特殊磁心等，下面作一些重点介绍。
(1) E 型磁心
具有矩形截面的E型磁心，由于结构和制造简单，已成为最广泛应用的高频变压器磁心，可以在低磁通密度或高磁通密度下使用。这类磁心通常成对使用，组成闭合磁路。常用规格可细分为 EE 型、EI 型、ETD(EC) 型；新开发的有 EPC、EFD 型等，在平面变压器中使用。
① EE 型磁心常用规格有 EE13、EE16、EE19、EE20、EE22、EE25、EE28、EE30、EE40、EE55等。分别表示磁心的外形尺寸。有的适用于开关电源变压器，有的可制作驱动变压器，脉冲变压器等。平面变压器采用更小尺寸的规格，如 EE5、EE10 等。
② EI 型磁心用一个 E 型和一个条型磁心配对作用，常用规格有 EI22、EI25、EI28、EI30、EI35、EI40、EI50 等，这类磁心可以制作开关电源的变压器，也在彩电中制作枕校变压器，近年来，在平面变压器中采用更小规格磁心，如 EI14、EI18 等。
③ ETD(EC) 型磁心国际电工委员会早在 1992 年就推荐了 ETD 磁心尺寸系列，以后又陆续将尺寸系列作了一些扩展，这类磁心中心柱为圆形截面（见图1-1.3），与相同面积的方形截面相比，绕线长度短，因而铜耗小，漏感也低。这类磁心国内习惯于称为 EC 型磁心，国外也有称为 ER 型磁心。国际标准推荐的尺寸规格有 ETD19、ETD29、ETD34、ETD39、ETD44、ETD49、ETD54、ETD59。这类磁心主要用于制作功率变压器和扼流图，更适合高频使用。在平面变压器推荐使用低矮形的 ER 型磁心，尺寸规格有 ER95、ER11、ER14.5。
(2) U 型磁心
U 型磁心窗口面积大，适于制作功率型或高压型变压器，如电视机及计算机显示器的回扫变压器，用量很大；也可制作其它类型变压器。国内 U 型磁心型号命名方法是用拼音字母“Y”表示圆腿，“F”表示方腿，数字表示圆腿直径。如 UY16，表示双园腿 U 形磁心，圆腿直径为 16mm；UFY14 表示一方一圆腿，圆腿直径为 14mm。必须注意，日本及欧洲各国用外型尺寸来命名，如 UR42、 UR44 分别表示外形尺寸为 42 或 44mm 的 U 形磁心。
① UFY 或 UY 型磁心常用规格有 UFY10、UFY12、UFY13、UFY14、UFY15、UFY16、UFY17、UFY18、等，还有 UY10、UY12、UY16 等。这类磁心主要用于制作电视机或显示器的回扫变压器，随着显象管或显示器屏幕增大，需要更大的扫描功率，因而要选用较大尺寸的 U 形磁心。如 18-21”屏幕则选用 UFY13 或 UFY14 磁心，21～25”屏幕则选用 UFY15 磁心，25～29”屏幕彩电则选用 UFY16、UFY17 型磁心，此外，两腿部距离窗口对高压爬电距离有影响，设计时应予注意。
② UF 型磁心是两腿均为方形尺寸的小型 U 型磁心，国内生产的规格有 UF10、UF11、UF16、UF17、UF19 等，上述数字均表示外形尺寸。这类磁心主要制作抗噪声的电源滤波器，采用高磁导率铁氧体材料（如μi=7000～10000）；当采用功率铁氧体材料时，则可作为驱动变压器作用。
(3) 罐型磁心
罐型磁心是专门为低损耗（高 Q）线圈设计的一种标准系列磁心，早在 1967 年国际电工委员即以 133 号公报推荐了标准系列尺寸，近年来又经过不断的修改补充。罐型磁心有很多优点，如结合面较大，屏蔽好，漏感及分布电容小，电感可以调节（配以调节芯后）等，因此获得广泛采用，近年来，已派生出 RM 型磁心（或称方罐型磁心）、PM 型磁心。
① 罐型磁心国内对罐型磁心是用“G”表示，数字则表示外径尺寸，如常规生产的品种规格有 G9、G11、G14、G18、G22、G26、G30、G36、G42 磁心。近年来为适应电子设备小型化需要，国际标准已增添了更小尺寸的系列，如 G33、G46、G58、G74 等，但国内尚未大量生产。这类磁心的中心柱有实心和空心两种，空心中配以调节磁心后，可制作调谐电感器、调谐变压器；带实心中心柱的罐型磁心，适于制作宽带变压器。
② RM 型磁心结构与罐型磁心相比，扩大了引线槽的切口部分，可便于大电流引出线，因而扩大了应用范围，不仅能制作调谐变压器、宽带变压器、还能制成功率变压器。这类磁心设计时特别考虑了符合 254mm 印刷电路网格，底部是有切口的方形，所以又称为方罐型。常用规格有 RM4、RM5、RM6、RM7、RM8、RM10、RM14。中心柱具有中心孔或无中心孔两种。对于宽带和功率变压器应用，均采用实心的中心柱，这会得到更高的有效磁导率。中心柱也可以开气隙，以满足迭加直流或改善磁性能等要求。
③ PM 型磁心也是一种罐型芯派生结构磁心（见图1-2(6)）。具有比罐型磁心更大的引线槽，更适合功率方面应用，如开关电源变压器，雷达用的脉冲功率变压器，也适合其它宽带应用。这类磁心具有罐型芯各种优点，如良好屏蔽，防止杂散磁场干扰，小的漏感和分布电容，在功率应用时有大的截面积，更于加工精密的气隙等。标准规格磁心有 PM50、PM62、PM74、PM87、RM114。分别可通过功率约为 200W、300W、500W、800W、1500W 等。
(4) 其它形状规格磁心
① EP 型磁心，这种磁心外形为方形，线图骨架为园形，成对磁心有大的接合面，因此有小的漏磁，大的有效磁导率，适合选用高磁导率材料，制成宽带变压器或脉冲变压器等。标准规格的磁心有 EP7、EP10、EP13、EP17、EP20、EP30。
② PQ 型磁心，这类磁心是对电源变压器高频运行时的铁损、铜损、温升以及电感进行分析后，新开发的特殊形状磁心（见图1-2(5)）。中心柱为园形，有良好的屏蔽。磁心尺寸系列可满足 50W～1000W(100kHz) 范围内的功率转换。标准规格磁心有 PQ20、PQ26、PQ32、PQ40、PQ50。如 PQ32 可转换功率 200～300W。
③ 环型磁心，这是一种普通形状的磁心，由于工艺制造更简，早已得到普遍采用。这是一种闭合磁路磁心，漏磁小，适于制作宽带或脉冲变压器、驱动变压器或扼流图。该磁心线圈绕制较困难，也限制了其应用。1976 年，已有国际标准推荐环型磁心尺寸（1988 年转化为电子行业标准），该标准提出环型磁心内径与外径之比为 0.6，高度与内径之比为 0.5，则磁心线圈将有最佳的 Pdc/L 值；也提出了尺寸系列。但由于该磁心制造工装成本低，因此实际使用的环型磁心尺寸规格远多于标准尺寸系列。用户可根据需要与制造单位协商确定尺寸。
④ 双孔或多孔磁心，双孔磁心相当于两个环形磁心的迭加，当中间线绕时，可获得比环形磁心更大的电感值。当采用高频铁氧体材料时，可制成阻抗匹配变换器，平衡一不平衡变换器，以及电磁波干扰抑制器等；若采用高磁导率铁氧体材料，则可制成宽带变压器。
多孔磁心则有四孔或六孔磁心，相当于更多环形磁心送加，更适合制作电磁波干扰抑制器，各种变换器等。
双孔磁心常用规格，按孔径尺寸为 1.5、2.4、3.8、4.0毫米等多种，该系列磁心尚未标准化。
⑤ 低矮型磁心，这是专门为平面变压器开发的新型磁心，有低矮型的 EE、EI、ER 和 RM 型磁心等，国际电工委员会于 2000 年发布了 IEC61860 公报，已将上述磁心尺寸系列标准化。另外，新形状的磁心有 EFD、EPC 型磁心，见图1-3。
暂无评论