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                      各種磁環的運用及區別

                      1.磁粉芯
                          
                              磁粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質混合壓制而成的一種軟磁材料。由于鐵磁性顆粒很?。ǜ哳l下使用的為0.5~5微米),又被非磁性電絕緣膜物質隔開,因此,一方面可以隔絕渦流,材料適用于較高頻率;另一方面由于顆粒之間的間隙效應,導致材料具有低導磁率及恒導磁特性;又由于顆粒尺寸小,基本上不發生集膚現象,磁導率隨頻率的變化也就較為穩定。主要用于高頻電感。磁粉芯的磁電性能主要取決于粉粒材料的導磁率、粉粒的大小和形狀、它們的填充系數、絕緣介質的含量、成型壓力及熱處理工藝等。
                          
                              常用的磁粉芯有鐵粉芯、坡莫合金粉芯及鐵硅鋁粉芯三種。
                          
                              磁芯的有效磁導率me及電感的計算公式為:me = DL/4N2S ′ 109
                          
                              其中:D為磁芯平均直徑(cm),L為電感量(享),N為繞線匝數,S為磁芯有效截面積(cm2)。
                          
                          (1).鐵粉芯
                          
                              常用鐵粉芯是由碳基鐵磁粉及樹脂碳基鐵磁粉構成。在粉芯中價格最低。飽和磁感應強度值在1.4T左右;磁導率范圍從22~100; 初始磁導率mi隨頻率的變化穩定性好;直流電流疊加性能好;但高頻下損耗高。
                          
                          (2).坡莫合金粉芯
                          
                              坡莫合金粉芯主要有鉬坡莫合金粉芯(MPP)及高磁通量粉芯(High Flux)。
                          
                              MPP是由81%Ni, 2%Mo, 及Fe粉構成。主要特點是: 飽和磁感應強度值在7500Gs左右; 磁導率范圍大,從14~550; 在粉末磁芯中具有最低的損耗;溫度穩定性極佳,廣泛用于太空設備、露天設備等;磁致伸縮系數接近零,在不同的頻率下工作時無噪聲產生。主要應用于300KHz以下的高品質因素Q濾波器、感應負載線圈、諧振電路、在對溫度穩定性要求高的LC電路上常用、輸出電感、功率因素補償電路等, 在AC電路中常用, 粉芯中價格最貴。
                          
                              高磁通粉芯HF是由50%Ni, 50?粉構成。主要特點是: 飽和磁感應強度值在15000Gs左右; 磁導率范圍從14~160; 在粉末磁芯中具有最高的磁感應強度,最高的直流偏壓能力;磁芯體積小。主要應用于線路濾波器、交流電感、輸出電感、功率因素校正電路等, 在DC電路中常用,高DC偏壓、高直流電和低交流電上用得多。價格低于MPP。
                          
                          (3).鐵硅鋁粉芯 (Kool Mm Cores)
                          
                              鐵硅鋁粉芯由9%Al, 5%Si, 85?粉構成。主要是替代鐵粉芯,損耗比鐵粉芯低80%,可在8KHz以上頻率下使用;飽和磁感在1.05T左右;導磁率從26~125;磁致伸縮系數接近零,在不同的頻率下工作時無噪聲產生;比MPP有更高的DC偏壓能力;具有最佳的性能價格比。主要應用于交流電感、輸出電感、線路濾波器、功率因素校正電路等。有時也替代有氣隙鐵氧體作變壓器鐵芯使用。
                          
                          2. 軟磁鐵氧體 (Ferrites)
                              軟磁鐵氧體是以Fe2O3為主成分的亞鐵磁性氧化物,采用粉末冶金方法生產。有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類,其中Mn-Zn鐵氧體的產量和用量最大,Mn-Zn鐵氧體的電阻率低,為1~10歐姆-米,一般在100KHZ以下的頻率使用。Cu-Zn、Ni-Zn鐵氧體的電阻率為102~104歐姆-米,在100kHz~10兆赫的無線電頻段的損耗小,多用在無線電用天線線圈、無線電中頻變壓器。
                          
                              磁芯形狀種類豐富,有E、I、U、EC、ETD形、方形(RM、EP、PQ)、罐形(PC、RS、DS)及圓形等。在應用上很方便。
                          
                              由于軟磁鐵氧體不使用鎳等稀缺材料也能得到高磁導率,粉末冶金方法又適宜于大批量生產,因此成本低,又因為是燒結物硬度大、對應力不敏感,在應用上很方便。而且磁導率隨頻率的變化特性穩定,在150kHz以下基本保持不變。隨著軟磁鐵氧體的出現,磁粉芯的生產大大減少了,很多原來使用磁粉芯的地方均被軟磁鐵氧體所代替。
                          
                              國內外鐵氧體的生產廠家很多,在此僅以美國的Magnetics公司生產的Mn-Zn鐵氧體為例介紹其應用狀況。分為三類基本材料:電信用基本材料、寬帶及EMI材料、功率型材料。
                          
                              電信用鐵氧體的磁導率從750~2300, 具有低損耗因子、高品質因素Q、穩定的磁導率隨溫度/時間關系, 是磁導率在工作中下降最慢的一種,約每十年下降3%~4%。廣泛應用于高Q濾波器、調諧濾波器、負載線圈、阻抗匹配變壓器、接近傳感器。
                          
                              寬帶鐵氧體也就是常說的高導磁率鐵氧體,磁導率分別有5000、10000、15000。其特性為具有低損耗因子、高磁導率、高阻抗/頻率特性。廣泛應用于共模濾波器、飽和電感、電流互感器、漏電保護器、絕緣變壓器、信號及脈沖變壓器,在寬帶變壓器和EMI上多用。
                          
                              功率鐵氧體具有高的飽和磁感應強度,為4000~5000 Gs。另外具有低損耗/頻率關系和低損耗/溫度關系。也就是說,隨頻率增大、損耗上升不大;隨溫度提高、損耗變化不大。廣泛應用于功率扼流圈、并列式濾波器、開關電源變壓器、開關電源電感、功率因素校正電路。

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