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超微晶磁芯在开关电源中的应用

2011-10-10 10:37
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  0  引言

 

  微晶磁芯具有较高的饱和磁感应强度(1.l~1.2T),高磁导率,低矫顽力,低损耗及良好的稳定性、耐磨性、耐蚀性,同时具有较低的价格,在所有的金属软磁材料芯中具有最佳的性价比。用于制作微晶铁芯的材料被誉为”绿色材料”,广泛应用于取代硅钢,坡莫合金及铁氧体,作为各种形式的高频(20~100 kHz)开关电源中的大中小功率的主变压器、控制变压器、波电感、储能电感、电抗器、磁放大器、饱和电抗器磁芯、EMC滤波器共模电感和差模电感磁芯、.IDSN微型隔离变压器磁芯,也广泛应用于各种类同精度的互感器磁芯。

 

  1 超微晶磁芯的主要特点

 

  VITROPERM 500F铁基超微晶磁芯具有以下特点:

  1)极高的初始磁导率,μ=30 000~80 000,且磁导率随磁通密度和温度的变化非常小;

  2)磁芯损耗极低,并且在一40~+120℃范围内不随温度而变化;

  3)非常高的饱和磁通密度(Bs=1.2T),允许选择较低的开关频率,能降低开关电源及EMI滤波器的成本;

  4)磁芯采用环氧树脂封装,机械强度高,无磁滞伸缩现象,能承受强振动;

  5)可取代传统的铁氧体磁芯以减小开关电源的体积.提高可靠件.

  超微晶磁芯的型号很多,所传输的功率可从50 W到11kW。几种常用磁性材料的性能比较见表1。

 

  

 

  2 超微晶磁芯在开关电源中的应用

 

  2.1 超微晶磁芯材料在高频变压器中的应用

  目前,高频变压器一般选用铁氧体磁芯。VITROPERM 5OOF铁基超微晶磁芯与德国两门子公司生产的N67系列铁氧体磁芯的性能比较,如图1所示。图1(a)为磁导率的相对变化率与温度的关系曲线;图1(b)为磁感应强度(B)与矫顽力(H)的关系曲线;图1(c)则为损耗.温度曲线。由图l(a)可见,超微晶磁芯的磁导率随温度的变化量远远低于铁氧体磁芯,可提高开关电源的稳定性和可靠性。由图l(b)可见,超微晶磁芯的/μB乘积比铁氧体磁芯高许多倍,这意味着可大大减小高频变压器的体积及重量。由图1(c)可见,当温度发生变化时,超微晶磁芯的损耗远低于铁氧体磁芯。此外,铁氧体磁芯的居里点温度较低,在高温下容易退磁。若采用超微晶磁芯制作变压器,即可将工作时的磁感应强度变化量从O.4T提高到1.OT,使功率开关管的工作频率降低到100kHz以下。

 

  

 

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