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磁性材料的問題與解答

jf_SRzsUD2x ? 來源:電子材料圈 ? 作者:電子材料圈 ? 2022-12-12 10:51 ? 次閱讀

1,問題:如何測定AL值?為什么測定要在5 gauss的條件下進行?

電感是使用不同的電壓和頻率的橋來測定的,而磁通密度應該在小于10 Guass(1mT)的條件下,磁一般是單層繞組以一定的匝數緊密地纏繞在芯表面上測定的。

在低guass情況下測定是十分重要的,磁材料特性在高驅動的時候變化是很大的.因為所給定磁芯的應用不同,因此對于廠商來說,,就要給出一個低態的標稱測定特性以保障不同要求下的使用。

2,問題:為什么磁芯和磁鐵不一樣?

永久磁鐵是硬磁材料,也即其磁性幾乎是恒定的,不隨外部條件(普通)變化的。其磁性是由廠商生產的時候就圈定了的, 而磁芯是“軟糍”材料,其B-H 是曲線變化的.(硬磁材料的B-H是一個點),所以可以用于繞制繞組,以制作電感或變壓器等。

3,問題:磁芯的有效參數一般有哪些?

磁芯,特別是鐵氧體材料,其幾何尺寸等多種多樣,為滿足各種不同的設計的要求,磁芯的尺寸也是為了適合最優化要求而計算的。這些現有磁芯參數,包括諸如磁路徑,有效面積,和有效體積等物理參數等。

4,問題:如何測量絕緣性能以及如何保證其絕緣?

磁芯制作后要使用將兩個加以一定壓力后網狀線墊分置于兩端的方式測定其擊穿電壓值。其間,所加壓力是 10psi,仿真繞線壓力,這個試驗使用的是60 Hz 的有效電壓值,查詢繞組產品手冊目錄以獲取相應磁芯和它們的保證的擊穿電壓,用戶應該十分注意他們的實際使用繞組數。特別是當使用較大繞線壓力時,可能發生機械變形,這樣,就有可能改變磁芯的擊穿電壓值,超過壓力限度可能損壞磁芯外層防護, 致使其擊穿電壓降低。

5,問題:為什么角圓半徑對繞線來說十分重要?

角半徑之所以重要的是因為如果磁芯的邊緣過于鋒利的話,就有可能在精確嚴密繞制過程中劃破線的絕緣,注意保證磁芯的邊緣圓滑,鐵氧體磁芯制作模具是有一定的標準圓度半徑的,而且這些磁芯是經過打磨和去除毛刺處理的,以減少其邊緣的鋒利。另外,大多磁芯經過油漆或覆蓋以不僅使其角鈍化,更使得其繞線面光滑,粉芯則具有一面是壓力半徑,,另一面是去除毛刺處理的半圓.對于鐵氧體材料,則額外的提供一個邊緣覆蓋。

6,問題:哪種類型的磁芯適合制作變壓器?哪些類型的適合制作電感?

滿足變壓器需要的磁芯應該具備一方面具有較高的磁感應強度,另一方面保持其溫升在一定限度之內,Strip (帶)材料應該具有較高的感應強度而通常應用于20KHz以下的情況內。對于20KHz以上的情況,統一體材料可以滿足要求,因為其在較高頻率的情況下具有較低的磁芯損耗(較低的溫升)。

對于電感來說,磁芯應該有一定的氣隙以保證其在較高dcac 驅動情況下有一定的磁導率水平,鐵氧體和帶芯都可以開氣隙處理,粉芯具有其自帶的氣隙。

7,問題:為什么AL值一般只是在鐵粉芯和鐵氧芯等提供,而帶芯(TapeCore)沒有?

帶繞磁芯一般應用于變壓器或方環中,這樣,AL 沒有什么意義,其期望的特性指標是高磁通密度,低磁芯損耗以及在某些情況下高方形的 B-H環曲線形式。在方環B-H曲線的材料使用于帶繞磁芯中,其磁導率的變化當環被橫斷的時候是范圍很寬的。這不能得到連續和重復的電感值,方環材料通常用于開關等場合的應用中,在圓環B-H 環曲線的材料來說,比如鐵氧體和粉芯,其磁導率是比較恒定的,AL 作為低驅動情況下的磁導率的測度值,因為這時圓環材料的磁導率相對穩定的。

8,問題:什么樣的磁芯最好?

應該說,對于這個問題沒有什么答案的。因為磁芯的選擇是依據應用場合和應用頻率等確定的,任何材料的選擇都還有市場等因素的考慮。比如,某些材料可以保證其溫升較小,但是其價格昂貴,這樣,當選擇材料以針對較高的溫升的時候,就有可能選擇較大的尺寸但較低價格的材料以完成這樣的工作。所以,所謂最好的材料的選擇要首先針對你的電感或變壓器的應用要求,從這點上來說,其運行頻率和造價等就是重要因素了。不同材料的優化選擇是依據開關頻率,溫升,以及磁通密度等確定的。

9,問題:如何使磁芯退磁?

其方法是給磁芯加以60Hz 交流電使得其開始的驅動電流足以使其在正負端均能夠飽和,然后逐漸緩慢降低驅動水平重復進行幾次知道其降低到0為止。這就將使得其保有點還原回原來的初始態。

10,問題:磁芯溫度高于居里點時,會發生什么現象?

所謂居里溫度就是當材料在此溫度時,其將失去所有的磁特性。高于這個溫度時,磁芯將不能使用。實際上,很多磁芯都有絕緣拋光等,這些一般會在低于居里點很多的溫度的時候就已經基本損壞了。關于這些,應該查詢手冊以確定其絕緣材的溫度限制。

帶繞磁芯沒有絕緣隔離防護,所以其即便達到居里溫度后也可以當溫度降低之后恢復其磁特性。一般帶繞磁芯具有很高的居里點( >450 OC),這樣這些材料有可能在達到居里溫度之前就已經遭受氧化損害了。Manganese-Zinc 鐵氧體,將沒有什么影響,除非有絕緣敷料。這是因為鐵氧體的居里溫度比較低,一般僅120OC – 250OC. 這個溫度還不足以改變諸如陶瓷材料的結構。通常,磁芯的磁特性在溫度降低到居里點之后可以恢復,只要不是很長時間以致材料被氧化了。

11,問題:對于你使用的磁芯,其最大頻率(開關)是多少?

首先,這取決于所選材料。帶繞磁芯通常具有較低于鐵氧體的運行頻率。這是因為其阻抗較低,結果會有較高的渦流以及較高的磁芯損耗。其帶越薄,則運行頻率就可以越高。另一方面,磁芯損耗取決于設計的運行磁通密度;所以,降低磁通密度,就可以提高工作頻率。通常于功率磁芯而言,其一定驅動限制下的材料的飽和磁通密度并不是設計頻率的局限,而其最大的損耗容限往往決定了運行頻率。

12,問題:單層繞線優點?

單層繞組比較容易。而且,其分布電容也最小;可以適應最大的頻率響應。而銅損溫升也可以最小化。對于通用扼流圈來說,在相對的繞組間保持對稱比較容易。

審核編輯:郭婷

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原文標題:磁性材料問答匯總(一)

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