《磁性材料應(yīng)用》PPT課件

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1、軟磁材料的應(yīng)用一．軟磁材料分類及應(yīng)用磁性材料從特性及應(yīng)用分為軟磁、硬磁、旋磁、矩磁、壓磁等，其中軟磁應(yīng)用最為廣泛，幾乎所有感性器件（電感、變壓器、傳感器等）都離不開軟磁材料。軟磁材料分類軟磁材料的主要性能參數(shù)及主要應(yīng)用方向二．我公司軟磁材料主要類別及優(yōu)勢北京七星飛行電子有限公司（國營第798廠）是國內(nèi)最早生產(chǎn)磁性材料的廠家之一，也是目前國內(nèi)軟磁材料行業(yè)品種最全、專業(yè)開發(fā)能力最強的專業(yè)廠家，多年來一直在開發(fā)研制各類獨特性能的軟磁材料，為航天、航空、電子、兵器、船舶等領(lǐng)域研制生產(chǎn)配套產(chǎn)品和服務(wù)，在軍工領(lǐng)域享有較高的聲譽。以下為我公司主要軟磁材料系列：1．金屬磁粉芯2．M

2、n-Zn鐵氧體3．Ni-Zn鐵氧體4．非晶微晶從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸而言，由于擁有國內(nèi)相對齊全的生產(chǎn)設(shè)備，我們的規(guī)格型號應(yīng)有盡有，磁環(huán)最大尺寸可達Φ500mm。此外，我公司可以為客戶研制生產(chǎn)各類變壓器、電感產(chǎn)品，依靠現(xiàn)有多元選擇的磁材、專業(yè)的設(shè)計、齊全的檢測手段，我們可以為客戶設(shè)計制造國軍標(biāo)等級的各類感性器件。下面介紹我們生產(chǎn)的軟磁材料的更詳細的應(yīng)用。非晶微晶材料主要用于制造以下產(chǎn)品：1）開關(guān)電源變壓器及扼流圈一般情況下，就功耗而言，非晶材料在1-10kHz內(nèi)優(yōu)于鐵氧體，20kHz以上劣于鐵氧體；超微晶材料在50kHz內(nèi)優(yōu)于鐵氧體，100kHz以上劣于鐵氧體。一般非晶主要用在

3、50kHz以內(nèi)的場合，超微晶材料用在300kHz以內(nèi)的場合。由于非晶微晶材料的Bs遠高于鐵氧體，因此變壓器選擇較高的ΔB（一般用在較低頻率或頻率較高但散熱條件很好的情況）或扼流圈選擇較大的偏磁場情況下仍然能夠正常工作。但是非晶微晶材料的抗振動能力差，在如車載、機載場合一般比較難達到可靠性要求，必須對材料作特殊防振工藝處理。2）電感濾波器用非晶微晶制造的共模濾波器，在500kHz以下具有很高的阻抗，1MHz以上阻抗會下降；差模濾波器（有氣隙使用）盡管偏磁性優(yōu)于鐵氧體，但由于非晶微晶材料本身頻譜的特點，在較高頻率下會比鐵氧體差。3）脈沖變壓器、傳感器利用某些非晶微晶（如C

4、o基非晶）高矩磁比的特性。Ni-Zn鐵氧體適用不同的工作頻率，Ni-Zn材料的μi在5-1300之間。和國內(nèi)同行相比，我公司Ni-Zn材料品種最為齊全，性能優(yōu)越。針對用戶不同的要求，我們研制出適宜于各個頻段的弱信號濾波材料及大信號的功率材料，對于弱信號濾波材料，我們的主要特點是溫度系數(shù)明顯低于國內(nèi)同行，Q值較高，對于功率材料，我們的主要特點是損耗低，適用頻帶寬。在軟磁材料中，Mn-Zn鐵氧體和金屬磁粉芯中許多材料是我公司獨到的產(chǎn)品，在國內(nèi)處于絕對領(lǐng)先水平，有些材料甚至處于國際領(lǐng)先水平。后面重點介紹這些產(chǎn)品的特點及應(yīng)用。三．Mn-Zn鐵氧體Mn-Zn鐵氧體是80年代興起

5、的一種新型的高頻磁性材料，它同時帶動了開關(guān)電源突飛猛進的發(fā)展。鐵氧體是采用陶瓷工藝制成的一種黑色陶瓷，具備了在10kHz以上叵莫合金無可比擬的優(yōu)勢——損耗小，價格低廉、易成型。我公司Mn-Zn鐵氧體從材料特性區(qū)分可以分為三類，其中高穩(wěn)定性材料系列是我公司最具特色、優(yōu)于國內(nèi)同行的產(chǎn)品，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在軍工領(lǐng)域。以下是幾種高穩(wěn)定性材料的μi～T變化圖，可以看出這幾種材料的溫度特性。需要說明的是，我公司生產(chǎn)的高穩(wěn)定性材料不僅在溫度特性而且在其它可靠性方面都具有較高的水平，如減落小，內(nèi)應(yīng)力小，抗振性好等，最適宜于工作溫度寬、環(huán)境惡劣的場合，其中MXD-2000和R2kG主要應(yīng)用

6、在小信號情況，R2kBD主要用于制造功率變壓器。高導(dǎo)材料一般用于制作共模濾波器電感。以下為同等條件下（同樣結(jié)構(gòu)尺寸、線圈）用不同材料制作的共模濾波器的高頻阻抗情況。通常情況下，建議選用R6k或R8k材料會確保在1MHz左右阻抗較大。用Mn-Zn鐵氧體制作開關(guān)電源變壓器是工程師們的最佳選擇，不論從成本考慮（民品），還是從可靠性考慮（需抗沖擊和振動的軍品）。正常情況下，材料選擇適當(dāng)，設(shè)計開關(guān)電源變壓器選擇鐵氧體磁芯體積的一般經(jīng)驗：100kHz以內(nèi)普通變壓器：3-10W/g100-500kHz平板變壓器：10-20W/g變壓器功率越大，體積越大，取值可以越大；變壓器工作頻率

7、越高，取值可以越大；散熱條件越好，取值可以越大。對于要求長期工作的軍用變壓器而言，必須在設(shè)計上留出一定余量，確保變壓器不會過熱失效。下面是一般情況下設(shè)計磁芯ΔB的選擇：25kHz—3000Gs50kHz—2000Gs100kHz—1500Gs200kHz—1000Gs散熱條件越好，取值可以越大。當(dāng)然，在頻率更低選擇更大ΔB或者在單端反激模式（有直流偏磁）情況下要注意防止磁芯飽和（考慮最高工作溫度下Bs）。設(shè)計變壓器的幾個注意事項：1）根據(jù)頻率、功率選擇適當(dāng)?shù)拇判?，選擇適當(dāng)?shù)摩。2）滿窗口。指在確保安全指標(biāo)的情況下，盡量占滿繞線窗口，可以實現(xiàn)最大功率