<head> <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8" /> <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=EmulateIE7" /> <meta name="keywords" content="磁性器�?磁芯选择,深圳市晨飞电子有限公�? /> <meta name="description" content="晨飞电子,UL认证企业�?年来专注于生产高品质高频变压器、电感线圈、滤波器等磁性元件。产品质量通过欧盟认证,80%产品出口欧美。服务热线：4000-160-260" /> <meta name="author" content="Developed By Master Li(masterlijf#hotmail.com), Oran Day(oransite#gmail.com), 深圳市牛商网络有限公�?http://www.nsw88.com)" /> <title>磁性器件中磁芯的选用及设�?/title> <link href="/Css/reset.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link href="/Skins/default/Common.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link href="/Skins/default/Style.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> <link href="/Skins/default/temp.css" rel="stylesheet" type="text/css" /> <script type="text/javascript">var SKIN_PATH = "/Skins/default/";</script> <script type="text/javascript" src="/JS/JQuery.js"></script> <script type="text/javascript" src="/JS/Common.js"></script> <script 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其中，P为电功率；K为与波形有关的系数；f为频率；N为匝数；S为铁芯面积；B为工作磁感；I为电流；T为温升；Pc为铁损；PW为铜损；hc和hW为由实验确定的系数�?br /> <br /> 由以上公式可以看出：高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量。但B值的增加受到材料的Bs值的限制。而频率f可以提高几个数量级，从而有可能使体积重量显著减小。而低的铁芯损耗可以降低温升，温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取。一般来说，开关电源对材料的主要要求是：尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性，有些用途要求较高的矩形比，对应力等不敏感、稳定性好，价格低。单端式变压器因为铁芯工作在磁滞回线的第一象限，对材料磁性的要求有别于前述主变压器。它实际上是一只单端脉冲变压器，因而要求具有大的B=Bm-Br，即磁感Bm和剩磁Br之差要大，同时要求高的脉冲磁导率。特别是对于单端反激式开关主变压器，也称储能变压器，要考虑储能要求�?br /> <br /> 线圈储能的多少取决于两个因素：一个是材料的工作磁感Bm值或电感量L，另一个是工作磁场Hm或工作电流I，储能W=1/2LI2。这就要求材料有足够高的Bs值和合适的磁导率，常为宽恒导磁材料。对于工作在±Bm之间的变压器来说，要求其磁滞回线的面积，特别是在高频下的回线面积要小，同时为降低空载损耗、减小励磁电流，应有高磁导率，最合适的为封闭式环形铁芯，这种铁芯用于双端或全桥式工作状态的器件中�?br /> <br /> 通常，金属晶态材料要降低高频下的铁损是不容易的，而对于非晶合金来说，由于其不存在磁晶各向异性、金属夹杂物和晶界等，此外它还不存在长程有序的原子排列，其电阻率比一般的晶态合金高2�?倍，加之快冷方法一次形成厚�?5�?0微米的非晶薄带，特别适用于高频功率输出变压器。非金合金已广泛应用于逆变弧焊电源、单端脉冲变压器、高频加热电源、不停电电源、功率变压器、通讯电源、开关电源变压器和高能加速器等铁芯，其频率在20�?0kHz、功�?0kW以下，是变压器最佳磁芯材料�?br /> <br /> (�?、脉冲变压器铁芯<br /> <br /> 脉冲变压器是用来传输脉冲的变压器。当一系列脉冲持续时间为td(μs)，脉冲幅值电压为Um(V)的单极性脉冲电压加到匝数为N的脉冲变压器绕组上时，在每一个脉冲结束时，铁芯中的磁感应强度增量ΔB(T)为：ΔB=Umtd/NSc×10-2，其中Sc为铁芯的有效截面�?cm2)，即磁感应强度增�?Delta;B与脉冲电压的面积(伏秒乘积)成正比。对输出单向脉冲时，ΔB=Bm-Br,如果在脉冲变压器铁芯上加去磁绕组时，ΔB=Bm+Br。在脉冲状态下，由动态脉冲磁滞回线的ΔB与相应的ΔHp之比为脉冲磁导率μp。理想的脉冲波形是指矩形脉冲波，由于电路的参数影响，实际的脉冲波形与矩形脉冲有所差异，经常会发生畸变。比如脉冲前沿的上升时间tr与脉冲变压器的漏电感Ls、绕组和结构零件导致的分布电容Cs成比例，脉冲顶降λ与励磁电感Lm成反比，另外涡流损耗因素也会影响输出的脉冲波形�?br /> <br /> 脉冲变压器的漏电感Ls=4βπ N21 lm/h<br /> <br /> 脉冲变压器的初级励磁电感Lm=4μπp Sc N2/l×10-9<br /> <br /> 涡流损耗Pe=Um d2td lF/12 N21 Sc<br /> <br /> β为与绕组结构型式有关的系数，lm为绕组线圈的平均匝长，h为绕组线圈的宽度，N1为初级绕组匝数，l为铁芯的平均磁路长度，Sc为铁芯的截面积，μp为铁芯的脉冲磁导率，ρ为铁芯材料的电阻率，d为铁芯材料的厚度，F为脉冲重复频率�?br /> <br /> 从以上公式可以看出，在给定的匝数和铁芯截面积时，脉冲宽度愈大，要求铁芯材料的磁感应强度的变化�?Delta;B也越大；在脉冲宽度给定时，提高铁芯材料的磁感应强度变化量ΔB，可以大大减少脉冲变压器铁芯的截面积和磁化绕组的匝数，即可缩小脉冲变压器的体积。要减小脉冲波形前沿的失真，应尽量减小脉冲变压器的漏电感和分布电容，为此需使脉冲变压器的绕组匝数尽可能的少，这就要求使用具有较高脉冲磁导率的材料。为减小顶降，要尽可能的提高初级励磁电感量Lm，这就要求铁芯材料具有较高的脉冲磁导�?mu;p。为减小涡流损耗，应选用电阻率高、厚度尽量薄的软磁带材作为铁芯材料，尤其是对重复频率高、脉冲宽度大的脉冲变压器更是如此�?br /> <br /> 脉冲变压器对铁芯材料的要求为�?br /> <br /> ①高饱和磁感应强度Bs�?br /> <br /> ②高的脉冲磁导率，能用较小的铁芯尺寸获得足够大的励磁电感<br /> <br /> ③大功率单极性脉冲变压器要求铁芯具有大的磁感应强度增�?Delta;B,使用低剩磁感应材�?当采用附加直流偏磁时，要求铁芯具有高矩形比，小矫顽力Hc�?br /> <br /> ④小功率脉冲变压器要求铁芯的起始脉冲磁导率高<br /> <br /> ⑤损耗小�?br /> <br /> 铁氧体磁芯的电阻率高、频率范围宽、成本低，在小功率脉冲变压器中应用较多，但其ΔB�?mu;p均较低，温度稳定性差，一般用于对顶降和后沿要求不高的场合�?br /> <br /> 近年来发展起来的新型逆变弧焊电源单端脉冲变压器，具有高频大功率的特点，因此要求变压器铁芯材料具有低的高频损耗、高的饱和磁感Bs和低的Br以获得大的工作磁感B，使焊机体积和重量减小。常用的用于高频弧焊电源的铁芯材料为铁氧体，虽然其电阻率高而具有低的高频损耗，但其温度稳定性较差，工作磁感较低，变压器体积和重量较大，已不能满足新型弧焊机的要求。由于纳米晶环形铁芯其具有高的Bs�?Bs>1.2T)，高�?Delta;B�?ΔB>0.7T)，很高的脉冲磁导率和低的损耗，频率可达100kHz，采用它可使铁芯的体积和重量大为减小。近年来逆变焊机已应用纳米晶铁芯达几万只，用户反映用纳米晶变压器铁芯再配以非晶高频电感制成的焊机，不仅体积小、重量轻、便于携带，而且具有电弧稳定、飞溅小、动态特性好、效率高及可靠性高等优点。这种环形纳米晶铁芯还可用于中高频加热电源、脉冲变压器、不停电电源、功率变压器、开关电源变压器和高能加速器等装置中。可根据开关电源的频率选用磁芯材料�?br /> <br /> 环形纳米晶铁芯具有很多优点，但它也有绕线困难的不利因素。为了在匝数较多时绕线方便，可选用高频大功率C型非晶纳米晶铁芯。采用低应力粘结剂固化及新的切割工艺制成的非晶纳米晶合金C型铁芯的性能明显优于硅钢C型铁芯。目前这种铁芯已批量用于逆变焊机和切割机等。逆变焊机主变压器铁芯和电抗器铁芯系列有：120A�?60A�?00A�?50A�?15A�?00A�?00A�?30A�?br /> <br /> </p> </div> <div class="apage" id="showfenye">  <script 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其中，P为电功率；K为与波形有关的系数；f为频率；N为匝数；S为铁芯面积；B为工作磁感；I为电流；T为温升；Pc为铁损；PW为铜损；hc和hW为由实验确定的系数�?br /> <br /> 由以上公式可以看出：高的工作磁感B可以得到大的输出功率或减少体积重量。但B值的增加受到材料的Bs值的限制。而频率f可以提高几个数量级，从而有可能使体积重量显著减小。而低的铁芯损耗可以降低温升，温升反过来又影响使用频率和工作磁感的选取。一般来说，开关电源对材料的主要要求是：尽量低的高频损耗、足够高的饱和磁感、高的磁导率、足够高的居里温度和好的温度稳定性，有些用途要求较高的矩形比，对应力等不敏感、稳定性好，价格低。单端式变压器因为铁芯工作在磁滞回线的第一象限，对材料磁性的要求有别于前述主变压器。它实际上是一只单端脉冲变压器，因而要求具有大的B=Bm-Br，即磁感Bm和剩磁Br之差要大，同时要求高的脉冲磁导率。特别是对于单端反激式开关主变压器，也称储能变压器，要考虑储能要求�?br /> <br /> 线圈储能的多少取决于两个因素：一个是材料的工作磁感Bm值或电感量L，另一个是工作磁场Hm或工作电流I，储能W=1/2LI2。这就要求材料有足够高的Bs值和合适的磁导率，常为宽恒导磁材料。对于工作在±Bm之间的变压器来说，要求其磁滞回线的面积，特别是在高频下的回线面积要小，同时为降低空载损耗、减小励磁电流，应有高磁导率，最合适的为封闭式环形铁芯，这种铁芯用于双端或全桥式工作状态的器件中�?br /> <br /> 通常，金属晶态材料要降低高频下的铁损是不容易的，而对于非晶合金来说，由于其不存在磁晶各向异性、金属夹杂物和晶界等，此外它还不存在长程有序的原子排列，其电阻率比一般的晶态合金高2�?倍，加之快冷方法一次形成厚�?5�?0微米的非晶薄带，特别适用于高频功率输出变压器。非金合金已广泛应用于逆变弧焊电源、单端脉冲变压器、高频加热电源、不停电电源、功率变压器、通讯电源、开关电源变压器和高能加速器等铁芯，其频率在20�?0kHz、功�?0kW以下，是变压器最佳磁芯材料�?br /> <br /> (�?、脉冲变压器铁芯<br /> <br /> 脉冲变压器是用来传输脉冲的变压器。当一系列脉冲持续时间为td(μs)，脉冲幅值电压为Um(V)的单极性脉冲电压加到匝数为N的脉冲变压器绕组上时，在每一个脉冲结束时，铁芯中的磁感应强度增量ΔB(T)为：ΔB=Umtd/NSc×10-2，其中Sc为铁芯的有效截面�?cm2)，即磁感应强度增�?Delta;B与脉冲电压的面积(伏秒乘积)成正比。对输出单向脉冲时，ΔB=Bm-Br,如果在脉冲变压器铁芯上加去磁绕组时，ΔB=Bm+Br。在脉冲状态下，由动态脉冲磁滞回线的ΔB与相应的ΔHp之比为脉冲磁导率μp。理想的脉冲波形是指矩形脉冲波，由于电路的参数影响，实际的脉冲波形与矩形脉冲有所差异，经常会发生畸变。比如脉冲前沿的上升时间tr与脉冲变压器的漏电感Ls、绕组和结构零件导致的分布电容Cs成比例，脉冲顶降λ与励磁电感Lm成反比，另外涡流损耗因素也会影响输出的脉冲波形�?br /> <br /> 脉冲变压器的漏电感Ls=4βπ N21 lm/h<br /> <br /> 脉冲变压器的初级励磁电感Lm=4μπp Sc N2/l×10-9<br /> <br /> 涡流损耗Pe=Um d2td lF/12 N21 Sc<br /> <br /> β为与绕组结构型式有关的系数，lm为绕组线圈的平均匝长，h为绕组线圈的宽度，N1为初级绕组匝数，l为铁芯的平均磁路长度，Sc为铁芯的截面积，μp为铁芯的脉冲磁导率，ρ为铁芯材料的电阻率，d为铁芯材料的厚度，F为脉冲重复频率�?br /> <br /> 从以上公式可以看出，在给定的匝数和铁芯截面积时，脉冲宽度愈大，要求铁芯材料的磁感应强度的变化�?Delta;B也越大；在脉冲宽度给定时，提高铁芯材料的磁感应强度变化量ΔB，可以大大减少脉冲变压器铁芯的截面积和磁化绕组的匝数，即可缩小脉冲变压器的体积。要减小脉冲波形前沿的失真，应尽量减小脉冲变压器的漏电感和分布电容，为此需使脉冲变压器的绕组匝数尽可能的少，这就要求使用具有较高脉冲磁导率的材料。为减小顶降，要尽可能的提高初级励磁电感量Lm，这就要求铁芯材料具有较高的脉冲磁导�?mu;p。为减小涡流损耗，应选用电阻率高、厚度尽量薄的软磁带材作为铁芯材料，尤其是对重复频率高、脉冲宽度大的脉冲变压器更是如此�?br /> <br /> 脉冲变压器对铁芯材料的要求为�?br /> <br /> ①高饱和磁感应强度Bs�?br /> <br /> ②高的脉冲磁导率，能用较小的铁芯尺寸获得足够大的励磁电感<br /> <br /> ③大功率单极性脉冲变压器要求铁芯具有大的磁感应强度增�?Delta;B,使用低剩磁感应材�?当采用附加直流偏磁时，要求铁芯具有高矩形比，小矫顽力Hc�?br /> <br /> ④小功率脉冲变压器要求铁芯的起始脉冲磁导率高<br /> <br /> ⑤损耗小�?br /> <br /> 铁氧体磁芯的电阻率高、频率范围宽、成本低，在小功率脉冲变压器中应用较多，但其ΔB�?mu;p均较低，温度稳定性差，一般用于对顶降和后沿要求不高的场合�?br /> <br /> 近年来发展起来的新型逆变弧焊电源单端脉冲变压器，具有高频大功率的特点，因此要求变压器铁芯材料具有低的高频损耗、高的饱和磁感Bs和低的Br以获得大的工作磁感B，使焊机体积和重量减小。常用的用于高频弧焊电源的铁芯材料为铁氧体，虽然其电阻率高而具有低的高频损耗，但其温度稳定性较差，工作磁感较低，变压器体积和重量较大，已不能满足新型弧焊机的要求。由于纳米晶环形铁芯其具有高的Bs�?Bs>1.2T)，高�?Delta;B�?ΔB>0.7T)，很高的脉冲磁导率和低的损耗，频率可达100kHz，采用它可使铁芯的体积和重量大为减小。近年来逆变焊机已应用纳米晶铁芯达几万只，用户反映用纳米晶变压器铁芯再配以非晶高频电感制成的焊机，不仅体积小、重量轻、便于携带，而且具有电弧稳定、飞溅小、动态特性好、效率高及可靠性高等优点。这种环形纳米晶铁芯还可用于中高频加热电源、脉冲变压器、不停电电源、功率变压器、开关电源变压器和高能加速器等装置中。可根据开关电源的频率选用磁芯材料�?br /> <br /> 环形纳米晶铁芯具有很多优点，但它也有绕线困难的不利因素。为了在匝数较多时绕线方便，可选用高频大功率C型非晶纳米晶铁芯。采用低应力粘结剂固化及新的切割工艺制成的非晶纳米晶合金C型铁芯的性能明显优于硅钢C型铁芯。目前这种铁芯已批量用于逆变焊机和切割机等。逆变焊机主变压器铁芯和电抗器铁芯系列有：120A�?60A�?00A�?50A�?15A�?00A�?00A�?30A�?br /> <br /> </p> </div> <div class="apage" id="showfenye">  <script 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