文档介绍：超微晶磁芯及其在开关电源中的应用
摘要:超微晶亦称纳米非晶,它是一种新型磁性材料。超微晶磁芯具有高磁导率、高矩形比、磁芯损耗低、高温稳定性好等优点而倍受人们青睐。以德国VAC公司生产的铁基超微晶磁芯VITROPERM500F、钴基超微晶磁芯VITROVAC 6025Z为例,介绍其性能特点以及在开关电源中的应用.
关健词:超徽晶;磁芯;开关电源
O 引言
    微晶磁芯具有较高的饱和磁感应强度(~),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=),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)*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
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)。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*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,,使功率开关管的工作频率降低到100kHz以下。
超微晶磁芯在共模电感中的应用
     采用超微晶磁芯制作共模电感(亦称共模扼流圈)时,只须绕很少的匝数,即可获得很大的电感量,从而降低了铜损,节省了线材,减小了共模电感的体积。用超微晶磁芯制成的共模电感具有很高的共模插入损耗,能在很宽的频率范围内对共模干扰起到抑制作用,因而不需要使用复杂的滤波电路。分别用铁氧体磁芯、超微晶磁芯制成共模电感,二者的外形比较如图2所示。
    由VAC公