磁芯材料的分類及其特點

2021-02-27 硬體十萬個為什麼

一、磁芯材料的分類

1、鐵氧體（Ferrite）

以Fe2O3為主成分的亞鐵磁性氧化物，有Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn 等幾類，其中Mn-Zn 最為常用。

優點：成型容易，成本低，電阻率高，高頻損耗較小。

缺點：飽和磁通較低（4000~5000高斯） ，居裡溫度點較低。

多適於10K－500KHz頻率，較低功率的應用。常用作高頻變壓器，小功率的儲能電感等。高磁導率的鐵氧體也常用作EMI共模電感。常用的材質有TDK公司的PC40，TOKIN公司的BH2，Siemens公司的N67，Philips公司的3C90等。

 

2、矽鋼片（Silicon Steel）

在純鐵中加入少量的矽（一般在4.5%以下）形成的鐵矽系合金

優點：易於生產，成本低，飽和磁通較高（約12000高斯）。

缺點：電阻率低，高頻渦流損耗大。

一般使用頻率不大於400Hz，在低頻、大功率下最為適用。常用做電力變壓器，低頻電感，CT等。常用材質有新日鐵公司的取向矽鋼Z11（35Z155）。

 

3、鐵鎳合金（又稱坡莫合金或MPP）

坡莫合金常指鐵鎳系合金，鎳含量在30~90%範圍內。

優點：磁導率很高，損耗很低，高頻性能好

缺點：成本高

由於成本過高，目前公司內未使用。

 

4、 鐵粉芯（Iron Powder）

鐵粉芯是由鐵磁性粉粒與絕緣介質混合壓制而成的一種軟磁材料，存在分散氣隙（效果類似與鐵磁材料開氣隙）。常用鐵粉芯是由碳基鐵磁粉及樹脂碳基鐵磁粉構成。

優點：磁導率隨頻率的變化較為穩定，隨直流電流的變化也相對穩定，成本較低。

缺點：磁導率低，高頻下損耗高，有高溫老化問題。

因其直流電流疊加性能好，常用於工頻或直流中疊加高頻成份的濾波和儲能電感，如PFC電感，INV電感，BUCK電路的儲能電感。常用材質為MircoMetals公司的-8、-26、-34、-35系列。

 

5、鐵矽鋁粉芯（又稱Sendust或Kool Mu）

構成：由約9%Al,5%Si, 85%Fe 粉構成。

優點：損耗較低，性價比較優。

缺點：價格比鐵粉芯略高。

其直流電流疊加性能較好，損耗較鐵粉芯低，可代替鐵粉芯作為UPS中PFC的電感和逆變器的輸出濾波電感。常用材質為Magnetics公司的Kool Mu系列，以及Arnold公司的Sendust（Super-MSS）系列。

二、磁芯的外形分類

 

上圖磁芯的組合便可形成完整的Core。

常用Core的外形有：EE、EI、ETD、DR、TOROID

三、 電感的結構組成分類1、 環型電感

註：磁芯表面必須有覆蓋層（Coating）或用絕緣Tape纏繞以做絕緣，未Coating的磁芯一般呈灰黑色。

 

2、EE型電感/變壓器

EE型電感/變壓器圖結構圖

 EE型電感/變壓器圖剖面圖

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