Magnetics磁芯手册_图文

1、粉末磁芯钼坡莫合金Magnetics高磁通铁硅铝Kool Mµ铁硅合金XF LUXMagnetics我们的信心来自五十年的高质量磁性材料与元件的研究、设计、制造和支持的专业技术。Magnetics是业界高性能材料的主要供应商,其中包括:钼坡莫合金MPP、高磁通、铁硅铝Kool Mµ®、铁硅合金XFLUX、功率铁氧体、高导磁率铁氧体和绕带磁芯,此外,Magnetics能全面性的提供各种不同磁芯材料及几何结构并具有标准电子性能的一致性和可靠性。从电话设备使用的简单的扼流线圈和转换器到航空航天电子学的复杂设备,Magnetics产品均是最佳选择。Magnetics的产品

2、具有卓越的技术专长以及完善的售后服务。从初始设置阶段到原型认可,Magnetics的应用工程人员为设计者提供全程的帮助。知识渊博的销售人员能够为您提供所有客户服务所需要的帮助。Magnetics的全球分销网路已加入新建立的香港配送中心,完整的全球性服务使得Magnetics成为国际电子业界中首曲一指的供应商。目录一般信息1-1简介1-2应用1-3磁芯识别号1-4粉末磁芯的一般信息磁芯选择2-1磁芯选择过程2-2磁芯选择示例2-3磁芯选择图技术数据3-1材料特性3-2转换表3-3标准磁化曲线3-6磁芯损耗密度曲线3-14磁导率-温度曲线3-18磁导率-直流偏置曲线3-21磁导率-交流磁通曲线3-

3、24磁导率-频率曲线3-27导线表磁芯数据4-1环形磁芯数据4-31铁硅铝(Kool Mµ®E 形磁芯数据4-33铁硅铝(Kool Mµ®U 形磁芯数据4-34铁硅铝(Kool Mµ®分段磁芯数据4-35钼坡莫合金MPP THINZ 数据骨架5-1环形磁芯安装5-3E 形磁芯骨架常规绕组数据6-1绕组表第1节第2节第3节第4节第5节第6节 一般信息钼坡莫合金MPP磁芯零件号索引及单位包装数量 一般信息高磁通磁芯零件号索引及单位包装数量 一般信息磁芯零件号索引及单位包装数量铁硅铝(Kool Mµ® 一般信息磁芯零件号

4、索引及单位包装数量铁硅合金(XF LUX 注释一般信息简介Magnetics钼坡莫(MPP粉末磁芯是分布式气隙环形磁芯,由79%的镍、17%的铁和4%的钼合金粉制成,其磁芯损耗在所有粉末磁芯材料中最低。钼坡莫合金MPP磁芯拥有众多出色的磁性能,如高阻抗、低磁滞和低涡流损耗;在高直流磁化后或高直流偏置的条件下仍保持最佳的电感稳定性,以及在交流条件高达2,000高斯的强度下电感偏移量极小。Magnetics高磁通粉末磁芯是分布式气隙环形磁芯,由50%的镍和50%的铁合金粉末制成,其偏置性能在所有粉末磁芯材料中最高。高磁通磁芯所具备的优点,非常适用于高功率、高直流偏置以及高电源频率下的高交流偏差等的

5、应用。与7,500高斯的标准钼坡莫合金MPP磁芯或4,500高斯的铁氧体相比,高磁通磁芯具有15,000高斯的饱和磁通密度。高磁通粉末磁芯的磁芯损耗显著低于铁粉磁芯的磁芯损耗。在大多数应用中,高磁通磁芯的尺寸可能都比铁粉芯的还要小。Magnetics铁硅铝(Kool Mµ®粉末磁芯是由铁合金粉制成的分布式气隙磁芯,具有高频率下低损耗的特性。铁硅铝(Kool Mµ的磁致伸缩接近零,因此非常适合于消除滤波电感器中的噪音。在高频应用中,铁粉芯的损耗可能是导致温升幅度偏大的一个主要因素。因此,铁硅铝(Kool Mµ磁芯是非常理想的选择,其磁芯损耗显著较低,因而也

6、使得温升幅度大幅降低。在类似的应用中,铁硅铝(Kool Mµ磁芯的尺寸可能都比铁粉芯还要小。特大型铁硅铝(Kool Mµ环形磁芯和跑道形磁芯的尺寸均大于101.6mm(4.00英寸。这些大磁芯非常适合于高电流电感器。钼坡莫合金MPP和高磁通磁芯也同样适合。铁硅铝(Kool MµE形磁芯具有分布式气隙,因此非常适用于开关式稳压电感器、回挡变压器和功率因数校正(PFC电感器。铁硅铝(Kool Mµ的饱和度可达10,500高斯,比间隙式铁氧体E形磁芯储存的能量更多,因而磁芯尺寸较小。与间隙式铁氧体E形磁芯相比,铁硅铝(Kool MµE 形磁芯不仅价格

7、富有竞争力,而且其特有的分布式气隙可以消除铁氧体的间隙损耗问题。与E形铁粉芯相比,铁硅铝(Kool MµE形磁芯具有卓越的低损耗特性与优异的热性能。Magnetics铁硅合金(XF LUX分布式气隙磁芯由6.5%的硅铁粉末制成。铁硅合金(XFLUX是一种名副其实的高温材料,不存在热老化问题,它的磁芯损耗比铁粉芯的更低,并具有优越的直流偏置性能。铁硅合金(XFLUX材料的软饱和比铁氧体磁芯的更胜一筹。铁硅合金(XFLUX磁芯非常适合于高电感峰值的中低频扼流圈。钼坡莫合金MPP THINZ或钼坡莫合金垫圈磁芯是分布式气隙的环形磁芯,由81%的镍、17%的铁和2%的钼合金粉制成,其磁导率在

8、所有粉末磁芯材料中最高,而且其饱和磁通密度要显著高于离散间隙的铁氧体的磁通密度。THINZ是非常适用于特低高度自我屏蔽功率电感器磁芯,成品电感器可控制在1.5mm到2mm的高度范围。温度稳定性佳、直流偏置下出色的电感以及低磁芯损耗是本系列产品3大杰出的磁特性。应用一般信息Magnetics 粉末磁芯主要用于功率电感器应用领域,特别是开关式电源(SMPS输出滤波器,也称为直流电感器。其他电力应用包括差动电感器、升压电感器、降压电感器和回挡变压器。这些应用中均会用到所有这四种材料,每种材料各有千秋。要制成最低损耗的电感器,应使用钼坡莫合金MPP 材料,因为其磁芯损耗最低。采用直流偏置为主导的设计,

9、应使用高磁通材料,因为它的磁通量最高,体积最小。要在低成本条件下达到低损耗和高饱和的程度,应使用铁硅铝(Kool Mµ®,因为其材料成本最低。铁硅合金(XFLUX则具有最高的饱和度。其他专业应用中,如Q 低电平滤波器、负载线圈以及温度稳定形电感器等都可以使用钼坡莫合金MPP 材料。 一般信息磁芯识别号所有Magnetics粉末磁芯都具有独一无二的零件号,该号码提供了有关磁芯特征的重要信息。下面提供了每种类型零件号的说明。电感代码仅印在带有CO分级代码的钼坡莫合金MPP环形磁芯00=未分级E CORES and THINZ00K5528E060磁导率代码.磁导率,如060表示

10、60µ形状代码.E=E形磁芯T=环形磁芯尺寸代码.前两位数为大致长度或外径(mm/后两位数为大致高度或内径(mm材料代码.M=钼坡莫合金MPPH=高磁通K=铁硅铝(Kool Mµ分级代码.00=未分级E形大磁芯和分段磁芯00K130LE026磁导率代码.磁导率,如026表示26µ形状代码.LE=E形大磁芯TC=环形磁芯RT=跑道形磁芯IS=I段AR=弧段尺寸代码材料代码.M=钼坡莫合金MPPH=高磁通K=铁硅铝(Kool MµX=铁硅合金(XF LUX分级代码.00=未分级所有形状的磁芯上都会压印完整的零件号和生产订单号 Magnetics 粉末磁芯使用

11、Kelsall 磁导计杯测得的标准以及一系列精确的电感电桥,经过精确制造将电感公差控制在±8%*。在标准的做法下,外径大于5mm 的钼坡莫合金磁芯分级为2%电感公差范围,无需额外收费。外径小于5mm 的钼坡莫合金MPP 磁芯分级为5%的公差范围,制造电感公差为±7.5%。经特殊要求,某些尺寸的磁芯也可分级为1%的公差范围。磁芯分级可大大地减少绕组调整,从而降低线圈成本。如果需要1%公差范围,则必须处理绕线磁芯,以获得电感稳定性(请参见第1-7页。Magnetics 分级的钼坡莫合金MPP 和高磁通磁芯也同样可以达到公差小于±8%的标准。有关特殊定价的信息,请与Ma

12、gnetics 联系。一般信息磁芯表面涂层(0.007''。使用聚对二甲苯涂层磁芯的表面涂层代码为AY 。涂层在稳定状态下的最大工作温度为200°C 。聚对二甲苯涂层在稳定状态下的最大工作温度为130°C ,但也可以在高达200°C 下短时间使用,例如在红外线焊接回流过程中。高温不会影响磁芯的磁特性。磁芯电感公差/分级*14µ和26µ磁芯未进行分级。*外径小于12mm 的铁硅铝(Kool Mµ磁芯具有更大的公差范围。Magnetics 粉末磁芯涂有一层特殊的涂层,该涂层可提供坚固的蜡封防潮耐化层,具有优良的绝缘性能。每

13、种材料都具有独特的彩色涂层:将磁芯插入两个负重的金属丝网垫之间来测试该表面涂层的击穿电压。将压力调整为10psi 的均匀压力来模拟绕组压力。保证最小击穿电压(从导线到磁芯为500伏有效值的测试条件是60Hz 电压,相当于最小击穿电压的2.5倍(导线到导线均方根值1250伏。在此条件下,外径大于5mm 磁芯的涂层耐压较高。而外径小于5mm 磁芯的涂层则无法确保最小击穿电压。 一般信息AL和电感注意事项电感-匝数Magnetics电感标准采用Kelsall磁导计杯测得。由于漏磁通和绕组中电流产生的磁通,Kelsall杯外部测得的实际绕线电感比计算值要大。除了磁芯绕制方式外,该差异还取决于多种变量,

14、如磁芯尺寸、磁导率、磁芯表面涂层厚度、导线尺寸和匝数。如果磁导率在125以上,且匝数大于500,则该差异可以忽略不计。但是,磁导率越低或者匝数越少,那么这一偏差就会变得越明显。下表说明在外径为1英寸,磁导率为125µ的磁芯上因匝数不同可能出现的差 异,可供参考: 使用以下等式,可以通过磁芯几何形状计算出绕线磁芯的电感:给 定匝数的电感与标称电感(如目录nH/T2匝数中所示之间的关系等式如下:一般信息钼坡莫合金MPP 温度和线性稳定性Magnetics 钼坡莫合金MPP 磁芯有三种基本的温度稳定性,即标准、受控和线性。这三种温度稳定性的典型和保证的电感范围将在后面几页中举例说明。标准磁

15、芯有三种不同的表面涂层(A2、A5或A9。受控和线性磁芯有D4、M4、W4和L6不同的表面涂层。请参见第1-3页尺寸和磁导率的选择范围。钼坡莫合金MPP 磁芯的电感受温度变化的影响,会引起分布式气隙(绝缘材料发生量变。粉末金属、绝缘材料和磁芯表面涂层的延展特性均会促成电感因温度变化而发生改变。电感的温度系数可以通过添加一小部分的特殊补偿合金来控制,这些合金在受控制的温度范围内均具有居里点。超过各居里点后,这些粒子将变为非磁性,继而充当额外的气隙;这样将使电感的变化在预定的温度范围内最小化。因此,如果精密电路中要求在比较大的温度范围内有极高的电感稳定性,可以使用钼坡莫合金MPP 磁芯。 M4磁芯

16、符合W4范围,可用来替代W4。稳定性仅提供在磁导率为60-200,外径为6.35mm (0.25”-57.2mm (2.25”的磁芯。Magnetics 标准磁芯(A2、A5和A9稳定提供第3-12页上显示的预期温度性能。如果需要保证温度性能,建议使用受控或线性磁芯。Magnetics 钼坡莫合金MPP 磁芯有三种受控稳定,即D4、W4,和M4,可根据下表中列出的温度范围提供优异的电感稳定性。稳定仅在针对初始磁导率或者在低电感(<100高斯下驱动磁芯时才有效。钼坡莫合金MPP 磁芯还可提供线性温度特性L6。线性磁芯具有在-55°C 和+85°C 之间的温度系数,该系数

17、可与100ppm 的聚苯乙烯电容器配合使用,形成极稳定的调谐电路。温度系数值均为相对于25°C 。钼坡莫合金MPP 磁芯的温度稳定性会受到外界诸多因素的影响,如湿度、绕制应力和封装复合物等。在线圈制造过程中运用适当的稳定性步骤可以将上述影响降至最低。请参见第1-7页的“电感器稳定步骤”。一般信息钼坡莫合金MPP 线性磁芯保证范围 Magnetics 钼坡莫合金MPP 磁芯具有良好的电感/时间稳定性。在标准的存放条件下,非封装型磁芯的电感偏移幅度不会超过0.5%。如果需要最大程度的稳定性,采用以下预防措施和步骤即可消除绕制应力和磁芯湿气并提供优于0.05%的电感稳定性。1.将磁芯绕制为

18、近似于指定的电感(略超过所需值。2.将绕线磁芯冷却至-60°C 。保持此温度20分钟可有助于减轻由高绕制张力、粗线路或众多线匝造成的绕制应力。3.将磁芯缓慢地加热(<2°C/分钟至115°C 。保持该温度20分钟。4.步骤2和3应重复两次。5.在115°C 下烘烤16个小时。6.冷却至室温,然后调整匝数以获得指定电感。7.在封装或密封前,磁芯必须保持干燥。8.如果要封装磁芯,应先用一层衬垫材料(如硅橡胶包住磁芯。垫上这种材料可大幅降低封装化合物压迫磁芯而改变电感值的可能性。9.应谨慎选择封装复合物,即使半绕性树脂也可能会对磁芯产生应力并降低稳定性。

19、选择时应以收缩最小和最不易吸潮为原则。初始磁导率的系数温度(C钼坡莫合金MPP 电感器稳定步骤一般信息绕制注意事项温升计算绕组因数磁芯绕组因数为20%至60%,在许多应用中标准值为40%。Magnetics 选用将R dc 、ohm/mh 和绕组匝长度以单位绕组因数为底求对数来标准化绕制数据。采用这种方法,线圈设计人员就有办法计算适合其所选绕组因数的实际设计参数。请注意,单位值均为理论值,与实际不完全相符。由于每匝导线之间存在间隔,即使手工绕制,最高绕组因数也只能达到65%-75%。绕组线匝长度根据经验公式计算出五个绕组因数的绕组线匝长度。因此,可以估计任何绕组因数的实际每匝长度。绕线线圈内的

20、温升取决于(1导线电阻和线圈中通过的电流(P cu 、铜损;和(2磁芯激励(P fe 、磁芯损耗。总功率损耗定义为P fe +P cu (毫瓦,是绕线磁芯裸露面散失的热量。 在本目录中,表面面积可以两种方式表示:1.未绕线磁芯(增加绝缘涂层后2.绕线磁芯,假定绕组因数为40%散失的热量取决于绕线装置的总裸露面。温升无法准确预测,但可以通过下面的公式计算出约数:绕线线圈尺寸针对单位绕组因数列出了绕线线圈尺寸,这些尺寸是封装绕线线圈所必需的最大尺寸。这些尺寸均可获得,因为绕组因数70%(无残余孔与(单位绕组因数100%(无间隙得出的全部线圈尺寸均相同。对于绕制为绕组因数为40%的线圈,其线圈尺寸可

21、以按照如下方法估计:外径40%=.5(外径磁芯+外径单位其中:外径磁芯=处理后的磁芯外径外径单位=绕线线圈外径高度40%=.45(高度磁芯+高度单位其中:高度磁芯=处理后的磁芯外径高度单位=绕线线圈外径一般信息标称直流电阻标称直流电阻可用于计算任何电感值的直流绕组电阻(R dc,单位为欧姆/毫微亨。标称直流电阻值本质上与线圈尺寸和线圈匝数无关。任何给定绕组因数的标称直流电阻值可按照下面的公式计算:任何给定绕组因数的Rdc 值可按照下面的公式计算: 如果使用55930磁芯,根据第4-19页列出的参数值,按照下面的公式可以计算出50mH和40%绕组因数的Rdc值:欧姆/毫微亨产生的Rdc55930

22、磁芯的Rdc值还可以通过计算28号导线的单位值(即1400匝和15.67欧姆得出,然后按照下面的公式将它转换为40%绕组因数: 计算示例磁芯选择磁芯选择过程只需知道设计应用的两个参数:直流偏置所需的电感,及直流电流。采用以下步骤确定磁芯尺寸和匝数。1.计算LI 2的乘积,其中:L =直流偏置所需的电感(毫微亨I =直流电流(安培2.在磁芯选择表(第2-3、2-4和2-5页上找到LI 2的值沿此坐标向上,在磁导率斜线(小磁芯尺寸在下方,大磁芯尺寸在上方上找到具有第一个磁芯尺寸的交点。这就是可以使用的最小磁芯尺寸。3.磁导率斜线按照标准的可用磁芯磁导率来分段。选择它所指示的磁导率将获得可以使用的最

23、小磁芯尺寸。当然也可以使用更低或更高的磁导率,但这时磁芯尺寸将会变大。4.现在已经知道电感、磁芯尺寸和磁导率。使用下列步骤计算匝数:(a按磁芯数据表中列出的磁芯标称电感(A L ,单位是毫微亨/匝数2。使用最坏情况的负公差(-8%、-12%或-15%,具体取决于磁芯尺寸确定最低标称电感。得出该值后,计算要得到所需电感需要的匝数(请参见第1-5页“A L 和电感注意事项”。(b根据下面的公式计算偏置,单位为安培-匝数:H =NI/le(c根据磁导率-直流偏置曲线(第3-18至3-20页以及第4-34至4-36页就所计算出的偏置水平确定初始磁导率系数(µpu的下降程度。(d通过将初始匝数

24、(根据步骤4a 所得除以初始磁导率的系数而增加匝数。这将得到与所需值接近的电感。如果需要特定的电感,则可能需要对匝数作进一步调整。5.使用导线表(见第3-27页选择正确的导线尺寸。低于100%的负载循环允许选用较小的导线尺寸和较低的绕组因数,但不允许用较小的磁芯尺寸。6.按上述方法所选磁芯的电感将等于或大于以指定的直流电流偏置时所需的电感。此时绕组因数将在25%和45%之间。磁芯选择磁芯选择示例和分析遵照以下要求选择磁芯:2.此坐标通过磁导率斜线的60µ范围,并且继续向上,与水平的55586磁芯线相交。所以此尺寸的60µ磁芯部件编号为55586。亨/匝数2,电感容限为

25、77;8%。因此,此磁芯的最低电感为34.96毫微亨/匝数2。4.获得1.0毫微亨所需的匝数为169匝。磁化力(直流偏置为56.6安培-匝数,得出初始磁导率为68%。调整后的匝数为249。5.导线表说明要产生3.0安培需要使用20号导线。因此,55586磁芯缠绕249匝20号导线即可满足要求。分析先前的结果可得出以下结论:1.计算直流偏置电平,单位为安培-匝数:H=NI/le=安培-匝数处的初始磁导率系数为48%。L16.78毫微亨/匝数2。流偏置将产生1.04毫微亨的最小电感。这就实现了使用直流偏置达到1.0毫微亨的最低电感要求。5.249匝20号导线(0.634mm2相当于157.9mm2

26、,即该磁芯上的绕组因数为39%(总窗口面积为401mm2。磁芯选择图使用磁芯选择图可以快速得到直流偏置应用中最适宜的磁导率和最小磁芯尺寸。这些图基于以下条件:直流偏压的磁导率下降不超过50%,典型绕组因数在25%到45%之间,以及采用的交流电流小于直流电流。另外,这些表采用了所选磁芯尺寸和磁导率下的最小电感容限。如果磁芯工作时的交流电流大于所有直流电流(如回转感应器或升降感应器,就应该选择尺寸比上表值大一号或两号的磁芯。这将有助于减小产生磁芯损耗的交流电流的工作磁通密度。对于其他功率使用能力,LI2和多层磁芯将对给定的磁芯尺寸产生相等的多种功率使用能力。例如,双层的55908磁芯可将其功率使用

27、能力增大一倍,达到约1000毫微亨-安培2。增高磁芯很容易买到。有关详细信息,请与Magnetics联系。磁芯选择钼坡莫合金MPP 高磁通磁芯选择图 磁芯选择磁芯选择图铁硅铝(Kool Mµ®环形磁芯铁硅铝(Kool Mµ®E形和U形磁芯磁芯选择磁芯选择图分段和E 形大磁芯 铁硅合金(XF LUX 上述材料特性仅适用于环形磁芯,不适用于THINZ 或E 形磁芯。 技术数据材料特性转换表技术数据 此目录中列出的磁芯重量适用于125µ磁芯。要确定其他磁导率的相应重量,可将125µ的重量与以下因数相乘: 高磁通 技术数据铁硅铝(Kool M

28、µ® 铁硅合金(XF LUX 标准磁化曲线 技术数据标准磁化曲线拟合公式(参照曲线上单位B =a +bH +cH 21+dH +eH 2x其中: 技术数据钼坡莫合金MPP 14µ 高磁通14µ磁芯损耗密度曲线 技术数据钼坡莫合金MPP26µ高磁通26µ磁导率-温度曲线 技术数据磁芯损耗密度曲线钼坡莫合金MPP 60µ 高磁通60µ 技术数据磁芯损耗密度曲线钼坡莫合金MPP125µ高磁通125µ 技术数据磁芯损耗密度曲线钼坡莫合金MPP 147µ,160µ,1 73µ高磁通147µ,160µ 技术数据钼坡莫合金MPP 200µ,30