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铁硅铝磁芯的劣势

文章来由:网责任编辑:作者: 人气:-宣布工夫:2011-09-28 11:56:00

 

  终究是选择磁粉芯,照旧铁粉芯?置信这个很多工程师在停止开关电源方案的设计中常常遇到。在高功率电感磁芯选择的题目上,磁芯、粉芯、铁硅铝以及铁氧体中的选择和比拟是工程师常常讨论的题目。市场上高功率电感的磁芯选择照旧挺多的,可供选择的电感资料有:铁硅铝(KoolMμ)、铁粉芯、铁硅(硅钢叠片)、间隙铁氧体、钼坡莫(MPP)和高磁通(HighFlux)等。那么他们终究有什么特性合适怎样样的使用呢?

  磁芯资料比拟

  铁硅铝与间隙铁氧体

  铁硅铝和间隙铁氧体是两种常用的材质,在软饱和方面,间隙铁氧必需在降落曲线的平安区停止设计。铁硅被设计在受控制的降落曲线范畴中,如许就可以提供的容错特性,特殊是在高功率时分。

  在磁通量比拟方面,设特定的50%降落设计点,铁硅铝(KoolMμ)的磁通量是间隙铁氧体的2倍以上,这使磁芯的尺寸可减少35%,设计时可以吧磁芯的尺寸减少30%至35%。

  软饱和曲线使铁硅设计自身具有容错才能,而间隙铁氧体则没有。

  铁氧体磁通才能随温度变革,而铁硅坚持绝对波动。许多铁氧体供给商或许厂家会给生产品在25%℃到100%℃差别情况下材质的差别。由于铁硅铝的材质及后果和间隙铁氧体差别,随着温度改动,变革不会许多。

  在边沿消耗方面,铁硅不会发作边沿消耗,而间隙铁氧有很大的边沿消耗。铁芯的间隙局部随着温度的添加消耗会添加。铁硅铝(KoolMμ)也有间隙,但是这是平均的散布式间隙,由于这个方式,在高功率的使用上会更好。

  关于尺寸和储能,从铁硅铝(KoolMμ)与锰锌铁氧体在LI2值比拟中可以看出,当尺寸都是55mm的巨细,测试铁硅铝用60μ,铁硅铝(KoolMμ)在体积巨细的状况下,储能大约是锰锌铁铁氧体的2倍多。而当储能一样的时分,LI2值一样,铁硅铝(KoolMμ)体积减少了许多,关于设计者来说,这无效减少了设计尺寸。

  间隙铁氧体也有许多长处,间隙铁氧体可以有很高的无效磁导率μeff,铁氧体可以在500以上而铁硅现在受限于μeff=125。间隙铁氧体运用在一些低功率的设计时更为适宜。

  铁硅铝与铁粉芯

  除了接受直流偏置外,开关稳压电感器另有肯定交换电,通常在10kHz至300kHz。这种交换电流会发生高频磁场,形成磁芯消耗并招致磁芯变热。这种状况在铁硅铝(KoolMμ)中会增加,因而电感更无效率,温度更低。

  铁硅铝(KoolMμ)的磁芯消耗低于铁粉芯。关于靠近零的磁致伸缩题目,铁硅铝(KoolMμ)十分实用于消弭滤波电感中的音频乐音。铁硅铝(KoolMμ)在制造时没有运用无机粘结剂,因而,没有任何热老化题目。一切铁硅铝(KoolMμ)磁芯都能在200℃下延续操纵,绝对的,铁粉芯有磁致伸缩。

  铁硅铝与硅铁

  大型电感器中也会运用特级的硅铁叠片,通常是块状或条状。硅铁的劣势在于饱和磁通密度较高。铁硅外形(E、U、I型的磁芯)也可以颠末得当的结构使用于大型电感器。固然硅铁有较高的饱和磁通密度,但铁硅具有更多长处,比方较好的软饱和度、很低的磁芯消耗、温度波动性和较低的本钱。

  硅铁块具有团圆间隙,与铁硅铝(KoolMμ)的散布式间隙差别,因而随着电流添加,饱和呈现要快的多。铁硅铝(KoolMμ)可应用饱和曲线的长处,设计出较小的电感器。

  硅钢拆卸件中所用的环氧树脂中普通不克不及像铁硅铝(KoolMμ)在200℃操纵。

  铁硅铝(KoolMμ)本钱低于划一巨细的硅钢快。

  在铁损的局部,铁硅的磁芯消耗远低于硅钢叠片。用20μ铁硅铝和硅铁相比拟,在10kHz和50kHz的频率状况下,硅铁的磁损更凶猛。

  铁硅铝的特点和使用

  铁硅铝(KoolMμ)是什么呢?复杂来说,它是由铝-硅-铁构成,它拥有相称高的Bmax(1050tM),它的磁芯消耗远低于铁粉芯及高磁通,有低磁致伸缩(低乐音),是低本钱的储能资料,无热老化,可以用于替换铁粉芯,在低温下功能十分波动。

  总结一下铁硅铝的特点:得当的本钱,优于钼坡莫合金/高磁通以及复合合金;较低的消耗,优于铁粉芯;高饱和度,优于间隙铁氧体;靠近零的磁致伸缩,优于铁粉芯;无热老化景象,优于铁粉芯;软饱和,优于间隙铁氧体及复合合金。

  铁硅铝(KoolMμ)有六种磁导率(26μ、40μ、60μ、75μ、90μ和125μ)和三种外形Toroids、Ecore、Ucore&Blocks。

  铁硅铝使用包罗功率因数校正扼流圈,升压/降压稳压器,直流输入电感器和回归变压器。

  大型铁硅铝KoolMμ使用在高电流(功率)电感器、太阳能转换、UPS不时电零碎、混淆动力汽车、风能转换和其他高电流使用。

  平板型的铁硅铝有两种选择,有传统的方形和圆形。

  绝对方形的,圆形的有诸多长处,比方减少整个电感器因绕制而添加的体积,在相反的匝数下增加绕线线长的运用,最小化的DCR(直流电阻),低落铜损,低落运用铜导线的本钱和整个电感器的绕制本钱。

  铁硅铝(KoolMμ)(平板型)的特点有使用于高电流的设计,漏磁增加至十分低,较佳的直流偏置特性、精良的散热结果和温度波动性、具存储能量的高功能,可间接装置在PCB上。铁硅铝(KoolMμ)(平板型)的使用有在DC/DC转换器、大电流扼流圈、电脑中的地方处置器。

  综上所诉,在磁芯的选择上,要偏重留意四个题目:第一,选择适宜的磁芯资料,铁硅铝(KoolMμ)、钼坡莫合金、高磁通、铁硅合金或铁氧体;第二,选择适宜的磁芯尺寸,包罗外形和巨细;第三,选择时要留意绕制上的考量,比方电流密度、绕线的是非和匝数;第四,选择时要统筹功能和本钱。