鐵硅鋁磁芯優(yōu)勢

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1、究竟是選擇磁粉芯，還是鐵粉芯?相信這個許多工程師在進行開關電源方案的設計中經(jīng)常碰到。在高功率電感磁芯選擇的問題上，磁芯、粉芯、鐵硅鋁以及鐵氧體中的選擇和比較是工程師經(jīng)常探討的問題。市場上高功率電感的磁芯選擇還是挺多的，可供選擇的電感材料有：鐵硅鋁(KoolMμ)、鐵粉芯、鐵硅(硅鋼疊片)、間隙鐵氧體、鉬坡莫(MPP)和高磁通(HighFlux)等。那么他們究竟有什么特性適合怎么樣的應用呢?　　磁芯材料比較　　鐵硅鋁與間隙鐵氧體　　鐵硅鋁和間隙鐵氧體是兩種常用的材質，在軟飽和方面，間隙鐵氧體必須在下降曲線的安全區(qū)進行

2、設計。鐵硅被設計在受控制的下降曲線范圍中，這樣就能夠提供好的容錯特性，特別是在高功率時候。信息請登陸:輸配電設備網(wǎng)　　在磁通量比較方面，假設特定的50%下降設計點，鐵硅鋁(KoolMμ)的磁通量是間隙鐵氧體的2倍以上,這使磁芯的尺寸可縮小35%，設計時可以把磁芯的尺寸縮小30%至35%。　　軟飽和曲線使鐵硅設計本身具有容錯能力，而間隙鐵氧體則沒有?！　¤F氧體磁能力隨溫度變化，而鐵硅保持相對穩(wěn)定。很多鐵氧體供應商或者廠家會給出產(chǎn)品在25℃到100℃不同環(huán)境下材質的差異。由于鐵硅鋁的材質及結構和間隙鐵氧體不同，隨著溫度

3、改變，變化不會很大。信息來源:http://www.tede.在邊緣損耗方面，鐵硅不會發(fā)生邊緣損耗，而間隙鐵氧體有很大的邊緣損耗。鐵芯的間隙部分隨著溫度的增加損耗會增加。鐵硅鋁(KoolMμ)也有間隙，但是這是均勻的分布式間隙，因為這個形式，在高功率的應用上會更好。信息來自:www.t對于尺寸和儲能，從鐵硅鋁(KoolMμ)與錳鋅鐵氧體在LI2值比較中可以看出，當尺寸都是55mm的大小，測試鐵硅鋁用60μ，鐵硅鋁(KoolMμ)在體積大小的情況下，儲能大概是錳鋅鐵氧體的2倍多，如表1所示?！　《攦δ苁且粯拥臅r候，

4、LI2值一樣，鐵硅鋁(KoolMμ)體積縮小了很多，對于設計者來說，這有效縮小了設計尺寸。如表2所示。表1.鐵硅與錳鋅鐵氧體之LI2值的比較信息來自:www.tede.cn表2.鐵硅與錳鋅鐵氧體尺寸上之比較　　間隙鐵氧體也有很多優(yōu)點，間隙鐵氧體可以有很高的有效磁導率μeff，鐵氧體可以在500以上而鐵硅目前受限于μeff=125。間隙鐵氧體使用在一些低功率的設計時更為適合。間隙鐵氧體電感系數(shù)的公差值較低，如果工藝好的話，多數(shù)的鐵氧體電感系數(shù)的公差值為±3，而鐵硅為±12%。間隙鐵氧體有較多種類的形狀，有PotCor

5、es、EFD's、PQ's等等，而鐵硅形狀目前受限于E-Core、U-Core&Blocks。信息來自:www.tede.cn　　鐵硅鋁與鐵粉芯　　除了承受直流偏置外，開關穩(wěn)壓電感器還有一定交流電，通常在10kHz至300kHz。這種交流電流會產(chǎn)生高頻磁場，造成磁芯損耗并導致磁芯變熱。這種情況在鐵硅鋁(KoolMμ)中會減少，因此電感更有效率，溫度更低。鐵硅鋁(KoolMμ)的磁芯損耗低于鐵粉芯。關于接近零的磁致伸縮問題，鐵硅鋁(KoolMμ)非常適用于消除濾波電感中的音頻噪音。鐵硅鋁(Kool

6、Mμ)在制造時沒有使用有機粘結劑，因此，沒有任何熱老化的問題。所有鐵硅鋁(KoolMμ)磁芯都能在200℃下連續(xù)操作，相對的，鐵粉芯有磁致伸縮。鐵硅鋁與硅鐵信息來源:http://www.tede.cn　　大型電感器中也會使用特級的硅鐵疊片，通常是塊狀或條狀。硅鐵的優(yōu)勢在于飽和磁通密度較高。鐵硅形狀(E、U、I型的磁芯)也可以經(jīng)過適當?shù)臉嬙鞈糜诖笮碗姼衅?。雖然硅鐵有較高的飽和磁通密度，但鐵硅具備更多優(yōu)點，例如較好的軟飽和度、很低的磁芯損耗、溫度穩(wěn)定性和較低的成本。圖1為各種大型鐵硅鋁器件。圖1.各種大型鐵硅鋁器件

7、　　硅鐵塊具有離散間隙，與鐵硅鋁(KoolMμ)的分步式間隙不同，因此隨著電流增加，飽和出現(xiàn)要快的多。鐵硅鋁(KoolMμ)可利用飽和曲線的優(yōu)點，設計出較小的電感器。硅鋼裝配件中所用的環(huán)氧樹脂中一般不能像鐵硅鋁(KoolMμ)在200℃操作。鐵硅鋁(KoolMμ)成本低于同等大小的硅鋼塊?！　≡阼F損的部分，鐵硅的磁芯損耗遠低于硅鋼疊片。用20μ鐵硅鋁和硅鐵相比較，在10kHz和50kHz的頻率情況下，硅鐵的磁損更厲害?！　¤F硅鋁的特點和應用　　鐵硅鋁(KoolMμ)是什么呢?簡單來說，它是由鋁-硅-鐵組成，它擁有相

8、當高的Bmax(1050mT)，它的磁芯損耗遠低于鐵粉芯及高磁通，有低磁致伸縮(低噪音)，是低成本的儲能材料，無熱老化，可以用于替代鐵粉芯，在高溫下性能非常穩(wěn)定。信息來源:http://www.t總結一下鐵硅鋁的特點：適當?shù)某杀?，?yōu)于鉬坡莫合金/高磁通以及復合合金;較低的損耗，優(yōu)于鐵粉芯;高飽和度，優(yōu)于間隙鐵氧體;接近零的磁致伸縮，優(yōu)于鐵粉芯;無熱老化現(xiàn)象，