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常见问答汇总

一般人认为,只有在大学里才提供有关磁性材料及其应用的课程。从事设计工作的工程师由于需要本领域內的知识,会面临很多关于磁性材料及各种可用材料与几何形状的问题。美磁公司(Magnetics)对一些常见问题及解答进行了汇总,有助于大家查阅这些问题的答案。

我们希望这些解答能够加深您对磁性材料的了解。

一般信息


以下是关于磁芯的一般常识,例如磁芯的电感系数AL,电感公差,有效磁芯参数等问题解答。

关于磁芯知识,例如居里温度,磁芯频率,B-H磁滞回线,磁芯成本,磁致伸缩等问答,请点击这里
关于磁芯的应用,和组装相关问题,例如变压器或电感器应用,请点击这里


  • 如何测试电感系数AL?请解释为什么必须在5高斯时进行测试。

在电桥上测试的电感会随着电压和频率改变。磁通密度应小于10高斯。将磁芯正确安放在线包周围,或者也可使用环形磁芯,但应确保匝数正确。在低高斯水平下的测试非常重要。磁性材料的特性随着激励功率的增大而持续改变。由于各种应用场合的不同,生产商必须标准化低功率时的材料特性,以确保磁特性的一致程度,也就是“同类比较”。


  • 为什么环形磁芯必须有角半径?

环形磁芯的角半径非常重要,因为,如果磁芯存在尖锐边角,则可能在精密的绕制操作中刮坏电线的绝缘层。为了确保环形磁芯具有一定的角半径,美磁进行了大量工作。其生产的铁氧体环形磁芯压模具有内置半径,而磁芯的尖锐边角也被磨去。磁粉芯的一侧具有角半径,另一侧则整理平滑。此外,许多磁芯经涂漆或涂层后,不仅具有更钝的角半径,而且缠绕表面也更为平滑。如同铁氧体,涂层可提供附加边缘覆盖。


  • 为什么铁氧体和磁粉芯需提供电感系数AL,而绕带磁芯則不提供?

绕带磁芯通常用于变压器或方形环路等应用场合,AL在这些场合中没有重要意义。它所需的特性是高磁通密度,低磁芯损耗,并且在某些情况下,还要求B-H回路中具有高矩形度。在方形B-H磁滞回线材料中(例如,用于绕带磁芯的磁滞回线材料中),随着磁滞回线的迂回,磁导率的变化很大;难以实现一致且重复的电感测量。在圆形B-H磁滞回线材料中(例如铁氧体磁粉芯),沿迟滞回线的磁导率则较一致。AL是低功率时的磁导率量度,此时,圆形磁滞回线中的磁导率相对比较稳定。


  • 是否可以缩小磁芯尺寸公差?

在烧结操作中,铁氧体收缩至最终尺寸。材料和加工技术的不同导致该线性收缩率出现偏差,其波动范围为压制尺寸的 10%到20%。烧结后尺寸的偏差造成的最小公差范围为1-4%。某些尺寸无法控制在更小的公差范围内,但是可以对烧结后的尺寸进行加工,以确保在更小的公差范围内。尽管可提供定制尺寸,但磁粉芯的尺寸通常已控制在最小公差范围内。


  • 最佳磁芯形状是什么?
沒有所谓的“最佳形状”。这一点需要视应用场合、空间限制、温度限制、绕制能力、装配方式以及其它若干个因素而定;这表示必须考虑各种因素,然后进行折中选取。


  • 为什么铁氧体的AL 公差范围大,而磁粉芯的AL公差范围小?

铁氧体对化学和烧结条件比较敏感。烧结后磁芯的电感公差较大,但是,在磁芯内加工气隙可以获得较小的AL。在铁氧体磁芯不留气隙时,对加工过程进行控制,可以得到公差范围为±20%到±30%(不进行100%挑选的情况下)的电感。而对磁粉芯加工过程进行控制,电感公差范围为±8%到±15%。

    • 是否可以缩小环形磁芯的电感公差?
    同一生产批号的环形磁芯可能公差范围很广,但可以将磁芯分级为较小的电感带。磁粉芯电感公差为±15% 或以下。钼坡莫MPP高磁通磁芯可保持在2%电感带。由于设备的限制,并非所有大小和所有磁导率的磁芯均可实现这一点。请向美磁咨询具体信息和成本。


    • 聚对二甲苯(Parylene) 磁芯涂料是否可以用于环形磁芯?
    Parylene C®(聚对二甲苯)是一种真空沉积蒸镀涂层,具有抵抗潮湿和有机溶剂的良好特性。其电气特性优于其它涂料。由于这是一种昂贵的涂料,因此其涂覆范围限制在外径14mm或更小范围内,以节约成本。


    • 有效磁芯参数有哪些?
    磁芯(尤其是铁氧体)具有多种几何形状,为了应用设计中所采用的众多公式,我们计算出磁芯的物理参数以减小几何效应。这些参数包括磁路长度、有效截面积和有效体积。


    • 美磁(MAGNETICS)如何测量环形磁芯绝缘涂层并确保击穿电压?
    通过在两个受力金属丝网垫之间插入磁芯来测量表面涂层的击穿电压。调节压力至10psi,模拟绕组压力。采用60Hz r.m.s. 或直流电压执行测试。请查阅美磁磁粉芯目录及设计手册,了解特定的表面涂层及其担保击穿电压。用户应仔细查看其实际线圈,尤其是在使用粗电线时,可能导致标准击穿测试中不存在机械应力;应力过大可能导致低于预期的击穿电压。另一方面,不同于金属网测试垫,电磁线是绝缘的。


    • 使用哪种材料最好?

    这个问题没有通用答案,材料的选择取决于应用场合与使用频率。选择任何材料都只是一种折中方案。例如,某些材料能够使温升程度降至最低,但是比较昂贵。但是,如果用户愿意忍受较高程度的温升,可能大且较便宜的组件便可胜任。最佳材料的选择首先依赖于您是否将其应用于电感器或变压器。从这一点出发,操作频率和成本也很重要。不同的材料适用于不同的频率范围、操作温度和磁通密度。将磁芯的选择范围缩小至某个特定类型后,建议试用各个不同的磁芯,然后做出最终选择。有关更多信息,请参阅美磁公司的所有产品公告、“开关电源使用的磁芯”或者“铁氧体材料选择指南”。