開關電源中高頻變壓器的磁芯材料有哪些?
開關電源中高頻變壓器需使用磁導率高、損耗低、居里溫度高的磁芯材料。常見的磁芯材料包括以下幾類:
1.鐵氧體磁芯
錳鋅鐵氧體(Mn-Zn):具有高磁導率和低損耗的特性,在1kHz-1MHz的頻率范圍內表現出色。其初始磁導率可達數千甚至上萬,都能夠有效提高變壓器的電磁轉換效率,降低能量損耗。常用于開關電源、UPS電源、功率因數校正(PFC)電路等,在中小功率開關電源中應用廣。
鎳鋅鐵氧體(Ni-Zn):適用于較高頻率,通常在1MHz-100MHz范圍。它的電阻率較高,能有效減少渦流損耗,在高頻下具有良好的磁性能。常用于高頻變壓器、脈沖變壓器、射頻變壓器等,像在電視機的行輸出變壓器、開關電源的高頻變壓器等場景中較為常見。
2.非晶和納米晶磁芯
非晶磁芯:通過快速冷卻工藝制備,原子排列呈現非晶態結構。具有高飽和磁感應強度、低損耗、良好的磁導率等優點。其飽和磁感應強度一般可達1.5T左右,損耗只為傳統硅鋼片的幾分之一。適用于中低頻、大功率的開關電源,如電力系統中的大功率開關電源、電焊機電源等。
納米晶磁芯:在非晶合金基礎上經過適當熱處理獲得,具有納米級晶粒結構。它綜合了非晶合金和晶體材料的優點,磁導率極高,損耗更低,而且居里溫度較高。工作頻率范圍可覆蓋音頻到高頻段,常用于高精度、高性能的開關電源,如通信電源、精密儀器電源等領域。
3.鐵粉芯磁芯 鐵硅鋁磁粉芯(Sendust):具有良好的磁性能和溫度穩定性,磁導率范圍通常在26-125之間。它的損耗相對較低,在中高頻下表現良好,能夠承受較大的直流偏置磁場。常用于功率因數校正(PFC)電感、儲能電感、濾波電感等,在開關電源的功率因數校正電路以及DC-DC變換器中應用較多。
鐵鎳鉬磁粉芯(MPP):磁導率范圍為14-550,具有極低的磁芯損耗和高磁導率,在高頻和高直流偏置條件下性能穩定。但其成本相對較高,常用于好品質、高性能要求的開關電源電路,如航空航天、電子設備中的開關電源。