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  7. 关于电源滤波器中的磁材料的问题
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技术经验

关于电源滤波器中的磁材料的问题

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a422877308
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  1. 2017-5-30 23:00:17
小弟做EMC的,一直对电源保持关注。电源滤波器一直以来是很多工程师比较头疼的问题,这里就跟大家讨论一下,滤波器的设计,尤其是共模电感的设计。下面是我在网上搜到的关于电感磁芯材料的参数,缺少非晶和超微晶的。
  
电感器磁芯材料性能比较表
  
  
  
  
Iron Powder
  
(纯)铁粉芯
  
  
Hi-Flux
  
高磁通磁粉芯
  
  
Super-MSS
  
铁硅铝磁粉芯
  
  
MPP
  
铁镍钼磁粉芯
  
  
Ferrite
  
铁氧体磁芯
  
  
磁芯材料基本成分组成
  
  
100%铁粉
  
  
50%镍和50%铁合金粉
  
  
85%铁9%硅和6%铝合金粉
  
  
81%镍17%铁2%钼合金粉
  
  
锰锌氧化物与铁氧化物的陶瓷状结合体
  
  
气隙形式
  
  
分布在磁芯内部
  
  
分布在磁芯内部
  
  
分布在磁芯内部
  
  
分布在磁芯内部
  
  
离散,单独的气隙开口
  
  
气隙自身构成
  
  
有机和无机粘合剂
  
  
无机粘合剂
  
  
无机粘合剂
  
  
无机粘合剂
  
  
空气
  
  
直流偏磁场下,磁导率降低到50%时的直流偏磁场数值
  
  
5600A/m(安/米)
  
70Oe(奥斯特)
  
  
9500A/m(安/米)
  
120Oe(奥斯特)
  
  
7200A/m(安/米)
  
9Oe(奥斯特)
  
  
8000A/m(安/米)
  
10Oe(奥斯特)
  
  
5600A/m(安/米)
  
70Oe(奥斯特)
  
  
典型磁芯损-在100 kHz,0.05Tesla特斯拉(500高斯)测试条件
  
  
800
  
(mW/cm3)
  
  
260
  
(mW/cm3)
  
  
200
  
(mW/cm3)
  
  
120
  
(mW/cm3)
  
  
230
  
(mW/cm3)
  
  
典型磁导率变化百分比-在交流AC磁场从0-0.4特斯拉(0-4000高斯)
  
  
+260%  
  
  
7%
  
  
-20%
  
  
-6%
  
  
-
  
  
磁导率范围
  
  
3 到 100
  
  
14 到 160
  
  
26 到 125
  
  
14 到 350
  
  
由气隙开口尺寸决定
  
  
典型磁芯损耗,在  50 kHz, 0.05 Tesla测试条件下 (mW/cm3)
  
  
330 (磁导率-75.)
  
  
170
  (磁导率-125)
  
  
80
  (磁导率-125)
  
  
55
  (磁导率-125)
  
  
由气隙开口尺寸决定
  
  
居里温度 (℃)
  
  
750℃
  
  
500℃
  
  
600℃
  
  
400℃
  
  
200℃
  
  
最大工作温度 (℃)
  
  
75-130℃
  
  
130℃ 到 200℃
  
  
130℃到 200℃
  
  
磁芯形状
  
  
环型或EX型等
  
  
环型形状
  
  
环型,E型,罐型等
  
  
相对价格水平
  
  
  
  
  
  
中等
  
  
  
  
中等
  

收藏收藏6
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  1. 2017-5-30 23:06:46
 
从上面的表格中,并不能看到电感磁材料的频率阻抗响应情况,下图为磁通密度与功率损耗的图,该图可以反映磁芯的损耗情况,但依然没有频率阻抗响应的关系
T2lkPRXXdbXXXXXXXX_!!287904998.png (174.81 KB, 下载次数: 1)
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  1. 2017-5-30 23:14:56
 
还有初始磁导率和频率的关系图,阻抗频率关系图很难找到,而且磁材料各个厂家的又有所差别,普通的LCR电桥只能测到100KHz频率的参数,并不能得到更宽的频率阻抗响应。为此不得不用网络分析仪单独测量电感的插入损耗,但安捷伦的网分最低仅能测试300KHz的插损。对于非常重要的空白频段无能为力了。
T2uOmLXv4aXXXXXXXX_!!287904998.jpg (154.99 KB, 下载次数: 0)
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  1. 2017-5-30 23:21:57
 
我们公司的一款产品,220VAC输入,10A电流,用了两级滤波电路,共模电感甚至选的100mH的(电源工程师选的非晶的磁材,LCR电桥测试10KHz下电感为三百多,到100KHz仅剩下一百多一点了,磁材选择错误),ce测试在100KHz到500KHz依然超标。我已经买了一些铁粉芯的和铁硅铝的磁材,明天准备测试对比一下。关于滤波器设计,尤其是共模电感的设计,想请教各位大神,有哪些需要注意的地方。论坛中也有人问过类似的问题,我看的不是很明白,这里贴出链接来,http://bbs.21dianyuan.com/thread-181559-1-1.html,希望大家能够继续讨论。
nc965
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  1. 2017-5-31 15:16:55
 
用共模电感去应对CE测试?好像表错了情?好像与你 1、2、3 楼说的事扯不上关系?
a422877308
  1. a422877308
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  1. 2017-5-31 22:14:53
  2. 倒数10
 
我的意思是想了解磁芯方面的知识,滤波器中的电容一般都没多大差异,就是电感差异比较大,我大致测了一下,不同材质的差异巨大。我们的电桥只有100、 120、 1k 、和10k四个测试频率,对比非晶磁芯和铁粉芯(手上只有这两个)非晶的在10k电感量已经下降了2/3,铁粉芯的几乎不变。
h8f10
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  1. 2017-6-1 00:01:21
  2. 倒数9
 
几百K那么低的频率,显然是差模
nc965
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  1. 2017-6-1 08:13:48
  2. 倒数8
 
这些材质是用于工程实际环境的,它们的特性体现在应用上的不同表现,而不是电桥测试上的不同表现。
gxg1122
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  1. 2017-6-14 16:38:44
  2. 倒数7
 
高导磁率的材质有哪些了?
nc965
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  1. 2017-6-14 16:44:37
  2. 倒数6
 
铁氧体相对较高,但可能有更高的。
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  1. 2017-6-14 17:15:39
  2. 倒数5
 
高导的铁氧体、非晶/超微晶、铍镆合金
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  1. 2017-6-14 21:00:56
  2. 倒数4
 
估计超导体也对应一个超导磁体,导磁率无限高。
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  1. 2017-6-21 15:08:11
  2. 倒数3
 
有道理,目前来看,非晶/超微晶的磁导率算最高的
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  1. 2017-6-21 15:21:32
  2. 倒数2
 
版主想错了吧,哈哈,超导体有一个特性叫完全抗磁性,这货不能做磁性材料的;但这玩意儿能做诚博国际,以后的MOS管啥的就牛X了
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  1. 2017-6-21 15:35:03
  2. 倒数1
 
我的意思,既然有超导电体,对应就应该有超导磁体,既然有容抗,对应就应该有感抗,没有说容抗就是感抗
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