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軟磁磁芯材料的基本特性及常用磁性能參數(shù)

時間:2021/4/20閱讀:1660
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一、磁性材料的基本特性

1、磁性材料的磁化曲線

磁性磁芯材料是由鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物質(zhì)組成的,在外加磁場H作用下,必有相應的磁化強度M或磁感應強度B,它們隨磁場強度H的變化曲線稱為磁化曲線(M~H或B~H曲線)。磁化曲線一般來說是非線性的,具有2個特點:磁飽和現(xiàn)象及磁滯現(xiàn)象。即當磁場強度H足夠大時,磁化強度M達到一個確定的飽和值Ms,繼續(xù)增大H,Ms保持不變;以及當材料的M值達到飽和后,外磁場H降低為零時,M并不恢復為零,而是沿Ms-Mr曲線變化。材料的工作狀態(tài)相當于M~H曲線或B~H曲線上的某一點,該點常稱為工作點。

二、軟磁材料的常用磁性能參數(shù)

飽和磁感應強度Bs:其大小取決于材料的成分,它所對應的物理狀態(tài)是材料內(nèi)部的磁化矢量整齊排列。

剩余磁感應強度Br:是磁滯回線上的特征參數(shù),H回到0時的B值。

矩形比:Br∕Bs

矯頑力Hc:是表示材料磁化難易程度的量,取決于材料的成分及缺陷(雜質(zhì)、應力等)。

磁導率μ:是磁滯回線上任何點所對應的B與H的比值,與器件工作狀態(tài)密切相關。

初始磁導率μi、*大磁導率μm、微分磁導率μd、振幅磁導率μa、有效磁導率μe、脈沖磁導率μp。

居里溫度Tc:鐵磁物質(zhì)的磁化強度隨溫度升高而下降,達到某一溫度時,自發(fā)磁化消失,轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判?,該臨界溫度為居里溫度。它確定了磁性器件工作的上限溫度。

損耗P:磁滯損耗Ph及渦流損耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ 降低,

磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc;降低渦流損耗Pe 的方法是減薄磁性材料的厚度t 及提高材料的電阻率ρ。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關系為:

總功率耗散(mW)/表面積(cm2)

損耗P:磁滯損耗Ph及渦流損耗Pe,降低磁滯損耗Ph的方法是降低矯頑力Hc;降低渦流損耗Pe的方法是減薄磁性材料的厚度t及提高材料的電阻率r。在自由靜止空氣中磁芯的損耗與磁芯的溫升關系為:總功率耗散(亳瓦特)/表面積(平方厘米)。

三、軟磁材料的磁性參數(shù)與器件的電氣參數(shù)之間的轉(zhuǎn)換

在設計軟磁器件時,首先要根據(jù)電路的要求確定器件的電壓電流特性。器件的電壓電流特性與磁芯的幾何形狀及磁化狀態(tài)密切相關。設計者必須熟悉材料的磁化過程并拿材料的磁性參數(shù)與器件電氣參數(shù)的轉(zhuǎn)換關系。設計軟磁器件通常包括三個步驟:正確選用磁性材料、合理確定磁芯的幾何形狀及尺寸,根據(jù)磁性參數(shù)要求,模擬磁芯的工作狀態(tài)得到相應的電氣參數(shù)。





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