磁性材料常見的30個問題

1,問題:如何測定AL值?為什么測定要在 5 gauss的條件下進行?

回答:電感是使用不同的電壓和頻率的橋來測定的.而磁通密度應該在小于10 Guass(1mT)的條件下.磁一般是單層繞組以一定的匝數緊密地纏繞在芯表面上測定的.

在低guass情況下測定是十分重要的.磁材料特性在高驅動的時候變化是很大的.因為所給定磁芯的應用不同,因此對于廠商來說,就要給出一個低態的標稱測定特性以保障不同要求下的使用.

關于這個問題的詳細內容,請參考 Magnetics Brochure MMPA SFG

2,問題:為什么磁芯和磁鐵不一樣?

永久磁鐵是硬磁材料,也即其磁性幾乎是恒定的,不隨外部條件(普通)變化的.其磁性是由廠商生產的時候就圈定了的.而

磁芯是“軟糍”材料,其B-H是曲線變化的.(硬磁材料的B-H是一個點).所以可以用于繞制繞組,以制作電感或變壓器等.(Magnetics (廠商)不提供永磁鐵的產品)

3,問題:磁芯的有效參數一般有哪些?

磁芯,特別是鐵氧體材料,其幾何尺寸等多種多樣.為滿足各種不同的設計的要求,磁芯的尺寸也是為了適合最優化要求而計算的.這些現有磁芯參數,包括諸如 磁路徑,有效面積,和有效體積等物理參數等.具體的內容,請參閱相關手冊,如Magnetics的 MMPA SFG等.

4,問題:Magnetics是如何測量絕緣性能以及如何保證其絕緣?

磁芯制作后要使用將兩個加以一定壓力后網狀線墊分置于兩端的方式測定其擊穿電壓值.其間,所加壓力是 10psi,仿真繞線壓力.這個試驗使用的是60 Hz的有效電壓值.查詢繞組產品手冊目錄以獲取相應磁芯和它們的保證的擊穿電壓.用戶應該十分注意他們的實際使用繞組數,特別是當使用較大繞線壓力時,可能發生機械變形,這樣,就有可能改變磁芯的擊穿電壓值;超過壓力限度可能損壞磁芯外層防護,致使其擊穿電壓降低.

5,問題:為什么角圓半徑對繞線來說十分重要?

角半徑之所以重要的是因為如果磁芯的邊緣過于鋒利的話,就有可能在精確嚴密繞制過程中劃破線的絕緣.Magnetics十分注意保證磁芯的邊緣圓滑.鐵氧體 磁芯制作模具是有一定的標準圓度半徑的.而且這些磁芯是經過打磨和去除毛刺處理的,以減少其邊緣的鋒利.另外,大多磁芯經過油漆或覆蓋以不僅使其角鈍化,更使得其繞線面光滑.粉芯則具有一面是壓力半徑,另一面是去除毛刺處理的半圓.對于鐵氧體材料,則額外的提供一個邊緣覆蓋.

6,問題:哪種類型的磁芯適合制作變壓器?哪些類型的適合制作電感?

回答:滿足變壓器需要的磁芯應該具備一方面具有較高的磁感應強度,另一方面保持其溫升在一定限度之內.Strip (帶)材料應該具有較高的感應強度而通常應用于20KHz以下的情況內.對于20KHz以上的情況,統一體材料可以滿足要求,因為其在較高頻率的情況下具有較低的磁芯損耗(較低的溫升).

對于電感來說,磁芯應該有一定的氣隙以保證其在較高dc或ac驅動情況下有一定的磁導率水平.鐵氧體和帶 芯 都可以開氣隙處理.粉芯具有其自帶的氣隙.

Magnetics的APB-2和CG-02手冊可供參閱.

7,問題:為什么AL值一般只是在鐵粉芯和鐵氧芯等提供,而帶芯(TapeCore)沒有?

回答:帶繞磁芯一般應用于變壓器或方環中,這樣,AL沒有什么意義.其期望的特性指標是高磁通密度,低磁芯損耗以及在某些情況下高方形的 B-H環曲線形式.在方環B-H曲線的材料 使用于 帶繞磁芯中,其磁導率的變化當環被橫斷的時候是范圍很寬的;這不能得到連續和重復的電感值.方環材料通常用于開關等場合的應用中.在圓環B-H環曲線的材料來說,比如鐵氧體和粉芯,其磁導率是比較恒定的.AL作為低驅動情況下的磁導率的測度值,因為這時圓環 材料的磁導率相對穩定的.

8,問題:什么樣的磁芯最好?

回答:應該說,對于這個問題沒有什么答案的.因為磁芯的選擇是依據應用場合和應用頻率等確定的.任何材料的選擇都還有市場等因素的考慮.比如,某些材料可以保證其溫升較小,但是其價格昂貴,這樣,當選擇材料以針對較高的溫升的時候,就有可能選擇較大的尺寸但較低價格的材料以完成這樣的工作.所以,所謂最好的材料的選擇要首先針對你的電感或變壓器的應用要求.從這點上來說,其運行頻率和造價等就是重要因素了.不同材料的優化選擇是依據開關頻率,溫升,以及磁通密度等確定的.

9，問題：如何使磁芯退磁？
其方法是給 磁芯 加以60Hz交流電（Magnetic是美國公司）使得其開始的驅動電流足以使其 在正負端均能夠飽和，然后逐漸緩慢降低驅動水平重復進行幾次知道其降低到0為止。這就將使得其保有點還原回原來的 初始態。

10，問題：磁芯溫度高于居里點時，會發生什么現象？
回答： 所謂居里溫度就是當材料在此溫度時，其將失去所有的磁特性。高于這個溫度時，磁芯將不能使用。實際上，很多磁芯都有絕緣拋光等，這些一般會在低于居里點很多的溫度的時候就已經基本損壞了。關于這些，應該查詢手冊以確定其絕緣材的溫度限制。

帶繞 磁芯沒有絕緣隔離防護，所以其即便達到居里溫度后也可以當溫度降低之后恢復其磁特性。 一般帶繞磁芯具有很高的居里點( >450 OC)， 這樣這些材料有可能在達到居里溫度之前就已經遭受 氧化損害了。Manganese-Zinc鐵氧體，將沒有什么影響，除非有絕緣敷料。這是因為鐵氧體的居里溫度比較低，一般僅120OC – 250OC.這個溫度還不足以改變諸如陶瓷材料的結構。通常，磁芯的磁特性在溫度降低到居里點之后可以恢復，只要不是很長時間 以致材料被氧化了。

11，問題：對于你使用的磁芯，其最大頻率（開關）是多少？
回答：首先，這取決于所選材料。帶繞磁芯通常具有較低于鐵氧體的運行頻率。這是因為其阻抗較低，結果會有較高的渦流以及較高的磁芯損耗。其帶越薄，則運行頻率就可以越高。另一方面，磁芯損耗取決于設計的運行磁通密度；所以，降低磁通密度，就可以提高 工作頻率。通常于功率磁芯而言，其一定驅動限制下的材料的飽和磁通密度并不是設計頻率的局限，而其最大的損耗容限往往決定了運行頻率。
請參閱Magnetics的目錄以獲取相關于磁芯損耗的頻率和磁通密度資料。

12，問題：單層繞線優點？
回答：單層繞組比較容易。而且， 其分布電容也最小；可以適應最大的頻率響應。而銅損溫升也可以最小化。對于通用扼流圈來說，在相對的繞組間保持對稱比較容易。

13，問題：什么是雙（股）線繞組？
回答： 雙股繞線，一般也叫絞股線。這樣的雙線繞于磁芯或骨架之后得到兩個相等的并聯的繞組， 以取代較大的單股繞組。

14，問題：不同磁芯材料的相對比較價格是什么？
回答：隨著材料的不同價格有一定浮動。

15，問題：什么是B-H（遲滯）環？
回答：其用來定義磁材料的磁通密度，矯頑力，磁芯飽和要求的驅動值，以及磁導率等等。B-H環隨同頻率和驅動水平變化而改變。而某種材料的頻率響應和激勵水平（電流，電壓）對于其適合需要和特別應用而言是十分重要的。關于這些，請參考相關的手冊和產品目錄。

16，問題：設置空氣隙的作用？
回答：插入磁芯一個氣隙后，可以修改或叫剪切 B-H環，以使之可以適用于較高的H情況下，以保證磁芯不至于過早進入飽和狀態。因為，一當磁芯飽和，其磁導率顯著降低，所以， 對于若干的應用來說， 比如電感等，就期望減緩其飽和。空氣隙就是具有這種控制作用。

17，問題：什么是磁彈性（磁致伸縮）？
回答：磁材料磁化之后，將會有一個小的幾何尺寸的變化發生。這個變化的尺寸應該是百萬分之幾的水平，這就叫磁致伸縮。對一些應用，比如超聲波發生器，來說，其使用了這個特性的優點以通過磁激勵的磁致伸縮獲得機械變形。而在其他一些應用中，工作于可聞聲頻范圍的時候，就會有一種嘯叫的噪聲出現。因此，低磁縮材料可以應用于這種情況。

18，問題：什么是磁不匹配（disaccommodation）?
回答：這種現象發生于鐵氧體中，其表現為當磁芯消磁以后出現的磁導率下降。這種退磁可以出現在運行溫度高于居里點溫度之后，應用逐漸減小幅度的交流電或者機械振動等。這種現象中，磁導率先增加到其原始水平，然后就指數化地迅速降低。如果沒有特別條件為應用所期望，那么磁導率的變化將很小，因為很多的變化在制作后的幾個月內會有出現變化。高溫加速了這種磁導率的降低。磁不協調在每次成功退磁后將重復出現，所以，與老化不同。

19，問題：為什么鐵氧體繞組的電感會在繞制和封裝后降低？
回答：鐵氧體材料易于受機械壓力等影響，在繞組過程和封裝時將都會產生壓力。磁導率越高的材料，所受影響越大。建議采取的方法是：１）繞制后，應焙燒或高溫處理。２）應該給封裝留有一定的空隙或使用一些諸如沙子或云母粉的填充。３）加一些帶狀襯墊，４）加一些硅酯類軟體。

20，問題：為什么有氣隙結構的磁芯損耗實際值一般會大于計算值？
回答：因為我們計算磁芯損耗時，一般總有一個假定是：磁芯的結構是均勻的。 而實際上，當把兩個磁芯對半粘接在一起的時候，在其粘接表面處，總有或多或少的漏電感存在。這些漏電感和氣隙損耗一起構成總損耗成分。氣隙損耗是由磁芯的磁通密度以及由繞組中的產生的渦流等來決定。當磁芯開有氣隙時，氣隙損耗將成倍增長。另外，因為很多磁芯的截面上并不是完全一致的，這樣，在某小部分上就由于其具有較其它部分高的磁通密度而成為熱源，所以，致使這些部分的損耗較高于平均值了

21，問題：nickel-zinc(鎳-鋅)和 manganese-zinc（錳-鋅）鐵氧體的不同是什么？
回答：MnZn材料的磁導率較高，而NiZn材料的磁導率較低。故MnZn鐵氧體一般用于5MHz以下的場合，而NiZn可用于2Mhz以上的應用中。

22，問題：功率材料中，磁導率有多么重要？
回答：磁導率是磁通密度B和驅動水平H（強度）的比值。功率材料通常用于高頻變壓器中。一般來說，其重要的特性指標是要求較高的磁通密度和較小的磁芯損耗。磁導率相應的說是不是那么重要的，因為其變化范圍一般超出工作磁通的范圍的。

23，問題：為什么手冊中只是給出AL的最小值？
回答：磁導率和AL隨H變化而改變。對于功率應用來說，不必給AL一個最大值的限制。而最小值的AL可以表示其最大的激勵電流的情況。

24，問題：如何知道何種鐵氧體（骨架等）硬件適合你的磁芯？
回答：一般磁芯是有制作標準的，為整個工業領域所接受。一般選擇時可以有一定的臨界尺寸容許度。通常，硬件（骨架等）適應不是問題的。當然，最安全的是，如果可能得話，你應該從同一廠家購買硬件和磁芯。

25，問題：可否得到更緊密配合的鐵氧體？
回答：在磁芯燒制過程中，各個部分最終收縮到一定的尺寸。不同的材料和不同的燒制方法使得其結果收縮的略有不同，一般會有約10-20%的差異（最后處理后，大概有1-4%的差異）。這時候一些磁芯的幾何尺寸還不是十分配合。然后可以經過機械處理，之后，就應該可以很好地滿足需要了。

26，問題：我可以定制符合自己特定需要的鐵氧體（磁芯）尺寸和材料么？
回答：可以由用戶定制制作。Magnetics提供，500個以上的可以幫助機械特別處理。而20，000以上的可以用戶自選模具。可以根據用戶需要而調整現有的磁芯高度可以減少機械和工具的成本。

27，問題：鐵氧體合適的夾緊壓力是多少？
回答：一般來說，建議磁心結合表面壓力為700kg/m2( 100PSI)。對于特殊要求的RM， PQ， EP以及Pot（罐）芯等可以查詢Magnetics的手冊。

28，問題：有沒有“最好”的磁芯形狀？
回答：可以說沒有。因為磁芯的形狀依賴于應用，形狀限制，溫度限制，繞組容量，組裝，以及其它若干的因子影響；這就意味著，選擇某種磁芯的時候，應該考慮各方面的“妥協”。有了某應用之后，可以參考若干廠家的手冊，以選擇對于自己“最”合適的。

29，問題：為什么要磨平鐵氧體磁芯？
回答：抹平磁芯兩半的表面是由于其表面在燒制后并不是十分配合的。這種磨平處理，對于減小原始氣隙損耗以獲得優化的電感是十分重要的。

30，問題：為什么要進行拋光處理？什么是面拋光？
回答：拋光可以認為是上面磨平處理的進一步工序。其目的也是進一步降低可能的氣隙損耗。通常的所謂“磨平”處理后的表面光潔度為25 micro-inchs，而“拋光”后的表面光潔度可達到 5 micro-inchs(.127 microns) .沒有規則測定要求表面拋光等處理，但是通過對AL的測定可以得知。