开关电源用磁性材料和磁路。参考数据

开关电源用磁性材料和磁路。参考数据

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最常见的是，由铁氧体1000NM-2000NM制成的磁芯用于业余无线电和工业高频开关电源的扼流圈和变压器。然而，严格来说，它们在电源中的使用并不总是正确的，因为这些铁氧体被设计为在弱磁场中工作（在环形线圈、匹配变压器等中）。

采用2500NMC1、2500NMC2、3000HMC、3000NMC1等牌号的铁氧体磁芯，可以显着改善网络变压器和扼流圈的能量特性。这些相对磁导率分别为 2500 和 3000 的低频 (H) 锰锌 (M) 铁氧体设计用于在高磁场 (C) 下工作。该组铁氧体专为高功率电子设备而设计，能够在高达 125...150°C 的温度下正常工作。以下是一些设计用于强磁场中的常见铁氧体的主要比较特性。

产品规格：

比体积磁损耗，kW/m3，不大于，感应强度 0,2 T，频率 16 kHz，温度 25°C，2500NMS1......170
2500NMS2......150
Z000NMS......160
比体积磁损耗，kW/m3，仅此而已，感应强度为 0,2 T。频率 16 kHz，温度 100°С，2500НМС1......140
2500NMS2......110
Z000NMS......160
在 240 A/m 的场强和 100°C 的温度下，感应 T 不小于
2500NMS1......0,29
2500NMS2......0,33
3000NMS......0,27
温度或居里点，°С......200
密度，g/cm3......4,7...4,9
电阻，欧姆 m......1

这些铁氧体具有相当相似的特性，并且比容损失不仅不会像许多其他类似材料那样随温度增加，甚至还会减少。这种情况，以及所考虑类别的铁氧体的居里点非常高的事实，使我们能够将它们归类为热稳定的。

米。图 1 说明了两种铁氧体 - 2500NMS2 和 2000NM1 的比体积磁损耗与温度的关系。可以看出，在常温下，这些材料实际上并不逊色，并且在 100°C（这对于在电源中运行的变压器或电感器来说相当现实）时，2000NM1 铁氧体的损耗几乎是 2,5 倍大于2500NMS2。

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在图中。图 2 显示了特定磁损耗与两个温度下磁场感应幅度的函数关系的典型关系。众所周知，磁路中的损耗与感应幅度的平方成正比。如图所示，所考虑组的铁氧体明显优于传统铁氧体（类似于 2000NM1），并且在最大允许感应强度方面，尤其是在高温下。

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对于相同的两种材料，磁感应强度 B 和相对磁导率 μ 对常温下施加的外场强度 H 的典型依赖性如图 3 和 30 所示。 XNUMX. 对此数据和之前的数据进行联合分析，我们可以得出这样的结论。 “高场”铁氧体允许磁路正常工作，在整个工作温度范围内感应幅度比传统铁氧体大XNUMX%。

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随着磁路温度的升高，允许的感应幅度降低，但仍然明显大于铁氧体（如 2000NM1）的感应幅度。图 4 中的图表证实了这一点。图 2500 为铁氧体 1NMSXNUMX 在两种温度范围内的情况。

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用于强磁场的铁氧体磁路类型范围相当广泛（表 1）。长期以来，业界一直在生产大多数标准尺寸，它们在参考书 Sidorov I.N.、Khristinin A.A.、Skornyakov S.V.“小型磁路和磁芯”-M.：无线电和通信中详细列出和描述。 1989年。

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相对较新的高频磁路是一个例外。方便在开关电源中使用。磁路 KB 由两个相同的部件组成（图 5；仅显示其中一个部件），并用特殊的弹簧带紧固成一个整体。组装后，磁路内部形成环形空间以容纳线圈。

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由所考虑的铁氧体制成的整个制造系列的磁路的主要尺寸总结在表中。 2. KV14-5磁路与其他磁路不同，有一个直径为5毫米（dl）的中心通孔。

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铁氧体磁路的完整名称始终以字母 M 开头。后面是铁氧体品牌和连字符 - 执行编号、电感系数和磁路类型。示例：M2500NMS1 -15-250-KV8。

电感系数是该磁路中一匝的电感（以纳亨为单位）。知道了这个参数，如果知道线圈的匝数，就很容易计算出未来线圈的电感。

没有无磁隙的磁芯，其电感系数在1000以上，但由于该参数的分布范围很大，所以常常不注明。间隙的引入急剧降低了电感系数，但该参数值的公差也降低了（见表3；b/c——无间隙的磁路）。

通常，一种尺寸的间隙是在磁芯工厂的特殊机器设备上形成的。该间隙是通过磨掉磁路的一个或两个部分上的中心突起而获得的。在业余条件下，无间隙磁芯中的间隙只能通过安装由固体非磁性材料（getinax、textolite、玻璃纤维等）制成的环形垫圈来形成。在确定垫片厚度时，我们从以下规则出发：其厚度的一半等于规定或计算的间隙减去现有磁路的工厂间隙（如果有）。

表中总结了计算开关电源绕组单元所需的由铁氧体 2500NMS1 制成的 KV 系列磁路的特性。 3.

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总之，应该说改进磁芯和创造新型产品的工作仍在继续。所以。根据客户的要求，生产了降低高度的磁路，开发了线圈框架并建立了批量生产。

作者：A.Mironov, Lyubertsy, 莫斯科州

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