几家公司新近推出的锰锌铁氧体材料性能及应用(二)
时间：2022-03-17来源：佚名
|
TDK/EPCOS等公司相关材料和使用须知介绍如下： 传输用铁氧体材料 材质特性 材质标准特性表 变压器、扼流圈用 高磁导率锰锌铁氧体材料专述 高磁导率锰锌铁氧体材料主要用于电子电路宽带变压器，综合业务数字网（ISDN）、局域网（LAN）、宽域网（WAN）、背景照明等领域的脉冲变压器，抗电磁波滤波器等领域。这些领域的磁心基本上是在弱场下工作，这时材料的高磁导率就会显示出独特的优越性。 首先，材料的磁导率较高时，较少的线圈匝数就可以获得需求的电感量，进而有效地降低线圈的直流电阻及由其引起的损耗；其次，使用磁导率高的材料能明显减小变压器的体积，有利于器件和系统的小型化、轻量化。这些特点顺应了电子产品的发展趋势。材料研究进展早期高导材料的发展只是片面追求高磁导率和一定的居里温度，然而，这种材料在应用中十分有限，实际客户需求材料不仅要具有高的初始磁导率，同时必须具有良好的温度特性、频率特性、低的损耗、高的阻抗和良好的叠加性能等。这就要求在提高磁导率的同时，兼顾其他性能参数，其市场需求具有以下一些显著特征： 1．普遍的宽温要求 1)磁导率具有宽温特性。现代通信设备的户外设施，如中继器、增音机、微波接力站、海底电缆、光缆水下设备等，不仅要求耐高温，还要承受严寒，要求通信设备都能可靠稳定地工作。因而很多客户都要求材料在-40~ 80℃，甚至到125℃的宽温范围，电感都能满足要求，这就要求材料从低温到高温都具有很高的磁导率。TDK公司的H5C4，是这类材料的典型代表,其初始导磁率μi-20℃仍大于9000,温度曲线如下图。 2)具有高居里点。这种材料主要应用在汽车电子中，由于汽车内的特殊条件，要求工作温度在-50~ 150℃，一般高磁导率材料的居里温度很难达到这么高，西门子公司为填补这块空白，专门开发了T39等材料，居里温度大于160℃。 3)阻抗具有宽温特性。对用于抗电磁干扰的器件共模扼流圈来说最重要的一个元件指标是阻抗，一些客户要求材料在很宽的温度范围内阻抗都能够满足要求。上面提到的T39就是这方面的材料之一。 4)低谐波失真（THD）具有宽温特性。随着网络技术的快速发展，xDSL调制解调变压器得到了广泛的应用。这类材料的磁心要求具有低的THD。现在许多下游企业对磁心THD的要求，不再仅仅局限在常温，往往要求材料在-20℃，甚至更宽的温度范围内的都能满足要求。 5）高直流叠加具有宽温特性。TDK公司开发出的在-40~ 85℃的温度区间具有良好叠加特性的DNW45材料就是为了应对这方面的市场需求。 2．低谐波失真（THD）要求 近年来，通信技术快速发展，xDSL（包含非对称数字用户线ADSL和对称数字用户线SDSL）技术得到广泛引用。对用来实现隔离、阻抗匹配和高低通滤波功能的高磁导率铁氧体磁心的需求量越来越大，对铁氧体磁心提出了更高的要求。为了在信号传输过程中减小波形失真和传输错误，延长传输距离，要求变压器具有低的总谐波失真。总谐波失真与磁心材料的性能、磁心几何形状和变压器的设计直接相关。其中与磁心材料性能相关的指标是比磁滞损耗系数ηB，它表征铁氧体材料在一定磁通密度变化情况下的损耗特性。国内外厂家都积极应对市场，开发出了各自相应的低THD材料。典型牌号有EPCOS公司的新T38，磁导率为10000±30%，ηB<0.3x10-6/mT；Nicera公司的10TB，磁导率为10000±30%，ηB<0.12x10-6/mT；越峰电子的A101，磁导率为10000±30%，ηB<0.5x10-6/mT；TDK公司的DN40、DN70，磁导率分别为4000±25%、7000±25%，ηB为<0.8x10-6/mT和<0.2´10-6/mT, 还开发出了具有高磁导率和高Bs特性的DN50。 3．直流叠加要求 随着局域网（LAN）大规模发展，100Mbps的传输速度成为主流，为了达到器件的小型化和薄型化，满足直流偏置情况下电感的要求，需要大量具有良好叠加性能的铁氧体磁心。在这方面TDK公司先开发出了DN45材料，μi=4500±25%，其使用温度在0~70℃之间，与传统的HP5材料（5000±25%）相比，其直流叠加特性提高30%以上。随后，随着宽温要求的提出，该公司又开发出了能工作在-40~85℃的DNW45新材料，其μi=4200±25%，与DN45相比，其直流叠加特性又提高23%。Steward公司的46,JFE公司的SK202G,JMC公司的Z15G，新Z69MG等材料。 4．高阻抗要求 电子技术的迅猛发展，使得电磁污染问题日益突出。为了限制电磁干扰的危害，许多国家都对电子产品制定了电磁兼容标准，要求电子设备本身抗电磁干扰要达到一定的标准，同时对周边的电磁干扰必须限制在一定程度。这就需要大量的抗电磁干扰磁心，其最重要的元件指标就是阻抗。EPCOS公司的新T38及TDK公司HS52、 HS72、HS10、 HF70、HF90等材料主要针对的就是这一部分市场。 此外，越来越多的客户还要求材料具有高的稳定性，主要包括： 1)应力稳定性，要求材料在由于绕线，封装，压簧等使用过程产生应力后电感的跌落要小； 2)时间的稳定性，要求材料减落系数要小； 3)温度稳定性，要求温度系数、抗热冲击能力等满足要求； 4)磁场稳定性，包括弱磁场下品质因数Q值和比磁滞损耗系数ηB的稳定性等。 当前世界各大公司生产的高磁导率锰锌材料的典型类别和一些具有代表性的牌号，其中： 类型1)仅要求材料具有高磁导率和一定的居里温度。典型的代表是TDK公司的H5C5，其初始磁导率为30000±30%，为当前国际行业中最高水平。此外还有EPCOS公司的T56，其初始磁导率为20000±30%；Ferroxcube公司的3E8和3E9, 其初始磁导率分别为18000±20%和20000±20% 。 类型2) 要求材料具有宽温高磁导率特性。典型材料为TDK公司的H5C4，其初始磁导率为12000±25%，-20℃时，μi9000。此外还有FDK的2H15B, 其初始磁导率为10000±20%，在-40~85℃都具有较高的磁导率； 类型3)强调材料具有宽频特性。典型代表为Steward公司的40材料，其10000的磁导率能够保持到250kHz以上； 类型4) 强调低谐波失真（THD），典型材料为TDK公司的DN40，DN70，越峰的A101，赢赛拉公司的10TB； 类型5)强调材料具有良好的叠加性能。典型材料为TDK公司的DN45； 类型6)要求材料同时具有高磁导率和高Bs特性。典型材料为TDK公司的DN50,其初始磁导率为5200±20%，Bs=550mT(25℃)，380mT(100℃)； 类型7)强调材料的良好的叠加性能，并且能在很宽的温度实现。典型材料为TDK公司的DNW45，Steward公司的46材料；JFE公司的宽温高直流叠加材料SK202G;JMC公司的高磁通密度材料Z15G，磁导率1000，800A/m测试时最大磁通密度Bm可达580mT；低剩磁高直流叠加材料新Z69MG，磁导率4000，新Z68MG磁导率6200，及Z75G磁导率6200，800A/m测试时剩磁 Br仅为40-50 (mT)。 类型8)强调温度特性和高阻抗特性。典型材料为EPCOS公司的T39, 其居里温度大于160℃，并且在从-40~150℃区间有良好的阻抗特性； 类型9)强调材料同时具有宽频特性和高阻抗特性。典型材料牌号为TDK公司的HS52，HS72，HS10。Ferroxcube公司的3E10和3E12。 类型10)强调材料同时具有宽频特性、高阻抗特性和低谐波失真。典型代表为EPCOS公司的新T38，其初始磁导率为10000±30%，阻抗的峰值在700kHz以上，并且比磁滞损耗系数ηB<0.3x10-6/mT。 类型11)要求材料同时具有宽频特性、低损耗特性、低谐波失真和良好的温度特性。这方面典型的材料是EPCOS公司2003年推出的T66材料，其初始磁导率为13000±30%，可以保持到100kHz, 10kHz的比损耗小于1x10-6，比磁滞损耗小于0.3x10-6/mT，并且在-40℃～ 80℃间μ-T曲线具有很好的线性。所有类型材料都是在各种特性之间进行平衡，进而突出其中的某些特点的结果。 |
