变压器电感器的材料种类.docx

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变压器电感器的材料种类

V00版

深圳市核达中远通

变压器、电感材料

培训教材

制定/日期：

审核/日期：

批准/日期：

1.说明4

2.适用范围4

3.变压器、电感器原材料4

3.1磁性材料4-18

3.1.1磁性材料分类4

3.1.2软磁材料4-18

3.1.2.1软磁材料概述4-5

3.1.2.2名词解释5-6

3.1.2.3锰锌铁体材料6-15

（1）锰锌铁氧体分类6

（2）锰锌铁氧体特点6

（3）典型品牌磁性材料特性7-12

（表-1）MnZn功率材料特性（国产）7

链接文件：

肇庆微硕MnZn功率材料特性曲线图（共8页）7

（表-2）MnZn高μ材料特性（国产）8

链接文件：

上海光裕产品目录（共9页锰锌磁环）8

（表-3）TDK磁性材料种类和特性9

（表-4）TDK磁性材料特性10-11

（表-5）三华公司MnZn功率材料特性12

链接文件：

PL-5,PL-7,PL-9特性曲线图（共2页）12

（表-6）三华公司MnZn高μ材料特性12

（4）、锰锌铁氧体部分供应材料对照表13-14

（5）、锰锌铁氧材料形状规格简介15

3.1.2.4镍锌铁体材料15

链接文件：

肇庆硕电子镍锌材料特性（共12页）15

3.1.2.5IronPowderCore15-16

（1）IronPowderCore简介15

链接文件：

Micrometals目录（共70页）15

链接文件：

IronPowderCore选材计算软件15

（2）Micrometals设计软件简介16

3.1.2.6MPP、HighFlux、SendustPowderCore17

链接文件：

CSC产品目录之材料特性曲线（共11页）17

3.1.2.7非晶合金（AMORPHOUS）18

链接文件：

TOSHIBA非晶磁芯产品目录（共20页）18

3.1.2.8硅钢片18

链接文件：

硅钢片材料及规格表（共13页）18

3.2骨架简介18-21

3.2.1BOBBIN材料种类简介18

3.2.2BOBBIN原料材质特性18

3.2.3BOBBIN原料UL卡材质特性19-21

3.2.3.1举例BOBBINUL卡19

3.2.3.1BOBBINUL卡材质特性说明20-21

3.3电磁线21

3.3.1各类漆包线性能简介21

链接文件：

《漆包线培训教材》（共22页）21

链接文件：

部分线材UL卡（共12页）21

3.4绝缘胶布22

3.4.1绝缘薄膜种类22

3.4.2绝缘薄膜性能简介22

链接文件：

3M绝缘薄膜目录（共11页）22

链接文件：

部分绝缘胶布UL卡（共7页）22

3.5绝缘油漆简介22

链接文件：

部分绝缘漆说明书（共8页）22

3.6环氧树脂EPOXY简介22

链接文件：

部分EPOXY说明书（共14页）22

4.本公司常用变压器、电感器类型23

5.选择变压器、电感器材料23-35

5.1选材料原则23

5.1.1磁芯选择23

5.1.2导体的选择23-24

5.1.3绝缘材料的选择24

5.2选择变压器、电感器材料种类24-35

5.2.1工频变压器材料24-27

5.2.2开关电源变压器材料27-30

5.2.3PFC电感材料30-33

链接文件：

迈拓公司“功率因素修正器（PFC）”培训教材（共22页）30

链接文件：

迈拓公司PFC磁芯选择计算软件30

5.2.4磁性放大器材料33

链接文件：

迈拓公司“磁性放大器Mag-amp”培训教材（共11页）33

5.2.5续流电感材料34

5.2.6电流电感材料34

5.2.7共模滤波电感材料34-35

5.2.8差模滤波电感材料35

6.引用文件资及网址36-37

变压器、电感器的材料

1.说明：

介绍变压器、电感器的原材料种类，分类说明本公司各种变压器和电感器使用的材料种类及规格内容，使用开发工程师对变压器、电感器的材料种类及选用有所认识。

由于时间和编幅有限，侧重对磁性材料作介绍，其它材料只作粗略介绍，目的只是达到观念上的认识。

其中通过超级链接方式引入大量的图片文件、产品目录和磁芯选择计算软件。

由于引入文件资料有230多页，所以一一不能列印出来，只能通电脑阅读。

计算软件用于平时设计模拟分析，可提高设计效率。

2.适用范围：

仅供开发部参考使用。

3.本公司常用变压器、电感器原材料简介

变压器和电感器组成材料有四大类：

磁芯、电磁线、骨架和绝缘材料。

主要材料有磁芯（CORE）、骨架（BOBBIN）、底座（BASE）、漆包线（MAGNETWIRE）、铜片（COPPERFILM）、绝缘胶布（INSULATIONTAPE）、套管（TUBE）、绝缘油漆（VARNISH）、环氧树脂（EPOXY）等材料。

3.1磁性材料介绍

3.1.1磁性材料分类

磁性材料分硬磁、软磁、压磁、矩磁等。

按材料组成分为铁氧体磁性材料和金属磁性材料。

按结构分晶态、非晶态和微晶态磁性材料。

3.1.2软磁材料。

3.1.2.1软磁性材料概述

软磁性材料主要有铁氧体、粉末磁芯、合金等等。

本公司使用的都是软磁材料，所以在这着重介绍软磁材料。

软磁铁氧体材料有锰锌铁氧体、镍锌铁氧体和镁锌铁氧体。

锰锌铁氧体用于频率为几百KHz至1MHz以下，镍锌铁氧体用于几百KHz至几十MHz以上频率。

铁氧体材料是用碳酸锰或氧化镍、氧化锌、三氧化二铁（铁红）等原材按一定比列混合，经烧结、制颗粒、成型、再经约1千多度高温煅烧结晶而成。

粉末磁芯目前主要有四种IronPowdercore（铁粉芯）、MPPcore、HighFluxPowdercoreandSendustPowdercore（铁硅铝）。

（MPPcore原始成份为钼坡莫合金）。

它们主要用合金雾化制成粉末，经控制粉未的绝缘层厚度来控制气隙尺寸范围，然后使用模具和高压压机压制成型，再高温处理，表面涂树脂或加外盖而制成。

合金软磁材料主要有硅钢片（有取向和无取向）、Pemendur合金、铁镍合金（坡莫合金）、非晶态合金（铁基非晶和钴基非晶）等。

各类软磁材料的基本特性如下：

材料

适用频率

f/Hz

饱和磁感应强度

Bs/T

主要用途

取向硅钢

无取向硅钢

Permendur

铁镍合金

非晶态合金

锰锌铁氧体

镍锌铁氧体

粉末磁芯

50~1000

50~1000

50~1000

50~50K

50~300K

10K~0.5M

10K~150M

10K~2M

2.03

2.0~2.18

2.35

0.7~1.5

1.6

0.3~0.5

0.2~0.4

0.6~1.0

工频变压器，电感

工频变压器，电感

特殊电子变压器

音频率变压器，特殊性变压器

高频率变压器，脉冲变压器，电感

高频率变压器，脉冲变压器

电感器

高频率变压器，电感

3.1.2.2名词解释

磁化曲线（磁滞回线）

（1）磁化曲线---B、H曲线，磁性材料受到磁化时，磁通密度B随磁场强

度变化的曲线。

（2）初始导磁率ui---软磁材料在内部没有乘磁时受到DC磁场磁化，当磁

场很小，即H接近为0时的B/H比值。

（3）饱和磁感应强度Bs---当磁场强度H达到一定值，磁化曲线达到平缓，

B值基本上保持不变，此时的B值称为Bs。

（4）剩磁Br---DC磁场H从磁芯的饱和状态衰减到0时，磁芯的磁通密度

并不为0，磁芯保留的磁通密度B叫剩磁Br。

（5）顽力Hc---当磁场反方向增加，使剩余的磁通密度变为0时的H值称

为矫顽力Hc。

（6）磁芯损耗---主要由磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗组成。

磁滞损耗起

因于磁感应滞后于磁场的磁滞现象，与磁滞回线面积成正

比。

涡流损耗起因于涡流效应，与使用频率成正比。

剩余

损耗是除了磁滞损耗和涡流损耗后剩余的磁损耗，低频时

为一常数，高频时与频率有杂函数关系。

（7）损耗因数tanδ---等效于电阻与感抗之比tanδ=Rs/ωLs。

（8）居里温度T---磁芯的磁导率随着温度的变化而变化，磁导率随温度变

化的曲线称为磁导率-温度曲线。

当在某一温度点，磁性

材料的磁性突然减少90%以上，直至磁性消失，此点温

度称为居里温度。

3.1.2.3锰锌铁氧体材料

（1）锰锌铁氧体分类：

从性能主要有四类：

功率材料、高μ型材料、高Q材料和高μQ材料等。

按导磁率μ值分主要有：

R600、R1K、R1.5K、R2K、R2.3K、R2.5K、R3K、R5K、R7K、R10K、R12K、R15K。

本公司常用功率材料和高u材料。

（2）锰锌铁氧体的主要特点。

功率型锰锌材料的特点是低损耗、高Bs值、高居里温度、温度曲线较好，高电阻率，其μ值一般小于3000（其结构特点是晶粒较小而匀均，晶体的畴壁较厚）。

高μ锰锌材料是指μ值为3K以上的材料，为了使μ值的升高，生产过程中通过提高温度，使材料的内部晶粒增大和晶体的畴壁变薄。

（3）典型品牌材料特性

（表-1）MnZn功率铁氧体材料特性表（国产）

MaterialCharacteristics材料

Unit

R2K

R2.3K

R2.5K

R3K

InitialPermeability初始磁导率μi

2000±25%

2300±25%

2500±25%

3000±25%

Effectivesaturationmagneticfluxdensity饱和磁通密度H=10（Oe）Bs

23℃

100℃

MT

MT

520

400

510

370

500

350

480

350

Effectiveretentivity

剩磁Br

23℃

100℃

MT

MT

180

150

140

92

135

95

80

120

Effectivecoercivity

矫顽力Hc

23℃

100℃

A/m

A/m

18.2

13.5

15.9

8.0

18.3

10.3

13.5

10.5

Relativelossfactorf=100KHz比损耗tgδ/ui

×10-6

<8

<3

<8

<10

Curietemperature居里温度Tc

℃

250

230

230

210

Electricalresistivity电阻率ρ

Ωm

3

8

4

3

Density密度D

Kg/m3

4.85×103

4.85×103

4.85×103

4.85×103

Frequency使用频率f

KHz

<500

<500

<500

<500

Coreloss

磁芯功率损耗Pc

25KHz200mT23℃

60℃

100℃

KW/m3

145

100

80

120

80

65

115

85

95

80

95

140

25KHz200mT23℃

60℃

100℃

120℃

KW/m3

750

600

570

650

620

450

410

480

730

570

650

770

540

600

850

1000

链接肇庆市微硕电子功率型锰锌铁氧体材料特性曲线图（共8页）：

（表-2）MnZn高μi铁氧体材料特性表（国产）

Symbol

Unit

Measuringconditions

HighPermeabilityMaterials

Freq.

Fluxden.

Temp.

R5K

R7K

R10K

R15K

Initialpermeability

Μi

10KHz

<0.1mT

25℃

5000

±25%

7000

±25%

10000

±30%

15000

±30%

Relativelossfactor

tgδ/ui

×10-6

10KHz

<0.1mT

25℃

<4

<8

<10

<15

100KHz

100℃

<15

<30

<60

<80

Saturationmagneticfluxdensity

Bms

mT

1KHz

H=1000

A/m

25℃

410

410

390

380

100℃

300

290

290

250

Remanencemagneticfluxdensity

Brmrs

MT

1KHz

H=1000

A/m

25℃

96

96

119

100

100℃

112

115

146

Temperaturefactorofpermeability

Аμi

×10-6

10KHz

<0.1mT

0-20℃

0~2

-1~1

-1~1

-1~2

20-70℃

0~2

-1~1

-1~1

-1~2

Hysteresislossconstant

ΗB

×10-6/mT

25℃

<0.8

<1.2

<1.4

<1.6

DisaccommodationFactor

DF

×10-6

10KHz

<0.1mT

25℃

<2

<2

<2

<2

Curietemperature

Tc

℃

>140

>130

>130

>120

Resistivity

ρ

Ωm

0.2

0.35

0.15

0.10

Density

D

Kg/m3

4.85×103

4.90×103

4.90×103

4.90×103

链接文件：

上海光裕产品目录（锰锌磁环共9页）：

（表-3）TDK公司铁氧体材料种类和特性

性能参数

PC30PC40PC50

H4MDA2DA6

PE22PE38

HV22HV38

初始导磁率µiac

2500±25%2300±25%1400±25%

320±25%1900±25%750±25%

18002300

18002300

振幅导磁率µa

25KHz200mT

32003000

铁芯损耗Pc/KW.m-3

25KHz25℃

200mT60℃

100℃

120℃

130120

9080

10070

85

16KHz150mT

32KHz200mT

64KHz200mT

100KHz200mT

100℃4.23.5W/Kg

100℃22.522W/Kg

100℃5855W/Kg

100℃110100W/Kg

500KHz25℃

50mT60℃

100℃

100KHz25℃

60℃

100℃

120℃

130

80

80

700600

500450

600410

500

饱和感应强度Bs/mT

H=1000A/m25℃

60℃

100℃

120℃

510510450

450450（1600A/m）

390390

350

210500330

150390230

510480

510480

410360

剩磁Br/mT

25℃

60℃

100℃

120℃

11795190

8065

8355

50

150190220

170130

170130

矫顽力Hc/A.m-1

25℃

60℃

100℃

120℃

1414.335

810.3

88.8

8

402028

281216

1616

1616

居里温度Tc/℃

230215240

150200150

200200

200200

密度D/g/cm-3

4.84.84.8

4.44.45.0

4.84.8

4.84.8

电阻率ρ/Ω.m

106.5

1050.3105

35

35

（表-4）TDK公司铁氧体材料特性注：

没有注明NiZn的材料为MnZn铁氧体材料

性能参数

H5AH5BH5C2H6A3H6BH6FH6H3H6KH6ZH7BPC30PC40

使用频率范围f/MHz

<0.2<0.1<0.10.01~0.30.01~0.30.2~20.01~0.80.01~0.30.01~0.3<0.2<0.5<0.5

起始导磁率µiac

330055001000±30%1500±20%2000±20%800±20%1300±15%2200±20%2200±20%3700±25%2500±25%2300±25%

比损耗因数tgδ/µiac

（×10-6）

<2.5<6.5<7<6<2.5<13<1.23.5<3<12

（10KHz）（10KHz）（10KHz）（100KHz）（100KHz）（0.5KHz）（100KHz）（100KHz）（100KHz）（100KHz）

<10<40<17

（100KHz）（100KHz）（1MHz）

导磁率温度系数

-30~20℃

0~20℃αμr（×10-6/℃）

20~55℃

20~70℃

-0.5~2-0.5~2-0.5~1.50.8~20.5~20.3~20.4~1.2

0.8~20.5~1.30~2.50.5~1.10.4~1-0.6~0.6

0.8~20.5~1.30~2.50.5~2.50.4~1-0.6~0.6

-0.5~2-0.5~2-0.5~1.50.8~20.5~1.50~2.50.3~20.4~1

居里温度Tc/℃

130130120130130200200130150200230215

饱和磁感应强度Bs/mT

H=1194A/m

410420400360350400465390380460510510

剩磁Br/mT

100135909580160100458015011795

矫顽力Hc/A.m-1

887.232208036122415.91214.3

减落因数DF（×10-6）

3323312523

电阻率ρ/Ω.m

110.155045425882106.5

密度D/g/cm-3

4.84.84.94.64.54.64.84.54.64.84.84.8

（表-4）TDK公司铁氧体材料特性（续表）注：

没有注明NiZn的材料为MnZn铁氧体材料

性能参数

PC50K5K6AK7AH5DH5EHP3HP4HP5H6FH1BH1D

NiZnNiZnNiZnNiZn

使用频率范围f/MHz

<8<201~50<0.05<0.01<0.2<0.2<0.10.2~2

起始导磁率µiac

1400±25%2907025±20%15000±30%18000±30%3000±15%4000±20%5000±20%800±20%5500±25%7500±25%

比损耗因数tgδ/µiac

（×10-6）

<2.8<40<150<15<3.5<3.5<3.5<13<30<10

（1MHz）（1MHz）（10MHz）（100KHz）（10KHz）（10KHz）（10KHz）（0.5MHz）（100KHz）（100KHz）

<105<60<300<17

（5MHz）（10MHz）（30MHz）（1MHz）

导磁率温度系数

-30~20℃

0~20℃αμr（×10-6/℃）

20~55℃

20~70℃

-4~22.5~7.5-1.5~1.50~2

5~15±7.5%±10%±12.5%0~2.5

0~2.5

0~42.5~7.55~15-0.5~2-0.5~2±7.5%±10%±12.5%

居里温度Tc/℃

240280350450120115140140140200130140

饱和磁感应强度Bs/mT

H=1194A/m

470330300260320440370400400400410430

剩磁Br/mT

19025020015010012070656516013085

矫顽力Hc/A.m-1

358047711102.72.8127.27.28084.6

减落因数DF（×10-6）

3015201133312

电阻率ρ/Ω.m

20×1052.5×10710×1050.020.050.20.20.1541

密度D/g/cm-3

4.84.44.44.14.954.84.84.84.64.84.8

三华公司功率材料和高µ材料（SAMWHAELECTRONICSCO.,LTD）

（表-5）SAMWHA公司功率材料特性表（PowerMaterials）

MaterialsSymbolPL-5PL-7PL-9PL-10

Initialpermeabilityµiac2400±25%2400±25%3000±25%2400±25%

Coreloss23℃800650450630

100KHz,200mTPcvKW/m380℃550450350450

100℃500410390410

SaturationfluxdensityBsmT23℃500490500510

（1194A/m）100℃390380380410

RemanenceBrmT23℃180150150100

CoercivityHcA/m23℃15121010

CurieTemperatureTc℃>220>210>200220

DensityδKg/m34.85x1034.85x1034.85x1034.85x103

ResistyvityρΩ-m6575

链接PL-5、PL-7、PL-9特性曲线图