变压器、电感器的材料种类

V00版 深圳市核达中远通培训教材制定/日期： 审核/日期： 批准/日期： 目 录1. 说明42. 适用范围43. 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4-183.1.2.1软磁材料概述4-53.1.2.2名词解释5-63.1.2.3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153.1.2.4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）153.1.2.5 Iron Powder Core15-16 （1）Iron Powder Core简介15链接文件：Micrometals目录（共70页）15链接文件：Iron Powder Core选材计算软件15 （2）Micrometals设计软件简介16 3.1.2.6 MPP、High Flux、Sendust Powder Core17链接文件：CSC产品目录之材料特性曲线（共11页）173.1.2.7 非晶合金（AMORPHOUS）18 链接文件：TOSHIBA 非晶磁芯产品目录（共20页）183.1.2.8 硅钢片18链接文件：硅钢片材料及规格表（共13页）183.2骨架简介18-21 3.2.1 BOBBIN材料种类简介18 3.2.2 BOBBIN原料材质特性18 3.2.3 BOBBIN原料UL卡材质特性19-213.2.3.1举例BOBBIN UL卡193.2.3.1 BOBBIN UL卡材质特性说明20-213.3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）213.4 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）223.5 绝缘油漆简介22链接文件：部分绝缘漆说明书（共8页）223.6 环氧树脂EPOXY简介22链接文件：部分EPOXY说明书（共14页）224. 本公司常用变压器、电感器类型235. 选择变压器、电感器材料23-355.1选材料原则235.1.1 磁芯选择235.1.2 导体的选择23-245.1.3 绝缘材料的选择245.2选择变压器、电感器材料种类24-355.2.1 工频变压器材料24-275.2.2 开关电源变压器材料27-305.2.3 PFC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305.2.4 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）335.2.5 续流电感材料345.2.6 电流电感材料345.2.7 共模滤波电感材料34-355.2.8 差模滤波电感材料356. 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（MAGNET WIRE）、铜片（COPPER FILM）、绝缘胶布（INSULATION TAPE）、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Iron Powder core（铁粉芯）、MPP core、High Flux Powder core and Sendust Powder core（铁硅铝）。（MPP core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5010005010005010005050K50300K10K0.5M10K150M10K2M2.032.02.182.350.71.51.60.30.50.20.40.61.0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tan-等效于电阻与感抗之比tan=Rs/Ls。（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、高型材料、高Q材料和高Q材料等。按导磁率值分主要有：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）。高锰锌材料是指值为3K以上的材料，为了使值的升高，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)Material Characteristics材料UnitR2KR2.3KR2.5KR3KInitial Permeability 初始磁导率 i200025%230025%250025%300025%Effective saturation magnetic flux density 饱和磁通密度H=10(Oe) Bs23100MTMT520400510370500350480350Effective retentivity 剩磁 Br23100MTMT180150140921359580120Effective coercivity 矫顽力Hc23100A/mA/m18.213.515.98.018.310.313.510.5Relative loss factor f=100KHz 比损耗tg/ui 10-6 83810Curie temperature 居里温度 Tc250230230210Electrical resistivity 电阻率 m3843Density 密度 DKg/m34.851034.851034.851034.85103Frequency 使用频率 fKHz 500 500 500 500Core loss磁芯功率损耗 Pc25KHz 200mT 2360100KW/m31451008012080651158595809514025KHz 200mT 2360100120KW/m37506005706506204504104807305706507705406008501000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）：magsource core3-10.tif（表-2）MnZn高i铁氧体材料特性表（国产）SymbolUnitMeasuring conditionsHigh Permeability MaterialsFreq.Flux den.Temp.R5KR7KR10KR15KInitial permeabilityi10KHz0.1mT25500025%700025%1000030%1500030%Relative loss factortg/ui 10-610KHz0.1mT25 4 8 1015100KHz100 15 30 60 80Saturation magnetic flux densityBmsmT1KHzH=1000A/m25410410390380100300290290250Remanence magnetic flux densityBrmrsMT1KHzH=1000A/m259696119100100112115146Temperature factor of permeabilityi 10-610KHz 0.1mT0-2002-11-11-1220-7002-11-11-12Hysteresis loss constantB10-6/mT25 0.8 1.2 1.4 1.6Disaccommodation FactorDF 10-610 KHz 0.1mT25 2 2 2 140 130 130 120Resistivitym0.20.350.150.10DensityDKg/m34.851034.901034.901034.90103链接文件：上海光裕产品目录（锰锌磁环共9页）：SuperLight.tifPage 40 of 40（表-3）TDK公司铁氧体材料种类和特性性能参数PC30 PC40 PC50H4M DA2 DA6PE22 PE38HV22 HV38初始导磁率 iac250025% 230025% 140025%32025% 190025% 75025%1800 23001800 2300振幅导磁率 a25KHz 200mT3200 3000铁芯损耗 Pc/KW.m-325KHz 25200mT 60100120130 12090 80100 708516KHz 150mT32KHz 200mT64KHz 200mT100KHz 200mT100 4.2 3.5W/Kg100 22.5 22W/Kg100 58 55W/Kg100 110 100W/Kg500KHz 2550mT 60100100KHz 25601001201308080700 600500 450600 410500饱和感应强度 Bs/mTH=1000A/m 2560100120510 510 450450 450 (1600A/m)390 390350210 500 330 150 390 230510 480510 480410 360剩磁 Br/mT 2560100120117 95 19080 65 83 55 50150 190 220170 130170 130矫顽力 Hc/A.m-1 256010012014 14.3 358 10.3 8 8.8 840 20 2828 12 1616 16 16 16居里温度 Tc/230 215 240150 200 150200 200200 200密 度 D/ g/cm-34.8 4.8 4.84.4 4.4 5.04.8 4.84.8 4.8电阻率 /.m10 6.5105 0.3 1053 53 5（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H5A H5B H5C2 H6A3 H6B H6F H6H3 H6K H6Z H7B PC30 PC40使用频率范围 f/MHz0.2 0.1 0.1 0.010.3 0.010.3 0.22 0.010.8 0.010.3 0.010.3 0.2 0.5 0.5起始导磁率 iac+40%-0+40%-03300 5500 100030% 150020% 200020% 80020% 130015% 220020% 220020% 370025% 250025% 230025%比损耗因数 tg/iac(10-6)2.5 6.5 7 6 2.5 13 1.2 3.5 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-3020020 r(10-6/)20552070-0.52 -0.52 -0.51.5 0.82 0.52 0.32 0.41.20.82 0.51.3 02.5 0.51.1 0.41 -0.60.60.82 0.51.3 02.5 0.52.5 0.41 -0.60.6-0.52 -0.52 -0.51.5 0.82 0.51.5 02.5 0.32 0.41居里温度 Tc/130 130 120 130 130 200 200 130 150 200 230 215饱和磁感应强度 Bs/mTH=1194A/m410 420 400 360 350 400 465 390 380 460 510 510剩 磁 Br/mT100 135 90 95 80 160 100 45 80 150 117 95矫顽力 Hc/A.m-18 8 7.2 32 20 80 36 12 24 15.9 12 14.3减落因数 DF(10-6)3 3 2 3 3 12 5 2 3电阻率 /.m1 1 0.15 50 45 4 25 8 8 2 10 6.5密 度 D/ g/cm-34.8 4.8 4.9 4.6 4.5 4.6 4.8 4.5 4.6 4.8 4.8 4.8（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PC50 K5 K6A K7A H5D H5E HP3 HP4 HP5 H6F H1B H1D NiZn NiZn NiZn NiZn使用频率范围 f/MHz 8 20 150 0.05 0.01 0.2 0.2 0.1 0.22 起始导磁率 iac+30%-20%+20%-30%140025% 290 70 2520% 1500030% 1800030% 300015% 400020% 500020% 80020% 550025% 750025%比损耗因数 tg/iac(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 60 300 220 210 200 220Density Kg/m3 4.85x103 4.85x103 4.85x103 4.85x103Resistyvity -m 6 5 7 5链接PL-5、PL-7、PL-9特性曲线图说明（共2页）：SAMWHA.tif（表-6）SAMWHA公司 高材料特性表(High Permeability Materials)Materials Symbol SM-50 SM-70S SM-100 SM-100T SM-150 Initial permeability +20 iac 500025% 750025% 1000030% 1000030% 1500030% -20 9000minRelative Core loss tan/iac x10-6 20 30 6.0 10 150 130 120 100 100Density Kg/m3 4.85x103 4.90x103 4.90x103 4.90x103 4.90x103Resistyvity -m 1 0.1 0.15 0.15 0.15（4）锰锌铁氧体部分供应商材料对照表MaterialPcv(kW/m2)Temperature shown mini/B s(mT) MATERIAL CROSS REFERENCE TABLE（Low Loss Material）ConditionsSAMWHAHITACHIMETALSTDKTOKINFDKKAWATETSUNICERATOMITATAIYOYUDENSONYSLIMITOMOTOKUSYUMAGNETICSSIEMENSPHILIPSApplications25KHz200mTPL-5(80:100)(2400/500)MB24D(80:100)(2200/500)PE22(80:100)(1800/510)Large cores forReactor and TransformerPL-5(80:100)(2400/500)ML24D(400:100)(2400/490)PC30(90:60)(2500/510)2500B(90:60)(2500/490)6H10(80:80)(2500/510)MB1(60:100)(2000/510)NC-1H(80:100)(1900/510)2F8(460:100)(2200/470)FE3L(2000:490)P(2500:500)N67(2100:480)3C85(80:100)(2000/450)Transformers forSwitching100KHz200mTPL-7(410:100)(2400/490)ML24D(400:100)(2400/490)PC40(410:100)(2300/510)BH2(410:100)(2300/510)6H20(400:100)(2300/510)MB3(410:100)(2500/510)NC-2H(400:100)(2300/490)2G8(440:100)(2300/520)AB22(500:100)(2300/500)FE9(400:100)(2300/500)3F6C(400:100)(2200/470)R(2300:500)N87(385:100)(2200/480)3C90(450:100)(2000/450)Transformers forswitchingPL-9(350:80)(3000/500)ML25D(250:80)(2500/520)PC44(300:100)(2400/510)BH1(250:100)(2500/520)6H40(300:100)(2300/530)MB4(300:100)(2500/520)FE11(250:100)(2600/530)PL-9(350:80)(3000/500)ML25D(250:80)(2500/520)PC45(250:75)(2500/530)BH3(370:100)(1800/530)Transformers forDC/DC converterPL-11UnderdevelopmentMB-XUnderdevelopmentPC47(250:100)(2500/420)PL-9(350:80)(3000/500)ML30D(380:60)(3000/510)NC-1M(570:60)(2500/500)3F6(400:60)(3300/480)Inverter Transformers for LCD back lightsystemPL-10(500:40)(2400/530)ML32D(300:40)(3200/530)PC46(250:45)(3200/530)6H42(300:60)(3400/530)MBT1(320:80)(3400/520)MB-28D(310:60)(2800/440)300KHz100mTPL-9ML25DBH5(200:80)(2300/520)500KHz50mTML14D(110:80)(1400/490)2500B3(150:60)(1800/500)7H10(80:80)(1500/480)NC-3M(80:60)(1200/420)K(1500:460)N49(120:100)(1300/460)3F3(170:60)(1800/450)Transformers for high-frequency switchingPL-F1(80:80)(1600/470)ML12D(50:80)(1200/540)PC50(80:100)(1400/470)B40(55:80)(1500/530)7H20(50:80)(1000/480)MC2(65:90)(1250/510)3F6C(80:100)(1600/490)1mHz50mTPL-F2UnderdevelopmentML12D(180:60)(1200/540)PC80(350:60)(1400/470)B40(360:60)(1500/530)7H20(250:80)(1000/480)MC2(330:60)(1250/510)2H8(1700/500)FE10(450:100)(1400/490)3F6C(430:60)(1600/490)N59(510:100)(850/460)3F4(900/350)Transformers for high-frequency switchingM