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高頻變壓器之鐵芯特性探討

本帖分為大致如下:
  1) 磁學原理介紹
1.1;磁化,磁場與磁矩
1.2;磁滯現象
1.3;自發磁化
1.4;磁異向性
1.5;磁伸縮效應
1.6;磁區與磁壁
  2) 鐵芯材料與變壓器之介紹
2.1;軟磁鐵氧體的結晶物理與化學
2.2;軟磁鐵氧體的磁性
2.3;常見的鐵芯材料與形狀
2.4;磁路與變壓器
2.5;變壓器設計方法
我會抓緊時間把以上內容描述出來的,希望大家能喜歡...
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2008-06-04 09:18
一:磁學原理介紹,
磁性是物質的一種普通且重要的屬性,從微觀粒子到宏觀天體,不論處于何種狀態,無不具有或弱或強的磁性....
1.1;磁化,磁場與磁矩
  磁場可因電流而產生,依實驗可知,載流導線的四周曾產生以電流為中心的同心圓狀磁力線,也就是磁場.磁場的方向可由安培右手定則決定,磁場的強度"H"與電流的大小"I"成正比,與距導線之距離"r"成反比,可以表示為:
   H=I/(2*3.14*r)..
磁場強度的單位由上式可知:H=A/M,又=4*3.14/10^3[Oe]..
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2008-06-04 09:27
@transformer1
一:磁學原理介紹,磁性是物質的一種普通且重要的屬性,從微觀粒子到宏觀天體,不論處于何種狀態,無不具有或弱或強的磁性....1.1;磁化,磁場與磁矩  磁場可因電流而產生,依實驗可知,載流導線的四周曾產生以電流為中心的同心圓狀磁力線,也就是磁場.磁場的方向可由安培右手定則決定,磁場的強度"H"與電流的大小"I"成正比,與距導線之距離"r"成反比,可以表示為:  H=I/(2*3.14*r)..磁場強度的單位由上式可知:H=A/M,又=4*3.14/10^3[Oe]..
磁鐵無論分割至任何微小的程度,必有"N"磁極與"S"磁極存在.至於磁極強度的單位則利用靜磁學的基本定律----庫倫定律來決定,表示為:F=K*(P1*P2/r^2)*r0..
其中:"F"為兩磁極強度間的作用力,P1and P2為兩磁極強度,"r"為兩磁極間的距離,而r0為沿r方向上的單位向量,比例常數k在C.G.S制中,其值為"1",也就是說兩個單位磁荷相距1cm將有1dyne的作用力;在國際制中為:u0/(4*3.14),而磁荷或磁極強度的單位為:Wb.由于正負磁極總是成對出現,形成所謂的磁偶極,一個磁偶極的磁矩則是定義成:
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2008-06-04 09:33
@transformer1
磁鐵無論分割至任何微小的程度,必有"N"磁極與"S"磁極存在.至於磁極強度的單位則利用靜磁學的基本定律----庫倫定律來決定,表示為:F=K*(P1*P2/r^2)*r0..其中:"F"為兩磁極強度間的作用力,P1andP2為兩磁極強度,"r"為兩磁極間的距離,而r0為沿r方向上的單位向量,比例常數k在C.G.S制中,其值為"1",也就是說兩個單位磁荷相距1cm將有1dyne的作用力;在國際制中為:u0/(4*3.14),而磁荷或磁極強度的單位為:Wb.由于正負磁極總是成對出現,形成所謂的磁偶極,一個磁偶極的磁矩則是定義成:
接上面的:
    m=pd..
上式中,m為磁矩強度,p為磁極強度,d為兩磁矩間的距離.磁矩的單位沒有專屬的名稱,有時為:emu(electromagnetic unit即電磁單位).磁矩強度是可加性的,即兩個相同磁矩并列將使磁極強度增加一倍,則上式公式中的磁矩強度將增加一倍...  
  兩個相同磁矩串聯,則兩磁矩間的距離增加一倍,則上式公式中的磁矩強度也是增加一倍,兩者的結果是一樣的..
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2008-06-04 09:39
@transformer1
接上面的:    m=pd..上式中,m為磁矩強度,p為磁極強度,d為兩磁矩間的距離.磁矩的單位沒有專屬的名稱,有時為:emu(electromagneticunit即電磁單位).磁矩強度是可加性的,即兩個相同磁矩并列將使磁極強度增加一倍,則上式公式中的磁矩強度將增加一倍...    兩個相同磁矩串聯,則兩磁矩間的距離增加一倍,則上式公式中的磁矩強度也是增加一倍,兩者的結果是一樣的..
一旦在物質上施加磁場時,即有磁矩產生,而單位體積之磁矩為磁鐵本質特性,稱為磁化強度或磁化量.受磁化的物體會因物質的不同而有磁性強弱之分..大致可分為五種,如下:
  1)反磁性:在外加磁場"H"下,出現與"H"方向相反的磁化向量,所以有負的磁化率..所有的物質都具有反磁性,只是一般反磁物質的磁化率很小,僅有10^-5的數量級,所以若物質同時具有其他磁性,反磁性就會被遮蔽,惰性氣體及若干金屬(Bi,Zn;Ag;Mg)屬於反磁物質,其磁化率與溫度無關.
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2008-06-04 09:49
@transformer1
一旦在物質上施加磁場時,即有磁矩產生,而單位體積之磁矩為磁鐵本質特性,稱為磁化強度或磁化量.受磁化的物體會因物質的不同而有磁性強弱之分..大致可分為五種,如下:  1)反磁性:在外加磁場"H"下,出現與"H"方向相反的磁化向量,所以有負的磁化率..所有的物質都具有反磁性,只是一般反磁物質的磁化率很小,僅有10^-5的數量級,所以若物質同時具有其他磁性,反磁性就會被遮蔽,惰性氣體及若干金屬(Bi,Zn;Ag;Mg)屬於反磁物質,其磁化率與溫度無關.
順磁性:在外加磁場"H"下,出現與H同方向的磁化向量,所以有正的磁化率,但其數值在實溫下也只有10^-3 ---10^-6的數量級,僅顯示微弱的磁性,屬於順磁性的物質,其原子,離子或分子有一個固有磁矩,因熱運動影響而混亂排列,當受外加磁場作用時,沿場方向有凈磁矩.稀土族金屬等均屬此類..順磁物質的磁化率與溫度有密切關係,有些得遵守居里定律:
   x=C/T
還有一些則遵守----The curie-Weiss Law....
   x=C/(T-Tc)...
式中,x為磁化率,C為常數,Tc為臨界溫度,稱為順磁居里溫度..
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2008-06-04 09:58
@transformer1
順磁性:在外加磁場"H"下,出現與H同方向的磁化向量,所以有正的磁化率,但其數值在實溫下也只有10^-3---10^-6的數量級,僅顯示微弱的磁性,屬於順磁性的物質,其原子,離子或分子有一個固有磁矩,因熱運動影響而混亂排列,當受外加磁場作用時,沿場方向有凈磁矩.稀土族金屬等均屬此類..順磁物質的磁化率與溫度有密切關係,有些得遵守居里定律:  x=C/T還有一些則遵守----Thecurie-WeissLaw....  x=C/(T-Tc)...式中,x為磁化率,C為常數,Tc為臨界溫度,稱為順磁居里溫度..
除了上述的兩種之外還有反鐵磁性和鐵磁性,陶鐵磁性(亞鐵磁性)...在這就不再詳述,因開關電源很少用到...大家有時間去找資料看看即可!!!
下面來討論-------磁滯現象..
     磁性材料的磁性極化"J"與磁場強度"H"間之關係,以及磁通密度"B"與磁場強度"H"間之關係,均屬非線性關係,不屬於比例關係.上述中磁性極化的定義為物質每單位體積的磁矩量,磁性之極化以具有大小及方向的向量表示,其值為"J"表示;而磁通密度"B"常用于表示磁性材料磁化狀態,在我們磁性工程領域中,則常以B-H曲線為主..
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2008-06-04 10:15
@transformer1
除了上述的兩種之外還有反鐵磁性和鐵磁性,陶鐵磁性(亞鐵磁性)...在這就不再詳述,因開關電源很少用到...大家有時間去找資料看看即可!!!下面來討論-------磁滯現象..    磁性材料的磁性極化"J"與磁場強度"H"間之關係,以及磁通密度"B"與磁場強度"H"間之關係,均屬非線性關係,不屬於比例關係.上述中磁性極化的定義為物質每單位體積的磁矩量,磁性之極化以具有大小及方向的向量表示,其值為"J"表示;而磁通密度"B"常用于表示磁性材料磁化狀態,在我們磁性工程領域中,則常以B-H曲線為主..
下面來說明B-H CURVE為主; 圖示如附件: 1441761212545058.xls
由無磁狀態(H=0,J=0,B=0)的原始點"O"出發.開始磁化時,磁場強度H逐漸增加,磁通密度B沿曲線O-b'-C'逐漸增加.當磁通密度H逐漸增加,再使H逐漸減少,B即不再經過原有的c'-O,而沿曲線C'-d'逐漸減少,即使H變為零.B并不恢復為零,還有Br殘留,撤除自外部施加的磁場強度后所殘留的磁性,稱為剩磁(Br).當磁場與原有方向相反,并持續增加時,B即沿曲線d'-e'逐漸減少.當H值反向增大到B恢復零值,此時Hc稱為矯頑力.當H值持續反向增加時,B即沿曲線e'-f'成反向飽和.當H值又再反向減少至零,并繼續向最初方向(正向)增加時,B即沿曲線f'-g'-a'-c'變化.在磁性物質磁化時,可由附件兩圖看到其磁通密度的變化較磁場的變化遲緩的現象,稱為磁滯...故經一次磁化循環所得之磁化曲線也可稱為磁滯回線...
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2008-06-04 11:04
@transformer1
下面來說明B-HCURVE為主;圖示如附件:1441761212545058.xls由無磁狀態(H=0,J=0,B=0)的原始點"O"出發.開始磁化時,磁場強度H逐漸增加,磁通密度B沿曲線O-b'-C'逐漸增加.當磁通密度H逐漸增加,再使H逐漸減少,B即不再經過原有的c'-O,而沿曲線C'-d'逐漸減少,即使H變為零.B并不恢復為零,還有Br殘留,撤除自外部施加的磁場強度后所殘留的磁性,稱為剩磁(Br).當磁場與原有方向相反,并持續增加時,B即沿曲線d'-e'逐漸減少.當H值反向增大到B恢復零值,此時Hc稱為矯頑力.當H值持續反向增加時,B即沿曲線e'-f'成反向飽和.當H值又再反向減少至零,并繼續向最初方向(正向)增加時,B即沿曲線f'-g'-a'-c'變化.在磁性物質磁化時,可由附件兩圖看到其磁通密度的變化較磁場的變化遲緩的現象,稱為磁滯...故經一次磁化循環所得之磁化曲線也可稱為磁滯回線...
沒人關注...??/
    期待您的點評...
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haonan_ren
LV.5
10
2008-06-04 15:04
离开? 何去? 出差? 跳槽?
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transformer1
LV.10
11
2008-06-04 15:12
@haonan_ren
离开?何去?出差?跳槽?
出差就不去咯,很累喔...
   跳槽沒人要...
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haonan_ren
LV.5
12
2008-06-04 15:27
@transformer1
沒人關注...??/    期待您的點評...
没有这么深入研究过
好多都是理论研究的
呵呵,不是很懂,只了解个概念
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haonan_ren
LV.5
13
2008-06-04 15:32
@transformer1
出差就不去咯,很累喔...  跳槽沒人要...
你真想跳的话,还能没人要啊
就怕抢破头

不过我也要离开几天,但我是出差
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transformer1
LV.10
14
2008-06-04 15:32
@haonan_ren
没有这么深入研究过好多都是理论研究的呵呵,不是很懂,只了解个概念
沒有深入研究的話,可以借這個機會好好了解一下咯..
    我第一帖的那些小標題我會抓緊時間把它寫完成的..
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transformer1
LV.10
15
2008-06-04 15:34
@haonan_ren
你真想跳的话,还能没人要啊就怕抢破头不过我也要离开几天,但我是出差
去哪個地方???
   出差好啊..出去散散心..
我這次回家也要放鬆放鬆自己,以一個新的心態來研發平面變壓器...
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tdgcore
LV.2
16
2008-06-04 16:37
@transformer1
去哪個地方???  出差好啊..出去散散心..我這次回家也要放鬆放鬆自己,以一個新的心態來研發平面變壓器...
此帖已被删除
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transformer1
LV.10
17
2008-06-04 17:13
@tdgcore
此帖已被删除
tdgcore是很權威的咯.
  在你們面前真是不好意思!!!
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贝多芬
LV.7
18
2008-06-04 18:46
@transformer1
tdgcore是很權威的咯.  在你們面前真是不好意思!!!
搞这样的帖子,您也真有耐心,佩服
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xiaolan1
LV.2
19
2008-06-04 22:32
@贝多芬
搞这样的帖子,您也真有耐心,佩服
好贴,顶信,楼主辛苦了
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transformer1
LV.10
20
2008-06-05 09:14
@xiaolan1
好贴,顶信,楼主辛苦了
磁異向性:
    磁異向性(Magnetic anisotropy)指磁化的難易程度因方向而異,其起因可歸屬為: 1) 磁晶異向性;2) 形狀異向性;3)感應異向性;4)誘導異向性(由磁退火,塑性變形及輻射所誘導產生...
上述中以1-3項對磁特性之影響最大,其中磁晶異向性是屬於材料的本質特性..其餘則為外在因素而造成的異向性..
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transformer1
LV.10
21
2008-06-05 09:33
@transformer1
磁異向性:    磁異向性(Magneticanisotropy)指磁化的難易程度因方向而異,其起因可歸屬為:1)磁晶異向性;2)形狀異向性;3)感應異向性;4)誘導異向性(由磁退火,塑性變形及輻射所誘導產生...上述中以1-3項對磁特性之影響最大,其中磁晶異向性是屬於材料的本質特性..其餘則為外在因素而造成的異向性..
磁晶異向性是強磁材料磁化方向容易沿某一特定結晶方向排列的特性.換句話說,在結晶格子中的原子,其電子運動受結晶場局限,所產生的磁矩方向易指向某一特定結晶方向...以立方晶系的鐵和鎳為例,磁化曲線如附件.. 1441761212629203.xls
由圖A可知,沿鐵單晶易磁化之結晶方向(易磁化軸,簡稱為容易軸)也就是<100>方向充磁時,只需很小的外加磁場便可達飽和;若沿<111>方向則需相當大的磁場,故為不易磁化的結晶方向(磁化困難軸,簡稱困難軸)..再看圖鎳單晶的容易軸為<111>方向,而困難軸則是<100>方向,與鐵的情況明顯不同//
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transformer1
LV.10
22
2008-06-05 09:37
@transformer1
磁晶異向性是強磁材料磁化方向容易沿某一特定結晶方向排列的特性.換句話說,在結晶格子中的原子,其電子運動受結晶場局限,所產生的磁矩方向易指向某一特定結晶方向...以立方晶系的鐵和鎳為例,磁化曲線如附件..1441761212629203.xls由圖A可知,沿鐵單晶易磁化之結晶方向(易磁化軸,簡稱為容易軸)也就是方向充磁時,只需很小的外加磁場便可達飽和;若沿方向則需相當大的磁場,故為不易磁化的結晶方向(磁化困難軸,簡稱困難軸)..再看圖鎳單晶的容易軸為方向,而困難軸則是方向,與鐵的情況明顯不同//
由上所述可知,即使未施加外部磁場于強磁性材料,還有自發磁化現象產生磁化,而此磁性所指的方向即是朝向晶體的容易軸方向,此時材料內部處于穩定狀態;若要由容易軸使自發磁化方向往其它方向旋轉時,必須提供能量,因此需由外部施加磁場..
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2008-06-05 10:15
@transformer1
由上所述可知,即使未施加外部磁場于強磁性材料,還有自發磁化現象產生磁化,而此磁性所指的方向即是朝向晶體的容易軸方向,此時材料內部處于穩定狀態;若要由容易軸使自發磁化方向往其它方向旋轉時,必須提供能量,因此需由外部施加磁場..
老兄是行家里手啊 PFPF
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transformer1
LV.10
24
2008-06-05 10:35
@transformer1
由上所述可知,即使未施加外部磁場于強磁性材料,還有自發磁化現象產生磁化,而此磁性所指的方向即是朝向晶體的容易軸方向,此時材料內部處于穩定狀態;若要由容易軸使自發磁化方向往其它方向旋轉時,必須提供能量,因此需由外部施加磁場..
形狀異向性:
   多晶磁性材料若不具優選結晶方向,則磁晶異向性對整體材料而言并不顯著.但是,若材料形狀為非球體,其反磁場系數即因方向的不同而有異.因此,其靜態磁能隨自發磁化的旋轉而有變化.
感應異向性:
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transformer1
LV.10
25
2008-06-05 10:43
@transformer1
形狀異向性:  多晶磁性材料若不具優選結晶方向,則磁晶異向性對整體材料而言并不顯著.但是,若材料形狀為非球體,其反磁場系數即因方向的不同而有異.因此,其靜態磁能隨自發磁化的旋轉而有變化.感應異向性:
磁晶異向性還是影響磁性材料之磁化曲線形狀的因素之一.若在強此性材料上施加<具有有向性的處理>時,則有新的異向性產生.且可使其磁化曲線形狀發生變化...如此,以人工方式所獲得的磁性異向性,即稱為感應異向性...
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transformer1
LV.10
26
2008-06-05 10:45
@雪山无痕
老兄是行家里手啊PFPF
行家里手是什麼東東???
  看不懂..
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transformer1
LV.10
27
2008-06-05 10:48
@transformer1
磁晶異向性還是影響磁性材料之磁化曲線形狀的因素之一.若在強此性材料上施加時,則有新的異向性產生.且可使其磁化曲線形狀發生變化...如此,以人工方式所獲得的磁性異向性,即稱為感應異向性...
下面接下來的是"磁伸縮效應"做磁芯的我覺得都應該關心這個話題...它很多時候都會左右我們產品的一些很微觀的參數也是一些很棘手的問題.比如Noise ,EMI等等....
   我稍加整理,再寫上來..
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风云电
LV.4
28
2008-06-05 11:28
@transformer1
下面接下來的是"磁伸縮效應"做磁芯的我覺得都應該關心這個話題...它很多時候都會左右我們產品的一些很微觀的參數也是一些很棘手的問題.比如Noise,EMI等等....  我稍加整理,再寫上來..
期待中......磁芯的东东复杂,最好能详细的讲解
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liuhanghong
LV.5
29
2008-06-05 12:14
@transformer1
下面接下來的是"磁伸縮效應"做磁芯的我覺得都應該關心這個話題...它很多時候都會左右我們產品的一些很微觀的參數也是一些很棘手的問題.比如Noise,EMI等等....  我稍加整理,再寫上來..
期待...
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windtxy
LV.6
30
2008-06-05 13:11
@liuhanghong
期待...
辛苦了
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LV.1
31
2008-06-05 13:45
@windtxy
辛苦了
支持,关注中
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