电感的磁饱和问题

这里.
1,通常的滤波电感,如EMI滤波器中的共模电感、差模电感,直流输出前LC滤波电路的电感.这些电感是不允许饱和的,但这些电感万一饱和了,除了会影响电源的指标外,一般不会造成特别严重的问题.
2,电路拓扑结构需要的电感,如BOOST、BUCK拓扑中的电感,这些电感也是不允许饱和的.一旦饱和,电路的工作状态将异常,容易造成比较严重的后果.
3,可饱和电感,这类电感在电路中有其特别的功能.一般采用磁滞曲线矩形度好、磁导率高的材料制作.在未饱和时,电感量很大,对高频信号来说是开路,饱和后电感量为零,相当为短路.常用于尖峰抑制、磁放大电路和作为磁开关的电路,例如采用饱和电感的FB—ZVZCS电路.

欢迎大家继续讨论,进行补充,纠错.

请回复
我觉得班主已经讲的比较全面和详细了,不知道你还有什么问题呢?狼兄

请教版主:
对饱和电感,我所加电压为45伏,伏秒积希望为45v*100ns,
饱和电流2.5安,饱和压将约0.1伏,该选择什么样的非晶磁芯?

论坛里有高手发过一篇关于磁放大的贴子,建议你去读一下.
http://bbs.dianyuan.com/topic/339

软磁材料与硬磁材料
硬磁材料的磁滞曲线宽,矫顽力大,软磁材料与之相反,开关电源中的磁性材料选择那一种,为什么?

饱和电流2.5A, 什么用途?
饱和电流2.5A, 什么用途? 不是磁放吧.

要看你的用途了.
要看你的用途了.请具体说明要求.

磁滞回线包含的面积越大,损耗越大.
你说开关电源里应该选哪一种.

当然选软磁
硬磁又叫永磁,没法用他来传递能量的.软磁又分铁磁和亚铁磁.比如铁系金属,是铁磁,即起始磁导率非常高,但只能低频应用.开关电源用的磁芯即铁氧体是典型的亚铁磁,根据材料和参杂的不同适应不同的频率.

是不是选软磁材料好一些?
用于开关电源中的功率变压器.

硅钢片是软磁还是硬磁???
硅钢片是软磁还是硬磁???(我真的不知道)

老兄吓我
当然是软磁了呀,参杂了SI的铁磁.

铁氧体也可以作成硬磁
比如喇叭上那块磁铁

是.
.

软磁的分类
软磁常分为锰锌铁氧体,镍锌铁氧体,前者用于1MHZ以下,后者用于1MHZ以上.

这么说也成!
只是你把铁硅铝、铁粉芯、玻镆合金、非晶态磁环等往哪儿划呢?

sorry!
我说的是铁氧体>

变压器发热与铁氧体的关系?
最大磁通密度Bm越低,变压器发热越严重,why?

看是在什么情况下了
在反激式电源中,BM如过小导致变压器饱和,发热就严重了,你的开关管可能也会泡汤.

我想知道具体的选型和算法
我想知道一些电感的具体选型,和具体参数的计算公式!
比如我做100W的正激,该用什么电感,做200W的PFC又该有用什么电感呢,

推荐你去读一下赵修科老师的著作《磁性元器件分册》
磁性元件的设计不是三言两语可以讲清楚的,赵老师的这本书一定可以给你很大的帮助.
一般正激和PFC的电感都可以用铁氧体磁芯或坡莫合金粉芯.

吐血啊!!吐血!!!!
小生真的不明白?还是这世界变化快???搞开关电源,竟然连软磁基本的情况都不明白,还在这里无聊的大谈,真是吐血啊!!!!
我真的不明白,说的有些偏激了,请各位大大见谅!不过鄙人真的认为,搞好开关电源,一定要掌握好磁性器件方面的知识,现向大家介绍一下磁性材料的现状:
    软磁材料方面,不但是新兴材料:非晶合金、纳米晶合金、磁性薄膜迅速发展,而且传统材料:硅钢、软磁铁氧体、坡莫合金近年来都有明显的进步.各种材料都有自己的应用领域,从现在的情况来看,在中低频条件下,硅钢占领的市场份额最大.在中高频条件下,软磁铁氧体占领的市场份额最大.坡莫合金使用在工作条件要求严格,磁导率要求高的地方.非晶合金、纳米晶合金、磁性薄膜具有良好的发展前景,将逐步占领中高频、高频和低频条件下一定的市场份额.特别是高频条件下的市场,很有可能是纳米磁性材料(磁性薄膜、磁丝、磁性颗粒)将来称霸的天下.
    磁芯结构方面,发展最快的是复合材料磁芯.例如各种磁粉芯:铁粉芯、坡莫合金粉芯、非晶和纳米晶合金粉芯,已经在中高频条件下挤占了软磁铁氧体的一部份市场份额.多功能磁芯(集成磁芯),将是平面变压器的主要结构.薄膜磁芯,将是薄膜变压器的主要结构.尽管面对着片式空芯变压器、片式压电陶瓷变压器的挑战,许多专家仍然认为:由于薄膜变压器性能好、体积小、厚度(高度)低于毫米级,可以采用大规模生产工艺生产,可保证质量和一致性、效率高、成本低,在高频条件下将占领大部份市场份额.

呵呵,又是一个忧国忧民的同志
大哥,你知不知道过去大学里磁芯专业的本科是5年呐,中国的大学开设这个专业的屈指可数呐,何况这种黑不溜秋的东东又不是美女人见人爱.俺们这些做电源的同志,我觉得还是不错的,没必要去搞懂那些诸如“巴克豪生跳跃”的东西.

re:
不是,只是希望实现有源箝位的延时饱和电感,兄台能否赐教一二?

SMPS 用铁氧体磁性材料
SMPS 用铁氧体磁性材料应满足的要求:
1.具有较高的Bs,较低的Br
2.高频下具有较低的功耗
3.适中的磁导率
4.较高的居里温度

磁性器件很重要啊!举个例,请指教??
开关电源是利用开关过程来控制从输入端向输出端传输的电功率,从而获得稳定输出电压的.开关晶体管,能使输入端和输出端绝缘并同时兼有电压转换功能的变压器,平滑用的电容器和储能电感器都是构成开关电源的基本元器件.从理论上讲,单是提高开关频率,变压器、电感器和电容器的尺寸都能够缩小,但首要的却是必须提高电源的效率.因为,若只是体积缩小了而损耗仍然很大,那么局部就成为发热源,导致剧烈温升.引起开关电源损耗的主要部分是开关晶体管、二极管、变压器和电感器.晶体管的开关损耗可以采用谐振电路或电感转换等措施来大幅度降低,而其磁性器件都存在着一定程度的损耗.可见,掌握到降低磁性器件损耗的技术也就把握住了提高开关频率电源的效率、进而实现其小型化的关键.降低磁性器件损耗的关键技术则是寻求低损耗的磁性材料.

说的非常的好!
随着频率的升高,磁芯材料主要考虑的是涡流损耗.而目前主要的解决办法是掺杂增大其电阻率,掺杂的结果必然导致磁芯性能的降低.目前所有的磁芯都是这么一个折中的东西,你说咋办?

之一:
把多层薄膜软磁材料薄膜厚度减薄,可以减少它的涡流损耗,然后把几个或十几个薄膜粘接在一起,构成多层薄膜软磁材料.多层薄膜分为两种:一种是由两种磁性材料构成的,软磁性能好,或者是把有取向的软磁材料,经过每层旋转一定角度后变成无取向的软磁材料,代表符号是FM/FM,表示方法是[FM(厚度)/FM(厚度)](层数).另一种是由一种磁性材料和一种非磁性绝缘材料构成的,电阻率高,高频下损耗低,代表符号FM/NM,表示方法是[FM(厚度)/NM(厚度)](层数).
    [FeSiAl/Fe]、[FeSiAl/FeSi]、[FeSiAl/FeNi]等多层薄膜,是由FeSiAl软磁合金和铁、硅钢、铁镍合金构成的多层薄膜,比原来由FeSiAl软磁合金构成的单层薄膜性能好,工作频率从10~30MHz扩展到100MHz.
    [FeMC/Fe]、[FeMB/Fe]是由纳米微晶合金和铁构成的多层薄膜,性能也有很大的改善.例FeHfC单层纳米微晶合金薄膜1MHz下磁导率为4310,而[FeHfC(0.01u.)/Fe(0.1u.)]多层薄膜1MHz下磁导率为6000,一直到100MHz,磁导率可达320,也大大扩展了工作频率范围.
    由钴基非晶合金和SIOz构成的多层薄膜[CoFeSiB(0.3u.)/SIOz(0.1u.)]10,是首先开发出来的FM/NM多层薄膜软磁材料,在800MHz下,复数磁导率实数部分μ′可达500左右.1999年日本熊本工业大学用共溅射法,制成[CoFeB/SIOz]多层薄膜,厚度为1.3u.,Bs为0.73T,ρ为567μΩcm,有效工作频率fe(μ′r/μr″=1)为1.2GHz,自然谐振频率fr为1.8GHz,在800MHz下μ′r为160.厚度为0.5u.时,在800MHz下μ′r为300和450,已经用它作为铁心试制成GHz级电感器,电感量比同类型的空芯电感器提高20%.
    [FeALN/SiFe]、[FeBN/FeN]是由颗粒薄膜材料(将在下面介绍)和铁磁材料组成的多层薄膜,同时具有Bs高(可达1.8~2.0T)和电阻率ρ高的材料,可作为100MHz以上的微型变压器铁心材料.[CoFeBN/BN]、[CoBN/AeN]是由颗粒薄膜材料和非磁性材料组成的多层薄膜,在300MHz以上,磁导率仍可达到500左右,可作为100MHz以上的微型电感器材料.

之二:
颗粒薄膜软磁材料在高频下损耗小,其原因是把Fe或Co及其合金的纳米级颗粒,弥散的镶嵌在非磁性物体如BN中.主要结构为(Fe或Co、Fe和Co)-(B、Si、Hf、Zr、Al、Mg)-(F、O、N).可以分为以下几个系列:
    FeMO系列,以FeHfO颗粒薄膜为代表,在100MHz下磁导率为700~1400,1000MHz(1GH2)下磁导率为100~500,电阻率为410~1100μΩcm.现在已用于移动通信用手机的电源中.
    CoMO系列,以CoAlO颗粒薄膜为代表,磁导率在100~1000MHz(1GHz)下基本不变,在100~140之间,电阻率为512~992μΩcm.预计也会在500MHz左右的高频薄形电源中得到应用.
    FeCoMO系列,既有低饱和磁通密度Bs为1.10T,高电阻率ρ为1510的CoFeHfO颗粒薄膜,也有高饱和磁通密度Bs为1.98~2.16T,电阻率ρ也较高,为115~174的FeCoAlO、FeCoMgO、FeCoZrO颗粒薄膜,使用的工作频率都在500MHz左右.
    FeMN系列只有FeAlN颗粒薄膜有性能报导.其他的FeMN 、FeBN、CoBN、CoFeBN系列颗粒薄膜的性能到现在还没有收集到,因此没有列表在15颗粒薄膜软磁材料性能表内.已经有一些颗粒薄膜材料得到应用.到现在为止,颗粒薄膜和由颗粒薄膜组成的多层薄膜,是工作频率最高的软磁材料,将在100MHz以上的电源技术中得到应用.

之三:国外的一些进展
由于薄膜软磁材料的厚度一般都小于5u.,很容易形成纳米微晶合金,因此纳米微晶合金薄膜软磁材料比非晶合金薄膜软磁材料多.
    1989年报导日本制成一系列FeMC(或CoMC)纳米微晶合金薄膜,商品名“Nanomax”,其中的M,可以是Hf、Zr、Ta、Nb.饱和磁通密度Bs为1.48~1.72T,1MHz下磁导率为670~6500,磁致伸缩系数为-0.4~1.4.作为磁头材料大量应用,预计在1~10MHz领域开关电源中也将得到应用.用FeSiAl代替Fe而形成的类似薄膜,FeSiAlHfC,虽然磁致伸缩系数有所增加,但是1MHz下磁导率大幅度提高到9420,在10MHz下磁导率为4000,性能更好.
    1990年日本在开发FeMB微晶合金的同时,也开发出纳米微晶合金薄膜,商品名“Nanoperm”.M也是Hf、Zr、Ta等元素.例如FeZrB薄膜,在1MHz下磁导率为4310,由于厚度为0.5u.,可以在50MHz保持磁导率大于1000,将成为1~50MHz开关电源使用的软磁材料.
    1990年日本相继报导了FeMN和FeMNO纳米微晶合金薄膜软磁材料.FeMN合金中的M可以是Hf、Zr、Ta、Nb等元素,FeMNO合金中的M可以是Ta、Nb、Al等元素.由于氮化后,电阻率ρ可以提高,磁导率比FeMC有所增加,例如FeTaN薄膜在1MHz下磁导率7000,FeTaNO薄膜在1MHz下磁导率为4000,但Bs达到1.9~2.0T.1994年韩国开发出FeMC合金氮化后形成的FeMCN合金薄膜,性能比FeMC合金也有所改善.例如FeHfCN合金薄膜在1MHz下的磁导率为7800,比FeHfC合金薄膜增加80%以上,在10MHz下磁导率增加更明显,甚至在100MHz时,磁导率也可以1000左右.把纳米微晶合金薄膜的使用领域向更高的频率扩展.
    特别应当指出的是FeMN合金可以产生高饱和磁通密度Bs的α″F16N2相,Bs最高可达2.9T.所添加的元素M应有利用于该相的析出.例如FeTiN合金薄膜的Bs已达到2.4T.而且电阻率ρ也大于100μΩcm,是一种高Bs高ρ的,在高频下使用比较理想的软磁材料.