磁鐵不是人發(fā)明的,是天然的磁鐵礦。古希臘人和中國(guó)人發(fā)現(xiàn)自然界中有種天然磁化的石頭,稱其為“吸鐵石”。這種石頭可以魔術(shù)般的吸起小塊的鐵片,而且在隨意擺動(dòng)后總是指向同一方向。早期的航海者把這種磁鐵作為其早的指南針在海上來(lái)辨別方向。早發(fā)現(xiàn)及使用磁鐵的應(yīng)該是中國(guó)人,也就是利用磁鐵制作“指南針”,是中國(guó)四大發(fā)明之一。
磁芯是指由各種氧化鐵混合物組成的一種燒結(jié)磁性金屬氧化物。例如,錳-鋅鐵氧體和鎳-鋅鐵氧體是典型的磁芯體材料。錳-鋅鐵氧體具有高磁導(dǎo)率和高磁通密度的特點(diǎn),且具有較低損耗的特性。鎳-鋅鐵氧體具有的阻抗率、不到幾百的低磁導(dǎo)率等特性。鐵氧體磁芯用于各種電子設(shè)備的線圈和變壓器中。
我們平時(shí)在電子設(shè)備的電源線或信號(hào)線一端或者兩端看到的磁環(huán)就是共模扼流圈。共模扼流圈能夠?qū)材8蓴_電流形成較大的阻抗,而對(duì)差模信號(hào)沒(méi)有影響(工作信號(hào)為差模信號(hào)),因此使用簡(jiǎn)單而不用考慮信號(hào)失真問(wèn)題。并且共模扼流圈不需要接地,可以直接加到電纜上。 磁環(huán)的匝數(shù)選擇 將整束電纜穿過(guò)一個(gè)鐵氧體磁環(huán)就構(gòu)成了一個(gè)共模扼流圈,根據(jù)需要,也可以將電纜在磁環(huán)上面繞幾匝。匝數(shù)越多,對(duì)頻率較低的干擾抑制效果越好,而對(duì)頻率較高的噪聲抑制作用較弱。在實(shí)際工程中,要根據(jù)干擾電流的頻率特點(diǎn)來(lái)調(diào)整磁環(huán)的匝數(shù)。通常當(dāng)干擾信號(hào)的頻帶較寬時(shí),可在電纜上套兩個(gè)磁環(huán),每個(gè)磁環(huán)繞不同的匝數(shù),這樣可以同時(shí)抑制高頻干擾和低頻干擾。從共模扼流圈作用的機(jī)理上看,其阻抗越大,對(duì)干擾抑制效果越明顯。而共模扼流圈的阻抗來(lái)自共模電感Lcm=jwLcm,從公式中不難看出,對(duì)于一定頻率的噪聲,磁環(huán)的電感越大越好。但實(shí)際情況并非如此,因?yàn)閷?shí)際的磁環(huán)上還有寄生電容,它的存在方式是與電感并聯(lián)。
為 了滿足開(kāi)關(guān)電源提率和減小尺寸、重量的要求,需要一種高磁通密度和高頻低損耗的變壓器磁芯。雖然有高性能的非晶態(tài)軟磁合金競(jìng)爭(zhēng),但從性能價(jià)格比考慮,軟磁鐵氧體材料仍是的選擇;特別在100kHz到1MHz的高頻領(lǐng)域,新的低損耗的高頻功率鐵氧體材料更有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。為了限度地利用磁芯,對(duì)于較大功率運(yùn)行條件下的軟磁鐵氧體材料,在高溫工作范圍(如80~100℃),應(yīng)具有以下主要的磁特性:
1)高的飽和磁通密度或高的振幅磁導(dǎo)率。這樣變壓器磁芯在規(guī)定頻率下允許有一個(gè)大的磁通偏移,其結(jié)果可減少匝數(shù);這也有利于鐵氧體的高頻應(yīng)用,因?yàn)榻刂诡l率正比于飽和磁通密度。
2)在工作頻率范圍有低的磁芯總損耗。在給定溫升條件下,低的磁芯損耗將允許有高的通過(guò)功率。
附帶的要求則還有高的居里點(diǎn),高的電阻率,良好的機(jī)械強(qiáng)度等。