磁鐵不是人發(fā)明的,是天然的磁鐵礦。古希臘人和中國人發(fā)現(xiàn)自然界中有種天然磁化的石頭,稱其為“吸鐵石”。這種石頭可以魔術般的吸起小塊的鐵片,而且在隨意擺動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辨別方向。早發(fā)現(xiàn)及使用磁鐵的應該是中國人,也就是利用磁鐵制作“指南針”,是中國四大發(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率和高磁通密度的特點,且具有較低損耗的特性。鎳-鋅鐵氧體具有的阻抗率、不到幾百的低磁導率等特性。鐵氧體磁芯用于各種電子設備的線圈和變壓器中。
我們平時在電子設備的電源線或信號線一端或者兩端看到的磁環(huán)就是共模扼流圈。共模扼流圈能夠對共模干擾電流形成較大的阻抗,而對差模信號沒有影響(工作信號為差模信號),因此使用簡單而不用考慮信號失真問題。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 將整束電纜穿過一個鐵氧體磁環(huán)就構成了一個共模扼流圈,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,對頻率較低的干擾抑制效果越好,而對頻率較高的噪聲抑制作用較弱。在實際工程中,要根據(jù)干擾電流的頻率特點來調整磁環(huán)的匝數(shù)。通常當干擾信號的頻帶較寬時,可在電纜上套兩個磁環(huán),每個磁環(huán)繞不同的匝數(shù),這樣可以同時抑制高頻干擾和低頻干擾。從共模扼流圈作用的機理上看,其阻抗越大,對干擾抑制效果越明顯。而共模扼流圈的阻抗來自共模電感Lcm=jwLcm,從公式中不難看出,對于一定頻率的噪聲,磁環(huán)的電感越大越好。但實際情況并非如此,因為實際的磁環(huán)上還有寄生電容,它的存在方式是與電感并聯(lián)。
為 了滿足開關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)軟磁合金競爭,但從性能價格比考慮,軟磁鐵氧體材料仍是的選擇;特別在100kHz到1MHz的高頻領域,新的低損耗的高頻功率鐵氧體材料更有其獨特的優(yōu)勢。為了限度地利用磁芯,對于較大功率運行條件下的軟磁鐵氧體材料,在高溫工作范圍(如80~100℃),應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率。這樣變壓器磁芯在規(guī)定頻率下允許有一個大的磁通偏移,其結果可減少匝數(shù);這也有利于鐵氧體的高頻應用,因為截止頻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功率。
附帶的要求則還有高的居里點,高的電阻率,良好的機械強度等。