直流偏置对功率铁氧体性能影响的研究.PDF

直流偏置对功率铁氧体性能影响的研究 李智华, 罗恒廉, 费鸿俊 (福州大学, 福建 福州 350002) 摘要: 在电力电子技术中应用的铁氧体铁心磁性元件, 其铁心中往往存在直流或低 频交流预磁化的情况。有关预磁化对铁氧体特性的影响程度不是很明确, 因此一般都 假设很小, 在磁件设计中不预于考虑。本文对有直流偏置的铁氧体的磁导率和损耗进 行了测试分析, 结果表明在很多情况下, 直流偏置的影响非常显著, 应该考虑。 关键词: 功率铁氧体; 直流偏置; 磁导率; 铁损 ( ) 中图分类号: TM 277　　　文献标识码: A 　　　文章编号: 200 1 0 1003005 1　概述 2　 目前有关预磁化对材料特性影响的 资料信息 由铁氧体铁心构成的磁性元件广泛应用 [ 1 ] 于电力 电子技术中, 如开关 电源、高频A C 　　功率铁氧体的生产商 没有提供与直流 变换器及 逆变器中都有铁氧体 预磁化有关的任何数据, 仅有增量磁导率与 D C D C A C 铁心磁件。在这些应用中, 有很多存在预磁化 偏置场强的关系图。由于增量磁导率是对应 的情况, 即铁氧体铁心不仅受高频交流磁化, 很小的交变磁场定义的, 因此对一个大的直 而且还有直流或低频交流分量对铁心产生预 流磁场叠加一个很小的交变磁场的应用场 磁化。如开关电源中的输入、输出滤波电感的 合, 这个关系图也许有一定的价值。但对于功 铁心中就有直流预磁化, 正激式或反激式变 率电磁元件, 由于它们工作在高频、高激励、 换器中的隔离变压器铁心中的磁通变化不对 强磁场的情况, 这个关系图就几乎没有什么 称等。 应用价值了。 ( 尽管在很多领域中应用的磁件铁心存在 对于铁磁性材料 硅钢、电工纯铁、碳钢 ( ) [2 ] 预磁化现象, 但是有关它对材料特性影响 如 等 ,Bozo r th 证明其损耗功率随着偏置场 ) 的增大而增大, 如图1所示。图中横坐标为直 磁导率和交流损耗 的信息却几乎没有, 一般 假设预磁化影响很小, 所以在磁件设计时不 流磁密, 单位是高斯, 纵坐标是损耗功率, 单 位是 3 , 图中的数字是交流磁密值。 考虑它的存在, 这样虽然简化了磁件的设计 mW cm 过程, 但是这个假设的适用性还有待于进一 对于非金属软磁材料铁氧体, B ro ck 步检验和确定。 m eyer [3, 4 ] 通过对3F 3和N 27两种典型功率铁 收稿 日期: 20000 113 ( ) 作者简介: 李智华 1972 ,