[发明专利]一种应用于高频大磁场变压器上的宽温低损耗MnZn铁氧体材料

说明书

本发明涉及提供了一种解决同时具有高频、大磁场应用，宽温低损耗特性的问题的新配方，高频大磁场宽温低损耗软磁铁氧体材料，主成分为Fe₂O₃、MnO与ZnO，按Fe₂O₃、MnO与ZnO总量计算的含有53.0‑55.0mol％的Fe₂O₃，5.5‑7.5mol％的ZnO，余量为MnO。

技术领域

本发明涉及铁氧体材料技术领域，尤其涉及一种应用于高频(500kHz)大磁场(70mT)变压器的具有宽温低损耗特性的MnZn铁氧体材料。

背景技术

电子设备一直在向小型化、薄型化、高效率的方向发展。变压器作为电子设备的核心器件，其小型化一直是电子行业的发展方向。根据变压器输入功率的公式：

Pin＝C*f*B*Ae*Wd……①

其中，Pin为输入功率，C和Wd未系数，f为工作频率，B为工作磁场大小，Ae为有效磁芯截面积。

为了降低磁芯体积，即降低Ae，需提高f*B的值，而提高工作频率f是常规的使用手段。

根据磁芯的损耗公式：

PL＝Kh*B³*f+Ke*B²*f²+Pr……②

其中PL是磁芯总损耗，Kh是磁滞损耗系数，Ke是涡流损耗系数，B是应用的磁场，f是应用的频率，Pr是剩余损耗，在500kHz条件下由于其值仍然较小，可以忽略不计。

通过公式②，可以看出，如果使用频率提升，为了保持PL处于较低水平，必须同时降低B。

根据公式①，为了小型化，需要提高B*f，根据公式②，为了维持较低的功率损耗，提高f的同时，必须降低B，两者是矛盾的关系。

常规的功率铁氧体使用的条件一般是：f＝100kHz，B＝200mT；本发明的条件是：f＝500kHz，B＝70mT。本发明的B*f是一般条件的1.75倍，理论上，可以使磁芯体积缩小42.86％。

常规的功率铁氧体(f＝＝100kHz，B＝200mT)功耗水平一般在250-400mW/cm3。而本发明的功率铁氧体(f＝500kHz，B＝70mT)的功耗水平在200mW/cm3以下，变压器转化效率还可以进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于为了解决解决同时具有高频、大磁场应用，宽温低损耗特性的问题而提供了一种应用于高频(500kHz)大磁场(70mT)变压器的具有宽温低损耗特性的MnZn铁氧体材料。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用于高频大磁场变压器上的宽温低损耗MnZn铁氧体材料，高频大磁场宽温低损耗软磁铁氧体材料，主成分为Fe₂O₃、MnO与ZnO，按Fe₂O₃、MnO与ZnO总量计算的含有53.0-55.0mol％的Fe₂O₃，5.5-7.5mol％的ZnO，余量为MnO。

作为优选，相对于主成分的总重量还包含如下含量的第一副成分：Co₂O₃为0.3-0.5wt％。

作为优选，相对于主成分的总重量还包含如下含量的第二副成分：CaCO₃为0.06-0.1wt％，Nb₂O₅为0.01-0.03wt％，ZrO₂为0.01-0.03wt％。

作为优选，高频大磁场宽温低损耗软磁铁氧体材料通过以下方法制备：