[发明专利]铁氧体和变压器及其驱动方法

说明书

本发明涉及一种适用于变压器磁心的Mn-Zn铁氧体，其中，在高温下磁心损耗低并且饱和磁通量密度高，本发明还涉及具有一种Mn-Zn铁氧体磁心的变压器，用于切换转换器和显示器的电源，本发明还涉及一种驱动所述的变压器的方法。

本发明还涉及一种具有Mn-Zn铁氧体磁心的变压器，其中，当其驱动温度范围在50～70℃左右之间时，磁心损耗低，饱和磁通量密度高，本发明还涉及一种驱动所述变压器的方法。

Mn-Zn铁氧体广泛用作各种通讯设备、家用或工业设备等的变压器用材料。传统的切换电源中的变压器使用在60～100℃之间的温度，电源的切换频率在10～100kHz之间。变压器中的最小磁心损耗在实用温度范围内，到目前为止已经进行了添加剂的加入、元素取代、烧成条件改变等各种研究，以便降低在实用温度范围内的变压器的磁心损耗(见日本专利申请公开(JP-A)Hei-8-169756等)。随着最近的趋势向着小型化轻量化的切换电源方向发展，高频已经用作切换频率。已经开发了频率在500kHz～1MHz左右之间的低磁心损耗材料(见JP-AHei-8-148323等)。

然而，由于变压器本身产生热量并用在高温条件下，所以，实际驱动变压器磁心的温度常常较高，在80～110℃范围内。

在JP-A Hei-3-141612和Hei-7-297020中已经提出了用于该类型电源的铁氧体。其中提出的Mn-Zn铁氧体含有不小于10mol％的ZnO的基本组分，并且在前者(Hei-3-141612)中含有Nb₂O₅添加剂，或者在后者(Hei-7-297020)中含有与ZrO₂结合使用的Nb₂O₅，另外，SnO₂和TiO₂的添加量不小于300ppm，从而在那些铁氧体中降低了磁心损耗。

但是，仍然希望磁性氧化物材料不仅满足低磁心损耗的要求，而且满足高饱和磁通量密度的要求，以实现在上述的实用温度范围内的小型高效的变压器。

ZnO含量不小于10mol％的Mn-Zn铁氧体可以实现降低其磁心损耗的要求，但是在上述的实用温度范围内，尤其是在100～110℃之间的温度下不能实现增大饱和磁通量密度的要求。

在这方面，通过向Mn-Zn铁氧体中添加SnO₂和TiO₂进行元素取代可以实现在所述铁氧体中的磁心损耗的降低。但是，没有已知的磁性氧化物材料能够实现在上述的实用温度范围内增大饱和磁通量密度。

另一方面，在磁性氧化物材料的实用温度范围宽时，例如，在20～120℃之间，不可缺少地要求该材料满足其低磁心损耗的要求。然而，如果在材料中的饱和磁通量密度随使用含有该材料的电源的温度而变化，结果，如果改变材料的磁导率，即使材料周围的磁场不变，材料的感应系数也将随周围温度发生变化。因此，由于这些原因，在材料用于功率滤波时，输出功率的脉动将会变化，从而产生含有所述材料的电源的功率输出特性变化的问题。

ZnO含量不小于10mol％的Mn-Zn铁氧体可以实现降低其磁心损耗，但是，在上述的实用温度范围内，其中的饱和磁通量密度的温度依赖特性变化范围大。

由于上述原因，希望开发适用于在高温下使用并且在包括高温的宽温度范围内使用的铁氧体和变压器。