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日本：Mn-Zn鐵氧體能高的開關(guān)頻率下、具有低損失且高飽和磁通密度的新技術(shù)
來源:國際新技術(shù)資料網(wǎng)
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作者:泛舟
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發(fā)布時(shí)間: 2014-06-23
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隨著近年來電子設(shè)備的小型輕量化和便攜式設(shè)備的普及，開關(guān)電源的小型化及高性能化逐漸進(jìn)步。開關(guān)電源在需要電源供給的各種電路中使用，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC)中，DSP(DigitalSignalProcessor)、MPU(Micro-processingUnit)等的附近裝配有DC-DC轉(zhuǎn)換器。隨著構(gòu)成DSP和MPU的LSI(Large-scaleIntegration)的動作電壓的低壓化，進(jìn)行DC-DC轉(zhuǎn)換器向低輸出電壓化和大電流化的對應(yīng)。動作電壓的降低導(dǎo)致LSI相對于輸出電壓的變動（ripple)的不穩(wěn)定動作，因此，采用提高DC-DC轉(zhuǎn)換器的幵關(guān)頻率的對策。
在開關(guān)電源電路中，使用變壓器和扼流圈等電感元件。開關(guān)頻率的高頻化使構(gòu)成電感元件的鐵氧體芯的繞組數(shù)減少，因此，從開關(guān)電源電路的小型化及降低銅損的觀點(diǎn)為優(yōu)選。從這個(gè)觀點(diǎn)也可以預(yù)見開關(guān)頻率的進(jìn)一步高頻化。
開關(guān)電源電路搭載于EV(電車）、HEV(混合動力電車）等，或搭載于移動電話等移動體通信設(shè)備，在各種環(huán)境下使用，因此環(huán)境溫度和負(fù)載狀態(tài)有各種變化。因此，開關(guān)電源電路不僅自身發(fā)熱，而且有時(shí)還會因其他的周邊電路的發(fā)熱和環(huán)境溫度，而達(dá)到IO(TC附近。這樣，開關(guān)電源電路在高頻下且在各種環(huán)境中使用，因此要求其中的鐵氧體芯也在高頻并且較寬的溫度范圍和動作磁通密度范圍內(nèi)低電力損失，到高電流值難以磁飽和。
在鐵氧體的電力損失中包括渦電流損失、磁滯損失和殘留損失。渦電流損失由因電磁感應(yīng)作用所產(chǎn)生的渦電流而發(fā)生的電動勢引起，與頻率的平方呈比例增加。磁滯損失由直流磁滯引起，與頻率呈比例增加。殘留損失是殘留的損失，磁疇壁共鳴、自然共鳴、擴(kuò)散共鳴等是主要原因。公知的是電力損失相對于溫度呈二次曲線變化，一般在結(jié)晶磁各向異性常數(shù)K,為0的點(diǎn)達(dá)到最小。還有，K,為0的溫度還是起始導(dǎo)磁率pi達(dá)到最大的溫度，也被稱為起始導(dǎo)磁率pi的第二峰值（secondaiypeak)。
為了在各種環(huán)境下達(dá)到低電力損失，在開關(guān)電源電路中使用了飽和磁通密度高的Mn-Zn鐵氧體芯。但是，F(xiàn)e2O3超過50mol%的Mn-Zn鐵氧體由于尖晶石中的Fe"的存在而具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于Ni-Zn鐵氧體的體積電阻率，因此，開關(guān)頻率升高時(shí)渦電流損失所造成的電力損失變大。存在具有Mn-Zn鐵氧體的開關(guān)電源電路的效率隨著高頻化而降低的問題。
通過如上分析，Mn-Zn鐵氧體被一定程度低電力損失化。由于開關(guān)電源的效率很大程度上受鐵氧體芯的電力損失的影響，為了使開關(guān)電源高效率化，需要進(jìn)一步的鐵氧體芯的低電力損失化。特別是幵關(guān)電源的開關(guān)頻率從lMHz進(jìn)步到2MHz，進(jìn)一步進(jìn)步到4MHz程度的高頻化，目前希望一種Mn-Zn鐵氧體能夠滿足即使在如此高的開關(guān)頻率下、在較寬的溫度范圍內(nèi)也具有低損失且高飽和磁通密度的要求。而現(xiàn)有技術(shù)的Mn-Zn鐵氧體不能滿足這種要求。
據(jù)恒志信網(wǎng)消息：日本最新研制一種低損失Mn-Zn鐵氧體，其即使在lMHz以上、特別是2MHz以上的高頻下，在較寬的溫度范圍和動作磁通密度下也具有低電力損失且高飽和磁通密度。
使用了這種低損失Mn-Zn鐵氧體的變壓器和扼流圈、開關(guān)電源等電子部件具有優(yōu)秀的產(chǎn)品性能。
這種低損失Mn-Zn鐵氧體，即使在lMHz以上、特別是2MHz的高頻下，在較寬的溫度范圍和動作磁通密度下也為低電力損失，并且是高飽和磁通密度。為此，具有使用了本發(fā)明的低損失Mn-Zn鐵氧體的變壓器和扼流圈等電子部件的開關(guān)電源能夠高效率工作，能夠使所搭載的電子設(shè)備小型化，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低耗電。
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2、開發(fā)研制新產(chǎn)品，參與國際市場競爭
3、利用知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略，增強(qiáng)其知識產(chǎn)權(quán)創(chuàng)造、利用、管理與經(jīng)營能力
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