大电流铁粉磁心扼流圈

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大电流铁粉磁心扼流圈

将细碎粒状的铁磁材料和非磁性材料混合烧结在一起，烧结后在磁心的磁路中存在气隙从而构成铁粉磁心，这种分布式的气隙能明显地降低有效导磁率，增加磁心的能量储存能力，其更重要的优点是，消除铁氧体和硅钢片中常见的离散气隙，所带来的不连续性，从而降低了辐射磁场。（韩规电源适配器）
在滤波器的应用中，铁粉磁心较大的高频损耗有时可以提高系统的高频性能。铁粉磁心的磁损耗产生的辐射较少，并且铁粉材料可被制成能够有选择性地吸收某一部分的高频能量，这些性能再加上在单层环形绕组上可能具有的相对较低的绕组间电容，使得铁粉磁心有良好的高频噪声抑制能力。但是在高频情况下使用这类磁心材料时，磁通密度摆辐较大，通常会伴随着较大的磁损耗和较高的温升。另外，毫无疑问的是铁粉磁心最大的优点是其低廉的成本。
在高频范围时，可采用铁镍铝导磁合金（MPP）环形磁心来获得更高的扼流圈效率，因为这类磁心在高频范围工作时的磁心损耗小，产生的温升也较低。这类磁心的尺寸、形状和导磁率（典型取值范围为14~550）适用范围较大。相对于这些优点，MPP磁心的成本一般远大于铁粉磁心。
因此摄像机电源适配器在中频范围内的开关型输出扼流圈的应用中，“铁粉”磁心比MPP、带气隙的铁氧体或硅铁片等磁心更加经济。
与铁氧体磁心不同，在确定整个铁粉材料磁心的功率损耗和温升时铁粉材料磁心中的功率损耗（即磁损耗）不能忽略掉。磁损耗可以通过磁心制造商所提供的磁心数据、工作频率、磁心重量和磁通密度摆幅来确定。计算总损耗时必须要将磁损耗加到铜损耗上。虽然铁粉材料磁心比铁氧体和MPP材料磁心的磁损耗大，但比硅铁片材料磁心的磁损耗要小。此外，假使交流纹波电流很小。例如交流纹波电流小于10%时，稍大的损耗将并非主要问题。

因此对于很多中频范围内的大直流电流扼流圈来说，磁损耗并非是主要的，可采用各种类型的镍铁导磁合金磁心、铁粉磁心和带气隙的片状磁心，这些磁心的尺寸大小合适而且成本效率也高。磁饱和量也高于采用铁氧体材料磁心时的磁饱和量，同时能储存的能量更大、磁心尺寸更小。
虽然在更高频率时，经常采用带气隙的铁氧体E型和1型或者罐型磁心。但是由于外面磁心柱引入了气隙，这将会产生大量的磁辐射。同样，和这类磁心配套使用的骨架绕组间通常有相对较大的绕组间电容，而且自谐振频率低。因此单独使用时，E型磁心扼流圈的高频噪声抑制能力不强。
如果采用两级LC输出滤波器，没有必要在第一级就设置良好的高频噪声抑制器。例如，在第二级使用低成本的铁氧体棒状扼流圈将会非常有效地处理好更高频率的分量。在这类应用中，多层线绕E型磁心将会十分有效。
与先前我们所考虑过的带气隙的铁氧体磁心一样，铁粉磁心的设计也是需要若干次的计算过程的。通过计算出直流和交流磁通密度，确保有良好的设计裕度，选择导线规格时要保证最小的损耗。为了达到最好的高频抑制（即小的绕组间电容），在环形磁心上应该采用单层绕组。

储能扼流圈
储存在扼流圈磁心中的能量与磁通密度的平方成正比，与磁心材料的有效导磁率成反比。因此，从方程可得到：
大电流铁粉磁心扼流圈

铁粉磁心的高饱和磁通密度（大于1T）和低导磁率（35~75）使得铁粉磁心非常适合用于储能扼流圈。

磁心导磁率

在本文本中充电器厂家所讨论的材料是美国 Micrometals公司的产品 Micrometals Mix#8~#40其导磁率范围为35~75，通过表可以了解这类材料的基本属性（其他制造商同样也有类似的产品）。
大电流铁粉磁心扼流圈

铁粉材料有一种“软”饱和的特性。这在扼流圈的应用中有两个优点：首先，铁粉材料良好的过载特性可以防止感应系数在电流高于正常最大值时突然变为零；其次，采用铁粉材料，扼流圈可以设计成能“摆动”的，也就是在低直流下也能提供较大的电感。在低负载电流下，这种摆幅扼流圈能保持连续的导电性。这也通常是降压型调节器应用的一大优点。图所示为铁粉材料磁心的初始导磁率随着直流磁场强度的增加而下降的曲线。

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| 发布时间：2018.12.08 来源：电源适配器厂家

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