磁性元件的角色與功能

差模/共模電感:電源端的EMI濾波電感

功率變壓器:一次與二次側能量轉換

儲能電感:儲存與傳遞能量

驅動變壓器:隔離訊號與驅動功率電晶體

輸出濾波電感:減小電流連波

 

  Ferrite鐵芯

  Ferrite是用鐵氧化物(iron-oxide)的合金與其他錳-鋅(Mn-Zn)或鎳-鋅(Ni-Zn)的材料組合而成,由於Ferrite鐵芯是使用陶瓷材料的技術,所以可以壓製成不同形狀的鐵芯,像EIEEPotToroidECPQEPUI…Ferrite是切換是電源轉換器中最常用的高頻功率變壓器與儲能電感器的材質,其優點在於鐵芯成本較低、鐵芯損失也較低、安裝組合容易與提供各種形狀以利於不同的應用,而對應的繞線架也取得容易。缺點是飽和磁通密度較低,約3K~5K Gauss

 

      Iron Power鐵芯

   Iron Power在工業界稱為鐵粉芯,大多數的切換是電源轉換器是利用儲能電感來傳遞能量,而鐵粉芯是應用最廣的儲能電感材料,成本較低,其組成成分是利用鐵粉加上鎳鎘鐵(nickel-iron)合金混合而成,以環型(Toroid)的形狀為主,鐵粉芯是高飽和磁通密度的物質,約為5K~10K guass,鐵粉芯特別 適合儲存大量磁能。

 

     MPPMoly Permally Powder)鐵芯

    MPP鐵芯為高導磁率的鎳-鐵(Ni-Fe)合金,多為環型構造,在溫度穩定度與鐵芯損失方面都較優於其他鐵芯。它最大用途在於像鐵粉芯一樣儲能用,祈導磁率與鐵粉芯相當而略高,鐵芯損失則較小,缺點是價格較貴。

        

      Amorphous鐵芯

 Amorphous就是俗稱非晶系的磁性材料,有極高的導磁率,約10K100K,其磁滯曲線屬於非常直的方波形狀,只需一點點磁力就可以將鐵芯飽和,也就是一種極容易飽和的鐵芯。其特性適合當作切換開關,一般應用在磁放大器的電路較多。Amorphous在使用上有逐漸升高的趨勢,市場上的名稱為spike killer,主要是利用其較高的飽和磁通密度與較低鐵芯損失的優點,有效地抑制了切換是電源轉換器所產生的突波電流、ringing與雜訊。缺點是成本較高。

 

四種磁性材料的特性比較表

 

Ferrite

Iron Powder

MPP

Amorphous

磁通密度

4600~5100

9000

7000

16000

導磁率

700~15000

4~100

14~550

10000

鐵芯損失

最低

成本價格

最低

加工容易度

最容易

尚可

尚可

最難

溫度穩定性

尚可

尚可

良好

良好