非晶纳米晶磁环与共模电感 、可饱和电感的开发应用 简述 随着电子信息产业的迅速发展，高频开关电源的三大主力市场：通信、计算机和消费电 子也将得到迅速发展。无论是 AC/DC或DC/DC电源，除功率晶体管外，由高性能磁性材料 制成的主变压器、扼流圈及其他电感器（如抗噪声滤波器）是极重要的元件，其磁性能和尺 寸直接关系到电源的转换功率和功率密度等。 非晶纳米晶软磁合金材料的带厚和电阻率决定其应用频率范围是 KHz频带，正好与目前高频开关电源频带相重合，所以高频开关电源用非晶纳米晶合金磁性 器件的研究开发应用工作非常活跃。多年来我们不仅研究开发了多种规格的非晶 纳米晶合金的 O型、C型、CD型等开关电源功率变压器铁芯应用在中频电源、逆变电 源、程控交换机及逆变焊机用电源变压器等，而且通过热处理方法、工艺及加工技术等来 调整其软磁特性，研制开发了有效磁导率 µe从几十到几万的系列电感铁芯来满足高 频开关电源中另一类重要的磁性器件—— 电感特性需要，尤其是高频大功率大电流开关电源的各类电感器件。这些高新技术产品成 功应用，不仅提高非晶纳米晶合金材料及器件的技术水平和生产能力，而且还促进非晶产业 化的发展。 高频技术的广泛应用，人们对电磁兼容(EMC)、噪音污染等问题越来越重视，抗EMI技术现已成 为一门新型的技术和新型的产业，解决电子设备的电磁兼容性更加迫切，各种各样的抗电磁 干扰抑制噪音等磁性器件得到广泛应用，这些器件的关键元件之一就是电感器件。 我们利用非晶纳米晶合金材料的性能特点并结合前人的工作基础，研究开发应用非晶纳米 晶合金材料系列电感器件，不仅开展了较为成熟的横场退火法和带气隙非晶纳米晶电感铁芯 的工作，而且在国内***铁基纳米晶合金的磁粉芯和铁基非晶无间隙宽恒导电感系列化产品 器件的研究开发，取得良好的应用效果，现已形成有效磁导率 µe从几十到几万的系列电感 铁芯产品，满足不同用户的需要。 共模电感及可饱和电感等 共模电感、可饱和电感及尖峰抑制器等均为小信号工作状态，要求电感量越大越好。 依据 L=0.4πµeN2Se/100×l(µH)式中:µe：有效磁导率 S：有效截面积 (cm2)N：绕线匝数 l：平均磁路长度 (cm)由此可知，同样尺寸规格的磁芯，有效磁导率 µe越高电感量越大，因而非晶 纳米晶合金制备的共模电感、可饱和电感及尖峰抑制器等具有以下性能特点： 1.有效磁导率高，电感量大，体积小； 2.矫玩力低，损耗低； 3.绕线匝数少,分布电容小； 4.高饱和磁感，处理噪音尖峰效果好； 5.居里点高、温度稳定性好； 6.良好的频率特性 ;非晶纳米晶合金的高磁导率，可以大大减小共模电感及尖峰抑制器的 磁芯尺寸，尤其上在大电流大功率使用场合，选用该类合金用作共模电感磁芯，具有 良好的性价比。即使与廉价的高性能铁氧体相比也不逊色，一般这类铁氧体的磁导率 µe在1万左右，而铁基纳米晶合金的磁导率一般可达 8~12万，同样电感量的要求下 后者的磁芯尺寸只有前者的 1/8~1/10，而两者的价格差在 6倍左右，显然铁基纳米晶 合金具有一定的竞争力。如在某***三相开关电源中，工作电流为 100A ，一只 φ130×φ90×30mm常规微晶合金磁芯替代了 4只φ130×φ70×50mm高性能铁氧体 磁芯，且有一定的性能富余。由于开关电源技术的广泛应用，抗电磁干扰的共模 电感 已是许多电子设备中必不可少的器件，除考虑 50Hz的工频外，还对高频性能有一 定的要求，采用具有高磁导率低 Br非晶纳米晶材料制作这类电感器件将是的选择。