寬溫低功耗MnZn鐵氧體材料及變壓器仿真.pdf

1、本論文采用氧化物陶瓷工藝制備寬溫低損耗MnZn功率鐵氧體，系統(tǒng)研究了主配方、預(yù)燒溫度、添加劑對(duì)MnZn功率鐵氧體微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響，研制具有高起始磁導(dǎo)率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、高居里溫度以及寬溫低損耗特性的MnZn功率鐵氧體，并采用所研制的鐵氧體磁心進(jìn)行了開(kāi)關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)與仿真。
　　首先，通過(guò)主配方研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于寬溫低損耗 MnZn功率鐵氧體，最佳配方組成分子式為Zn0.23Mn0.68Fe2.09O4；其次，研究了預(yù)燒溫度

2、對(duì)寬溫低損耗MnZn功率鐵氧體物相、微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影響。結(jié)果表明：適當(dāng)?shù)念A(yù)燒溫度，可控制粉體活性，使燒結(jié)過(guò)程中晶粒均勻生長(zhǎng)，降低氣孔率，提高密度，從而提高M(jìn)nZn鐵氧體的磁性能，而預(yù)燒溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)對(duì) MnZn鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)和磁性能造成不良影響。當(dāng)預(yù)燒溫度為860℃時(shí)，MnZn鐵氧體的起始磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度均達(dá)到最大值，而總損耗有最小值；接著，研究了 Ta2O5、SnO2添加劑對(duì)MnZn功率鐵氧體物相、微觀結(jié)構(gòu)和磁性能的影

3、響。結(jié)果表明：隨著Ta2O5添加量的增加，MnZn功率鐵氧體的平均晶粒尺寸一直增大，氣孔逐漸減少。起始磁導(dǎo)率和飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度則先上升后下降，并在Ta2O5添加量為0.06wt％時(shí)，二者均達(dá)到最大值。總損耗Pcv、磁滯損耗Ph和渦流損耗Pe均先減小后增大，當(dāng)添加0.06wt%Ta2O5時(shí)，總損耗Pcv、磁滯損耗Ph和渦流損耗Pe均達(dá)到最小值。適量的SnO2添加劑可以提高 MnZn功率鐵氧體密度，使晶粒變得均勻，降低損耗，促使磁導(dǎo)率溫度曲線

4、的二峰位置向低溫移動(dòng)，其適宜添加量為0.04wt%。最后，采用 MCT(Magnetic Component Tool)軟件，對(duì)本項(xiàng)目自主研制的磁心制作的變壓器進(jìn)行仿真，并獲得了不同溫度下變壓器模型的主要參數(shù)。將材料在不同溫度下對(duì)應(yīng)的變壓器模型，帶入RCD正激變換器拓?fù)渲?，得到不同溫度時(shí)開(kāi)關(guān)電源的工作效率。結(jié)果表明：在25~100℃寬溫范圍內(nèi)，開(kāi)關(guān)電源采用寬溫低損耗磁心制作的變壓器的效率高于PC40磁心制作的變壓器，可滿足各類電子設(shè)備對(duì)