软磁铁氧体材料的市场发展

2019-07-30 16:05:16 海宁市三林电子有限公司 浏览次数 1395

近年来,电子产品向轻、薄、短、小方向的发展,对软磁铁氧体材料的性能提出了更高的要求,其中高磁导率锰锌材料是随着市场发展变化最快,市场前景最好的材料之一。高磁导率锰锌铁氧体材料主要用于电子电路宽带变压器,综合业务数字网(ISDN)、局域网(LAN)、宽域网(WAN)、背景照明等领域的脉冲变压器,抗电磁波滤波器等领域。这些领域的磁芯基本上是在弱场下工作,这时材料的高磁导率就会显示出独特的优越性。

1、首先,材料的磁导率较高时,较少的线圈匝数就可以获得需求的电感量,进而有效地降低线圈的直流电阻及由其引起的损耗。

其次,使用磁导率高的材料能明显减小变压器的体积,有利于器件和系统的小型化、轻量化。这些特点顺应了电子产品的发展趋势,目前其产量已占全部软磁铁氧体总产量的25%以上。

随着通信、计算机、网络等电子信息产业的高速发展,其市场需求以年均20%以上的速度高速增长。因此,国内外相关企业对高磁导率MnZn铁氧体的研究都非常重视,研究成果不断涌现。材料研究进展早期高导材料的发展只是片面追求高磁导率和一定的居里温度。然而,这种材料在实际中的应用十分有限,应用市场大量的需求要求材料不仅要具有高的初始磁导率,同时必须具有良好的温度性、频率特性、低的损耗、高的阻抗和良好的叠加性能等。这就要求在提高磁导率的同时,兼顾其他性能参数,使材料性能达到一个很好的平衡。

高磁导率领域的研究已经从简单的追求高磁导率方面转移到提高综合性能来,这是当前高磁导率铁氧体的发展趋势,其市场需求具有以下一些显著特征: 

①普遍的宽温要求目前,市场需求对许多材料性能都提出了宽温的要求。磁导率具有宽温特性。现代通信设备的户外设施,如中继器、增音机、微波接力站、海底电缆、光缆水下设备等,不仅要求耐高温,还要承受严寒,要求通信设备都能可靠稳定地工作。因而很多客户都要求材料在-40~+80°C,甚至到125°C的宽温范围,电感都能满足要求,这就要求材料从低温到高温都具有很高的磁导率。

②具有高居里点。这种材料主要应用在汽车电子中,由于汽车内的特殊条件,要求工作温度在-50~+150℃,一般高磁导率材料的居里温度很难达到这么高。

③阻抗具有宽温特性。对用于抗电磁干扰的器件共模扼流圈来说最重要的一个元件指标是阻抗,一些客户要求材料在很宽的温度范围内阻抗都能够满足要求。 

④低谐波失真(THD)具有宽温特性。随着网络技术的快速发展,xDSL调制解调变压器得到了广泛的应用。这类材料的磁芯要求具有低的THD.现在许多下游企业对磁芯THD的要求,不再仅仅局限在常温,往往要求材料在-20℃,甚至更宽的温度范围内的都能满足要求。

⑤高直流叠加具有宽温特性。 

2.低谐波失真(THD)要求。近年来,通信技术快速发展,xDSL(包含非对称数字用户线ADSL和对称数字用户线SDSL)技术得到广泛引用。对用来实现隔离、阻抗匹配和高低通滤波功能的高磁导率铁氧体磁芯的需求量越来越大,同时对铁氧体磁芯提出了更高的要求。为了在信号传输过程中减小波形失真,减少传输错误,延长传输距离,要求变压器具有低的总谐波失真。

总谐波失真与磁芯材料的性能、磁芯的几何形状和变压器的设计直接相关。其中与磁芯材料性能相关的指标是比磁滞损耗系数ηB,它表征铁氧体材料在一定磁通密度变化情况下的损耗特性。国内外厂家都十分重视这一市场,并积极应对,开发出了各自相应的低THD材料。

3.直流叠加要求随着局域网(LAN)大规模发展,100Mbps的传输速度成为主流,为了达到器件的小型化和薄型化,满足直流偏置情况下电感的要求,需要大量具有良好叠加性能的铁氧体磁芯。在这方面TDK公司先开发出了DN45材料,μi=4500±25%,其使用温度在0~70℃之间,与传统的HP5材料(5000±25%)相比,其直流叠加特性提高30%以上。随后,随着宽温要求的提出,该公司又开发出了能工作在-40~85℃的DNW45新材料,其μi=4200±25%,与DN45相比,其直流叠加特性又提高23%。

4.高阻抗要求电子技术的迅猛发展,使得电磁污染问题日益突出。为了限制电磁干扰的危害,许多国家都对电子产品制定了电磁兼容标准,要求电子设备本身抗电磁干扰要达到一定的标准,同时对周边的电磁干扰必须限制在一定程度。这就需要大量的抗电磁干扰磁芯,其最重要的元件指标就是阻抗。吸波材料在电磁干扰上也起到了重要作用,使电磁兼容测试更容易通过,而且方便快捷简单,贴上吸波材料即可。

此外,越来越多的客户还要求材料具有高的稳定性,主要包括: 

1)应力稳定性,要求材料在由于绕线,封装,压簧等使用过程产生应力后电感的跌落要小;

2)时间的稳定性,要求材料减落系数要小;

3)温度稳定性,要求温度系数、抗热冲击能力等满足要求;

4)磁场稳定性,包括弱磁场下品质因数Q值和比磁滞损耗系数ηB的稳定性等。

(本文转自大比特)