欢迎光临临沂银凤新材料技术服务有限公司!
  • 15955032233
  • |
  • 免责申明
  • |
  • 网站地图
  • |
15955032233
地址:山东省临沂经济技术开发区华夏路105号
电话:15955032233
传真:0539-6015306
邮箱:351856373@qq.com
邮编:276000

就目前的开关电源来说,磁性元器件是电源中不可或缺的器件,磁性材料的应用是为了实现用较小的元器件尺寸产生足够的磁场(电源中的通常是软磁材料——励磁和退磁较容易,如常用的硅钢片、非晶、纳米晶和铁氧体或者磁粉芯系列材料),那么PQ磁芯磁性材料是如何表现出磁性的呢?下面描述磁性材料的磁化过程。

开关电源中"规则磁"的便利性:再次强调一下,我们之前提到的"规则磁"概念,开关电源无论变压器或者电感,磁路都是被磁性材料限制的一个闭合回路,以铁磁性材料做成的电感说明,磁通或磁力线被限制在低磁阻的磁芯中,这为我们用法拉第定律或安培环路定理的计算提供了诸多便利(前几节我们推导电感公式和气隙均用到安培环路定理),如下图是环形电感中磁力线(虚线)在磁芯中分布的示意图,其中圆圈"X"表示电流流进线圈,圆圈"·"表示电流流出线圈,磁力线方向用右手螺旋定则可以判断。

用较小的磁化电流"I"就可以产生相比空心电感大的多的磁通量,那么磁性材料为何有如此功效即产生磁场的能力能够大大增强,从而为减小磁性元器件的体积做出巨大贡献(试想一个空心电感如要做到微亨或毫亨,体积是可想而知),所以我们很有必要知道铁磁材料的磁化原理。

铁磁性:某些材料的磁矩的净效应远大于顺磁性或抗磁性的情况,这种现象称为铁磁性,在顺磁性或抗磁性材料中,感生或感应(磁化后)磁矩往往很微弱,无需考虑这类材料产生的附加场,对铁磁性材料来说,由外加磁场所感生或感应的磁矩会非常大,对场起着支配作用。

磁性材料的磁化:一般而言物质的磁化需要外磁场,被磁化的物质称为磁介质,前面我们提到的铁磁物质,将这类物质放置在外磁场中,感生或感应磁场会显著增强,磁场使得铁磁物质呈现磁性的现象称为铁磁物质的磁化,铁磁物质之所以能够被磁化,是因为这类物质相比于非磁性物质,在其内部存在许多自发磁化的区域(具有单一磁化方向的区域)——"磁畴"。磁化前,如下图各个磁畴内部磁场方向,磁畴的磁场方向杂乱无章,磁畴之间的磁场是相互抵消的,对外表现不表现磁性。磁化后,若将磁性材料放置在磁场中,我们还是用一个环形磁芯电感来举例,经过外加磁场的作用,内部各磁畴顺着磁场方向转动,加强了内部磁场或感生或感应磁场,随着磁场外磁场的增强,同外磁场方向一致的磁畴会越来越多,磁感应强度会越来越强,磁性材料对外表现了磁性,这就是磁化的过程。

极限磁化即磁化饱和:当外部磁场增大到一定程度,铁磁材料中各个磁畴方向和外部磁场完全保持一致,所有的磁畴随着外磁场的增加已经无法在转动表现出多余的感生磁场了,这就是极限磁化,我们在变压器或电感中通常称为磁芯饱和,这里的饱和很好理解吧,其含义就是磁化达到极限的意思。如铁氧体,磁通极限或饱和密度Bs通常在0.3T~0.4T之间,这是铁氧体材料特性决定的,饱和后电感量会迅速减小,也意味着没有再产生多余感生磁场的能力了。

上面就是铁磁物质(磁性物质或良导磁材料)的磁化原理,铁磁材料或磁性材料的内部磁畴是理解磁化的关键,再者要清楚磁性材料的饱和或极限磁化,这是我们工程应用中经常碰到的问题,理解它,你才能更好地理解磁性元器件的工作状态。


浏览:
返回顶部