铁氧体材料总磁损耗

理论上,铁氧体材料总磁损耗Pb为:
Pb = Ph +Pe +Pr
式中: Pb为总磁损耗; Ph为磁滞损耗; Pe 为涡流损耗; Pr 为剩余损耗。

磁滞损耗是指在不可逆跃变的动态磁化过程中,克服各种阻尼作用而损耗的外磁场供给的一部分能量。要降低磁滞损耗,必须减小剩磁和矫顽力,磁滞损耗的大小与频率成正比。涡流损耗是指铁磁体内存在的涡流使磁芯发热造成能量的损耗,一般可表示为
Pe = Ked2Bmf2/ρ
式中: d为涡流环路直径;Bm为励磁磁通密度;ρ为电阻率;f 为频率; Ke为常数。

从上式可知,涡流损耗不仅与频率和磁通密度有关,而且还决定于产品的几何形状及内部的电阻率ρ,其中电阻率ρ的影响不容忽视。电阻率随频率的升高而降低,从而导致在高频条件下涡流损耗的增加。Fe2+和Fe3+之间的电子转移是决定涡流损耗大小的主要因素之一,普遍认为,掺入适量的添加剂,使晶界上形成绝缘层,可以提高铁氧体的电阻率,这是降低涡流损耗最有效的方法。

剩余损耗(与电阻率无关的损耗分量)主要来自磁后效,磁后效从其机理上主要分为两类:一是可逆后效,又称李希特后效,它是由于电子或离子(空穴)扩散而引起的后效;二是不可逆后效,又称约旦后效,它是由于热起伏引起的。

用于开关电源的功率铁氧体,其工作频率远低于共振频率,所以剩余损耗常常被忽略。MnZn铁氧体的损耗Pb为:
Pb = Ph +Pe +Pr