电源用软磁材料

号NKSuperHF）的损耗比均匀分布的高含量硅钢低（见表3），可以用于20kHz以下的电源变压器和电抗器中。低剩磁硅钢也是控制表面层和中心层的硅含量而得到的（牌号NKSuperBR），Br为0.35T，而取向硅钢的Br为1.28T，这样ΔB从0.4T可以上升到1.2T，可用于电源中的单向激磁脉冲变压器和开关电源变压器中。希望我国的冶金工作者在试制成功6.5％硅钢的基础上，早日试制出这种梯度分布的硅钢。

表3梯度分布高硅钢性能[3]

对硅钢的进一步改进已进入到磁畴范围。采取磁畴细化处理工艺，可以使损耗P1.5T/50Hz比原来再下降0.1W/kg。磁畴细化处理工艺包括机械刻痕、脉冲激光照射、直流激光照射、电火花磨削、等离子辐射、齿形辊刻槽、电解腐蚀成槽等等。日本采用磁畴细化硅钢制造的节能型电力变压器，比我国用取向硅钢制造的S9型电力变压器空载损耗低35％以上。如果变压器和直流大功率电源的整流变压器用这种磁畴细化硅钢制造，其节能效果将不亚于节能型电力变压器，值得注意。

3软磁铁氧体

20世纪40年代开始使用的软磁铁氧体，由于具有电阻率高，批量生产容易，可制成各种形状铁心而且性能稳定，成本低等特点，现已成为在中、高频电磁元件中大量使用的软磁材料，特别是在家用电器中占

表4变压器用软磁铁氧体材料分类

绝对统治地位。由于加工大型铁氧体不容易，而且易破碎，因此使用功率受到限制。又因饱和磁通密度低，在工频和1kHz以下的中频中，很少使用软磁铁氧体。

　　如果认为铁氧体电阻率高，从而得出在中频和高频领域，铁氧体损耗比其他软磁材料低的结论是错误的。软磁铁氧体和其他软磁材料一样，它的损耗包括磁滞损耗，涡流损耗和剩余损耗三部分。磁滞损耗和涡流损耗与工作磁通密度Bm和工作频率f的乘积有关，当f上升时，要保持损耗不迅速增加，Bm要相应下降。涡流损耗与电阻率ρ成反比，但是ρ也随工作频率f变化。在低于一定极限工作频率时，ρ比较高；f超过极限工作频率，ρ急剧下降；然后ρ又基本上不变，但数值相当低。剩余损耗决定于磁畴壁的运动和谐振，不能忽略。

　　有人详细研究过一种添加CaO和SiO2的锰锌铁氧体在10MHz以下的损耗机制，进行了详细的测量和分析。在fBm为25000kHzT条件下，f低于1.1MHz时，损耗决定于磁滞损耗，与f成反比，随f升高而逐渐下降，在1.1MHz时，达到最低点，功率损耗60kW/m3（相当于0.06W/cm3）。超过1.1MHz到3MHz，损耗决定于剩余损耗，随f升高而迅速上升。在3MHz以上，损耗决定于涡流损耗，但这时ρ已相当低，功率损耗处在200kW/m3的高水平上，基本不变。这种锰锌铁氧体的最佳工作频率在1MHz左右，极限工作频率在3MHz左右。

　　对电源变压器用铁氧体，IEC已发布分类标准，中国也发布相等同的行业标准，根据工作频率，极限工作频率、工作磁通密度、100℃时损耗把它分为PW1、PW2、PW3、PW4和PW5五类（见表4）。PW2相当于20世纪70年代时开发出的第一代高频软磁铁氧体。PW3相当于80年代初开发出的第二代高频软磁铁氧体，如日本TDK的PC30，中国的R2KG，RM2KB2，R2KH。PW4相当于80年代后期开发出的第三代高频软磁铁氧体，如日本TDK的PC40，中国的R2KB1，RM2KB3。PW5相当于90年代中期以后开发出的第四代高频软磁铁氧体，如日本TDK的PC50，中国试制的R1.4K，已成功用于750kHz的开关电源。中国生产的电源变压器用软磁铁氧体大多数处于PW3和PW4类水平。与此同时，中国生产的高磁导率电感器用软磁铁氧体，μi仍低于1×104，而国外大多数产品都高于1×104。