宽温低功耗MnZn铁氧体材料及变压器仿真.pdf

1、本论文采用氧化物陶瓷工艺制备宽温低损耗MnZn功率铁氧体，系统研究了主配方、预烧温度、添加剂对MnZn功率铁氧体微观结构和磁性能的影响，研制具有高起始磁导率、高饱和磁感应强度、高居里温度以及宽温低损耗特性的MnZn功率铁氧体，并采用所研制的铁氧体磁心进行了开关电源变压器的设计与仿真。
　　首先，通过主配方研究发现，对于宽温低损耗 MnZn功率铁氧体，最佳配方组成分子式为Zn0.23Mn0.68Fe2.09O4；其次，研究了预烧温度

2、对宽温低损耗MnZn功率铁氧体物相、微观结构和磁性能的影响。结果表明：适当的预烧温度，可控制粉体活性，使烧结过程中晶粒均匀生长，降低气孔率，提高密度，从而提高MnZn铁氧体的磁性能，而预烧温度过高或过低都会对 MnZn铁氧体的微观结构和磁性能造成不良影响。当预烧温度为860℃时，MnZn铁氧体的起始磁导率和饱和磁感应强度均达到最大值，而总损耗有最小值；接着，研究了 Ta2O5、SnO2添加剂对MnZn功率铁氧体物相、微观结构和磁性能的影

3、响。结果表明：随着Ta2O5添加量的增加，MnZn功率铁氧体的平均晶粒尺寸一直增大，气孔逐渐减少。起始磁导率和饱和磁感应强度则先上升后下降，并在Ta2O5添加量为0.06wt％时，二者均达到最大值。总损耗Pcv、磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe均先减小后增大，当添加0.06wt%Ta2O5时，总损耗Pcv、磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe均达到最小值。适量的SnO2添加剂可以提高 MnZn功率铁氧体密度，使晶粒变得均匀，降低损耗，促使磁导率温度曲线

4、的二峰位置向低温移动，其适宜添加量为0.04wt%。最后，采用 MCT(Magnetic Component Tool)软件，对本项目自主研制的磁心制作的变压器进行仿真，并获得了不同温度下变压器模型的主要参数。将材料在不同温度下对应的变压器模型，带入RCD正激变换器拓扑中，得到不同温度时开关电源的工作效率。结果表明：在25~100℃宽温范围内，开关电源采用宽温低损耗磁心制作的变压器的效率高于PC40磁心制作的变压器，可满足各类电子设备对