軟磁合金粉芯的基礎理論 (3)

                       (品質(zhì)系數和損耗)

引 言

前期已經(jīng)說(shuō)明了電和磁是有密切關(guān)系且共存的存在。

在開(kāi)始學(xué)習磁性材料之前，先了解一下，解釋磁性能時(shí)出現頻率較多的，關(guān)于電和磁的主要特性及用語(yǔ)。

品質(zhì)系數(Quality Factor)可以簡(jiǎn)稱(chēng)為Q Factor，一般會(huì )認為Q高就是損耗小，但是在實(shí)際產(chǎn)業(yè)中，根據使用的頻率，磁性體特性，銅線(xiàn)的條件等使用條件，實(shí)際損耗和Q出現不定性關(guān)系的情況也很多。

一般在交流磁界，磁芯的損耗由磁滯損耗(hysteresis loss), 渦流損耗(eddy current loss),剩余損耗(residual loss)三部分組成。

根據頻率的變化，測導磁率和Q會(huì )發(fā)現，隨著(zhù)頻率提高，Q會(huì )逐漸變小，在一定頻率就測不到Q了。導磁率雖然無(wú)關(guān)頻率，數據穩定的，但是在無(wú)法測Q的頻率中導磁率也測不出，因此要根據磁芯的特性和材質(zhì)，頻率要不同。

在應用到實(shí)際電路的時(shí)候，要掌握好各個(gè)頻率中的Q特性和損耗，選擇適合的材質(zhì)使用。在低頻環(huán)境中，效率可能沒(méi)有多大差異，但隨著(zhù)頻率提高，渦流損耗的影響會(huì )越大，所以要掌握好各個(gè)頻率中的損耗。磁滯損耗是相對于B-H曲線(xiàn)面積的值，是指供給到磁界的能量因為磁滯現象，除去磁場(chǎng)也不會(huì )返還到全部電路，成為熱而消耗的損耗，這種損耗受磁性材質(zhì)的成分或不純物的影響。

像金屬粉末磁芯，粉末粒子越小，結晶粒越大，Q值越大，因為粉末粒子或者結晶粒越小，越能更好地控制渦流損耗。

以上講的是品質(zhì)因素Q和損耗的關(guān)系。在[敏感詞]再整理一下，磁性物體重要的特征之一—損耗。

1）磁滯損耗

因為磁性物體的磁滯而發(fā)生，電流增加時(shí)，開(kāi)始磁速會(huì )慢慢產(chǎn)生，逐漸會(huì )以大比例增加，到達一定程度后磁速的增加率逐漸減少，直到飽和不再增加。關(guān)于B-H曲線(xiàn)，以后會(huì )單獨細講。

磁性物體的B-H曲線(xiàn)，因為磁性物體固有的特征，在使用交流的時(shí)候，損耗相當于曲線(xiàn)面積，磁速不再增加的磁飽和現象是將磁性物體適用到變壓器時(shí)，會(huì )是一種很有用的特性。

換言之，在變壓器1側的電流即使變得再大，因為磁飽和現象，發(fā)生的磁速會(huì )被限制，所以在2側只有限定的電流。

2）渦流損耗

有磁界存在，就能產(chǎn)生電流。磁界根據右手螺旋法，會(huì )向螺旋方向，磁性物體會(huì )發(fā)生電流。因為發(fā)生電流，有電流的物體會(huì )有電阻，所以會(huì )產(chǎn)生熱，造成能量的損耗。

為了減少此類(lèi)渦流損耗，有必要減少螺旋式電流的路徑，為此合金粉末的磁芯需要減小粉末大小，為了防止金屬粉末之間有電流，導致路徑變大，還要將金屬粉末表面絕緣，防止金屬粉末表面有電流。