[发明专利]高频低损耗开关电源变压器用高性能软磁体

说明书

技术领域

本发明涉及于软磁性材料及其制备技术领域，特别是涉及一种高频低损耗开关电源变压器用高性能软磁体。

背景技术

软磁体是指用铁等材料做成的，易被磁化，被磁化后，磁性也容易消失的磁性材料，是开关电源变压器的主要成分之一，包括MnZn系和NiZn系两大类，其中，MnZn系软磁体具有高的导磁率和高的饱和磁感应，在中频和低频范围内具有较低损耗。

目前，随着家用电器、高性能电脑和LCD显示器等的开关电源变压器向小型化、轻薄化和多功能化方向的发展，软磁体在这些设备中得到了越来越广泛的应用，并且成为缩小开关电源变压器的体积、降低温升和提高变压器的输出功率不可缺少的组件。

开关电源变压器的工作时间较长，且大部分是在大电流或有直流偏磁场的条件下使用，因此，要求开关电源变压器一方面具有体积小、频率高、损耗低、耗电量少、寿命长和温升低等特点及高稳定性和高可靠性，另一方面还要具有在不同电流叠加状态下保持温度的特性，这就对开关电源变压器用磁性材料的性能提出了更高的要求，即具备高饱和磁通率和低剩磁的特性，以满足高频率超低损耗特性和高直流叠加特性的要求。

目前，常用的开关电源变压器用铁氧体材料在500KHZ、50mT，25～100℃温度区域内，磁通率由初始1800±25%下降到430，且功耗在80kw/m³ 左右，即仍普遍存在高功耗功率和直流叠加性能差的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高频低损耗开关电源变压器用高性能软磁体，能够满足开关电源变压器的使用要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高频低损耗开关电源变压器用高性能软磁体，该软磁体的初始磁导率为2000～2200，在500KHZ、50mT时，80～100℃温度范围内，功耗为60～70kw/m³；饱和磁通密度在25～100℃时为800～1600；所述软磁体包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括Fe₂O₃、MnO和ZnO，所述第二组分包括CaCO₃、Nb₂O₅、V₂O₅ 、MoO₃和Co₂O₃；所述第一组分的摩尔百分含量为Fe₂O₃ 51～52mol%、MnO 40～41mol%、ZnO 8～10mol%；所述第二组分相对于所述第一组分的总重量的添加量为CaCO₃ 600～1000ppm、Nb₂O₅ 300～500ppm、V₂O₅ 500～1000ppm、MoO₃ 100～500ppm、Co₂O₃ 300～800ppm。

在本发明一个较佳实施例中，所述软磁体的初始磁导率为2000，在500KHZ、50mT时，80～100℃温度范围内，功耗为60kw/m³；饱和磁通密度在25℃时为1250，在80℃时为860，在100℃为800。

在本发明一个较佳实施例中，所述第一组分的摩尔百分含量为Fe₂O₃ 51.4%、MnO 40.6%、ZnO 9.5%；所述第二组分相对于所述第一组分的总重量的添加量为CaCO₃ 700ppm、Nb₂O₅ 450ppm、V₂O₅ 800ppm、MoO₃ 300ppm、Co₂O₃ 500ppm。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种高频低损耗开关电源变压器用高性能软磁体的制备方法，包括以下步骤：

（1）称料：按配方准确称取第一组分和第二组分中的各原料备用；

（2）混料及研磨：将第一组分中的三种原料置于转速为50～60转/min的混合机中搅拌混合10～15min，然后将混合物料置于震动研磨机中研磨45～60min，得到平均粒径为0.5～0.6μm的混合物料；