使用复合材料的磁芯的制作方法

文档序号:26010045发布日期:2021-07-23 21:30阅读:111来源:国知局
使用复合材料的磁芯的制作方法

实施方案涉及使用不同种类的磁性材料的磁芯。



背景技术:

随着电子工业的近来发展,被配置成向各种电子器件供应电力的电力供应单元的重要性日益凸显。对于由电力供应单元中的半导体器件构成的功率金属-氧化物-半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,mosfet),由于高集成技术的改进,已经开发了即使在1mhz的频率范围内也可使用的集成电路(integratedcircuit,ic),并且还以芯片的形式开发了在电力供应单元的电路中使用的电容器、电感器和电阻器中的每一者。

同时,随着配备有用于驱动的电动机的车辆数量的增加,已经加速了用于车辆的电力电子(powerelectronic,pe)部件的开发。用于车辆的电力电子部件的代表之一是dc-dc转换器。在使用电动机作为电源的车辆中,通常同时设置被配置成驱动电动机的高压电池和被配置成向电负荷供应电力的辅助电池。辅助电池可以由来自高压电池的电力充电。为了使辅助电池充电,需要将高压电池的直流电转换成与辅助电池的电压对应的直流电。为此,可以使用dc-dc转换器。

dc-dc转换器将直流电转换成交流电,通过变压器对交流电进行变换,并对经变换的电力进行整流以输出具有期望电压的直流电。因此,在dc-dc转换器中安装被配置成在高频下工作的无源器件(例如电感器)。

构成应用于车辆用电力电子部件以及一般电子器件的电力供应单元的电感器或变压器的磁芯由基于mn-zn的铁氧体材料制成。然而,铁氧体材料的磁特性即使在300℃或更低温度下也容易消失,并且铁氧体材料的谐振点也相对低,因此在1mhz或更高的高频下,铁氧体材料的频率特性急剧降低。因此,磁芯不适合作为应用于其中由于高输出而频繁产生热并且需要高于1mhz的工作频率的环境的部件。



技术实现要素:

技术问题

实施方案提供了在高频范围内具有优异的频率特性的磁芯。

此外,实施方案提供了即使在高温下也得以保持磁特性的磁芯。

此外,实施方案提供了在高频范围内具有高的电力接收能力的磁芯。

实施方案的目的不限于前述目的,并且其他未提及的目的将由本领域技术人员基于以下描述而清楚地理解。

技术方案

在一个实施方案中,磁芯包含:铁氧体粉末,所述铁氧体粉末包含67%的锰(mn)、23%的锌(zn)、9%的铁(fe)和剩余部分的氧(o);以及金属合金粉末,所述金属合金粉末包含镍(ni)、铁(fe)、铝(al)、钼(mo)和硅(si)中的两者或更多者。在此,磁芯可以包含67重量%至72重量%的铁氧体粉末和28重量%至33重量%的金属合金粉末。

例如,铁氧体粉末与金属合金粉末之间的摩尔比之差可以小于5个百分点。

例如,铁氧体粉末可以包括mn0.67zn0.23fe2.09o4。

例如,金属合金粉末可以包括钼坡莫合金粉末(ni0.79fe0.16mo0.05)。

例如,金属合金粉末可以包括feni、fesi、fealsi和nifemo中的至少一者。

例如,磁芯还可以包含非磁性添加剂。

例如,非磁性添加剂可以包括氧化硅(sio2)、氧化钙(cao)、五氧化二钽(ta2o5)、五氧化二铌(nb2o5)和五氧化二钒(v2o5)中的至少一者。

例如,磁芯的居里温度可以为300℃或更高。

例如,磁芯的谐振频率可以为1mhz或更高。

在另一个实施方案中,磁芯包含:第一铁氧体粉末,所述第一铁氧体粉末包含锰(mn)、锌(zn)、铁(fe)和氧(o);以及第二铁氧体粉末,所述第二铁氧体粉末包含镍(ni)、锌(zn)、铁(fe)和氧(o),其中第一铁氧体粉末与第二铁氧体粉末之间的摩尔比之差小于5个百分点。

例如,第一铁氧体粉末可以包括mn0.67zn0.23fe2.09o4。

例如,第二铁氧体粉末可以包括ni0.6zn0.4fe2o4。

例如,磁芯还可以包含非磁性添加剂。

例如,非磁性添加剂可以包括氧化硅(sio2)、氧化钙(cao)、五氧化二钽(ta2o5)、五氧化二铌(nb2o5)和五氧化二钒(v2o5)中的至少一者。

例如,磁芯的谐振频率可以为1mhz或更高。

有益效果

根据一个实施方案的磁芯可以具有基于铁氧体的材料的基于其的高饱和磁通密度的优异的直流偏置性能以及基于金属的材料的耐热性和高频特性二者。

此外,根据另一个实施方案的磁芯包含不同种类的基于铁氧体的材料,因此,其在高频范围内的频率特性和电力接收能力是优异的。

应注意,实施方案的效果不限于以上提及的效果,并且其他未提及的效果将由本领域技术人员从以下描述而清楚地理解。

附图说明

图1示出了构成根据一个实施方案的磁芯的材料的结合形式的实例。

图2示出了根据实施方案的磁芯的x射线衍射分析的结果的实例。

图3是示出根据实施方案的磁芯的高温特性的图。

图4是示出根据实施方案的磁芯的高频特性的图。

图5是示出根据实施方案的磁芯的饱和磁通密度特性的图。

图6是示出根据实施方案的磁芯的直流偏置特性的图。

图7是示出根据另一个实施方案的磁芯的高频特性的图。

图8是示出根据另一个实施方案的磁芯的直流偏置特性的图。

图9是示出根据另一个实施方案的磁芯的高频损耗特性的图。

具体实施方式

本公开内容可以以各种方式改变并且可以具有各种实施方案,其中将参照附图来描述具体实施方案。然而,本公开内容不限于这些具体实施方案,并且应理解,本公开内容包括在本公开内容的思想和技术范围内包括的所有修改方案、等同方案或替代方案。

虽然本文中可以使用包括序数(例如“第一”和“第二”)的术语来描述各种组分,但是这些组分不应被这些术语限制。这些术语仅用于区分一种组分与另一种组分。例如,在不脱离本公开内容的范围的情况下,第一要素可以被称为第二要素,类似地,第二要素可以被称为第一要素。术语“和/或”包括相关列出项目中的一者或更多者的任何和所有组合。

应理解,当一个组件被称为“连接至”或“联接至”另一组件时,其可以直接连接至或联接至另一组件,或者可以存在中间组件。相反,应理解,当一个组件被称为“直接连接至”或“直接联接至”另一组件时,不存在中间组件。

在实施方案的以下描述中,将理解,当元件例如层(膜)、区域、图案或结构被称为在另一元件例如基板、层(膜)、区域、垫或图案“上”或“下”时,其可以“直接”在另一元件上或下,或者可以“间接”形成为使得还存在中间元件。将基于附图来描述术语例如“在...上”或“在...下”。此外,在附图中,为了便于描述和清楚起见,可以改变层(膜)、区域、图案或结构的厚度或尺寸,因此其尺寸不完全反映其实际尺寸。

在本申请中使用的术语仅被提供给所描述的具体实施方案,并且不限制本公开内容。除非上下文另外明确指出,否则单数形式也旨在包括复数形式。在本申请中,应理解,术语“包括”、“具有”等指定存在所述特征、数量、步骤、操作、要素、组分或其组合,但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、步骤、操作、要素、组分或其组合。

除非另外定义,否则包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非明确相反地定义,否则通常使用的术语(例如,在通用字典中定义的术语)应被解释为与相关领域的上下文含义一致,并且不应被解释为理想的或过于正式的意义。

在一个实施方案中,提供了包含基于铁氧体的材料和基于金属的材料的磁芯。

在该实施方案的一个方面中,基于铁氧体的材料可以为基于mn-zn的铁氧体。例如,基于铁氧体的材料可以为mnznfe2o4。

基于金属的材料可以为包含镍(ni)、铁(fe)、铝(al)、钼(mo)和硅(si)中的两者或更多者的合金材料。例如,基于金属的材料可以为坡莫合金(feni)、硅铁合金(fesi)、fealsi或nifemo。

此外,在该实施方案的一个方面中,基于铁氧体的材料和基于金属的材料可以具有相同的摩尔比以构成磁芯。

此外,在该实施方案的一个方面中,可以将微观粉末型基于铁氧体的材料和微观粉末型基于金属的材料与非磁性添加剂混合,然后可以进行热处理以制造为磁芯。

在下文中,将参照附图详细地描述根据一个实施方案的磁芯的组成和特性。不论附图如何,相同或相应的组分将由相同的附图标记表示,并且将省略其重复描述。

首先,将参照下表1和表2来描述根据实施方案的磁芯的主要组成。

[表1]

参照表1,根据实施方案的磁芯可以包含作为主要组成的一种成分的mn0.67zn0.23fe2.09o4作为基于铁氧体的材料和作为主要组成的另一种成分的钼坡莫合金粉末(molybdenumpermalloypowder,mpp)(ni0.79fe0.16mo0.05)作为基于金属-合金的材料。在此,mn0.67zn0.23fe2.09o4可以为包含67%的锰(mn)、23%的锌(zn)、9%的铁(fe)和剩余部分的氧(o)的材料。

两种材料可以具有相同的摩尔比。即,两种材料各自的摩尔比可以为50%。此外,在重量比(重量%)方面,磁芯可以包含67%至72%的mn0.67zn0.23fe2.09o4和28%至33%的ni0.79fe0.16mo0.05。

根据实施方案,可以用具有相同摩尔比的ni0.81fe0.19、fe3al0.33si0.67、fesi或其混合物代替基于金属-合金的材料ni0.79fe0.16mo0.05。例如,在其中用ni0.81fe0.19、fe3al0.33si0.67和fesi的混合物代替ni0.79fe0.16mo0.05的情况下,可以提供包含mn0.67zn0.23fe2.09o4的下表2中所示的组成。

[表2]

当然,表2中所示的金属合金之间的比率是示例性的。在另一个实施方案中,可以在保持总摩尔比的范围内改变相对比率,并且可以排除至少一些金属合金。接下来,将参照下表3来描述非磁性添加剂。

[表3]

参照表3,除主要组成之外,根据实施方案的磁芯还可以包含各自作为非磁性添加剂的氧化硅(sio2)、氧化钙(cao)、五氧化二钽(ta2o5)、五氧化二铌(nb2o5)和五氧化二钒(v2o5)中的至少一者。非磁性添加剂可以用于在热处理之后保持基于铁氧体的粉末与基于金属-合金的粉末之间的结合力。具有上述组成的磁芯的制造方法如下。

首先,制备具有数μm至数十μm的颗粒尺寸的基于铁氧体的粉末和基于金属-合金的粉末以具有相同的摩尔比。各粉末可以通过水雾化或气体雾化来制造。然而,本公开内容不限于此。

将表3中所示的非磁性添加剂与其均匀地混合,并使混合物在高压(例如10吨/cm2至20吨/cm2)下成形以形成具有期望形状的磁芯。磁芯可以为环型芯、e型芯、pq型芯、epc型芯或i型芯。然而,本公开内容不限于此。

可以将通过高压成形而形成的磁芯在高温(例如600℃或更高温度)下热处理预定时间以从中去除残余应力和形变。

图1示出了由于热处理而形成的磁芯的复合材料的布置状态。

图1示出了构成根据一个实施方案的磁芯的材料的结合形式的实例。在图1中,示出了环-型磁芯10的一个截面11的放大形状。

参照图1,在根据实施方案的磁芯10中,基于铁氧体的粉末100的颗粒和基于金属-合金的粉末200的颗粒彼此混合,并且两种颗粒之间的空间填充有非磁性添加剂300。与其中交替堆叠有各自由一般基于铁氧体的材料制成的芯和各自由基于金属-合金的材料制成的芯的结构相比,由于这样的微米尺寸颗粒之间的结合,根据实施方案的磁芯具有均匀的磁特性和高的机械强度。

在根据实施方案的磁芯中,即使在进行高压成形和热处理之后,单个颗粒也以其中不通过反应被合成为第三材料而保持其固有特性的状态彼此混合。该状态可以通过x射线衍射(xrd)分析来验证。

图2示出了根据实施方案的磁芯的x射线衍射分析的结果的实例。

在图2中,示出了根据实施方案的磁芯的x射线衍射分析图。该结果是通过将mn0.67zn0.23fe2.09o4和mpp(ni0.79fe0.16mo0.05)彼此混合以具有相同的摩尔比并使混合物成形而形成的磁芯的分析结果。

参照图2,可以看出在xrd图案中同时检测到mn-zn铁氧体相和mpp相,这意味着两种材料以不通过其间的反应形成第三相而未变性的状态彼此混合。

在下文中,将参照图3至图6来描述根据实施方案的磁芯的各种特性以与比较例进行比较。在以下描述中,第一比较例是使用一般mn-zn铁氧体而无金属合金的磁芯,第二比较例是使用一般金属合金而无mn-zn铁氧体的磁芯,以及实施方案是通过将mn0.67zn0.23fe2.09o4和mpp(ni0.79fe0.16mo0.05)彼此混合以具有相同的摩尔比并使混合物成形而形成的磁芯。

首先,将参照图3来描述高温特性。

图3是示出根据实施方案的磁芯的高温特性的图。在图3中,横轴表示温度,纵轴表示初始磁导率(μi)。

参照图3,根据第一比较例的磁芯的磁特性在250℃或更高温度下基本消失。这是由于mn-zn铁氧体的居里温度低的事实。此外,根据第二比较例的磁芯即使在400℃或更高温度下也具有相对均匀的磁特性,但是即使在低温下也具有过低的初始磁导率。相比之下,根据实施方案的磁芯在250℃或更低温度下保持500或更大的初始磁导率,并且由于其居里温度超过300℃而在300℃或更高的高温下具有有意义的磁特性。因此,与第二比较例相比,根据实施方案的磁芯在低温下具有高的初始磁导率,并且与第一比较例相比,在高温下具有其可用区域增加的特性。

接下来,将参照图4来描述高频特性。

图4是示出根据实施方案的磁芯的高频特性的图。在图4中,横轴表示频率,纵轴表示初始磁导率(μi)。

参照图4,根据第二比较例的磁芯即使在1mhz或更高的高频下也具有相对均匀的初始磁导率,但是其大小为第一比较例的初始磁导率的约一半。此外,根据第一比较例的磁芯在1mhz或更低的频率下具有相对优异的初始磁导率,但是由于其谐振点(410)位于约1mhz,因此其性能在mhz范围内急剧降低。相比之下,可以看出,与第一比较例相比,根据实施方案的磁芯的谐振点(420)移动更远至高频区域,因此,与由一般基于mn-zn的铁氧体材料制成的磁芯相比,根据实施方案的磁芯即使在频率极限点(即1mhz)之后也可使用,并且由于频率增加而引起的性能降低小。

如参照图3和图4所述,因此,根据实施方案的磁芯还可适用于被配置成在300℃或更高的高温和1mhz或更高的高频下工作的无源器件。

接下来,将参照图5和图6来描述直流(dc)偏置性能。

图5是示出根据实施方案的磁芯的饱和磁通密度特性的图,图6是示出根据实施方案的磁芯的直流偏置特性的图。

在图5中,横轴表示磁场,纵轴表示磁通密度。参照图5,可以看出,与第一比较例相比,根据实施方案的磁芯的磁通密度大大增加,因此不容易实现饱和。因此,期望高的直流偏置性能。这在图6中更清楚地呈现。

在图6中,横轴的下端表示磁化力,横轴的上端表示直流偏置电流,纵轴表示电感。

参照图6,可以看出,在箭头附近,与根据第二比较例的磁芯相比,根据实施方案的磁芯具有高电感,并且与根据第一比较例的磁芯相比,具有改善的直流偏置性能。换言之,与第一比较例相比,最大电流增加。这意味着直流偏置性能可以从约3a改善至约14a。

根据上述实施方案的磁芯的优点可以总结如下。

一般基于mn-zn铁氧体的磁芯具有低的可用温度范围和低的可用频率,然而通过与金属合金粉末混合,根据实施方案的磁芯还可适用于被配置成在300℃或更高的高温和1mhz或更高的高频下工作的无源器件。

此外,由于低bs值,一般基于mn-zn铁氧体的磁芯的磁通密度迅速饱和,因此其直流偏置性能低,然而通过与金属合金粉末混合,根据实施方案的磁芯具有更高的直流偏置性能。

此外,通过将由不同种类的材料制成的单个磁芯堆叠而形成的一般混合芯由于不同种类的芯之间的接合而具有低的机械强度,并且具有取决于其位置的不同的磁特性,然而通过将组成微观混合,根据实施方案的磁芯具有均匀的磁特性和高的机械强度。

同时,在先前的实施方案中,基于铁氧体的材料和基于金属的材料被描述为包含在磁芯中以具有相同的摩尔比。然而,本公开内容不限于此。例如,取决于实施方案,基于铁氧体的材料和基于金属的材料之间的摩尔比之差可以小于5%。

作为实例,在磁芯中,铁氧体粉末的摩尔比可以为52%,金属合金粉末的摩尔比可以为48%。即,假设铁氧体粉末的摩尔比和金属合金粉末的摩尔比之和为100%,则其摩尔比之差小于5个百分点。

在磁芯中,可以根据基于铁氧体的特性和基于金属-合金的特性中的设计目的,基于需要进一步增强的特性来调节摩尔比之差。例如,与1:1的摩尔比(即相同的摩尔比)相比,在其中铁氧体粉末的摩尔比大于金属合金粉末的摩尔比的情况下,在相同的温度和相同的频率下表现出更好的初始磁导率。另一方面,与相同的摩尔比的情况相比,在其中金属合金粉末的摩尔比大于铁氧体粉末的摩尔比的情况下,可用区域移动至更高的温度并且具有更高的谐振频率。

在另一个实施方案中,提供了包含不同种类的基于铁氧体的材料的磁芯。

在该实施方案的一个方面中,一种基于铁氧体的材料可以为基于mn-zn的铁氧体,另一种基于铁氧体的材料可以为基于ni-zn的铁氧体。例如,基于mn-zn的铁氧体材料可以为mnznfe2o4,基于ni-zn的铁氧体材料可以为niznfe2o4。更具体地,基于mn-zn的铁氧体材料可以为mn0.67zn0.23fe2.09o4,基于ni-zn的铁氧体材料可以为ni0.6zn0.4fe2o4。

此外,在该实施方案的一个方面中,不同种类的基于铁氧体的材料可以具有预定的摩尔比以构成磁芯。例如,不同种类的基于铁氧体的材料可以具有相同的摩尔比。

此外,在该实施方案的一个方面中,可以将不同种类的微观粉末型基于铁氧体的材料与非磁性添加剂混合,然后可以进行热处理以制造磁芯。

在下文中,将参照附图详细地描述根据另一个实施方案的磁芯的组成和特性。不论附图如何,相同或相应的组分将由相同的附图标记表示,并且将省略其重复描述。

首先,将参照下表4来描述根据另一个实施方案的磁芯的组成。

[表4]

参照表1,根据另一个实施方案的磁芯可以包含作为主要组成的成分的mn0.67zn0.23fe2.09o4和ni0.6zn0.4fe2o4作为不同种类的基于铁氧体的材料。在此,mn0.67zn0.23fe2.09o4可以为包含67%的锰(mn)、23%的锌(zn)、9%的铁(fe)和剩余部分的氧(o)的材料,ni0.6zn0.4fe2o4可以被配置成使得镍:锌的比率为6:4。如表1所示,两种铁氧体材料可以具有相同的摩尔比。即,两种材料各自的摩尔比可以为50%。然而,本公开内容不限于此。即,根据实施方案,两种材料的摩尔比之差可以小于5个百分点。换言之,假设铁氧体粉末的摩尔比和金属合金粉末的摩尔比之和为100%,则其摩尔比之差小于5个百分点。

例如,在磁芯中,mn0.67zn0.23fe2.09o4的摩尔比可以为52%,ni0.6zn0.4fe2o4的摩尔比可以为48%。作为另一个实例,在磁芯中,mn0.67zn0.23fe2.09o4的摩尔比可以为49%,ni0.6zn0.4fe2o4的摩尔比可以为51%。

在磁芯中,可以根据基于mn-zn铁氧体的特性和基于ni-zn铁氧体的特性中的设计目的,基于需要进一步增强的特性来调节摩尔比之差。例如,如以下将描述的,与1:1的摩尔比(即相同的摩尔比)相比,在其中mn-zn铁氧体粉末的摩尔比大于ni-zn金属合金粉末的摩尔比的情况下,在相同的频率下表现出更好的初始磁导率。另一方面,与相同的摩尔比的情况相比,在其中ni-zn铁氧体粉末的摩尔比大于mn-zn铁氧体粉末的摩尔比的情况下,可用区域移动至更高的温度并且具有更高的谐振频率。

此外,如表1所示,除主要组成之外,根据另一个实施方案的磁芯还可以包含各自作为非磁性添加剂的氧化硅(sio2)、氧化钙(cao)、五氧化二钽(ta2o5)、五氧化二铌(nb2o5)和五氧化二钒(v2o5)中的至少一者。非磁性添加剂可以用于在热处理之后保持不同种类的基于铁氧体的粉末之间的结合力。

具有上述组成的磁芯的制造方法如下。

首先,制备具有数μm至数十μm的颗粒尺寸的不同种类的基于铁氧体的粉末以具有预定的摩尔比(例如,相同的摩尔比)。各粉末可以通过水雾化或气体雾化来制造。然而,本公开内容不限于此。

将表4中所示的非磁性添加剂与其均匀地混合,并使混合物在高压(例如10吨/cm2至20吨/cm2)下成形以形成具有期望形状的磁芯。磁芯可以为环型芯、e型芯、pq型芯、epc型芯或i型芯。然而,本公开内容不限于此。

可以将通过高压成形而形成的磁芯在高温(例如600℃或更高温度)下热处理预定时间以从中去除残余应力和形变。

由于热处理而形成的磁芯的复合材料的布置状态可以与图1中所示的状态类似。例如,在根据另一个实施方案的磁芯中,基于mn-zn的铁氧体粉末的颗粒和基于ni-zn的铁氧体粉末的颗粒彼此混合,并且两种颗粒之间的空间填充有非磁性添加剂。与其中交替堆叠有一般不同种类的基于铁氧体的材料的结构相比,由于这样的微米尺寸颗粒之间的结合,根据另一个实施方案的磁芯具有均匀的磁特性和高的机械强度。

在根据另一个实施方案的磁芯中,即使在进行高压成形和热处理之后,单个颗粒也可以以其中不通过反应被合成为第三材料而保持其固有特性的状态彼此混合。

在下文中,将参照图7至图9来描述根据另一个实施方案的磁芯的各种特性以与比较例进行比较。在以下描述中,第三比较例是使用一般mn-zn铁氧体而无金属合金的磁芯,第四比较例是使用mn-zn铁氧体的磁芯,另一个实施方案是通过将mn0.67zn0.23fe2.09o4和ni0.6zn0.4fe2o4彼此混合以具有相同的摩尔比并使混合物成形而形成的磁芯。

首先,将参照图7来描述高频特性。

图7是示出根据另一个实施方案的磁芯的高频特性的图。在图7中,横轴表示频率,纵轴表示初始磁导率(μi)。

参照图7,根据第四比较例的磁芯即使在1mhz或更高的高频下也具有相对均匀的初始磁导率,但是其大小为第三比较例的初始磁导率的约一半。此外,根据第三比较例的磁芯在1mhz或更低的频率下具有相对优异的初始磁导率,但是由于其谐振点r1位于约1mhz,因此其性能在mhz范围内急剧降低。相比之下,可以看出,与第三比较例相比,根据另一个实施方案的磁芯的谐振点re移动更远至高频区域,因此,与由一般基于mn-zn的铁氧体材料制成的磁芯相比,根据实施方案的磁芯即使在频率极限点(即1mhz)以上也可使用,并且由于频率增加而引起的性能降低小。此外,与第三比较例相比,根据另一个实施方案的磁芯在具有优异的高频特性的同时具有低的磁导率降低(约10%),并且具有相当于第四比较例的磁导率的约两倍的磁导率。

因此,根据另一个实施方案的磁芯还可适用于被配置成在具有优异的初始磁导率的同时在1mhz或更高的高频下工作的无源器件。

接下来,将参照图8来描述直流(dc)偏置性能。

图8是示出根据另一个实施方案的磁芯的直流偏置特性的图。

在图8中,横轴表示磁化力,纵轴表示电感。

参照图8,根据第三比较例的磁芯在特定的磁化力范围(即150oe或更低)内具有相对高的电感,但是当偏离该范围时,其电感急剧降低,因此限制了电力接收能力。此外,即使在高磁化力下,根据第四比较例的磁芯的电感也得以保持;但电感的值非常低。相比之下,与第四比较例相比,根据另一个实施方案的磁芯在大部分磁化力范围内具有高电感,并且与第三比较例相比,即使在150oe或更高的范围内,磁芯的电感也保持为高,因此根据另一个实施方案的磁芯在宽的磁化力范围内具有优异的电感。换言之,根据另一个实施方案的磁芯在小于250oe的磁化力范围内具有比根据第四比较例的磁芯更高的电感,并且与根据第三比较例的磁芯相比,在磁化力范围内表现出改善的直流偏置性能。

同时,在高频环境中在无源器件中引起的损耗之一是涡流损耗。由于涡流损耗与频率的平方成正比,因此在所使用的频率增加的情况下,涡流损耗充当主要的损耗成分。因此,在涡流损耗方面,在高频范围(例如0.5mhz或更高)内的低功率密度是有利的。将参照图9来描述这样的高频损耗特性。

图9是示出根据另一个实施方案的磁芯的高频损耗特性的图。

参照图9,示出了根据第三比较例、第四比较例和另一个实施方案的各磁芯的基于频率的功率密度。在图9中,横轴表示频率,纵轴表示功率密度。

如所示,三个不同的功率密度在约0.4mhz处彼此相交。根据第三比较例的磁芯在基于0.4mhz的低频范围表现出低功率密度,但是在高频范围具有高功率密度。因此,根据第三比较例的磁芯不适合于高频环境。此外,根据第四比较例的磁芯在高频范围表现出低功率密度,但是在低频范围具有高功率密度。因此,难以将根据第四比较例的磁芯应用于除高频范围之外的范围。相比之下,根据另一个实施方案的磁芯在整个频率范围内表现出均匀的性能,因此在涡流损耗方面几乎不存在由于频率变化而产生的影响。

根据上述另一个实施方案的磁芯的优点可以总结如下。

一般基于mn-zn铁氧体的磁芯具有低的可用频率,然而根据另一个实施方案的磁芯还具有ni-zn铁氧体的特性,因此还适用于被配置成在1mhz或更高的高频下工作的无源器件。

此外,当超过特定磁化力时,一般基于mn-zn铁氧体的磁芯的电感迅速降低,因此具有低的直流偏置性能,然而根据另一个实施方案的磁芯还具有ni-zn铁氧体的特性,因此其电力接收能力增加,因此根据另一个实施方案的磁芯具有更高的直流偏置性能。

此外,根据另一个实施方案的磁芯在整个频率范围内具有基于mn-zn铁氧体的特性和基于ni-zn铁氧体的特性二者,因此即使在涡流损耗方面,工作频率环境也几乎不受影响。

此外,通过将由不同种类的材料制成的单个磁芯堆叠而形成的一般混合芯由于不同种类的芯之间的接合而具有低的机械强度,并且具有取决于其位置的不同的磁特性,然而通过将组成微观混合,根据另一个实施方案的磁芯具有均匀的磁特性和高的机械强度。

以上实施方案各自的描述可适用于另外的实施方案,除非它们彼此冲突。

虽然以上已经描述了实施方案,但是这些实施方案仅为示例并且不限制本公开内容,本领域技术人员将理解,在不脱离本公开内容的本质特征的情况下,各种修改和应用是可能的。例如,可以修改实施方案的具体构成要素。此外,应理解,与修改和应用相关的差异落入所附权利要求书中限定的本公开内容的范围内。

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