使用了Fe基纳米晶体软磁性合金的环状磁芯、以及使用其的磁性部件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及为了抑制大电流时的噪音而配置于电源与电子设备之间的噪声滤波 器等所使用的环状磁芯、以及使用其的磁性部件。
【背景技术】
[0002] 如图9所示，在包括电源201、逆变器（inverter) 202、电子设备203等的电子电路 中，存在由电源201侧的转换部产生的高频转换噪音、由电机等电子设备203产生的高电压 脉冲性噪音等噪音，成为故障的原因。为了防止这样的噪音，在电源201与逆变器202以及 电子设备203之间插入有噪声滤波器10。
[0003] 图10表示三相电源用噪声滤波器10的通常的构成。该噪声滤波器10中， 在电源侧的输入终端l〇la与电子设备侧的输出终端101b之间，配置有：降低常模噪 音（normal-mode noise)的相间电容器 Cll、C12、C13、C21、C22、C23,降低共模噪音 (common-mode noise)的共模扼流线圈5、以及接地电容器C31、C32、C33。还与电源路径串 联地配置用于抑制常模噪音的扼流线圈。
[0004] 图11表示共模扼流线圈5的一例。该共模扼流线圈5例如如日本特开 2000-340437号记载的那样，由环状磁芯1和卷绕于环状磁芯1的多个线圈7a、7b、7c构成， 所述环状磁芯1由Mn-Zn系铁氧体、Fe-Si-B系非晶合金或纳米晶体软磁性合金等形成。 也可以将线圈制成为双股线圈。共模扼流线圈5对于在电源路径流通的共模噪音表现出大 的阻抗，通过由各线圈7a、7b、7c产生的电感和接地电容器C31、C32、C33,使来自电源的共 模噪音衰减；通过在输入终端的各相间连接的相间电容器C11、C12、C13和在输出终端的各 相间连接的相间电容器C21、C22、C23以及各线圈的漏洩电感，使向输入终端的常模噪音衰 减，从而防止电源和电子设备的噪音相互地侵入。
[0005] 例如，在VCCI标准或CISPR标准的噪音限制中，规定了 150kHz~30MHz频率带的 噪音终端电压的限度，作为噪声滤波器，不仅寻求高电压的噪音的降低，还寻求在宽的频率 范围内的噪音的降低。为了抑制高电压的噪音，共模扼流线圈用磁芯所使用的磁性材料的 饱和磁通密度是重要的；为了降噪的宽频带化，磁性材料的磁导率及其频率特性是重要的。
[0006] 日本特公平7-74419号公开了一种Fe基软磁性合金，其具有由通式：(Fei aMa) 1Q。x YZaCuxSiYB zM'其中，M为Co和/或Ni;M'为选自由他^3、2厂批、!1和]\1〇所组成 的组中的至少一种元素；a、x、y、z和a分别满足〇彡 a彡〇? 5、0. 1彡x彡3、0彡y彡30、 0彡z彡25、5彡y+z彡30和0? 1彡a彡30。）所示的组成，组织的至少50%由具有100nm 以下的平均粒径的微细晶粒形成、其余实质上为非晶质。该Fe基软磁性合金即便在高频下 也具有高磁导率，但是却有对于大电流容易磁饱和而作为扼流线圈不能充分地发挥作用的 担心。大电流致使磁芯磁饱和时，磁导率变小、电感降低。因此，用于噪声滤波器的情况下， 共模噪音和常模噪音的衰减性能低。为了防止衰减性能的降低而在磁芯设置磁隙时，不仅 磁芯损失增加而且还会产生磁隙处的漏洩磁通的问题。
[0007] 另外，日本特表2006-525655号公开了一种磁芯，其由具有500~15000的相对磁 导率]i和小于15ppm的饱和磁致伸缩A的超微晶合金形成，在线性磁滞回线（linear B-H loop)以及交流和直流下具有高的工作特性，超微晶合金的至少50%被平均粒径100nm以 下的微细晶体颗粒所占据，并且所述超微晶合金由通式：Fe aC〇bNicCuASifBgX h (其中，M为 ￥、他、1&、！1、]\1〇、1、2厂0、]\111和1^中的至少一种3为？、66、(：和不可避免的杂质毋、13、 c、d、e、f、g和h用原子％表示，且满足0彡b彡40、2 < c < 20、0. 5彡d彡2、1彡e彡6、 6. 5彡f彡18、5彡g彡14、5彡b+c彡45、a+b+c+d+e+f = 100和h<5的条件。）表示。但是， 可知日本特表2006-525655号中具体记载的组成的磁芯具有如下缺点：如果直流施加磁场 强度为150A/m以上，则难以维持高的交流相对磁导率yr(AC specific permeability)。
【发明内容】
[0008] 发明要解决的问题
[0009] 因此，本发明的目的在于提供：对于大电流不易磁饱和且能够维持高的磁导率的 环状磁芯、以及能够发挥出优异的噪音降低效果的扼流线圈等磁性部件。
[0010] 用于解决问题的方案
[0011] 本发明的环状磁芯的特征在于，其由部分Fe被Ni和/或Co置换的Fe基纳米晶 体软磁性合金形成，
[0012] 频率100kHz且直流施加磁场强度50A/m时的交流相对磁导率y r1QQk(5Q)S 4000以 上，
[0013] 频率100kHz且直流施加磁场强度150A/m时的交流相对磁导率y r1QQk(15Q)为2500 以上，
[0014] 直流施加磁场强度为400A/m时的最大磁导率y Max为8000以下且磁通密度B 4。。为 1. 3T以上。
[0015] 上述环状磁芯在频率10kHz且直流施加磁场强度150A/m时的交流相对磁导率 y r1Qk(15Q)优选为4000以上，频率10kHz且直流施加磁场强度200A/m时的交流相对磁导率 ^ ^10k(200) 优选为2000以上。
[0016] 上述Fe基纳米晶体软磁性合金优选含有：总计大于75. 5原子％的Fe以及Ni和 /或Co、6原子％以下的Ni和/或Co、0. 1~2原子％的&1、0. 1~4原子％的他、8~12 原子％的Si、以及9~12原子％的B。Fe基纳米晶体软磁性合金更优选的组成为：Fe以 及Ni和/或Co总计大于75. 5原子％、Ni和/或Co为4~6原子％、Si为10~11. 5原 子％、以及B为9. 2~10原子％。
[0017] 上述Fe基纳米晶体软磁性合金优选为厚度10~25 ym的薄带状。上述薄带的厚 度更优选为14~25 y m。
[0018] 本发明的磁性部件的特征在于，将上述环状磁芯收纳于树脂制外壳内，将前述环 状磁芯的一部分用粘接剂固定。第一例中，前述环状磁芯的中空部贯穿有导体。第二例中， 前述环状磁芯卷绕有导体。前述导体为导线或母线。
[0019] 发明的效果
[0020] 本发明的环状磁芯不易磁饱和且即便在大电流下也能够维持高的磁导率，所以高 电压噪音的降低性能和脉冲衰减特性优异、适合于降低宽频带的噪音的小型轻量的扼流圈 滤波器。另外，使用高磁导率的Fe基纳米晶体软磁性合金的情况下所需的磁隙是不需要 的，所以能够降低加工工时。进而，还有如下优点：像Fe基非晶合金那样，由磁致伸缩导致 的特性变化少。
【附图说明】
[0021] 图1是表不本发明的环状磁芯的一例（实施例1)的立体图。
[0022] 图2是表示实施例1的环状磁芯的直流磁滞回线的图表。
[0023] 图3是表示实施例1的环状磁芯的交流相对磁导率yr与磁场强度的关系的图 表。
[0024] 图4是表示实施例1的环状磁芯的交流相对磁导率yr的频率特性的图表。
[0025] 图5是表示实施例2的扼流线圈的阻抗的频率特性的图表。
[0026] 图6是表示实施例2和比较例1的扼流线圈的直流电流叠加电感特性的图表。
[0027] 图7是表不三相共模扼流线圈（three-phase commo