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铁氧体磁心及其应用
提提纲纲

软磁铁氧体材料及磁心基础知识
软磁铁氧体的发展趋势
铁氧体磁心的典型应用
软磁铁氧体材料及磁心基础知识

磁性材料的分类
硬磁(永磁)材料——金属永磁(NdFeB/SmCo/AlNiCo)
永磁铁氧体(Sr/Ba)
软磁材料——金属软磁(Fe/FeNi/FeSiAl/非晶态合金/微晶/
纳米晶)
软磁铁氧体(MnZn/NiZn/MgZn)
旋磁材料——旋磁铁氧体(尖晶石系/柘榴石系/六角晶系）
矩磁材料——磁纪录材料(γ-Fe2O3/CoO)
软磁铁氧体的定义及特征
软磁铁氧体是可表示为下列分子式的尖晶石晶体结构的
磁性材料：

MeO·Fe2O3

式中Me代表锰、镍、锌、铜、镁、钴等二价金属离子。
软磁铁氧体的主要优点
电阻率远大于金属磁性材料，这抑制了涡流的产生，
使铁氧体能应用于高频领域；采用陶瓷工艺易于制成
各种不同的形状和尺寸；化学特性稳定、不生锈；较
低的制造成本。
软磁铁氧体的主要缺点
饱和磁通密度较低，质地脆，易碎。
种类繁多的软磁铁氧体磁心
软磁铁氧体的主要用途
主要制成磁心用于各种电感器、变压器、滤波器和扼
流圈的制造，广泛应用于现代电子信息领域，如电脑
及其外部设备、办公自动化设备、数字通信和模拟通
信设备、互联网、家用电器、电磁兼容设备、绿色照
明装置、工业自动化和汽车、航空、航天及军事领域。
软
磁
铁
氧
体
具
有
广
泛
的
用
途
软磁铁氧体制造工艺流程
按照预定的配方称重，把高纯、粉状的氧化物(如

Fe2O3、Mn3O4、ZnO、NiO、MgO等)混合均匀，再
经过预烧、粉碎、造粒，模压成型为毛坯，在高温
(1200℃—1400℃)下烧结，再通过磨削加工、检查和
包装获得成品。

软磁铁氧体的机理

放大500倍

磁心的显微结构
磁畴及磁化过程
磁化曲线及磁滞回线
软磁铁氧体的主要技术性能参数

1、初始磁导率μi
初始磁导率是磁性材料的磁导率(μ=B/H)在磁
化曲线始端的极限值，即

--77
式中μ0为真空磁导率(4π×10H／m)
H为磁场强度(A／m)
B为磁通密度(T)
磁导率和磁化曲线的关系
2.有效磁导率μe
为了绕制的方便，在变压器及滤波器等器件中,常采
用两只形状相同的磁心配对构成闭合磁路。由于磁路各部
份形状尺寸不同，且配合面不可避免有残余气隙(为改善
性能,有时在磁路人为开制气隙),因此要用有效磁导率来
表征磁心的性能。

式中L为装有磁心的线圈的电感量(H)
N为线圈匝数
le为有效磁路长度(m)
Ae为有效截面积(m2)
开气隙提高了磁心抗饱和的能力

3.饱和磁通密度Bs(T)
磁化到饱和状态的磁通密度。
4.剩余磁通密度Br(T)
从饱和状态去除磁场后，剩
余的磁通密度。
5.矫顽力Hc(A/m)
从饱和状态去除磁场后，磁
心继续被反向的磁场磁化，
直至磁通密度减为零，此时
的磁场强度称为矫顽力。
6.居里温度Tc(℃)
在该温度下材料由铁磁性(或亚铁磁性)转变成顺磁性。
7.电阻率ρ(Ω/m)
具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻。
8.密度d(kg/m3)
单位体积材料的重量，即
d=W/V
式中W为磁心的重量(kg)
V为磁心的体积(m3)
9.功率损耗Pc(kW/m3)
磁心在高磁通密度下的单位体积损耗或单位重量损耗。
该磁通密度可表示为
Bm=E/4.44fNAe
式中Bm为磁通密度的峰值(T)
f为频率(Hz)
N为线圈匝数
Ae为有效截面积(m2)
E为励磁电压有效值(V)
功率损耗的构成

磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和剩余损耗Pr之和构成功率损耗：

Pc＝Ph＋Pe＋Pr＝f∮BdH+Cf2Bm2/ρ+Pr
功率损耗又可用经验公式表示：
Pc=CfaBmb
式中C为常数，f为工作频率，Bm为工作磁通密度，对于常
见的功率铁氧体材料而言，a为1.2，b约为2.5。
2
10.电感因数AL(nH/N)
电感因数定义为具有一定形状和尺寸的磁心上每一匝
线圈产生的电感量，即

2
AL=L/N
式中L为装有磁心的线圈的电感量(H)
N为线圈匝数
NCDMnZn软磁铁氧体材料分类
1、LP系列功率铁氧体材料，主要用于开关电源
变压器、扼流圈及其它功率转换领域，包括
LP1、LP3、LP3A、LP4、LP5、LP9、
LP13等。
2、HP系列高磁导率铁氧体材料，主要用于EMI
滤波器和数字通讯领域的宽带、脉冲变压器，
包括HP1、HP2、HP3、HP3A等。
NCD

功
率
铁
氧
体
材
料
特
性

NCD高磁导率铁氧体材料特性

常用铁氧体磁心的特点：
E(EE、EF、EI):
简单、经济的形状；
方形截面不易绕制粗线；
磁