能源模块磁开关工作特性分析

为保证气体开关可靠触发和其他器件的绝缘安全,神光III能源模块的主放电回路采用磁开关来隔离触发电压,能源模块选择铁基纳米晶环形磁芯作为磁开关。为验证磁开关在能源模块中的工作特性,建立了与工况类似的基于电容放电型测试平台,获得高、低铁基纳米晶材料在一定磁化速率、磁感应增量下的平均相对脉冲磁导率和伏秒积,理论推导了磁开关在能源模块中的平均非饱和电感、饱和电感和饱和时间。理论计算和实测结果表明,能源模块中磁开关的平均非饱和电感约为14 H、饱和电感约为0.6 H、饱和时间约为0.70 s,满足工程设计要求。低剩磁铁基纳米晶材料较高剩磁铁基纳米晶材料更适合作为能源模块磁开关的磁芯。     

μs级脉冲激励下磁开关磁芯磁特性

为测试磁开关磁芯在μs级脉冲激励下的磁特性,设计并制作了基于没有附加磁芯复位电路的单级磁脉冲压缩系统,3块被测磁芯分别代表铁基非晶、Ni-Zn和Mn-Zn 3种软磁材料。磁芯的磁滞回线由测量所得的磁开关两端电压和电流数据经计算得到,由磁滞回线可知这3种软磁材料在μs脉冲激励下的各种特性参数。通过分析比较这些特性参数可知:铁基非晶磁芯具有最大的磁通跳变,同样的V-s积和匝数时,铁基非晶磁芯所需体积最小;Mn-Zn铁氧体磁芯具有最小的能量损耗,适合高重复频率下的应用;Ni-Zn铁氧体磁芯饱和后的相对磁导率最低,适用于较高压缩增益的磁压缩电路中。     

基于铁基纳米晶的磁调制传感器的仿真研究

针对现有磁调制式直流传感器材料和结构上的不足,提出了一种新型磁调制式直流漏电流传感器。该传感器使用铁基纳米晶材料做磁芯,基于磁调制LR振荡器,通过检测绕组端电压的脉冲宽度变化,实现对直流漏电流大小和方向的测量。用两个反相绕在同一磁芯上的线圈进行差分的方法,来抑制零点漂移的产生,提高系统的稳定度。在仿真软件PSPICE中建立了磁调制传感器的模型。对磁调制直流传感器模型的仿真分析为后续基于铁基纳米晶的磁调制传感器的设计提供了理论依据。     

超微晶磁芯及其在开关电源中的应用

超微晶亦称纳米非晶，它是一种新型磁性材料。超微晶磁芯具有高磁导率、高矩形比、磁芯损耗低、高温稳定性好等优点而倍受人们青昧。以德国VAC公司生产的铁基超微晶磁芯VITROPERM 500F、钴基超微晶磁芯VITROVAC 6025Z为例，介绍其性能特点以及在开关电源中的应用。     

退火温度对铁基纳米晶带材伏安特性的影响

采用不同的退火温度,在氩气保护下对制备的铁基纳米晶磁芯标样进行无磁场退火处理,用HD-1型伏安特性测试仪测试处理后的样品的伏安特性,并换算出磁导率,分析退火温度对铁基纳米晶带材伏安特性的影响。结果表明,退火温度对纳米晶带材伏安特性影响很大,535~555℃退火温度处理的样品性能较好。在任一磁场下,545℃退火纳米晶磁芯的磁导率均高于其它退火样品。其起始点、拐点、饱和点三点处的磁导率分别为μi=219 000、μm=668 000、μs=412 000,得出545℃是铁基纳米晶带材伏安特性达到最佳的退火温度。     

热处理对铁基纳米晶薄带高频磁导率的影响

利用单辊快淬法制备Fe Cu Nb Si B铁基纳米晶薄带。分析了热处理温度、热处理时间及冷却条件包括冷却速度与氧化程度对Fe Cu Nb Si B铁基纳米晶薄带高频磁导率的影响。随热处理温度的上升,铁基纳米晶铁芯的磁导率先增大而后出现不同程度的降低;在一定热处理温度,随热处理时间的延长,铁基纳米晶铁芯的磁导率逐渐减小;较快的冷却速度与氧化会降低铁基纳米晶铁芯的高频磁性能。     

基于差值功率的高频磁芯损耗测量方法及装置

现有磁芯损耗的各种电气测量方法主要是基于测量绝对功率来获得磁元件的磁芯损耗,同时也存在各自的局限。提出了一种高频磁元件磁芯损耗的测量新方法——差值功率测量法,通过测量测试电路输入功率的增量差值来获得给定工况下磁元件的磁芯损耗。以全桥DC/AC逆变电路作为励磁源和测试电路,采用DSP数字控制技术并结合上位机软件,研制了基于差值功率测量法的自动测量装置,实现了对不同PWM励磁工况下的磁芯损耗的测量。最后通过定标量热计法对提出的测量方法和装置进行验证,验证了其可行性和准确性。     

铁基超微晶薄带的新进展及其应用

本文简要叙述了国内外高频铁基超微晶薄带的发展近况,重点介绍了铁基纳米微晶(nano)材料的磁特性及其在电力电子工业中的应用。     

铁基纳米晶软磁材料的温度特性

快淬技术制备的铁基纳米晶合金材料组织特征为由晶粒尺寸为十几nm的α-Fe(Si)固溶主相和剩余非晶相所组成的双相组织,处于热力学亚稳定态,用其制成的磁性器件的温度特性问题备受元器件用户的关注.研究了铁基纳米晶变压器铁心的高频损耗Pcm伽和幅值磁导率μa以及磁粉心的电感性能在一定温度范围内随温度的变化情况,结果表明铁基纳米晶合金系列铁心在-55～150℃温度范围内具有良好的温度稳定性.     

高磁导率、高直流叠加MnZn软磁铁氧体材料研究

用普通陶瓷工艺制备MnZn铁氧体材料,研究了主配方及掺杂对材料直流叠加特性的影响.结果表明,主配方中适当过量的Fe2O3可以增大材料的饱和磁通密度,推迟磁芯的饱和磁化,从而改善材料的直流叠加特性;添加适量的Co2O3等杂质可与铁氧体负的磁晶各向异性常数K1进行补偿,从而改善材料磁导率的温度特性.