TW536714B - Magnetic core including bias magnet and inductor component using the same - Google Patents
Magnetic core including bias magnet and inductor component using the same Download PDFInfo
- Publication number
- TW536714B TW536714B TW090126371A TW90126371A TW536714B TW 536714 B TW536714 B TW 536714B TW 090126371 A TW090126371 A TW 090126371A TW 90126371 A TW90126371 A TW 90126371A TW 536714 B TW536714 B TW 536714B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- core
- magnetic
- magnet
- magnetic core
- item
- Prior art date
Links
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 29
- 239000006247 magnetic powder Substances 0.000 claims description 94
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 57
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 49
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 49
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 46
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 42
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 28
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 claims description 27
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 23
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 23
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 21
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 8
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 7
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 claims description 6
- ZEWGRSAJWPFTRK-UHFFFAOYSA-N cobalt rhenium Chemical compound [Co].[Re] ZEWGRSAJWPFTRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 claims description 5
- 229910001053 Nickel-zinc ferrite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 claims description 4
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 4
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims description 4
- BMQTXPDDFOOMDL-UHFFFAOYSA-N [B+3].N.[Fe+2] Chemical compound [B+3].N.[Fe+2] BMQTXPDDFOOMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 2
- JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N Laurolactam Chemical compound O=C1CCCCCCCCCCCN1 JHWNWJKBPDFINM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 claims 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 claims 1
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910001308 Zinc ferrite Inorganic materials 0.000 claims 1
- BSBWHJJQLLJPOP-UHFFFAOYSA-N benzene disulfide Chemical compound C1=CC2SC2C2SC21 BSBWHJJQLLJPOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 267
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 80
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 48
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 35
- JIYIUPFAJUGHNL-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Mn++].[Mn++].[Mn++].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Zn++].[Zn++] Chemical group [O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[O--].[Mn++].[Mn++].[Mn++].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Zn++].[Zn++] JIYIUPFAJUGHNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 229910001289 Manganese-zinc ferrite Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 9
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 9
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 7
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N oxobarium;oxo(oxoferriooxy)iron Chemical compound [Ba]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O.O=[Fe]O[Fe]=O AJCDFVKYMIUXCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002952 polymeric resin Substances 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JUGMVQZJYQVQJS-UHFFFAOYSA-N [B+3].[O-2].[Zn+2] Chemical compound [B+3].[O-2].[Zn+2] JUGMVQZJYQVQJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 4
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- ODPYDILFQYARBK-UHFFFAOYSA-N 7-thiabicyclo[4.1.0]hepta-1,3,5-triene Chemical compound C1=CC=C2SC2=C1 ODPYDILFQYARBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 3
- 229910000938 samarium–cobalt magnet Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N captafol Chemical compound C1C=CC[C@H]2C(=O)N(SC(Cl)(Cl)C(Cl)Cl)C(=O)[C@H]21 JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N o-biphenylenemethane Natural products C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 241000345998 Calamus manan Species 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282320 Panthera leo Species 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGLBHZBZSHJIIN-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Re] Chemical compound [B].[Fe].[Re] KGLBHZBZSHJIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DFHKUHZINIQXPX-UHFFFAOYSA-N [N].[Fe].[Th] Chemical group [N].[Fe].[Th] DFHKUHZINIQXPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BYLLFXZNSDPWSS-UHFFFAOYSA-N [Sc].[Fe] Chemical compound [Sc].[Fe] BYLLFXZNSDPWSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 210000003484 anatomy Anatomy 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YYXHRUSBEPGBCD-UHFFFAOYSA-N azanylidyneiron Chemical compound [N].[Fe] YYXHRUSBEPGBCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 1
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000012256 powdered iron Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 235000012950 rattan cane Nutrition 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N zinc ferrite Chemical group O=[Zn].O=[Fe]O[Fe]=O WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
- H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
- H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
- H01F29/146—Constructional details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
- H01F2003/103—Magnetic circuits with permanent magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Description
536714 五、發明說明(1 ) 發明之領域 本發明係關於一種用在電感組件之磁鐵心(隨後可簡稱爲 鐵心)之偏壓永久磁鐵,例如扼流圈及變壓器。尤其,本發 明係關於一種可減少電感組件厚度之低外觀(low-profile) 之鐵心。 先前之技術說明 電源供應器所用之相關習知扼流圈及變壓器,通常交流 電被施加而與直流疊加。故,用在這些扼流圈及變壓器之 鐵心須要有優秀的透磁率特性,即具有此直流電疊加之磁 性飽和不會產生(此特性被稱爲「直流電疊加特性」)。 鐵氧體鐵心及鐵粉鐵心一直被用來做爲高頻鐵心。但 是,鐵氧體鐵心有高的初始透磁率及小的飽和磁通量密 度,並且鐵粉鐵心有低的初始透磁率及高的飽和磁通量密 度。這些特性是從材料性質所導出者。故,在許多情況 下,鐵粉鐵心被使用在環形線圈中。另一方面,直流電疊 加之磁性飽和,例如由在E形鐵心之中央腳形成一個磁間 隙而可被避免。 但是,因爲電子組件隨著最近電子設備之小型化需求而 被要求小型化,鐵心之磁間隙必須被做成很小,並且直流 電疊加之高透磁率特性之鐵心的需求已被強化。 通常,爲了對應此需求,必須選用在高磁場中具有高的 飽和磁性之鐵心。但是,因爲飽和磁性無可避免地由材料 之成分所決定之故,飽和磁性無法無限制地增加。 536714 五、發明說明(2 ) 習知上克服上述問題之方法,是在鐵心之磁路中形成之 磁間隙中加入一個永久磁鐵,而取消由於直流電疊加造成 之直流電磁場,即施加一個磁性偏壓到鐵心。 此使用永久磁鐵之磁性偏壓方法在改善直流電疊加特性 方面是優異的方法。但是,因爲當使用金屬燒結物時,鐵 心之鐵心損失會增加,並且當使用鐵氧體磁鐵之時,疊加 特徵不會穩定化,此方法無法在實際上應用。 爲了克服上述之問題,例如日本待審專利申請案No.50-133453中揭示,具有高壓力之稀土元素磁粉及一種黏合劑 被混合,並且壓縮成型或緊密小型化而形成黏合磁鐵,此 製成之黏合磁鐵被使用做爲磁性偏壓之永久磁鐵,故直流 電疊加特性及鐵心溫度之增加可被改善。 但是近年來,電源供應器之功率轉換效率之改善需求甚 至有更強化之趨勢,並且關於扼流圈及變壓器之鐵心,不 能僅以鐵心溫度之測量而決定好或壞。故,使用鐵心損失 測量裝置之測量結果之評估變成不可缺少。事實上,本發 明之發明人進行此項硏究,其結論爲,即使當電阻爲曰本 待審專利申請案No.50-133 453中所指示之値時,鐵心損失 特性之劣化會產生。 再者,因爲電感組件隨著最近電子設備之小型化需求而 被要求小型化之故,偏壓磁鐵之低外觀化亦有強烈的需 求。 近年來,表面黏著式線圏已有需求。線圈接受回焊處 -4- 536714 五、發明說明(3 ) 理’以完成表面黏著。故,線圈之鐵心在此情況下,被要 求具有不劣化之特性。除此之外,具有抗氧化作用之稀土 元素磁鐵爲不可或缺。 發明之扼要說明 從而,本發明之一個目的在提供一種使用磁性偏壓用之 磁鐵之鐵心,其特別可使鐵心小型化。鐵心在小型化之電 感組件之磁路中至少有一個間隙,並且在間隙附近具有永 久磁鐵以做爲磁性偏壓用之磁鐵,用來從間隙之兩端施加 磁性偏壓到鐵心。 在解決上述問題。 從而,本發明之另一目的在提供一種鐵心,其具有優異 直流電疊加特性及鐵心損失特性,使其成本很低。再者, 鐵心有抗氧化力,故即使在進行回焊之條件下,特性也不 會受影響。 在考慮上面敘述,本發明之另一目的在提供一種鐵心, 其具有優異直流電疊加特性及鐵心損失特性,此鐵心是在 磁路中至少有一個間隙,並且在間隙附近具有永久磁鐵以 做爲磁性偏壓用之磁鐵,可用來從間隙之兩端施加磁性偏 壓到鐵心。 本發明之另一目的在提供一種小型化之電感組件。 依照本發明之之一個形態’其提供有一種鐵心’它在磁 路中包括有至少一個間隙’以及一個永久磁鐵被***該間 隙中,其特徵爲:該鐵心在直流電作用下爲120 Oe之磁 536714 五、發明說明(4 ) 場中’其交流電透磁率於20kHz時爲45以上,並且在 2 0 kHz且最大磁通密度爲〇·1τ時其鐵心損失特性爲1〇〇千 瓦/立方米。 依照本發明之之另一個形態,其提供有一種電感組件, 其包括有上述之鐵心,並且線圈之至少一圈被施加到鐵 心。 附圖之簡單說明 第1Α圖係本發明第1到3例中之ΕΕ型錳·鋅鐵氧體鐵心 之槪略透視圖; 第1Β圖係顯示在第1Α圖中之電感組件的正面圖; 第2圖是顯示,當具有3 kOe壓力之鐵氧體磁鐵被*** 第1例中之錳-鋅鐵氧體鐵心的間隙部時,執行之直流電疊 加的重複測量結果之一個曲線; 第3圖是顯示,當具有5 kOe壓力之氮鐵釤黏合磁鐵被 ***第1例中之錳-鋅鐵氧體鐵心的間隙部時’執行之直流 電疊加的重複測量結果之一個曲線; 第4圖是顯示,當具有11 kOe壓力之氮鐵釤黏合磁鐵被 ***第1例中之錳-鋅鐵氧體鐵心的間隙部時’執行之直流 電疊加的重複測量結果之一個曲線; 第5圖是顯示,當具有15 kOe壓力之氮鐵衫黏合磁鐵被 ***第1例中之錳-鋅鐵氧體鐵心的間隙部時,執行之直流 電疊加的重複測量結果之一個曲線; 第6圖是顯示具有第2例中之環形的仙杜斯特鐵心的透 536714 五、發明說明(5 ) 視圖; 第7圖是一個顯示下列三種之直流電疊加結果的比較曲 線,即沒有磁鐵被***時之錳-鋅鐵氧體磁鐵、***有氮鐵 釤黏合磁鐵之錳-鋅鐵氧體鐵心、及第2例中之環形的仙杜 斯特鐵心; 第8圖是本發明一個實施例中,使用在扼流圈之環形鐵 心的透視圖; 第9圖施加一個線圏到第8圖中之環形鐵心後所構成之 扼流圈的透視圖; 第10圖是一個曲線顯示由第8例中包括有Sm2C〇17磁鐵 及聚醯亞胺樹脂之薄板磁鐵的直流電疊加特性測量資料; 第11圖是一個曲線顯示由第8例中包括有Sm2Co17磁鐵 及環氧樹脂之薄板磁鐵的直流電疊加特性測量資料; 第12圖是一個曲線顯示由第8例中包括有Sm2Co17 N磁 鐵及聚醯亞胺樹脂之薄板磁鐵的直流電疊加特性測量資 料; 第13圖是一個曲線顯示由第8例中包括有鋇磁鐵及聚醯 亞胺樹脂之薄板磁鐵的直流電疊加特性測量資料; 第14圖是一個曲線顯示由第8例中包括有Sm2Co17磁鐵 及聚丙烯樹脂之薄板磁鐵的直流電疊加特性測量資料; 第15圖是一個曲線顯不在回焊之則及之後的直流電疊加 特性測量資料,分別顯示使用第2或4例之薄板磁鐵的情 形,及第14例中不使用薄板磁鐵的情形時; 536714 五、發明說明(6 ) 第16圖是一個曲線顯示第20例中之磁化磁場及Sm2CC 磁鐵與環氧樹脂之薄板磁鐵的直流電疊加特性測量資料; 第17圖是含有本發明第21例之薄板磁鐵的電感組件之 透視外部圖; 第18圖是第17圖之電感組件之透視解剖圖; 第19圖是顯示第17圖之電感組件之直流電疊加特性的 曲線圖; 第20圖是含有本發明第22例之薄板磁鐵的電感組件之 透視外部圖; 第21圖是第20圖之電感組件之透視解剖圖; 第22圖是含有本發明第23例之薄板磁鐵的電感組件之 透視外部圖; 第23圖是第22圖之電感組件之透視解剖圖; 第24圖是顯示第22圖之電感組件之直流電疊加特性的 曲線圖; 第25 A圖是用來解釋習知電感組件之工作區域之圖; 第25B圖是用來解釋第22圖之電感組件之工作區域之 rst · 圖, 第26圖是含有本發明第24例之薄板磁鐵的電感組件之 一個實施例之透視外部圖; 第27圖是第26圖之電感組件之透視解剖圖; 第28圖是含有本發明第25例之薄板磁鐵的電感組件之 透視外部圖; 536714 五、發明說明(7) 第29圖是第28圖之電感組件之透視解剖圖; 第30圖是顯示第28圖之電感組件之直流電疊加特性的 曲線圖, 第31A圖是用來解釋習知電感組件之工作區域之圖; 第31B圖是用來解釋第28圖之電感組件之工作區域之 IWI · 圖, 第32圖是含有本發明第26例之薄板磁鐵的電感組件之 一個實施例之透視外部圖; 第33圖是顯示構成第32圖所示之電感組件的磁路之鐵 心及薄板磁鐵的透視結構圖; 第34圖是顯示第32圖之電感組件之直流電疊加特性的 曲線圖; 第35圖是含有本發明第27例之薄板磁鐵的電感組件之 透視外部圖; 第36圖是顯示構成第35圖所示之電感組件的磁路之鐵 心及薄板磁鐵的透視結構圖; 第37圖是顯示第35圖之電感組件之直流電疊加特性的 曲線圖。 發明較佳實施例之詳細說明 本發明將進一步具體地敘述。 本發明之鐵心包括有磁路中至少一個間隙,及一個*** 間隙中之永久磁鐵,並且其在直流電作用下爲120 Oe之 磁場中,於20kHz時之交流電透磁率爲45以上,並且在 536714 五、發明說明(8) 2 0 kHz且最大磁通密度爲0.1T時,其鐵心損失特性爲100 千瓦/立方米。 最好,鎳-鋅鐵氧體或錳-鋅鐵氧體,並且磁鐵爲包含有稀 土元素磁粉及黏合劑之黏合磁鐵。 再者,關於鐵心方面,最好黏合磁鐵包含具有平均粒子 直徑爲0" m到10/z m(不包括0# m)並且5到30体積。/。之 黏合劑之稀土元素磁粉,並且具有1歐姆-公分以上之電 阻,及矯頑磁力爲5 kOe以上。 本發明之電感組件是由纏繞至少一圈之線圈到該鐵心 所製成。 這是因爲用來達成優異之直流電疊加特徵之磁鐵特性爲 必須有強的矯頑磁力而非能量產生,因而甚至當使用具有 高阻抗之永久磁鐵時,只要矯頑磁力高的話,可達成充分 的直流電疊加特徵。 具有高阻抗及高矯頑磁力之磁鐵,通常是由稀土元素之 黏合磁鐵所達成,此黏合磁鐵是由稀土元素磁粉與黏合劑 混合,並且將混合物成型而製成,只要磁粉有高矯頑磁力 的話,成分上並未具體限制。稀土元素磁粉之種類可爲鈷 釤(SmCo),鈸鐵硼(NdFeB),及氮鐵釤(SmFeN)基者。但 是,因爲偏壓磁場之強度是視粉末之殘存磁性化強度而 定,並且磁性特徵之穩定度是視矯頑磁力而定,磁鐵粉末 之種類必須視鐵心之種類而選擇。 在本發明中,做爲扼流圈及變壓器之鐵心,是使用具有 -10- 536714 五、發明說明(9 ) 低鐵心損失之鎳-鋅鐵氧體或錳-鋅鐵氧體,並且鐵心在磁 路中包括有至少一個間隙,以及一個***於間隙中之永久 磁鐵。 鐵心之形狀未具體限制,故本發明可被應用到任何形狀 之鐵心,例如環形之鐵心,EE型之鐵心,以及EI型之鐵 心。間隙長度未具體限制,雖然當間隙長度過度減少時, 直流電疊加特性會劣化,並且當間隙長度過度增加時,透 磁率會過度地減少,因而其間隙長度可適當地被決定。 關於被***間隙中之永久磁鐵所需之特徵,當矯頑磁力 小於5 kOe時,磁化會由於作用在鐵心之直流磁場而消 失,因而矯頑磁力等於或5 kOe以上是必須的。阻抗越大 越佳。但是,只要電阻在1歐姆-公分以上之時,電阻値不 再成爲鐵心損失劣化之主要因素。當粉末之平均粒子直徑 實質上超過10//m時,鐵心損失特性劣化,因而粉末之平 均粒子直徑最好在10/zm以下。 其次,將敘述本發明之具體例子。 (例1) 在下列例子中,每一個氮-鐵-釤黏合磁鐵及鐵氧體磁鐵被 ***錳-鋅鐵氧體鐵心之磁路的局部中,並且測量各直流電 疊加特性而加以比較。 使用在試驗中之鐵氧體鐵心爲錳-鋅鐵氧體材料所製成之 EE型鐵心,並且具有磁性路徑長度爲7·5公分,有效橫剖 面積爲0.74平方公分,並且ΕΕ型鐵心之中央腳被加工成
-11- 536714 五、發明說明(1 o ) 具有3·0公厘之間隙。 一種氮-鐵-釤磁鐵粉末(粉末之平均粒子直徑爲約3/zm) 及一種黏合劑(環氧樹脂)被混合。並且在沒有磁場下進行 模製成型或緊密化,而製成黏合磁鐵。黏合劑之量爲總重 量之5wt%。製成之黏合磁鐵被加工成具有鐵氧體鐵心之 中央腳橫剖面,且具有3.0公厘高度。 黏合磁鐵及鐵氧體鐵心以電磁鐵沿著磁路方向被磁化, 並且被***間隙部份中以製成鐵心。然後,120圈之線圈 被纏繞到每個鐵心,故製成電感組件。這些電感組件之形 狀被顯示在第1A及1B圖中。在第1A及1B圖中,符號 43(畫對角線區域)代表磁鐵,符號45代表鐵氧體鐵心,並 且符號47代表繞線圏部份。關於被***之氮-鐵-釤黏合磁 鐵,其樣品由改變磁化所用之磁場強度而製備。每個樣品 具有之矯頑磁力及殘存磁通密度被顯示在第1表中。所用 之鐵氧體鐵心矯頑磁力爲3 kOe。 第1表 矯頑磁力Hc(kOe) 殘留磁通密度Br(G) 樣品1 5 950 樣品2 11 2200 樣品3 15 3300 關於每個被***之鐵心,其直流電疊加特性以惠普公司 所製造之42 8 4A LCR計,在交流電磁場頻率爲100 kHz及 疊加磁場爲〇到200 〇e之條件下重覆進行測量。此時’疊 -12- 536714 五、發明說明(11) 加電流被施加以使直流電偏壓磁場之方向與磁鐵在***時 之磁化方向相反。測量結果被顯示在第2到5圖中。 如第2圖中淸楚顯示,在***具有僅3 kOe之矯頑磁力 的鐵氧體磁鐵之鐵心方面,其直流電疊加特性被測量次數 之增加所大大地劣化。相反地,如第3到5圖中淸楚顯 示,在***具有矯頑磁力的氮-鐵-釤黏合磁鐵之鐵心方 面,其在重覆進行測量時幾乎沒有觀查到大的變化,因而 可顯示穩定之特徵。 從這些結果,直流電疊加特性劣化之理由可被假設爲, 因爲鐵氧體鐵心有小的矯頑磁力,由於施加到磁鐵之相反 方向磁場而產生磁化之減少或磁化之反向。再者,當磁鐵 爲具有5 kOe以上之稀土元素之黏合磁鐵時,被***鐵心 之磁鐵顯示優異之直流電疊加特性。 (第2例) 下列例子中,分別對***有氮鐵釤黏合磁鐵之錳-鋅鐵氧 體鐵心、沒有磁鐵被***時之錳-鋅鐵氧體磁鐵、及仙杜斯 特鐵心進行直流電疊加特性及鐵心損失之測量,並且加以 比較。 使用在此試驗中之鐵氧體鐵心與使用,在第1例中者相 同,爲錳-鋅鐵氧體材料所製成之EE型鐵心,並且具有磁 路長度爲7.5公分,有效橫剖面積爲0.74平方公分,並且 EE型鐵心之中央腳被加工成具有3.0公厘之間隙。此黏合 磁鐵以電磁鐵沿著磁路方向被磁化,並且被***間隙部份 -1 3 - 536714 五、發明說明(12) 中。 關於仙杜斯特鐵心,是使一種平均粒子直徑爲150/zm以 下之粉末’與一種黏合劑(矽樹脂)混合,其混合物在2〇噸/ 平方公分之下被壓製,隨後在700。(:下進行熱處理2小 時’而製成仙杜斯特鐵心。黏合劑之量爲總重量之 5wt0/〇。 至於磁鐵之製造上,一種氮-鐵-釤磁鐵粉末(粉末之平均 粒子直徑爲約3// m)及一種黏合劑(環氧樹脂)被混合。並 且在沒有磁場下進行模製成型或緊密化,而製成黏合磁 鐵。黏合劑之量爲總重量之10wt%。製成之黏合磁鐵被加 工成具有鐵氧體鐵心之中央腳橫剖面,且具有3.0公厘高 度。磁鐵特徵是以直流BH示蹤器,而對分別製備成直徑 l〇em且厚度爲10//m的試片進行測量。結果,矯頑磁力 爲125,000 Oe,並且殘留磁通密度爲4,000高斯(G)。在插 入之時,黏合磁鐵之磁化方向被具體化成與在交流電透磁 率測量中之直流偏壓磁場相反。 直流電疊加特性是以惠普公司所製造之4284A LCR錶, 在交流電磁場頻率爲1〇〇 kHz及疊加磁場爲0到200 Oe之 條件下重覆進行測量。其測量結果被顯示在第7圖中。 如第7圖所示,當在直流電疊加磁場爲1〇〇 〇e之中進行 透磁率之比較時,仙杜斯特鐵心之透磁率小於30,而沒有 磁鐵被***時之錳-鋅鐵氧體鐵心之透磁率爲30’而*** 有氮鐵釤黏合磁鐵之錳-鋅鐵氧體鐵心之透磁率則爲45以 -14- 536714 五、發明說明(13) 上’故顯示有優異之特徵。 其次鐵心損失特性是在室溫下以岩通(iwatsii)電氣株式會 社所產製之SY-8232交流電BH示蹤器於20Khz及0.1T 之條件進行測量。其結果顯示在第2表。 第2表 樣 品 鐵心損失(千瓦/立方公尺) ***有磁鐵之鐵氧體鐵心 24 沒有磁鐵(間隙)之鐵氧體鐵心 8.5 仙杜斯特鐵心 120 如第2表所顯示,***有磁鐵之鐵氧體鐵心之鐵心損失 爲24千瓦/立方公尺,故其鐵心損失爲仙杜斯特鐵心之鐵 心損失之五分之一。而且,鐵心損失之增加與沒有磁鐵插 入之鐵氧體鐵心的鐵心損失比較時顯示很少。 這些結果顯示,間隙中***有磁鐵之鐵氧體鐵心具有優 異之直流電疊加特性及鐵心損失特性,其劣化程度小。 (第3例) 具有平均粒子直徑爲5/zm之每一種鈷釤磁粉與各做爲黏 合劑用,其用量分別爲總重之2wt。/。,5 wt%,10 wt°/。,20 w t %,3 0 w t %,或4 0 w t %之環氧樹脂混合。然後進行模具 成型,因而產製出具有7x10公厘其高度爲3.0公厘之黏合 磁鐵。 產製之黏合磁鐵以電磁鐵沿著磁路方向而進行磁化’並 且被***使用於第1例之錳-鋅鐵氧體鐵心之間隙中。隨 -15- 536714 五、發明說明(14) 後’鐵心損失特性在室溫下以岩通電氣株式會社所產製之 SY-8232交流電BH示蹤器於20kHz及0.1T之條件進行測 量。而且,直流電疊加特性是以惠普公司所製造之4284A LCR錶’在交流電磁場頻率爲1〇〇 kHz及疊加磁場爲0到 200 Oe之條件下重覆進行測量。其測量結果被顯示在第3 表中。 第3表 黏合劑用量 (wt%) 阻抗(圏·紛) 鐵心損失 (千瓦/立方公尺) 殘留磁通量密度 Br(G) 透磁率 β 100kHz 2 2.0X103 230 4600 52 5 1.0 72 3800 50 10 2.5 40 3000 50 20 12.5 32 1800 48 30 5.0X102 28 1250 40 40 2.5X104 26 850 12 如第3表所顯示,鐵心損失隨著黏合劑用量之增加而減 少,並且含有2wt%黏合劑之樣品顯示較大之鐵心損失高 達200千瓦/立方公尺以上。 其理由被假定爲,因爲含有2wt%黏合劑之樣品之阻抗小 到2·〇χ1(Γ3歐姆·公分,其渦電流會增加,因而使鐵心損 失增加。 含有40wt%黏合劑之樣品在直流電疊加磁場爲1〇〇 〇e 之中顯示很小之透磁率。其理由被假定爲,因爲黏合磁鐵 -16- 536714 五、發明說明(15) 之殘留由於大量之黏合劑之故而減少,偏壓磁場可被減少 並且直流電疊加特性並未被大幅改善。 上述結果顯示,將含有5wt%以上,而30wt%以下且具有 1歐姆·公分以上之黏合劑的黏合磁鐵***間隙部分之 時,可達成優異之直流電疊加特性,並且鐵心之鐵心損失 劣化程度很小,並且可產製出優異之鐵心。 (第4例) 具有一種約爲28 MGOe能源產品之鈷釤磁鐵被粉碎成粗 粒粉末,隨後將粉末以標準篩網而分類成具有最大粒子直 徑爲100//m以下,50/zm以下,及30/zm以下。而且, 一部分粗粉末在有機溶劑中以球硏磨機而磨成微細粉末, 並且每一種最大粒子直徑爲10//m以下,或5μιη以下之 粉末可以旋風器而從其產製粉末中製成。 每種產製成之磁粉與做爲黏合劑用之l〇wt%的環氧樹脂 混合,然後進行模具成型,因而產製出具有7x10公厘其高 度爲0.5公厘之黏合磁鐵。然後黏合磁鐵之特性使用分別 製備之試片而與第1例相同之方式進行測量。結果,無論 粉末之最大粒子直徑爲何,所有試片之矯頑磁力均爲5 kOe。依照阻抗之測量結果,所有磁鐵顯示其値爲1歐 姆·公分以上。 隨後,產製之黏合磁鐵被***使用於第1例之錳-鋅鐵氧 體鐵心之間隙部份中。然後永久磁鐵與第1例相同之方式 進行磁化,並且鐵心損失在20 kHz及0.1T之條件進行測 -17- 536714 五、發明說明(16) 量。在此,當同樣的鐵氧體鐵心且鐵心損失被測量時’與 第1例相同之方式’永久磁鐵被***且被更換。其測量結 果被顯示在第4表中。 第4表 __ 粒子大小 鐵心損失 (千瓦/立方公尺) -5 // m 32 -1 0 // m 40 -30 β m 105 -50 β m 160 -1 0 0 # m 200 從第4表淸楚可知,當磁粉最大粒子直徑超過1〇//m 時,鐵心損失快速增加。此結果顯示,當磁粉最大粒子直 徑在10//m以下時,顯示更優異之鐵心損失特性。 如上述,依照本發明之第1到3例,具有優異之直流電 疊加特性及鐵心損失特性之鐵心可在低成本下很容易產製 出。 其次,將敘述本發明之另一種鐵心。本發明之另一種鐵 心爲一種在磁路中具有至少一個間隙,並且包含一個永久 磁鐵用來做爲在間隙附近進行磁偏壓用之磁鐵,以從間隙 兩端施加磁偏壓。上述鐵心爲一種粉鐵粉鐵心,並且上述 永久磁鐵爲包含一種稀土元素磁粉,其矯頑磁力爲15kOe 以上,居里點Tc爲50(TC以上,並且平均粒子直徑爲2·〇 -18- 536714 明說 明發 五 到 5 Ο // m 〇 最好,做爲磁偏壓用之黏合磁鐵包含10体積%以上之樹 脂,並且其電阻在1歐姆-公分以上。 粉鐵粉鐵心之初始透磁率最好在100以上。 除此之外,依照本發明,至少一個電感組件可被構成 爲,至少具有一圈之線圈被纏繞到含有做爲磁偏壓用之磁 鐵之鐵心。 電感組件包含線圈,扼流圈,變壓器及其他不可缺少之 組件,通常包含一個鐵心及一個線圈。 使用粉鐵粉鐵心及稀土元素黏合磁鐵之時,可產製出具 有優異之直流電疊加特性及鐵心損失特性之鐵心,並且鐵 心被用來做爲線圈及變壓器。 本發明中,對待***之永久磁鐵與鐵心之結合進行硏究 結果發現,當初始透磁率最好在100以上之粉鐵粉鐵心被 用來做爲鐵心,並且電阻在1歐姆-公分以上且矯頑磁力爲 15k〇e以上之永久磁鐵被用來做爲***鐵心之間隙所用之 磁鐵時,可達成優異之直流電疊加特性,並且可產製出鐵 心損失劣化程度很小之鐵心。這是根據一項發現,即磁鐵 特性必須用來達成優異之直流電疊加特性爲矯頑磁力,而 非能源產物,因而只要矯頑磁力高時,即使採用高電阻之 永久磁鐵之時,亦可達成高的直流電疊加特性。 具有高電阻及高矯頑磁力之磁鐵一般可由稀土元素之黏 合磁鐵所達成,並且黏合磁鐵是由稀土元素磁粉與黏合劑 -19- 536714 五、發明說明(18) 混合之後加以模製成型而達成。但是,只要磁粉具有高矯 頑磁力的話,任何成分均可被使用。稀土元素磁粉可爲鈷 釤(SmCo),銨鐵硼(NdFeB),及氮鐵釤(SmFeN)基,爲了避 免在使用時有熱去磁現象,磁鐵之Tc値必須在300°C以 上,並且矯頑磁力必須在5 kOe以上。結果,熱塑性樹脂 及熱固性樹脂均可使用,因而使用這些樹脂時可避免渦流 損失之增加。 粉鐵粉鐵心之形狀並無具體限制,雖然一般使用環形鐵 心,並且壺形鐵心亦可使用。每一種鐵心之磁路中至少有 一個間隙,及一個***間隙中之永久磁鐵。間隙長度並無 具體限制,雖然當間隙長度過份減少時,直流電疊加特性 會劣化,並且當間隙長度過份增加時,透磁率會過份減 少,因而間隙長度可適當地被決定。 在間隙形成之前,初始透磁率之値很重要,當初始透磁 率過低時,由於磁鐵之偏壓並未作用,故初始透磁率必須 在100以上。 關於待***間隙之永久磁鐵所須之特徵方面,當矯頑磁 力必在5 kOe以下時,由於施加到鐵心之直流電磁場使矯 頑磁力消失之故,永久磁鐵必須有5 kOe以上之矯頑磁 力。而且,電阻越高越好,並且當電阻在1歐姆-公分以上 時,鐵心損失特性一直到高頻部分都很優異。 當磁粉之平均粒子直徑爲50/zm以上時,無論鐵心之電 阻增加時其鐵心損失特性會劣化,故磁粉之平均粒子直徑 -20- 536714 五、發明說明(19) 最好爲50// m以下。但是,當最小粒子直徑爲2.0/z m以 下時,由於粉末與樹脂在捏合時會使粉末氧化而使磁化顯 著地減少,故粒子直徑必須在2.0 v m以上。 樹脂之用量必須在10體積%以上,以避免鐵心損失增 加。 下面將敘述本發明之另一個例子。 (第5例) 使用一般之粉末冶金法從Sm2Co17之粉碎錠粉末製成一 種燒結材料,並且所生產之燒結材料接受熱處理,以製成 磁鐵。隨後,進行微細粉碎,以製成具有平均粒子直徑爲 3.5/zm、4.5/zm、5.5//m、6·5从 m、7.5/zm、8.5/zm 及 9 //m之磁粉。每種磁粉受到適當之聯結處理,並且與做爲 熱固性樹脂用之40體積。/。之環氧樹脂混合。使用模具將此 混合物在3噸/平方公分之壓力下成型,因而製成黏合磁 鐵。在此,黏合磁鐵爲具有與第8圖所示之環形粉鐵粉鐵 心55橫剖面形狀相同之模具而成型。另一方面,矯頑磁力 iHc是以直流BH示蹤器而測量分別製備成直徑10μ m且 厚度爲10/z m的試片(TP)。其測量結果被顯示在第5表 中。 做爲一種粉鐵粉鐵心,一種鐵-鋁-矽磁合金(商品名稱爲 仙杜斯特鐵心)被模製成型爲環形鐵心55其外徑爲27公 厘’內徑爲14公厘,並且厚度爲7公厘。此鐵心之初始透 磁率爲120。
-21 - 536714 五、發明說明(2〇) 此環形鐵心被加工成具有0.5公厘之間隙。上述所產製之 黏合磁鐵57被***上述間隙部中。磁鐵57由沿鐵心55之 磁路方向的電磁鐵所磁化。隨後線圈59以第9圖所顯示之 方式所加上,並且測量其直流電疊加特性。施加之直流電 以直流電磁場表示時爲150 Oe。此測量被重複進行10 次,其結果顯示在第5表中。爲了比較起見,亦以沒有將 磁鐵***間隙之情況下進行測量且將其結果顯示在第5表 並列。 第5表 沒有磁鐵 磁粉之粒子直徑 〔// m) 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 試片之初始透磁率(〇e) 10 14 17 19 20 150Oe時之//値 20 24 25 25 26 25 測量10次之後的"値 20 20 21 24 25 25 如第5表淸楚地顯示,當矯頑磁力爲15 kOe以上時,即 使直流電磁場被重複地施加,其直流電疊加特性不會產生 劣化。 (第6例) 一種以還原及擴散法所產製之釤鐵粉末被微粉末化成3// m,隨後進行氮化處理,因而製備成釤-鐵-氮粉末之磁粉。 將3wt%之鋅粉混合到此粉末中,然後將此混合物於氬氣 中在500°C之溫度下進行2小時之熱處理。其粉末特性以 -22- 536714 五、發明說明(21) VSM進行測量,結果其矯頑磁力爲20k〇e。 然後’ 45體積%之6尼龍的熱塑性樹脂與磁粉混合而形 成混合物。此混合物在23(TC進行捏合,並且在相同溫度 下進行熱壓製,使其厚度成爲0.2公厘,因而形成薄板狀 之黏合磁鐵。 此黏合磁鐵薄板被衝製成直徑爲1〇公厘之圓盤,並且將 圓盤堆疊成10公厘之厚度。而後測量此堆疊圓盤之磁性特 徵,其矯頑磁力約爲18 kOe。電阻爲1歐姆-公分。 另一方面,關於粉鐵粉鐵心方面,具有初始透磁率爲75, 100,150,200或300之每個環形粉鐵粉鐵心,以第5例之 相同方式但改變粉鐵粉之形狀及粉末之充塡因素而被產 製。 然後,間隙長度被調整,使具有不同初始透磁率之粉鐵 粉鐵心其任何層之初始透磁率均變爲50到60之內。 黏合磁鐵被***間隙中而無任何餘隙。因而磁鐵板*** 入,若需要時可重疊上去或進行硏磨。 第6表顯示在直流電疊加磁場爲150 Oe下其透磁率/ze 之測量結果。在20kHz及lOOmT之下的鐵心損失亦被顯 示。具有初始透磁率爲75之粉鐵粉鐵心顯示其件直流電疊 加特性爲16,且鐵心損失爲1〇〇。
-23- 536714 五、發明說明(22) 第6表 特 性 粉鐵粉鐵心之透磁率 〔-) 75 105 150 200 300 直流電疊加特性 // e㈠ 18 26 28 30 33 鐵心損失 (千瓦/立方公尺) 90 100 120 150 160 如第6表淸楚地顯示,當粉鐵粉鐵心之初始透磁率變成 小於100之時,無法產生直流電疊加特性之改善。此顯示 粉鐵粉鐵心之初始透磁率被過份地減少,磁通量有走短路 現象而未通過鐵心,因而鐵心之初始透磁率必須至少爲 100 〇 下面將敘述本發明之另一個實施例。 本發明之鐵心中,使用一種薄板磁鐵。此薄板磁鐵包含 一種樹脂及一種分散在樹脂中之磁粉。而樹脂是從包括有 聚聚醯胺-醯亞胺樹脂、環氧樹脂、聚合樹脂(phenylene sulfide)、矽樹脂、聚乙烯樹脂、芳族醯亞胺樹脂、及液晶 聚合物之群組中選出之至少一種。樹脂含量爲30体積°/。以 上,並且總厚度爲500 /zm以下。在此,磁粉最好其矯頑 磁力爲10 kOe以上,Tc在500 °C以上,並且平均粒子直 徑爲2.5到50// m。 本發明之薄板磁鐵中,磁粉可爲一種稀土元素磁粉。 此薄板磁鐵最好其表面光澤度爲25%以上。 -24- 536714 五、發明說明(23) 本發明之一個實施例中,磁粉可外塗一種表面活性劑。 本實施例之鐵心爲在磁路中具有至少一個間隙之鐵心, 並且包含一個永久磁鐵用來做爲在間隙附近進行磁偏壓用 之磁鐵,以從間隙兩端施加磁偏壓。永久磁鐵爲一種薄板 磁鐵,最好磁性間隙的間隙長度約爲500 # m以下,並且 進行磁偏壓用之磁鐵其厚度等於或小於間隙長度,並且沿 著厚度方向被磁化。 除此之外,電感組件可由施加至少一圈之線圈到該含有 磁偏壓之磁鐵所用之薄板磁鐵的鐵心所製成,並且此電感 組件爲低外形,顯示出優異的直流電疊加特性及低鐵心損 失。 關於本發明,已對使用具有厚度爲500 /zm以下,做爲插 入鐵心之磁鐵間隙而做爲磁偏壓之磁鐵所用之薄板磁鐵之 可行性進行硏究。其結果,當所使用之薄板狀磁鐵含有30 體積%以上之具體樹脂,並且具有電阻爲1歐姆-公分以 上,且矯頑磁力爲10 kOe以上,再者鐵心被形成爲具有不 會劣化之鐵心損失特性時,可達成優異之直流電疊加特 性。此乃根據一項事實之發現,達成優異之直流電疊加特 性所需之磁鐵特徵爲矯頑磁力而非能源產物,因而只要矯 頑磁力高時,即使採用高電阻之永久磁鐵之時,亦可達成 高的直流電疊加特性。 具有高電阻及高矯頑磁力之磁鐵一般可由稀土元素之黏 合磁鐵所達成,並且黏合磁鐵是由稀土元素磁粉與黏合劑 -25- 536714 明說 明發 五 混合之後加以模製成型而達成。但是,只要磁粉具有高矯 頑磁力的話,任何成分均可被使用。稀土元素磁粉可爲鈷 釤(SmCo),銨鐵硼(NdFeB),及氮鐵釤(SmFeN)基,爲了避 免在如回焊中使用時有熱去磁現象,磁鐵之居里點Tc値必 須在50(TC以上,並且矯頑磁力iHc必須在10 kOe以上。 當磁粉外塗一種表面活性劑時,因爲粉末在成型中之擴 散變成很優異,並且磁鐵特性改善之故,可產製出具有較 高特徵之鐵心。 任何軟磁性材料被用來做爲扼流圈及變壓器之鐵心材 料,雖然一般使用錳鋅鐵氧體或鎳鋅鐵氧體,粉鐵粉鐵 心,矽鋼板,無定形物等。 鐵心之形狀並未具體限制,因而本發明可被應用到具有 任何形狀之鐵心,例如環形鐵心,EE鐵心,及EI鐵心。 鐵心包含至少在磁路中之一個間隙,並且薄板磁鐵被*** 間隙中,間隙長度未具體限制,雖然當間隙長度過度減少 時,直流電疊加特性會劣化,並且當間隙長度過度增加 時,透磁率會過度地減少,因而無可避免地,間隙長度必 須適當地決定。間隙長度可被限制在500 // m以下,以減 少整個鐵心之尺寸。 關於被***間隙中之薄板磁鐵所需之特徵,當矯頑磁力 小於10 kOe時,磁化會由於作用在鐵心之直流磁場而消 失,因而矯頑磁力必須在10 kOe以上。阻抗越大越佳。但 是,只要電阻在1歐姆·公分以上之時,電阻値不再成爲鐵 -26- 536714 五、發明說明(25) 心損失劣化之主要因素。當粉末之平均粒子直徑實質上超 過50 // m時,鐵心損失特性劣化,因而粉末之平均粒子直 徑最好在5〇em以下。當最小粒子直徑變成2·5/ζιη以下 時,磁化會由於粉末之熱處理及回焊時粉末之氧化而顯著 地減少,故粒子直徑必須在2.5# m以上。 下面將敘述本發明之另一個實施例。 (第7例) 一種Sm2Co17之磁粉及聚醯亞胺樹脂以使用拉波·普拉 斯脫碾磨機(Labo Plastomill)做爲熱捏合機進行熱捏合。 此捏合在15體積%到40體積%之範圍內之許多不同的樹 脂含量中進行。所製成之熱捏合材料使用熱壓製機而被成 型爲厚度〇·5公厘之薄板磁鐵。結果,樹脂含量必須爲30 體積%以進行成型。關於本實施例,上述僅關於含有聚醯 亞胺樹脂之薄板磁鐵的結果。但是,從含有聚醯亞胺樹脂 之外的環氧樹脂、聚合樹脂(phenylene sulfide),砂樹脂, 聚乙烯樹脂,芳族聚醯亞胺樹脂、及液晶聚合物之中選擇 一種而製成每一種薄板磁鐵時,亦可得出類似於上述之結 果。 (第8例) 使每種磁粉及每種樹脂使用普拉斯脫碾磨機以第7表所 顯示之成分而進行熱捏合。普拉斯脫碾磨機在操作時之每 一組溫度被具體化成爲比每種樹脂之軟化溫度高。 -27- 536714 五、發明說明(26) 第7表 成 分 IHc(kOe) 混合比率 (重量比率) ① Sm2Co17 磁粉 15 100 聚醯亞胺樹脂 50 ② Sm2Co17 磁粉 15 100 環氧樹脂 50 ③ Sm2Fe17N 磁粉 10.5 100 聚醯亞胺樹脂 50 ④ 鋇鐵氧體磁粉 4.0 100 聚醯亞胺樹脂 50 ⑤ Sm2CoJ粉 15 100 聚丙烯樹脂 義 50 使用普拉斯脫碾磨機進行熱捏合所產製之材料’以熱壓 製機器在沒有磁場下被模製成型爲厚度〇·5公厘之薄板磁 鐵。此薄板磁鐵被切割成與第1A及1B圖所顯示之E型鐵 氧體鐵心45之中央磁腳的橫剖面有相同之形狀。 隨後,如第1A及1B圖所顯示,一種EE型鐵心之中央 腳被加工成具有0.5公厘之間隙。EE型鐵心是由一般之錳 -鋅鐵氧體材料製成,並且具有一個磁路長度爲7.5公分, 並且其有效橫剖面積爲0.74平方公分。如上述所產製之薄 板磁鐵43被***間隙部分,因而具有磁偏壓磁鐵43之鐵 心可被製成。在圖中,符號43爲薄板磁鐵,而符號45爲 -28- 536714 五、發明說明(27) 鐵氧體鐵心。磁鐵43以脈衝磁化裝置在鐵心45之磁路方 向中被磁化,線圈47被加到鐵心45,並且電感L是以惠 普公司所製造之4284 LCR錶,在交流電磁場頻率爲100 kHz及疊加磁場爲0到200 Oe之條件下進行測量。隨後, 電感L在回焊爐中於270 °C下保持30分鐘之後再度被測 量,並且此測量被重複進行五次。此時,被通入直流電疊 加電流,因而由於直流電疊加特性可被決定。第10到14 圖顯示每個鐵心根據五次測量之直流電疊加特性。 如第14圖顯示,直流電疊加特性在第2次測量中,或者 隨後關於具有薄板磁鐵被***且包括有81112(:()17磁粉擴散 在聚丙烯樹脂之中劣化頗大。此劣化是由於薄板磁鐵在回 焊中變形所造成。如第13圖淸楚顯示,直流電疊加特性在 薄板磁鐵被***之鐵心中隨著測量次數之增加而劣化頗 大,而此薄板磁鐵包含具有矯頑磁力爲4 kOe且擴散在聚 醯亞胺樹脂中之鋇鐵氧體。相反的,如第10到12圖中淸 楚顯示,在重複測量中沒有發現到大的變化,並且在薄板 磁鐵被***之鐵心中顯示很穩定之特性,而薄板磁鐵使用 具有10 kOe以上矯頑磁力之磁粉且使用聚醯亞胺樹脂或環 氧樹脂。由此結果,直流電疊加特性劣化之理由可被假定 爲,因爲鋇鐵氧體薄板磁鐵具有很小之矯頑磁力,因而由 於施加到薄板磁鐵之反向磁場會造成磁化之減少或者磁化 反向。至於被***鐵心之薄板磁鐵,當薄板磁鐵具有10 kOe以上矯頑磁力時,可顯示其優異之直流電疊加特性。 -29- 536714 五、發明說明(28) 雖然本實施例中未顯示,以本實施例以外之結合,以及以 使用從聚合樹脂、矽樹脂、聚乙烯樹脂、芳族醯亞胺樹 月旨、及液晶聚合物之群中選出之樹脂所製成之薄板磁鐵 時,亦可達成相當可靠且相似於上述之效果。 (第9例) 每種Sm2Co17磁粉及30體積%之聚合樹脂使用普拉斯脫 碾磨機而進行熱捏合。每種磁粉具有2.0/zm、25 //m、50/zm、或55//m之粒徑。每種以普拉斯脫碾磨機 熱捏合而產製之材料使用熱壓製機而被成型爲厚度0.5公 厘之薄板磁鐵。此薄板磁鐵43被切割成與E型鐵氧體鐵 心45之中央腳的橫剖面有相同之形狀,因而可製成如第 1A及1B圖所顯示之鐵心。 隨後,磁鐵43以脈衝磁化裝置在鐵心45之磁路方向中 被磁化,線圈47被加到鐵心45,並且鐵心損失特性在室 溫下以岩通電氣株式會社所產製之SY-8 232交流式BH示 蹤器於300 kHz及0.1T之條件進行測量。其結果顯示在第 8表中。如第8表中所淸楚顯示,當製造薄板磁鐵所使用 之磁粉之平均粒子直徑爲2· 5到50 時,可顯示出優異 的直流電疊加特性。 -30- 536714 五、發明說明(29) 第8表 粒子直徑 ("m) 2.0 2.5 25 50 55 鐵心損失 (千瓦/立方公尺) 670 520 540 555 790 (第1〇例) 使60體積。/。之Sm2C〇i7磁粉及40體積。/。之聚醯亞胺樹脂 以普拉斯脫碾磨機而進行熱捏合。使用熱壓製機並且使壓 製時之壓力變化而製出厚度0.3公厘之成型品。隨後,以 脈衝磁化裝置在4T下進行磁化,因而製成薄板磁鐵。每個 薄板磁鐵之光澤度在15%到33%之範圍內,且壓製時之壓 力增加時光澤度亦隨之增加。這些成型品被切割成1公分 XI公分,並且磁通量以TOEI TDF-5之數位式磁通量計進 行測量。此磁通量及光澤度之測量結果並列地顯示在第9 表中。 第9表 光澤度(0/〇) 15 21 23 26 33 45 麵量(高斯) 42 51 54 99 101 102 如第9表所示,具有光澤度爲25%以上之薄板磁鐵顯示 出優異的磁性特徵。其理由爲’當產製的薄板磁鐵在光澤 度爲25%以上時充塡因素變成90%以上。雖然本實施例中 僅顯示使用聚醯亞胺樹脂之試驗結果。但是’從含有聚醯 亞胺樹脂之外的環氧樹脂、聚合樹脂(phenyiene sulfide)、 -31 - 536714 五、發明說明(3〇) 矽樹脂、聚乙烯樹脂、芳族醯亞胺樹脂、及液晶聚合物之 中選擇一種而製成每一種薄板磁鐵時,亦可得出類似於上 述之結果。 (第11例) 一種由新日本化學公司所製造名爲RIKACOAT(聚醯亞胺 樹脂)之Sm2Co17磁粉,與做爲溶劑用之r -丁內酯混合, 並且以離心式空氣去除機進行攪拌5分鐘,隨後以三輥碾 磨機進行捏合,因而製成糊膏狀。若此糊膏被乾燥時,其 成分變成爲60體積%之Sm2Co17磁粉及40體積%之聚醯 亞胺樹脂。相對於81!12(:()17磁粉及新日本化學公司所製造 名爲RIKACOAT之總重量爲70份,溶劑r -丁內酯之混合 比率被定爲重量10份。由刮刀法將由糊膏製成厚度爲500 // m之生薄板(green sheet),並且進行乾燥。乾燥後之生 薄板被切割成1公分XI公分,以熱壓製機進行熱壓製且使 壓製時之壓力變化,並且使此成型品以脈衝磁化裝置在4T 下進行磁化,因而製成薄板磁鐵。不受熱壓製之成型品亦 被磁化製成磁鐵,以做比較。此時,生產是以該混合比率 而被進行,只要可製成生薄板之糊膏可生產出來時,亦可 使用除了上述以外之成分及混合比率。再者,三輥碾磨機 被用來捏合,除了三輥碾磨機以外,其他如均化器、砂碾 磨機、等亦可使用。每種產製之薄板磁鐵之光澤度在9%到 28%之範圍內,且壓製時之壓力增加時光澤度亦隨之增 加。這些成型品被切割成1公分XI公分,並且磁通量以 -32- 536714 五、發明說明(31) TOEI TDF-5之數位式磁通量計進行測量。此磁通量及光 澤度之測量結果並列地顯示在第1〇表中。此時第表亦 並列顯示薄板磁鐵在熱壓製中之壓縮率(=1-熱壓製後之厚 度/熱壓製前之厚度)的測量結果。 第10表第11例中磁通量之測量 光澤度(%) 9 13 18 22 25 28 麵量(高斯) 34 47 51 55 100 102 壓縮率(〇/〇) 0 6 11 14 20 21 由上述結果淸楚顯示,同於第10例,具有光澤度爲25% 以上之薄板磁鐵顯示出優異的磁性特徵。其理由爲,當產 製的薄板磁鐵在光澤度爲25%以上時充塡因素變成90%以 上。至於壓縮率,當壓縮率爲20%以上之時,此結果顯示 有優異的磁性特徵。雖然上述僅係關於具有具體成分及混 合比率之本實施例使用聚醯亞胺樹脂時之試驗結果,但 是,從含有聚醯亞胺樹脂之外的環氧樹脂、聚合樹脂 (phenylene sulfide)、矽樹脂、聚乙烯樹脂、芳族醯亞胺樹 脂、及液晶聚合物之中選擇一種及以上述混合比率以外之 混合比率而製成每一種薄板磁鐵時,亦可得出類似於上述 之結果。 (第12例) 一種Sm2Co17磁粉及做爲表面活化劑用之0.5重量%的磷 酸鈉被混合。同樣地,將一種Sm2Co17磁粉及0.5重量% 之羧甲基纖維素混合,並且將811120:()17磁粉及矽酸鈉混
-33- 536714 五、發明說明(32) 合。每一種之這些混合粉末65體積%與35體積%之聚合 樹脂使用普拉斯脫碾磨機而進行熱捏合。每種以普拉斯脫 碾磨機進行熱捏合而產製之材料使用熱壓製機而被成型爲 厚度0.5公厘之薄板磁鐵。此薄板磁鐵以同於第8例之方 式而被切割成與如第1A及1B圖所顯示之E型鐵氧體鐵心 45之中央磁腳的橫剖面有相同之形狀。如上述所產製之薄 板磁鐵43被***EE型鐵氧體鐵心45之中央磁腳間隙部 分,因而可製成如第1A及1B圖所顯示之鐵心。隨後,磁 鐵43以脈衝磁化裝置在鐵心45之磁路方向中被磁化,線 圏47被加到鐵心45,並且鐵心損失特性在室溫下以岩通 電氣株式會社所產製之SY-8232交流式BH示蹤器於300 kHz及0·1Τ之條件進行測量。其結果顯示在第11表中。 爲了比較起見,不使用表面活化劑而使65體積%之 Sm2Co17磁粉與35體積%之聚合樹脂使用普拉斯脫碾磨機 而進行熱捏合。以普拉斯脫碾磨機進行熱捏合而產製之材 料使用熱壓製機而被製成厚度爲0.5公厘之成型品,並且 此成型品被***與上述相同之EE型鐵氧體鐵心之間隙部 分。隨後,以脈衝磁化裝置在鐵心之磁路方向中被磁化, 然後線圈被加到鐵心中,並且測量鐵心損失特性。其結果 顯示在第11表中。
-34- 536714 五、發明說明(33) 第11表 第12例 Μ鐵心損失之測量 樣 品 鐵心損失(千瓦/立方公尺) +磷酸鈉 495 +羧甲基纖維素 500 +矽酸鈉 485 無添加劑 590 如第11表所示,當表面活化劑被加入時可顯示優異之鐵 心損失特性。其理由爲加入表面活化劑時,可防止主要微 粒之凝結,且渦流損失可被減少。雖然上述僅是關於在本 實施例中加入磷酸鹽之結果,相同於上述結果,當除了上 述之外的表面活化劑被加入時,可顯示優異之鐵心損失特 性,即鐵損(i r ο η 1 〇 s s )特性。 (第13例) 一種Sm2Co17磁粉及聚醯亞胺樹脂以普拉斯脫碾磨機進 行熱捏合。此混合物以熱壓製機在沒有磁場下被壓製成型 爲厚度〇·5公厘之薄板磁鐵。在此,分別具有電阻値爲 0.05、0.1、0.2、0.5、或1·0歐姆-公分之薄板磁鐵以控制 聚醯亞胺樹脂之含量而被產製。隨後,此薄板磁鐵被加 工,以此薄板磁鐵以同於第8例之方式,而具有與如第1Α 及1Β圖所顯示之Ε型鐵氧體鐵心45之中央磁腳的橫剖面 有相同之形狀。隨後,薄板磁鐵43被***錳-鋅鐵氧體材 料製成且具有一個磁路長度爲7.5公分、且其有效橫剖面 積爲0.74平方公分之ΕΕ型鐵心之中央磁腳的磁性間隙
-35- 536714 五、發明說明(34) 中。然後以電磁鐵在磁路方向進行磁化,線圈47被加到鐵 心45 ’並且鐵心損失特性在室溫下以岩通電氣株式會社所 產製之SY-8232交流式BH示蹤器於300 kHz及0.1T之條 件進行測量。在此處,測量中使用相同的鐵氧體鐵心,且 鐵心損失僅磁鐵改變成具有不同電阻値之其他磁鐵時被測 量。其結果顯示在第12表中。 第12表 第13例中鐵心損失之測量 電阻値(歐姆必分) 0.05 0.1 0.2 0.5 1.0 鐵心損失 (千瓦/立方公尺) 1220 530 520 515 530 如第12表淸楚地顯示,當鐵心電阻値爲0.1歐姆-公 分以上時可顯示優異之鐵心損失特性。其理由爲,增加薄 板磁鐵之電阻値時,渦流損失可被減少。 (第14例) 每一種不同的磁粉及每一種不同的樹脂在第13表所顯示 之成分下,以下述之方法被捏合,成型,及加工,因而製 造出厚度0.5公厘之樣品。在此,一種811120:()17磁粉及鐵 氧體磁粉爲燒結材料之粉末化粉末。一種Sm2Fe17 N粉末 爲使Sm2Fe17粉末受到氮化處理還原及擴散方法作用而被 製成。每一種粉末之平均粒子直徑爲約5/zm。芳族醯亞胺 樹脂(6T尼龍)、及聚丙烯樹脂以普拉斯脫碾磨機在氬氣環 境下各於300°C (聚醯胺)及250°C (聚丙烯)進行熱捏合,並 且以熱壓製機壓製成型爲樣品。一種可溶之聚醯亞胺樹脂 -36- 536714 五、發明說明(35) 及以r ·丁內酯做爲溶劑被混合,並且以離心式空氣去除機 進行攪拌5分鐘而製成糊膏狀。隨後,由刮刀法將糊膏製 成厚度爲500 //m之生薄板,並且進行乾燥及熱壓製,以 製成樣品。將環氧樹脂在燒杯中攪拌且混合,並且模製成 型,而在適當硬化條件下製成樣品。所有這些樣品之電阻 値爲1歐姆-公分以上。 此薄板磁鐵被切割成下述鐵氧體鐵心之中央腳的橫剖面 形狀。鐵心爲錳-鋅鐵氧體材料製成且具有一個磁路長度爲 5.9公分、且其有效橫剖面積爲0.74平方公分之一般EE 型鐵心、且中央腳係加工爲具有0.5公厘之間隙。如上述 製成之薄板磁鐵被***間隙部份中,且其配置顯示於第1A 及1B圖(符號43爲薄板磁鐵,符號45爲鐵氧體鐵心,並 且符號4 7爲線圈部份)。 隨後,以脈衝磁化裝置在磁路方向中進行磁化,並且隨 後,直流電疊加特性及有效透磁率是以惠普公司所製造之 HP-42 84A LCR錶,在交流電磁場頻率爲100 kHz及疊加 磁場爲35 Oe之條件下進行測量。 這些鐵心在270°C之回焊爐中被保持30分鐘,隨後在相 同條件下再度測量其直流電疊加特性。 爲了比較例,亦對沒有***磁鐵之鐵心進行測量,其結 果爲其特性在回焊之前及之後不改變,並且有效透磁率 爲70。 第13表顯示這些結果,並且第7圖顯示第2及4例及比
-37- 536714 五、發明說明(36) 較例之直流電疊加特性以做爲結果之一部分。當然,疊加 直流電被施加,以使直流偏壓磁場之方向與磁鐵在***時 之磁化方向相反。 關於***有聚丙烯樹脂之薄板磁鐵,由於磁鐵之顯著變 形而無法進行測量。 至於具有矯頑磁力爲4 kOe之鋇鐵氧體薄板磁鐵的鐵 心,其直流電疊加特性在回流之後會劣化很大程度。*** 有Sm2Fe17 N薄板磁鐵的鐵心,其直流電疊加特性在回流 之後亦會劣化很大程度。相反地,關於***有矯頑磁力爲 10 kOe以上且Tc高達770°C之Sm2Co17薄板磁鐵的鐵心, 未觀查到直流電疊加特性之劣化,因而顯示很穩定之特 性。 從這些結果,直流電疊加特性劣化之理由被假定爲,因 爲鋇鐵氧體薄板磁鐵具有很小之矯頑磁力,由於施加到磁 鐵之相反方向的磁場而產生磁化之減少或磁化之反向,而 特性劣化之理由被假定爲,雖然釤鐵氮(SmFelV)磁鐵具有 高的矯頑磁力,Tc低達470°C,因而會產生熱去磁,並且 會有熱去磁與反向磁場造成之去磁增強之現象產生。故, 關於***鐵心中之薄板磁鐵,當薄板磁鐵之矯頑磁力爲10 kOe以上,且Tc爲500°C以上之時,可以顯示優異之直流 電疊加特性。 雖然未顯示在本實施例中,當使用本實施例以外之結 合,並且當以本發明範圍內之其他樹脂製成薄板磁鐵時, -38- 536714 五、發明說明(37) 相似於上述之效果可以很可靠地達成。 第13表 樣 磁鐵成分 混合比率 透磁率/z e回 透磁率"e 品 獅旨成分 iHc(kOe) (重量比率) 焊前(35 Oe) 回焊後(35 Oe) Sm(Con 742Feft 2nCuft ft5;sZrnft29)7 7 15 100 ① 芳族聚麵胺樹脂 100 140 130 Sin(Coft 742Feft 2〇Cuft 05SZrft ft29)77 15 100 ② 可溶性聚麵胺樹脂 100 120 120 Sni(Co0 742Feft -2ftCuft ftssZrft ftl9)7 7 15 100 ③ 環氧樹脂 100 140 120 Sm2Fe17N 磁粉 10 100 ④ 芳族聚醯亞胺樹脂 100 140 70 鋇鐵氧體磁粉 4.0 100 ⑤ 芳族聚麵胺樹脂 100 90 70 Sm(Coft 742Feft 2〇Cuftft5i5Zrftftl9)77 15 100 ⑥ 聚丙燃樹脂 麵 100 140 - (第15例) 與第14例中相同的Sm2Co17磁粉(iHc= 15kOe)及可溶性 聚合(醯胺醯亞胺)樹脂(TOYOBO VIROMAX)以壓力捏合 機進行捏合,並且以行星式混合器(planetary mixer)進行 稀釋且捏合,並且以離心式空氣去除機進行攪拌5分鐘, 而製成糊膏狀。隨後,由刮刀法將糊膏乾燥製成厚度爲 500 /zm之生薄板,並且進行乾燥及熱壓製及加工而製成厚 -39- 536714 五、發明說明(38) 度爲0.5公厘之薄板磁鐵樣品。在此’聚合(釀胺-酿亞胺) 樹脂之含量被調整成第14表所示,使薄板磁鐵具有電阻値 爲0.06, 0.1,0.2, 0.5及1.0歐姆-公分。隨後,這些薄板磁 鐵被切割成與第8例鐵心的中央磁腳的橫剖面有相同之形 狀,而製成樣品。 隨後,每個如上述所產製之薄板磁鐵被***與第14例中 相同型式之EE型鐵氧體鐵心中其間隙長度爲0.5公厘的間 隙中,並且磁鐵以脈衝磁化裝置而被磁化。所產製之鐵 心,其鐵心損失特性在室溫下以岩通電氣株式會社所產製 之SY-8232交流式BH示蹤器於300 kHz及0.1T之條件進 行測量。在此,相同的鐵氧體鐵心被使用在測量中,並且 鐵心損失僅在磁鐵被改變成具有不同的電阻,並且被*** 且再度以脈衝磁化裝置而被磁化之後測量。 其結果被顯示在第14表中。一個具有相同間隙之EE型 鐵心在相同條件之下,具有鐵心損失特性爲520千瓦/立方 公尺,用來做爲比較例。 如第14表所示,具有電阻爲0.1歐姆-公分之鐵心可顯示 優異之鐵心損失特性。其理由被假定爲,渦流損失隨著薄 板磁鐵之電阻增加而減少。
-40- 536714 五、發明說明(39) 第14表 樣品 磁鐵成分 樹脂量 mm%) 電阻爲〇·1 獅細 鐵心損失 (千瓦/立方公尺) ① 25 0.06 1250 ② 30 0.1 680 ③ Sm(Co〇 742Fe0 2〇Cu〇 055Zr0 029)7.7 35 0.2 600 ④ 40 0.5 530 ⑤ 50 1.0 540 如上述,厚度爲500 // m以下之薄板磁鐵可依照本實施例 而製成。使用此薄板磁鐵做爲磁偏壓用之磁鐵時,可提供 一種小型化鐵心,並且此鐵心在高頻時具有改進之直流電 疊加特性,並且即使在回焊溫度下亦不會有劣化產生之特 性。再者,使用此鐵心時,可製成回焊時亦無劣化產生之 特性的電感組件,並且其可供表面粘著之用。 (第16例) 具有不同粒徑之磁粉以改變粉末化時間之方法,從具有 Sn^ComzFemCuo o^Zro oH)·^ 成分之燒結 鐵 (iHc = 15kOe)而製成,並且隨後最大粒子直徑經由具有不同 網孔之篩網而調整。 一種由新日本化學公司所製造名爲RIKACOAT(聚醯亞胺 樹脂)之Sm2Co17磁粉,與做爲溶劑用之τ-丁內酯混合, 並且以離心式空氣去除機進行攪拌5分鐘,因而製成糊膏 -41 - 536714 五、發明說明(4〇) 狀。若此糊膏被乾燥時,其成分變成爲60體積。/。之 Sm2Co17磁粉及40體積%之聚醯亞胺樹脂。相對於 Sm2Co17磁粉及新日本化學公司所製造名爲RIKACOAT之 總重量爲70份,溶劑r -丁內酯之混合比率被定爲重量1〇 份。由刮刀法將由糊膏製成厚度爲500//m之生薄板,並 且進行乾燥及熱壓製。此生薄板被切割成鐵氧體鐵心之中 央腳形狀,並且以脈衝磁化裝置在4T下進行磁化,因而製 成薄板磁鐵。這些薄板磁鐵之磁通量以TOEI TDF-5之數 位式磁通量計進行測量,並且測量結果顯示於第15表中。 再者,薄板磁鐵以相同於第14例之方式而被***鐵氧體鐵 心之中,並且測量其直流電疊加特性,隨後測量其偏壓 量。偏壓量是由透磁率及疊加磁場之値所決定。
-42- 536714 五、發明說明(41) 第15表 樣品 平均粒子 直徑(//m) 網孔之篩網 (^m) 熱藤之壓力 (kgf/cm2) 中心線平均 贿"m) mm(G) 偏壓量(G) ① 2.1 45 200 1.7 30 600 ② 2.5 45 200 2 130 2500 ③ 5.4 45 200 6 110 2150 ④ 25 45 200 20 90 1200 ⑤ 5.2 45 100 12 60 1100 ⑥ 5.5 90 200 15 100 1400 關於具有平均粒子直徑爲2· lvm之第1樣品,其磁通量 減少而偏壓量較小。其理由據信爲磁粉在生產階段進行時 會氧化。關於具有較大平均粒子直徑之第4樣品,其磁通 量由於粉末之低充塡因素而減少,並且偏壓量減少。偏壓 量減少之理由據信爲,因爲磁鐵之表面粗度很粗糙,因而 與鐵心之黏著力不足,故透磁係數減少。關於具有較小平 均粒子直徑之第5樣品,由於壓製時不足夠之壓力導致具 有較大之表面粗度之故,其磁通量由於粉末之低充塡因素 而減少,並且偏壓量減少。關於含有較粗粒子之第6樣 品,其偏壓量減少。其理由據信爲磁鐵之表面粗度很粗糙 之故。 由這些結果淸楚地顯示,當***之薄板磁鐵其磁粉之平 均粒子直徑爲約25/zm以上、最大粒子直徑爲50/zm以 上、並且中心線平均粗度爲1〇 以下時,可顯示優異之
-43- 536714 五、發明說明(42) 直流電疊加特性。 (第17例) 由一種鑄錠之粗粉末化、且隨後被熱處理之兩種磁粉被 使用。一種鑄錠爲81112(:()17基之鑄錠,其具有锆含量爲 0.01原子百分比、且具有所謂第二代Sm2Co17磁鐵、 之成分,而另一種鑄錠爲 81112<:〇17基之鑄錠,其具有锆含量爲0.029原子百分比、且 具有所謂第三代Sm2Co17磁鐵、 SmfCoomzFemCuo ossZrmds z 之成分。上述第 一^代 Sm2Co17磁粉在800°C下受到1.5小時之老化熱處理,而第 三代Sm2Co17磁粉在800°C下受到10小時之老化熱處理。 由這些處理,以VSM對第二代Sm2Co17磁粉及第三代 Sm2Co17磁粉進行矯頑磁力之測量分別爲8 kOe及20 kOe。這些粗粉末後的粉末在有機溶劑中以球硏磨機進行 細粉末化,使其平均粒子直徑爲5.2/zm,並且使此粉末通 過具有45//m網孔之篩網,因而製成磁粉。每種製成之磁 粉與35體積%之環氧樹脂混合,並且此混合物被進行模製 成型爲與第14例之EE鐵心之中央腳形狀相同且厚度爲 〇·5公厘的黏合磁鐵。磁鐵特徵是以直流BH示蹤器,而對 分別製備成直徑1〇 且厚度爲10/zm的試片進行測量。 矯頑磁力幾乎等於粗粉末化之粉末的矯頑磁力。隨後, 這些磁鐵被***與第14例相同之EE鐵心,並且進行脈衝 磁化及線圈之加入。然後,有效透磁率是以LCR錶在直流 -44- 536714 五、發明說明(43) 疊加磁場爲40 Oe及100 kHz之條件下進行測量。這些鐵 心被保持在與回焊相同之條件,即這些鐵心被保持在270 °C之熱靜力室中1小時之後,再以上述相同的方法測量直 流電疊加特性。其結果顯示在第16表中。 第1 6表 樣 品 透磁率// e 回焊前(35 Oe) 透磁率μ e 回焊後(350e) Sm(Co0 78Fe0 nCuft 10Zr0 01)8 2 120 40 Sm(Co0 742Fe0 20Cu0 2 130 130 如第16表所淸楚顯示者,當使用具有高矯頑磁力之第三 代81112€:()17磁粉之時,即使在回焊之後亦可達成優異的直 流電疊加特性。矯頑磁力峰値之出現一般爲在釤與過渡金 屬之具體比率時可觀查到,雖然最適成分比率視合金中之 氧含量而變化乃爲習知。關於燒結材料,最適成分比率被 證明爲在7.0到8.0之內變化,而關於鑄錠,最適成分比 率被證明爲在8.0到8.5之內變化。從上述淸楚可知,當 成分爲第二代 Sm(CoBa| FeQ15 t。mCuo os tQ o wZrm t。 0.03)7.0 t〇8.5之時,即使在回焊條件下,亦可顯示優異之直 流電疊加特性。 (第18例) 使用第16例中之第3樣品的磁粉。磁粉有一個成分爲 SmiCOmzFeo zoCuo ossZrmdT.T,其平均粒子直徑爲 5/Z m,最大粒子直徑爲45 Am。每種磁粉表面塗鋅,具有軟
-45- 536714 五、發明說明(44) 化溫度點爲400°C之無機玻璃(氧化鋅-三氧化二硼-氧化 鉛),或鋅及無機玻璃(氧化鋅-三氧化二硼-氧化鉛)。薄板 磁鐵依照此方式以第二例之第二樣品製成,製成之薄板磁 鐵被***錳-鋅鐵氧體鐵心中,並且製成之錳-鋅鐵氧體鐵 心的直流電疊加特性,以第16例之相同方式被進行測量。 隨後,磁偏壓被決定且鐵心損失特性使用與第2例之相同 方式進行測量。比較結果被顯示在第17表中。 在此,鋅與磁粉混合,隨後在氬氣環境中在50(TC下進行 熱處理2小時。氧化鋅-三氧化二硼-氧化鉛使用與鋅相同 之方式,除了熱處理溫度爲450°C下進行熱處理。另一方 面,爲了形成一個複合層,鋅與磁粉被混合,並且在在 500°C下進行熱處理,製成之粉末從爐中被取出,並且粉末 與氧化鋅-三氧化二硼-氧化鉛混合,隨後製成之混合物在 450°C下進行熱處理。製成之粉末與一種總體積量之45體 積%的黏合劑(環氧樹脂)混合,隨後,在沒有磁場下進行 模製成型。製成之成型品具有與第15例中相同之鐵氧體鐵 心之中央腳橫剖面的形狀,且具有0.5公厘之高度。產製 之成型品被***鐵心之中,並且以約10T脈衝磁場進行磁 化。直流電疊加特性是以第14例之相同方式而進行測量, 並且鐵心損失特性是使用與第15例之相同方式進行測量。 然後,這些鐵心被保持在270°C之熱靜力室中30分鐘之 後,再以上述相同的方式測量直流電疊加特性及鐵心損失 特性。做爲比較例用,一種成型品從沒有以上述方式進行 -46- 536714 五、發明說明(45) 塗層之粉末所製成,並且進行特性測量。其結果顯示在第 17表中。 如結果中淸楚顯示,雖然關於未塗層樣品,直流電疊加 特性及鐵心損失特性由於熱處理而劣化較大之程度,關於 塗有鋅、無機玻璃、及其複合物之樣品,熱處理時劣化之 速率與未塗層者比較很小。其理由被假設爲,磁粉之氧化 可由塗層所防止。 關於含有10體積%以上之塗層材料的樣品,有效透磁率 低,並且磁鐵之磁偏壓場強度,與其他樣品比較時減少很 大。其理由據信爲磁粉之含量由於磁粉與塗層材料之反應 而減少。故,當塗層材料之量在0.1到10wt°/〇之範圍內 時,會顯示更優異之特性。 第17表 塗 層 回 焊 前 回 焊 後 樣品 鋅(體 三氧化二硼-氧 鋅+三氧化二硼- 偏壓 鐵心損失(千 偏壓 鐵心損失(千瓦 積 0/〇) 化船(體積%) 氧化鉛(體積%) 量(G) 瓦/立方公尺) 量(G) /立方公尺) 比較例 2200 520 300 1020 1 0.1 2180 530 2010 620 2 1.0 2150 550 2050 600 3 3.0 2130 570 2100 580 4 5.0 2100 590 2080 610 5 10.0 2000 650 1980 690 6 15.0 1480 1310 1480 1350 -47- 536714 五、發明說明(46) 7 0-1 2150 540 1980 610 8 1.0 2080 530 1990 590 9 3.0 2050 550 2020 540 10 5.0 2020 570 2000 550 11 10.0 1900 560 1880 570 12 15.0 1250 530 1180 540 13 3 + 2 2050 560 2030 550 14 5 + 5 2080 550 2050 560 15 10 + 5 1330 570 1280 580 (第19例) 第16例中之第3樣品的81112(:()17磁粉與做爲黏合劑用之 環氧樹脂50體積%混合,此混合物在2T磁場中之中央腳 的頂及底方向上被模製成型,以製成非等方性磁鐵。爲了 做爲比較例,一個磁鐵亦在沒有磁場情況下被模製成型。 隨後,每個黏合磁鐵以同於第15例之方式被***錳-鋅鐵 氧體鐵心材料中,並且進行脈衝磁化及線圈加入。然後, 以LCR計測量其直流電疊加特性,並且透磁率從鐵心常數 及線圈之圈數計算出來。其結果被顯示在第18表中。 測量完成之後,樣品被保持在與回焊中之相同條件下, 即樣品被保持在270°C之熱靜力室中1小時。隨後,樣品 被冷卻到周圍溫度,並且以同於上述方式測量其直流電疊 加特性。其結果被顯示在第18表中。 如第18表中淸楚地顯示,回焊前及回焊後之直流電疊加 -48- 536714 五、發明說明(47) 特性均顯示比在無磁場下模製成型之磁鐵優異。 第 18_^_____ 樣 品 回焊前(在45 Oe時) 回焊後(在45 Oe時) 在磁場中模製成型 130 130 在無磁場下模製成型 50 50 (第20例) 第16例中之第3樣品的8«12<:〇17磁粉與做爲黏合劑用之 50體積%,環氧樹脂混合,使此混合物在無磁場之環境下被 模製成型,以產製出厚度爲〇·5公厘之磁鐵。此製成之磁 鐵被***錳·鋅鐵氧體鐵心材料中,並且以同於第14例之 方式進行磁化。在此時,磁化之磁場分別爲1、2、2.5、 3、5、及10T。在1、2、及2.5T方面,磁化是由一個電磁 鐵進行。而在3、5及10T方面,磁化是由脈衝磁化裝置 所進行。隨後,以LCR計測量其直流電疊加特性,並且透 磁率從鐵心常數及線圈之圈數計算出來。由這些結果,磁 偏壓量以第16例之方法決定,其結果被顯示在第16圖中。 如第1 6圖中淸楚地顯示,當磁場小於2 · 5 T時,無法觀 查到優異之直流電疊加特性。 (第21例) 下面將參照第17及18圖敘述本發明之電感組件。使用 在電感組件中之鐵心65由錳-鋅鐵氧體鐵心材料製成,因 而構成具有磁路長度爲2.46公分,有效橫剖面積爲〇·394 平方公分之EE型鐵心。厚度爲0·16公厘之薄板磁鐵69被 -49- 536714 五、發明說明(48) 加工成與E型鐵心65之中央腳橫剖面形狀相同。如第18 圖所示’成型線圈(樹脂封裝線圈(圈數爲4))67被加入E 型鐵心65中,薄板磁鐵69被配置在鐵心間隙部份,並且 被其他鐵心65所固定,因而此組合形成電感組件之功能。 薄板磁鐵69之磁化方向被設成與成型線圈67所產生之 磁場方向相反。 爲了比較起見,有加入薄板磁鐵及沒有加入薄板磁鐵時 均測量其直流電疊加電感特性,前者及後者之結果在第19 圖分別被顯示爲73及71。 與上述相同,直流電疊加電感特性在通過一個回焊爐(峰 點溫度270°C )之後進行測量。結果,回焊後之直流電疊加 電感特性被證明等於回焊前之直流電疊加電感特性。 (第22例) 本發明之另一個電感組件將參照第20及21圖說明。使 用在電感組件中之鐵心65由錳-鋅鐵氧體鐵心材料製成, 因而構成與第21例相同之具有磁路長度爲2·46公分,有 效橫剖面積爲〇·394平方公分之型鐵心。但是,形成一個 ΕΙ型鐵心並且做爲電感組件。其組合步驟同於第21例所 述者,雖然一個鐵氧體鐵心77爲I型。 在鐵心加入有薄板磁鐵並且鐵心通過回焊爐後之情況 時,其直流電疊加電感特性等於第21例者。 (第23例) 本發明之另一個電感組件將參照第22及23圖說明。本 -50- 536714 五、發明說明(49) 發明第23例之薄板磁鐵被加入到電感組件中。使用在電感 組件中之鐵心87由錳-鋅鐵氧體鐵心材料製成,並且構成 具有磁路長度爲〇·〇2公尺,有效橫剖面積爲5xl0·6平方公 尺之UU型鐵心。如第23圖所示,線圈91被加入線軸89 中,並且當一對ϋ型鐵心87被加入時,薄板磁鐵93配置 在間隙部。薄板磁鐵93被加工成與U型鐵心87之橫剖面 (關節部)形狀相同,並且具有〇·2公厘之厚度。此組合做爲 電感組件,其透磁率爲4xl(T3H/m。 薄板磁鐵93之磁化方向被設成與線圈所產生之磁場方向 相反。 爲了比較起見,有加入薄板磁鐵及沒有加入薄板磁鐵時 均測量其直流電疊加電感特性,前者及後者之結果在第24 圖分別被顯示爲97及95。 上述直流電疊加電感特性之結果一般等於構成鐵心之鐵 心工作磁通密度(△ B)之增補,並且此將在下面參照第25 A 及25B圖補充說明之。在第25A圖中,符號99爲習知電 感組件之鐵心之工作範圍,並且第25B圖中之符號101係 被加入有本發明薄板磁鐵之電感組件之鐵心之工作範圍。 在這些圖中,符號99及101各相當於上述直流電疊加電感 特性之結果95及97。通常,電感組件以下列理論公式(1) 表示: △ B = (E · ton)/(N · Ae) (1) 其中E代表電感組件之施加電壓,ton代表電壓施加時 -51 - 536714 五、發明說明(so) 間’ N代表電感之圈數,並且Ae代表構成鐵心之鐵心有效 橫剖面積。 由公式(1)中淸楚得知,上述工作磁通密度(ΔΒ)之增補與 電感之圏數之倒數及有效橫剖面積之倒數成正比,前者由 於電感組件之圈數減少而可形成銅損降低、且電感組件之 小型化之效果,後者對構成鐵心之鐵心的小型化有貢獻, 因而與上述電感組件之圈數減少而使電感組件之小型化之 因素結合可使電感組件大幅地小型化。 在變壓器方面,因爲主線圏及副線圈之圈數可減少,因 而可顯示出很大之效果。 再者,輸出功率是由公式(2)表示。從公式中淸楚地顯 示,增補之工作磁通密度(ΔΒ)會影響到增加輸出功率之 效果。 Ρ〇= κ · (Δ B)2 · f (2) 其中Po代表電感組件之輸出功率,/c表示比例常數,並 且f表示驅動頻率。 在電感組件之可靠度方面,直流電疊加電感特性在通過 一個回焊爐(峰點溫度27(TC )之後進行測量。結果,回焊後 之直流電疊加電感特性被證明等於回焊前之直流電疊加電 感特性。 (第24例) 本發明之另一個電感組件將參照第26及27圖說明。本 發明第24例之薄板磁鐵被加入到電感組件中。使用在電感 -52- 536714 五、發明說明(51) 組件中之鐵心由錳-鋅鐵氧體鐵心材料製成,並且構成與第 23例相同具有磁路長度爲0.02公分,有效橫剖面積爲 5χ10_ό平方公尺之鐵心,或構成一個UI狀之鐵心,因而形 成電感組件。如第27圖所示,線圈1 〇9被加入線軸71 中,並且一個I型鐵心107被加入線軸中。隨後,薄板磁 鐵113以一對一方式(兩個凸緣總共兩個磁鐵)被配置在配 置在線軸之兩個凸緣部上(在延伸於線軸之I型鐵心107之 部份上),並且一個U型鐵心105被加入,因而完成一個電 感組件。薄板磁鐵113被加工成與U型鐵心105之橫剖面 (關節部)形狀相同,並且具有〇·1公厘之厚度。 直流電疊加電感特性等於第23例中通過回焊爐後之有加 入薄板磁鐵及沒有加入薄板磁鐵之鐵心者。 (第25例) 本發明之另一個電感組件將參照第28及29圖說明。本 發明第25例之薄板磁鐵被加入到電感組件中。使用在電感 組件中之四個I型鐵心117由矽鐵製成,並且構成一個具 有磁路長度爲0.2公尺,有效橫剖面積爲lxl(T4平方公尺 之正方型鐵心。如第28圖所示,兩個具有絕緣紙之線圈 119以一對一方式被加入I型鐵心117中,並且另兩個I 型鐵心117被加入以形成正方型磁路。本發明之鐵心123 被配置在關節部,因而具有透磁率爲2xl0_2H/m之正方型 磁路可被形成,並且做爲電感組件之用。 薄板磁鐵123之磁化方向被設成與線圈所產生之磁場方 -53- 536714 五、發明說明(52) 向相反。 爲了比較起見,有加入薄板磁鐵及沒有加入薄板磁鐵時 均測量其直流電疊加電感特性,前者及後者之結果在第30 圖分別被顯示爲127及125。 上述直流電疊加電感特性之結果一般等於構成鐵心之鐵 心工作磁通密度(△ B)之增補,並且此將在下面參照第3 1A 及31B圖補充說明之。在第31A圖中,符號129爲習知電 感組件之鐵心之工作範圍,並且第31B圖中之符號131係 被加入有本發明薄板磁鐵之電感組件之鐵心之工作範圍。 在這些圖中,符號129及131各相當於上述直流電疊加電 感特性之結果125及127。通常,電感組件以下列理論公 式(1)表示: Δ B = (E · ton)/(N · Ae) (1) 其中E代表電感組件之施加電壓,ton代表電壓施加時 間,N代表電感之圈數,並且Ae代表構成鐵心之鐵心有效 橫剖面積。 由公式(1)中淸楚得知,上述工作磁通密度(ΔΒ)之增補與 電感之圈數之倒數及有效橫剖面積之倒數成正比,前者由 於電感組件之圈數減少而可形成銅損降低、且電感組件之 小型化之效果,後者對構成鐵心之鐵心的小型化有貢獻, 因而與上述電感組件之圏數減少而使電感組件之小型化之 因素結合可使電感組件大幅地小型化。在變壓器方面,因 爲主線圈及副線圈之圈數可減少,因而可顯示出很大之效 -54- 536714 五、發明說明(53)果。 再者,輸出功率是由公式(2)表示。從公式中淸楚地顯 示,增補之工作磁通密度(△ B)會影響到增加輸出功率之 效果。 Ρο= κ (ΔΒ)2·ί (2) 其中Ρο代表電感組件之輸出功率,κ表示比例常數,並 且f表不驅動頻率。 在電感組件之可靠度方面,直流電疊加電感特性在通過 一個回焊爐(峰點溫度270 °C )之後進行測量。結果,回焊後 之直流電疊加電感特性被證明等於回焊前之直流電疊加電 感特性。 (第26例) 本發明之另一個電感組件將參照第32及33圖說明。本 發明第26例之電感組件包括有具矩形凹部之正方形鐵心 135,一個I型鐵心137,一個使線圈139加纏繞其上用之 線軸141,及薄板磁鐵143。 在此,正方形鐵心135及I型鐵心137由錳-鋅鐵氧體鐵 心材料製成,而構成具有兩個並列配置之相同矩形,並且 具有磁路長度爲6.0公分,且有效橫剖面積爲0.1平方公 分之鐵心。 薄板磁鐵143厚度爲0.2 5公厘,橫剖面積爲0.1平方公 分,並且薄板磁鐵143之磁化方向被設成與線圈所產生之 磁場方向相反。 -55- 536714 五、發明說明(54) 線圈139之圏數爲18圈,爲了比較起見,有加入薄板磁 鐵及沒有加入薄板磁鐵時均測量其直流電疊加電感特性, 前者及後者之結果在第34圖分別被顯示爲147及145。 直流電疊加電感特性亦如上述在通過一個回焊爐(峰點溫 度270°C )之後進行測量。結果,回焊後之直流電疊加電感 特性被證明等於回焊前之直流電疊加電感特性。 (第27例) 本發明之另一個電感組件將參照第35及36圖說明。本 發明第27例之薄板磁鐵被加入到電感組件中。在電感組件 之構造方面,線圈157被加入到凸型鐵心153中,薄板磁 鐵159配置在凸型鐵心153之凸部頂面,並且這些均以圓 筒形蓋之鐵心155覆蓋。薄板磁鐵159具有與凸型鐵心 153之凸部頂面相同之形狀(〇.〇7公厘),並且其厚度爲120 “ m 〇 在此,上述之凸型鐵心153及圓筒形蓋之鐵心155均由 錳-鋅鐵氧體鐵心材料製成,並且構成具有磁路長度爲1.85 公分,且有效橫剖面積爲0.07平方公分之鐵心。 薄板磁鐵159之磁化方向被設成與線圈所產生之磁場方 向相反。 線圈157之圈數爲15圈,爲了比較起見,有加入薄板磁 鐵及沒有加入薄板磁鐵時均測量其直流電疊加電感特性。 其結果分別顯7Γ;在第37圖中之165及163。 直流電疊加電感特性亦如上述在通過一個回焊爐(峰點溫 -56- 536714 五、發明說明(55) 度270°C )之後進行測量。結果,回焊後之直流電疊加電感 特性被證明等於回焊前之直流電疊加電感特性。 符號說明 55… 環形鐵心 57··· 黏合磁鐵 59… 線圈 45··· E型鐵氧體鐵心 43··· 薄板磁鐵 L… 電感 6 5… 鐵心 67… 成型線圈 77··· 鐵氧體鐵心 89··· 線軸 95,97,99,101 … 工作範圍 105… U型鐵心 135··· 正方形鐵心 153… 凸型鐵心 155··· 圓筒形蓋之鐵心 -57-
Claims (1)
- 536714 六、申請專利範圍 1. 一種磁鐵心,其包括有至少在磁路中之一個間隙,以 及一個被***該間隙中之永久磁鐵,其特徵爲:該磁鐵 心在直流電作用所產生之120 Oe之磁場中,其在 2 0 kHz時之交流電透磁率爲45以上,並且在2 0 kHz且 最大磁通密度爲0.1T時其磁鐵心損失特性爲100千瓦/ 立方米。 2. 如申請專利範圍第1項之磁鐵心,其具有初始透磁率 爲100以上。 3. 如申請專利範圍第1項之磁鐵心,其包含有鎳-鋅鐵氧 體(ferrite)或猛-鋅鐵氧體,其中磁鐵爲包含有稀土元 素磁粉及黏合劑之黏合磁鐵。 4. 如申請專利範圍第3項之磁鐵心,其中黏合磁鐵包含 具有平均粒子直徑爲0/zin到10//m(不包括0/zm)並 且5到30体積%之黏合劑之稀土元素磁粉,並且具有 1歐姆-公分以上之電阻,及矯頑磁力爲5 kOe以上。 5. 如申請專利範圍第1項之磁鐵心,其中永久磁鐵爲包 含有擴散在樹脂中之磁粉之黏合磁鐵,並且具有0.1歐 姆-公分以上之電阻,居里點Tc爲300°C以上,並且平 均粒子直徑爲小於150// m。 6. 如申請專利範圍第5項之磁鐵心,其中磁粉之平均粒 子直徑爲2.0到50/zm。 7. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中樹脂含量爲10 体積%以上。 -58- 536714 六、申請專利範圍 8. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中磁粉爲稀土元 素磁粉。 9. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中模製壓縮率爲 20%以上。 1◦•如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中稀土元素磁粉 被用來做爲黏合磁鐵,並且另外包含有矽烷偶合劑或鈦 偶合劑。 11·如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中黏合磁鐵由於 生產時磁場之定向而具有非等方性。 1Z如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中磁粉外塗有表 面活性劑。 η如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中永久磁鐵具有 小於10 /z m之中心線平均粗度。 14. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中永久磁鐵具有1 歐姆-公分以上之電阻。 15. 如申請專利範圍第14項之磁鐵心’其中永久磁鐵是由 模製成型法所製造。 16. 如申請專利範圍第1 5項之磁鐵心,其中永久磁鐵是由 熱壓法所製造。 17如申請專利範圍第6項之磁鐵心’其中永久磁鐵之總 厚度在500 // m以下。 18.如申請專利範圍第17項之磁鐵心’其中永久磁鐵是由 一種如刮刀片法及印製法之薄膜製造法’而使樹脂及 -59- 536714 六、申請專利範圍 磁粉之混合塗裝所製造。 19. 如申請專利範圍第1 7項之磁鐵心,其中永久磁鐵具有 表面光澤度爲25%以上。 20. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中樹脂爲從包括 有聚丙烯樹脂、尼龍6、尼龍12、聚醯亞胺樹脂、聚 乙烯樹脂、及環氧樹脂之群組中選出之至少一種。 21. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中永久磁鐵之表 面塗有一種具有熱阻溫度爲120°C以上之樹脂或熱阻性 塗層。 22. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中磁粉爲從包括 有鈷釤(SmCo),銨鐵硼(NdFeB),及釤鐵氮(SmFeN) 之群組中選出之稀土元素磁粉。 23. 如申請專利範圍第6項之磁鐵心,其中磁粉矯頑磁力 爲10 kOe以上,居里點Tc爲50 0°C以上,並且平均 粒子直徑爲2.0到50/z m。 如申請專利範圍第23項之磁鐵心,其中磁粉爲鈷-釤磁 鐵。 2&如申請專利範圍第23項之磁鐵心,其中鈷化釤稀土元 素磁粉爲以 S Π1 (C〇balFe〇.i5 to 0.25^^0.05 to 0.06Zr〇.〇2 to 0.03)7.0 to 8·5 代表之合金粉末。 26如申請專利範圍第23項之磁鐵心’其中樹脂含量爲30 体積%以上。 -60- 536714 六、申請專利範圍 27·如申請專利範圍第23項之磁鐵心,其中樹脂爲從包括 有聚醯亞胺樹脂、聚合(醯胺_醯亞胺)樹脂、環氧樹 月旨、聚合(苯二硫化物)樹脂、矽樹脂、聚乙烯樹脂、芳 族聚醯亞胺樹脂、及液晶聚合物之群組中選出之至少 一種。 28. —種電感元件,其特徵在於至少一圈之線圈被施加到 如申請專利範圍中第1到27項中之任一項之磁鐵心。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000325859 | 2000-10-25 | ||
JP2001023120 | 2001-01-31 | ||
JP2001117665 | 2001-04-17 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW536714B true TW536714B (en) | 2003-06-11 |
Family
ID=27345026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW090126371A TW536714B (en) | 2000-10-25 | 2001-10-25 | Magnetic core including bias magnet and inductor component using the same |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6717504B2 (zh) |
EP (1) | EP1202295A3 (zh) |
KR (1) | KR100851450B1 (zh) |
CN (1) | CN1252749C (zh) |
TW (1) | TW536714B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200086536A1 (en) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Shenzhen Sunlord Electronics Co., Ltd. | Transfer-molded inductor and manufacturing method thereof |
Families Citing this family (36)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6832735B2 (en) * | 2002-01-03 | 2004-12-21 | Nanoproducts Corporation | Post-processed nanoscale powders and method for such post-processing |
DE19926699C2 (de) * | 1999-06-11 | 2003-10-30 | Vacuumschmelze Gmbh | Hochpaßzweig einer Frequenzweiche für ADSL-Systeme |
EP1321950B1 (en) * | 2000-09-08 | 2013-01-02 | Nec Tokin Corporation | Permanent magnet, magnetic core having the magnet as bias magnet, and inductance parts using the core |
JP2002217043A (ja) * | 2001-01-22 | 2002-08-02 | Nec Tokin Corp | インダクタ部品 |
US7273135B2 (en) * | 2001-02-15 | 2007-09-25 | Integral Technologies, Inc. | Low cost magnetic brakes and motion control devices manufactured from conductive loaded resin-based materials |
US7531050B2 (en) * | 2002-09-19 | 2009-05-12 | Nec Tokin Corporation | Method for manufacturing bonded magnet and method for manufacturing magnetic device having bonded magnet |
US6765319B1 (en) | 2003-04-11 | 2004-07-20 | Visteon Global Technologies, Inc. | Plastic molded magnet for a rotor |
WO2005115893A2 (en) * | 2004-05-06 | 2005-12-08 | Integral Technologies, Inc. | Conductive loaded, resin-based material and magnetic brakes |
JP4325673B2 (ja) * | 2005-10-05 | 2009-09-02 | パナソニック株式会社 | 絶縁シートを有するコアとそれを備えた電気機器 |
US8027135B2 (en) * | 2008-04-03 | 2011-09-27 | Zenergy Power Pty Ltd. | Fault current limiter |
US8269571B2 (en) * | 2008-06-13 | 2012-09-18 | Bare James E | Amplitude modulated pulse transmitter |
GB2463503A (en) * | 2008-09-16 | 2010-03-17 | Cambridge Semiconductor Ltd | Crossed ridges in a gap of a ferrite core arrangement |
US8089334B2 (en) * | 2009-02-05 | 2012-01-03 | General Electric Company | Cast-coil inductor |
US9980396B1 (en) * | 2011-01-18 | 2018-05-22 | Universal Lighting Technologies, Inc. | Low profile magnetic component apparatus and methods |
DE102011001147A1 (de) | 2011-03-08 | 2012-09-13 | Sma Solar Technology Ag | Vormagnetisierte AC-Drossel mit Polwender |
CN102315006B (zh) * | 2011-05-10 | 2017-04-05 | 戴珊珊 | 一种永磁增益变压装置 |
US8416045B2 (en) * | 2011-06-27 | 2013-04-09 | Onyxip, Inc. | Magnetic power converter |
CN103167657B (zh) * | 2011-12-09 | 2016-03-30 | 特电株式会社 | 环状金属件感应加热装置和杯状金属件感应加热装置 |
CN102568768A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-11 | 临沂中瑞电子有限公司 | 一种led用固定电感磁心 |
CN102543375A (zh) * | 2012-02-22 | 2012-07-04 | 临沂中瑞电子有限公司 | 一种led用变压器磁心 |
FR3000282B1 (fr) * | 2012-12-21 | 2015-07-17 | Valeo Sys Controle Moteur Sas | Circuit magnetique pour porter au moins une bobine |
CN103680903A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-26 | 江苏科兴电器有限公司 | 一种户外开启式电流互感器 |
JP6262504B2 (ja) * | 2013-11-28 | 2018-01-17 | アルプス電気株式会社 | 軟磁性粉末を用いた圧粉コアおよび該圧粉コアの製造方法 |
CN103862043B (zh) * | 2014-03-05 | 2015-12-09 | 西安交通大学 | 提高非磁性金属粉末激光选区烧结成形质量的装置 |
CN108353524B (zh) * | 2015-11-16 | 2020-05-01 | 阿莫技术有限公司 | 无线电力传输用磁场屏蔽单元以及包括其的无线电力传输模块 |
ITUB20169852A1 (it) * | 2016-01-07 | 2017-07-07 | Massimo Veggian | Apparecchiatura e metodo di trasformazione di energia elettrica alternata |
CN105469932A (zh) * | 2016-01-19 | 2016-04-06 | 张月妹 | 一种直流电感器 |
JP6667826B2 (ja) | 2016-04-13 | 2020-03-18 | ローム株式会社 | 交流電源装置 |
CN106449043A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-02-22 | 徐超 | 一种变压器磁芯 |
US20180218828A1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-08-02 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Inductor with variable permeability core |
JP7425962B2 (ja) * | 2019-12-23 | 2024-02-01 | Tdk株式会社 | コイル部品 |
CN113496817B (zh) * | 2020-03-18 | 2023-07-28 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 含SmCo的纳米晶复合永磁粉体的宏量生产方法 |
US20220208424A1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-06-30 | Power Integrations, Inc. | Energy transfer elements including unmagnetized magnetizable particles |
US20220208447A1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-06-30 | Power Integrations, Inc. | Magnetic core with distributed gap and flux density offset |
US20220208446A1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-06-30 | Power Integrations, Inc. | Energy transfer element magnetized after assembly |
CN113534023A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-22 | 青岛云路先进材料技术股份有限公司 | 一种非环形磁芯无损检测方法及装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5432696B2 (zh) | 1974-04-10 | 1979-10-16 | ||
JPS6010605A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | Hitachi Metals Ltd | インダクタンス素子用永久磁石 |
JPS60178610A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-12 | Toshiba Corp | チヨ−クコイル |
JPH03149805A (ja) * | 1989-11-07 | 1991-06-26 | Aisan Ind Co Ltd | 内燃機関用点火コイル |
JPH11354344A (ja) * | 1998-04-06 | 1999-12-24 | Hitachi Ferrite Denshi Kk | インダクタンス素子 |
-
2001
- 2001-10-24 US US10/039,893 patent/US6717504B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-10-24 CN CNB011456884A patent/CN1252749C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-25 KR KR1020010066026A patent/KR100851450B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-10-25 TW TW090126371A patent/TW536714B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-10-25 EP EP01125566A patent/EP1202295A3/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20200086536A1 (en) * | 2018-09-13 | 2020-03-19 | Shenzhen Sunlord Electronics Co., Ltd. | Transfer-molded inductor and manufacturing method thereof |
US11701805B2 (en) * | 2018-09-13 | 2023-07-18 | Shenzhen Sundlord Electronics Co., Ltd. | Manufacturing method of a transfer-molded inductor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20020033530A (ko) | 2002-05-07 |
US6717504B2 (en) | 2004-04-06 |
EP1202295A2 (en) | 2002-05-02 |
KR100851450B1 (ko) | 2008-08-08 |
CN1363939A (zh) | 2002-08-14 |
CN1252749C (zh) | 2006-04-19 |
EP1202295A3 (en) | 2003-10-15 |
US20020097127A1 (en) | 2002-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW536714B (en) | Magnetic core including bias magnet and inductor component using the same | |
US6906608B2 (en) | Magnetic core including magnet for magnetic bias and inductor component using the same | |
US6995643B2 (en) | Magnetically biasing bond magnet for improving DC superposition characteristics of magnetic coil | |
US6590485B2 (en) | Magnetic core having magnetically biasing bond magnet and inductance part using the same | |
KR20020041773A (ko) | 입자 표면이 내산화성 금속으로 피복된 자기 분말을포함하는 본드 자석으로 이루어진 자기 코어 및 그 자기코어를 포함하는 인덕턴스 부품 | |
US20090191421A1 (en) | Composite soft magnetic powdery material and magnetically biasing permanent magnetic core containing same | |
JP3860456B2 (ja) | 磁芯及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2006294733A (ja) | インダクタ及びその製造方法 | |
WO2011121947A1 (ja) | 複合磁性材料とそれを用いたコイル埋設型磁性素子およびその製造方法 | |
JP3974773B2 (ja) | 磁気バイアス用磁石を有する磁気コアおよびそれを用いたインダクタンス部品 | |
KR20210072186A (ko) | 비정질 분말을 이용한 방열 몰딩재 및 이를 이용한 토로이달 인덕터 | |
JP3973968B2 (ja) | 磁心及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP4358756B2 (ja) | 圧粉磁芯用マグネタイト−鉄複合粉末およびこれを用いた圧粉磁芯 | |
JP2003109832A (ja) | 磁気コア及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2002231540A (ja) | 磁気バイアス用磁石を有する磁気コア及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2006245418A (ja) | インダクタンス部品 | |
JP4226817B2 (ja) | 磁気バイアス用磁石を有する磁気コア及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2004063885A (ja) | 磁芯およびそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2000331814A (ja) | 圧粉磁芯及び該圧粉磁芯を用いたチョークコイル | |
JP2002164221A (ja) | 磁気バイアス用磁石を有する磁気コア及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2005123282A (ja) | 磁芯およびそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2005303020A (ja) | 直流磁気バイアス用磁石を有する磁気コア及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2004247409A (ja) | 磁芯およびそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2005175009A (ja) | 磁気コア及びそれを用いたインダクタンス部品 | |
JP2003332149A (ja) | 磁心及びそれを用いたインダクタンス部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GD4A | Issue of patent certificate for granted invention patent | ||
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |