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纳米晶磁膜及其在微型
[发布时间]:2010年10月20日 [来源]:电子变压器资讯网 [点击率]:44973
【导读】: 接要:本文介绍以Fe基、Co为主体的磁性合金纳米颗粒膜和纳米多层膜的制备工艺技术与理论分析,重点介绍纳米颗粒膜。纳米颗粒膜是微型磁性器件的基础,它们在准微波波段到微米波段具有优良的软磁特性,文章论...

(2)图9所示为Fe-Hf-O、Co-Fe-Hf-O、Co-Ta-Hf磁膜制作的平面夹层电感器的频率特性曲线。图中可见,在1MHz时,该电感器的电感量L=0.53~0.08μH,但是,3μm厚度的Co-Ta-Hf磁膜之截止频率在90MH2左右时电感量逐步下降。其主要原因是该磷膜的电阻率ρ低。图10示出了在上下磁膜中,不仅面内磁通分量产生涡流,而且垂直磁通分量也产生涡流。同时要指出的是垂直磁通分量产生的面内涡流比前一个分量产生的涡流还大。因此,平面夹层电感器研制中,最重要的指标是提高磁膜层的电阻率。实验表明,用电阻率最高的Co-Fe-Hf-O磁膜为磁介质时,在其全部电感器中获得的品质因数Q值也是最大的可达到16。

图11所示为平面夹层电感器用于5MH2开关升压变换器时的效率—负载电流特性曲线。从图中可见,用Fe(Co-Fe)-Hf-O磁膜电感器的变换器,其变换效率高于用Co-Ta-Hf磁膜电感器构成的变换器。而在负载电流大时,它们的变换效率非常接近。这是由于电感器中存在较高的直流铜损造成的。

我们采用磁导率都较高的Fe-Hf-O和Co-Ta-Hf磁膜制作了磁通门传感器。图12示出了穿过差动检测线圈的磁场Hext与二次谐波幅值V2ρ 之间的关系曲线。图中,以f=1MH2励磁电流幅值Imax=700mA绘制。所采用的Fe-Hf-O和Co-Ta-Hf两种磁膜的磁场灵敏度S(=dV/dHext分别为~100mv/Oe和~77mv/Oe。显然,Fe-Hf-O磁膜门传感器的灵敏度将高于用Co-Ta-Hf磁膜的传感器的灵敏度。为了使传感器得到较高的灵敏度,重要的不仅仅要采用具有高磁导率的磁膜,同时该磁膜还应有高的电阻率。图13所示为传感器的灵敏度S与其频率的关系曲线。图中可见,传感器的灵敏度与 f0.9几乎成正比。但是,在f大于 4MHz 时, Co-Ta-Hf磁膜传感器的灵敏度并没有提高,在f为6MHz以上时,Fe-Hf-O磁膜传感器中的也出现了与其相类似的灵敏度饱和。这种饱和状况与高频损耗增大有关,也就是说,由于涡流引起的磁心损耗增大了,同时,趋肤效应和邻近产生的绕组损耗也增大了。高频损耗会减弱磁心励磁能力(可以用等效并联电路中的等效并联电阻解释),因此,为减小器件损耗和达到高灵敏度,不仅需要采用高磁导率的磁膜材料,还必须设计出最佳的器件结构。

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