用于降压转换器的铁氧体与铁粉环形线圈？

我想知道小的（13毫米外径）铁氧体和黄色白色铁粉环形线圈之间的区别。铁氧体磁环会在5 A电流下饱和吗？

我正在计划将这些内核用于降压转换器（大多数电流可能低于200 kHz时为3 A）。

这些是我正在查看的：

铁氧体：https : //www.ebay.com/itm/金属芯-功率-电感器-铁氧体-环-环形-Cord-25x10x15mm / 310980203521（也可提供13 mm外径）

铁粉：https : //www.ebay.com/itm/7mm-Inner-Diameter-Ferrite-Ring-Iron-Toroid-Cores-Yellow-White-50PCS-LW/181834403242

大多数降压转换器似乎使用黄色白色铁粉环形线圈，如下所示：https : //www.ebay.com/itm/5Pcs-Toroid-Core-Inductors-Wire-Wind-Wound-mah-100uH-6A-线圈DIY / 221981982278。

通过互联网搜索，黄白色环形磁芯的磁导率似乎为75，铁氧体的磁导率约为2300。这对饱和度重要吗？

我有一些环形线圈和一个LCR表，铁氧体环形线圈仅需绕几匝线即可得到1 mH电感，而铁粉芯则需要多匝。如果通过电感的峰值电流受到限制，这会很重要吗？

我猜想铁氧体磁环在低电流（0-100 mA）和低频（<100 kHz，因为我可以用更少的匝数获得更多的电感）时就很棒。但是，它们也适合较高的电流（例如5-6 A峰值）吗？

（PS：我问的另一个原因是，在我自己的地方，铁氧体磁芯的价格是铁粉磁芯价格的一半。）

— 因德拉内尔
source

我不久前试图解决这个问题。我最终选择了铁粉功率电感器铁芯（黄色和白色），但由于极点开关损耗或类似损耗，我了解到它们的功能极限为〜1Mhz，所以我一直在想使用哪种电感器用于更高频率的电源转换器。

— KH

如果您有大量的时间用于研发和测量设备来制作自己的功率电感器，那很好。但是，如果您想使用转换器，我建议您从专业人士，Coilcraft，TDK，Murata，KEMET等处购买全特性电感器，并在其BOM中获得IC制造商推荐的组件。

— Ale..chenski

@ Ale..chenski这对我没有帮助。此外，我并没有通过任何规定。另外，这里的内核价格约为每片6美分，可能比通过数据表获得的价格便宜一百倍。

— Indraneel

@Indraneel对于不连续的操作，如果需要进行计划，可以从

\frac{A_{c} \cdot l_{m}}{μ_{r}} = \frac{μ_{0} V_{peak} I_{max} t_{on}}{B_{max}^{2}}

$\frac{A_c\cdot\, l_m}{\mu_r}=\frac{\mu_0\:V_\text{peak}\:I_\text{max}\:t_\text{on}}{B_\text{max}^{\,2}}$ 。（

t_{on} = \frac{D}{f}

$t_\text{on}=\frac{D}{f}$ ，

D

$D$ 是占空比，

f

$f$ 是频率。）对于连续运行，

\frac{A_{c} \cdot l_{m}}{μ_{r}} = \frac{μ_{0} L I_{max}^{2}}{2 B_{max}^{2}}

$\frac{A_c\cdot \,l_m}{\mu_r}=\frac{\mu_0\:L\:I_\text{max}^{2}}{2\:B_\text{max}^{\,2}}$ 。

A_{c}

$A_c$ 是核心的横截面

l_{m}

$l_m$ 是磁路长度，并且

μ_{r}

$\mu_r$ 和

B_{m a x}

$B_{max}$ 取决于芯材。核心材料应支撑

f

$f$ 也一样

— jonk

@jonk所以如果

I_{m a x}

$I_{max}$ 必须增加，然后

A_{c}

$A_c$ 要么

l_{m}

$l_m$ 必须增加。但

μ_{r}

$\mu_r$ 铁素体非常高。这就是为什么要使用铁粉的原因吗？还是铁氧体磁芯缺口？

B_{m a x}

$B_{max}$ 铁氧体为0.4特斯拉，对吗？

— Indraneel

Answers:

涂漆的环形有一个颜色标准，黄色表示它具有滞后性以防止饱和，并且适用于滤波电感器。但是副作用是它的渗透率非常低。黑色铁氧体通常是变压器的不错选择。蓝色是昂贵的坡莫合金，比铁氧体效率更高。绿色是低频滤波器，由硅钢带缠绕制成环形。

该图表是通用的，因为它不包括磁导率等详细信息，也未说明是镍铁合金的铁，钢，铁素体还是坡莫合金。

PC电源可以输出超过1,000瓦的功率，并且使用E磁芯，因为它们很容易通过机器缠绕，并且横截面足够大，可以承受高达10安培/匝的电流，而微小的10 mil气隙有助于很多。大型环形线圈需要昂贵的绕线机头，因此，在绕组数较少的情况下，最好在低电压下使用环形线圈，例如汽车立体声电源。

注意：有时，出于实际原因决定使用哪种材料和形状的变压器，这并不总是最佳选择。成本和规模与效率竞争。工程，市场营销和销售的观点是不同的，谁获胜将决定使用什么。“足够好”在大多数情况下都会获胜。

磁滞现象是一个缝隙，在该缝隙中，铁芯或铁氧体芯需要更强的磁场来磁化，在去除电流之后保留一部分磁场。需要更大的反极性电流来使铁心磁场反向。通常，在驱动电流很小的情况下，LCR表会显示出其材料内置的磁滞磁芯比相同匝数和相同横截面但由铁氧体或坡莫合金制成的磁芯的电感要低得多。

要涵盖许多制造商制造的芯子的所有变体，您需要一本完整的图表，其中包含针对每种芯子材料的图表。对于任何给定形状的铁心，您都需要该铁心的制造商数据表或图表，以了解磁导率，任何磁滞因子以及峰值电流值与脉冲宽度的关系。引用Ali..chenski的评论：

铁磁材料的特征在于多个参数，磁滞回线的形状（和拐角值），饱和场，各种频率下的损耗等。您无法将这个多维参数空间映射到单个颜色编码的阵容中，这种材料具有各种特性，并且为不同的用途设计了数百种特定的材料成分。没有数据表，核心可以是任何东西。

链接到磁滞

— 闪亮的256
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那未上漆的黑色铁氧体呢？那是我家最便宜的那台。人们还可以在CFL灯内看到它们。我已经知道它们与MC34063一起工作在低电流下的效果非常好，并且可以作为珠宝小偷使用。但是带有LM2596的3A降压转换器又如何呢？

— Indraneel

对于基于PWM IC的给定设计，制造商通常会指定可搜索的芯材或零件编号。全世界有许多环形制造商。

— Sparky256 '19

嗯，LM2596数据表说铁氧体E磁芯或铁氧体线轴或铁粉环形粉末。那么，是否因为没有气隙的铁氧体磁芯的峰值电流已经太高？

— Indraneel

我在回答中添加了更多内容。

— Sparky256 '19

是的，我之前看过该图表。用于铁粉芯。还有其他类似的黄色/白色代码（Mu = 75）。

— Indraneel

由于BH曲线较为平缓，铁粉价格便宜且饱和时更能原谅。对于降压转换器和大多数其他DC / DC转换器而言，存在不利之处。

与大多数铁氧体相比，电感器纹波电流将在铁粉中引起更多的铁芯损耗。交流纹波电流约为最大直流负载电流的33％是很正常的。因此，在最容易购买芯片的正统硬开关峰值电流模式切换方案中，指定这样做会降低铁粉效率。

当我运行铁粉时，我设置了非常低的纹波电流，以使铁损非常低。

— 自闭症
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压粉铁芯必须仔细地进行热管理，以防止温度相关的老化（这会导致更高的损耗，更高的温度以及最终的破坏性热失控）。铁氧体和MPP材料不存在此问题。

— 亚当·劳伦斯

@亚当·劳伦斯（Adam Lawrence）。非常好评论。不要从陌生人身上买铁粉。在前世，我发现这很难。

— 自闭症

即使是知名制造商（例如Micrometals）的磁芯也需要注意。

— 亚当·劳伦斯