铁氧体磁芯
铁氧体磁芯简称铁芯，是由铁氧体制成的磁芯，是变压器或是其他绕线元件（例如电感元件）的主要组成之一。铁芯的特点是其高磁导率以及低电导率（避免涡电流）。铁氧体在高频时的损失较低，普遍的用在射频变压器、开关模式电源的电感元件、以及交流无线电接收机中的铁芯环形天线。
铁氧体
[编辑]铁氧体是过渡金属氧化物的陶瓷材料，具有亚铁磁性，但不导电。用在变压器或电磁铁的铁氧体多常是氧化铁，也会含有镍、锌及／或锰的化合物。这种铁氧体的矫顽力低，会称为软铁氧体（soft ferrites），以和另一种矫顽力高，常用来制作铁氧体磁铁的硬铁氧体（hard ferrites）区分。软铁氧体的矫顽力低，表示材料的磁化强度比较容易变换方向，散失的能量（迟滞现象）也比较少，而材料的高电阻率可以避免铁芯中的涡电流（这是另一种能量损失的原因）。常见两种软铁氧体有：
- 锰锌铁氧体（MnZn，其化学式是MnaZn(1−a)Fe2O4），这种铁氧体的磁导率较高，饱和感应（saturation induction）都较镍锌铁氧体要高。
- 镍锌铁氧体（NiZn，其化学式是NiaZn(1−a)Fe2O4），电阻率较锰锌铁氧体要高，比较适合用在频率超过1 MHz的应用。
若是在5 MHz以下的应用，一般会选用锰锌铁氧体，若频率更高，会选用镍锌铁氧体。其中的例外是扼流圈，其考虑的频率范围是70 MHz以下或70 MHz以上[1]。
任一种铁氧体的混合物都是在最大可用频率以及较高mu值之间的取拾，厂商会针对不同的应用产出各种的材料，可能是初始（低频）电感量大的，或是低电压，可用频率较高的，或是抗干扰的铁芯，频率范围广，但其损失因子很高（品质因子Q很低）。
针对应用选择适当的材料非常重要，像100 kHz开关模式电源用的铁氧体（高电感，低损失，低频率）就和射频变压器或铁氧体棒形天线（高频，低损失，低电感）不同，也和抗电磁干扰的磁珠（高损失，宽频段）不同。
应用
[编辑]铁氧体磁芯的应用主要可分为两种，其尺寸及工作频率都不同：尺寸较小，频率较高的信号变压器，以及尺寸较大，频率较低的功率变压器。铁氧体磁芯也可以依其形状来分类，例如环状铁芯，壳形铁芯或圆柱铁芯。
功率变压器用的铁氧体磁芯其工作频率较低（一般是1 to 200 kHz）[2]，尺寸多半较大，形状可能是环状、壳形，或是英文字母C、D、E的形状。这类铁芯用在许多的开关上，特别是1 W到1000 W的电源设备上，若功率再高，已超过单一铁氧体磁芯的功率范围，需要使用晶粒取向叠片铁芯。
信号变压器用的铁氧体磁芯其工作频率从1 kHz到数MHz（可能会到300 MHz），常应用在电子设备中，例如调幅广播及射频识别标签。
铁氧体棒天线
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铁氧体棒天线（Ferrite rod aerials）属于小磁环（small magnetic loop、SML）的天线[3][4]，常用在AM广播频段的晶体管收音机里，不过在1950年代的真空管收音机中已开始使用，也可以用在甚低频（VLF）收音机内[5]，若使用适当的铁氧体，有时针对大部分的短波也有很好的接收效果。铁氧体棒天线是由铁氧体棒和绕在上面的绕线组成（一般铁氧体棒会比绕线长数英寸，但也有长超过一米的例子[6]）。相较于空气中的环形天线，磁芯可以集中电磁波的磁场[7]，收到的信号会比较大，但其信号仍然比良好户外电线天线的效果要差。
铁氧体棒天线的名称有loopstick antenna、ferrod、ferrite-rod antenna。而Ferroceptor[8]是铁氧体棒天线早期的备用名称，飞利浦公司特别常用，而磁芯可以称为是Ferroxcube棒（这是国巨在2000年从飞利浦购买的品牌）
相关条目
[编辑]参考资料
[编辑]- ^ Learn More Ferrites - Magnetics®. [2021-01-21]. （原始内容存档于2021-05-11）.
- ^ 11kW, 70kHz LLC Converter Design for 98% Efficiency. [2021-02-09]. （原始内容存档于2021-04-14）.
- ^ page5. [2021-02-09]. （原始内容存档于2021-01-29）.
- ^ Very Weak Signal Reception with Small Magnetic Loop Antenna. [2021-02-09]. （原始内容存档于2021-05-05）.
- ^ The Creative Science Centre - by Dr Jonathan P. Hare. [2021-02-09]. （原始内容存档于2021-02-09）.
- ^ 05-25-2012, DB8MW. A Joy Stick Antenna Experiment by DB8MW. [2021-02-09]. （原始内容存档于2021-06-09）.
- ^ Ferrite Rod Antenna :: Radio-Electronics.Com. [2021-02-09]. （原始内容存档于2018-07-21）.
- ^ Service manual from Philips Radioplayer: Model BZ456A
