JP2530769B2 - 高周波電源に用いられる磁気素子用低損失酸化物磁性材料 - Google Patents
高周波電源に用いられる磁気素子用低損失酸化物磁性材料Info
- Publication number
- JP2530769B2 JP2530769B2 JP3163972A JP16397291A JP2530769B2 JP 2530769 B2 JP2530769 B2 JP 2530769B2 JP 3163972 A JP3163972 A JP 3163972A JP 16397291 A JP16397291 A JP 16397291A JP 2530769 B2 JP2530769 B2 JP 2530769B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mol
- high frequency
- magnetic material
- loss
- oxide magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Magnetic Ceramics (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１ＭＨｚ以上の高周波
における共振型電源等に用いられるトランスなどの磁気
素子用として最適な、高抵抗率、低損失酸化物磁性材
料、特にその高周波磁気特性の改良に関するものであ
り、それを用いた高周波電源に関するものである。
における共振型電源等に用いられるトランスなどの磁気
素子用として最適な、高抵抗率、低損失酸化物磁性材
料、特にその高周波磁気特性の改良に関するものであ
り、それを用いた高周波電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、高周波スイッチング電源用トラン
スは、軽薄短小化が進み、それを実現する為の手段とし
ては、動作周波数の高周波化が行なわれている。それに
使用される磁性材料に対しても、高周波域で優れた磁気
特性を要求されるようになりつつある。
スは、軽薄短小化が進み、それを実現する為の手段とし
ては、動作周波数の高周波化が行なわれている。それに
使用される磁性材料に対しても、高周波域で優れた磁気
特性を要求されるようになりつつある。
【０００３】従来、１ＭＨｚ以下の高周波スイッチング
電源トランス用材料としては、組成が、Ｆｅ２Ｏ３ ５
０〜５５モル％、ＺｎＯ １０〜２０モル％、ＭｎＯ２
２５〜４０モル％で、副成分として、ＳｉＯ２、Ｃａ
ＣＯ３、Ｖ２Ｏ５を微量添加したＭｎ―Ｚｎ系酸化物磁
性材料を用いることが一般的とされている。しかし、１
ＭＨｚ以上の高周波では損失の増大が著しいため、実用
化されていない。
電源トランス用材料としては、組成が、Ｆｅ２Ｏ３ ５
０〜５５モル％、ＺｎＯ １０〜２０モル％、ＭｎＯ２
２５〜４０モル％で、副成分として、ＳｉＯ２、Ｃａ
ＣＯ３、Ｖ２Ｏ５を微量添加したＭｎ―Ｚｎ系酸化物磁
性材料を用いることが一般的とされている。しかし、１
ＭＨｚ以上の高周波では損失の増大が著しいため、実用
化されていない。
【０００４】また、Ｎｉ―Ｚｎ―Ｃｕ―Ｃｏ系酸化物磁
性材料を用いた、１ＭＨｚ以上の高周波域での検討は行
なわれているが、磁気特性が悪いため、電源用材料とし
て充分な性能を発揮できなかった。
性材料を用いた、１ＭＨｚ以上の高周波域での検討は行
なわれているが、磁気特性が悪いため、電源用材料とし
て充分な性能を発揮できなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】高周波スイッチング電
源トランス用材料としては、ヒステリシス損失の小さい
Ｍｎ―Ｚｎ系酸化物磁性材料を用いることが一般的とさ
れているが、１ＭＨｚ以上の高周波域では、磁気損失が
急激に増加する。即ち、ヒステリシス損失が増大し、ま
た、電気抵抗が、１Ω・ｍと小さいために、渦電流損失
が増大する。その結果、高周波スイッチング電源に用い
た場合、発熱が著しく、さらには、熱暴走を起こした結
果、機器全体を破壊する危険があるので、実用化できな
いといった問題点があった。
源トランス用材料としては、ヒステリシス損失の小さい
Ｍｎ―Ｚｎ系酸化物磁性材料を用いることが一般的とさ
れているが、１ＭＨｚ以上の高周波域では、磁気損失が
急激に増加する。即ち、ヒステリシス損失が増大し、ま
た、電気抵抗が、１Ω・ｍと小さいために、渦電流損失
が増大する。その結果、高周波スイッチング電源に用い
た場合、発熱が著しく、さらには、熱暴走を起こした結
果、機器全体を破壊する危険があるので、実用化できな
いといった問題点があった。
【０００６】また、高周波域で磁気損失が小さく、電気
抵抗も１０6Ω・ｍと大きいＮｉ―Ｚｎ―Ｃｏ系酸化物
磁性材料では、初透磁率が小さく、保磁力（Ｈｃ）や角
形比（Ｂｒ／Ｂｍ）が大きいために、ヒステリシス損失
がＭｎ―Ｚｎ系酸化物磁性材料に較べて大きく、高周波
スイッチング電源トランス用材料として充分な性能を発
揮できなかった。
抵抗も１０6Ω・ｍと大きいＮｉ―Ｚｎ―Ｃｏ系酸化物
磁性材料では、初透磁率が小さく、保磁力（Ｈｃ）や角
形比（Ｂｒ／Ｂｍ）が大きいために、ヒステリシス損失
がＭｎ―Ｚｎ系酸化物磁性材料に較べて大きく、高周波
スイッチング電源トランス用材料として充分な性能を発
揮できなかった。
【０００７】本発明では、１ＭＨｚ以上の高周波域で、
ヒステリシス損失が小さく、かつ、渦電流損失の小さ
い、低損失酸化物磁性材料を提供することと、この材料
を用いることにより、高周波で実用的に動作できるスイ
ッチング電源を提供することを目的とするものである。
ヒステリシス損失が小さく、かつ、渦電流損失の小さ
い、低損失酸化物磁性材料を提供することと、この材料
を用いることにより、高周波で実用的に動作できるスイ
ッチング電源を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｆｅ2Ｏ3 ５
６〜６５モル％、ＺｎＯ １２〜２０モル％、ＮｉＯ
４〜３２モル％、ＭｎＣＯ3又はＭｎＯ2 ０．５〜５モ
ル％、ＣｕＯ ０．１〜６モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１
〜３重量％の組成範囲、又はＶ 2 Ｏ 5 ３重量％以下含む
組成範囲からなることを特徴とする高周波電源に用いら
れる磁気素子用低損失酸化物磁性材料であり、この組成
範囲の酸化物磁性材料から形成された磁気素子を用いる
ことを特徴とする高周波スイッチング電源である。
６〜６５モル％、ＺｎＯ １２〜２０モル％、ＮｉＯ
４〜３２モル％、ＭｎＣＯ3又はＭｎＯ2 ０．５〜５モ
ル％、ＣｕＯ ０．１〜６モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１
〜３重量％の組成範囲、又はＶ 2 Ｏ 5 ３重量％以下含む
組成範囲からなることを特徴とする高周波電源に用いら
れる磁気素子用低損失酸化物磁性材料であり、この組成
範囲の酸化物磁性材料から形成された磁気素子を用いる
ことを特徴とする高周波スイッチング電源である。
【０００９】
【実施例】実施例１ Ｆｅ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＭｎＣＯ３、ＭｎＯ２、
ＣｕＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５を表１に示す割合で配合
し、振動ミルにより２時間混合し、その粉末混合物を１
１００℃、２時間で仮焼成し、その後振動ミルで２時間
粉砕した。これに、有機バインダーを加えて造粒、成形
し、１３００℃、２時間焼成して、外径２０ｍｍ、内径
１０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状試料を作製した。この
試料の発熱状況を、カロリーメーターにより評価した。
評価条件は、周波数１０ＭＨｚ、Ｂｍ＝２０ｍＴで、試
料の温度上昇より、コアロス（Ｐｃ）を算出した。この
結果を表２に示す。また、表２に、材料の基本特性であ
る初透磁率（μｉ）、固有抵抗（ρ）、飽和磁束密度
（Ｂｍｓ）、角形比（Ｂｒ／Ｂｍ）、キュリー温度（Ｔ
ｃ）を併せて示した。
ＣｕＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｖ２Ｏ５を表１に示す割合で配合
し、振動ミルにより２時間混合し、その粉末混合物を１
１００℃、２時間で仮焼成し、その後振動ミルで２時間
粉砕した。これに、有機バインダーを加えて造粒、成形
し、１３００℃、２時間焼成して、外径２０ｍｍ、内径
１０ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング状試料を作製した。この
試料の発熱状況を、カロリーメーターにより評価した。
評価条件は、周波数１０ＭＨｚ、Ｂｍ＝２０ｍＴで、試
料の温度上昇より、コアロス（Ｐｃ）を算出した。この
結果を表２に示す。また、表２に、材料の基本特性であ
る初透磁率（μｉ）、固有抵抗（ρ）、飽和磁束密度
（Ｂｍｓ）、角形比（Ｂｒ／Ｂｍ）、キュリー温度（Ｔ
ｃ）を併せて示した。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【表２】
【００１２】表２から明らかなように、本発明の組成範
囲では、コアロスが４００ｋｗ／ｍ3以下と小さく、他
の特性についても、高周波電源トランス用材料として有
効な材料であることがわかる。
囲では、コアロスが４００ｋｗ／ｍ3以下と小さく、他
の特性についても、高周波電源トランス用材料として有
効な材料であることがわかる。
【００１３】特許請求の範囲を限定した理由としてＦｅ
２Ｏ３が５６モル％未満では、初透磁率が高くなるた
め、１ＭＨｚ以上の高周波で磁気損失が大きくなり、コ
アロスが４００ｋｗ／ｍ3以上と大きくなってしまい、
６５モル％より多いと、固有抵抗が小さくなるために、
渦電流損失が大きくなり、コアロスが４００ｋｗ／ｍ3
以上と大きくなってしまう。
２Ｏ３が５６モル％未満では、初透磁率が高くなるた
め、１ＭＨｚ以上の高周波で磁気損失が大きくなり、コ
アロスが４００ｋｗ／ｍ3以上と大きくなってしまい、
６５モル％より多いと、固有抵抗が小さくなるために、
渦電流損失が大きくなり、コアロスが４００ｋｗ／ｍ3
以上と大きくなってしまう。
【００１４】ＺｎＯが１２モル％未満では、初透磁率が
小さくなり、角形比が大きくなるために、ヒステリシス
損失が大きくなり、２０モル％より多いと、逆に初透磁
率が大きくなるために、高周波での磁気損失が大きくな
り、コアロスが４００ｋｗ／ｍ3以上となってしまう。
小さくなり、角形比が大きくなるために、ヒステリシス
損失が大きくなり、２０モル％より多いと、逆に初透磁
率が大きくなるために、高周波での磁気損失が大きくな
り、コアロスが４００ｋｗ／ｍ3以上となってしまう。
【００１５】ＭｎＣＯ３又は、ＭｎＯ２が０．５モル％
未満では、初透磁率が小さくなり、ヒステリシス損失が
大きくなり、５モル％より多いと、固有抵抗が小さくな
り、渦電流損失が大きくなるために、コアロスが４００
ｋｗ／ｍ3以上となってしまう。
未満では、初透磁率が小さくなり、ヒステリシス損失が
大きくなり、５モル％より多いと、固有抵抗が小さくな
り、渦電流損失が大きくなるために、コアロスが４００
ｋｗ／ｍ3以上となってしまう。
【００１６】ＣｕＯが、０．１モル％未満では、焼結性
が低下し、密度が小さくなってしまうため、ヒステリシ
ス損失が大きくなり、６モル％より多いと、平均結晶粒
径が１０μｍ以上と大きくなるため、磁気損失が大きく
なり、コアロスは４００ｋｗ／ｍ3以上となってしま
う。
が低下し、密度が小さくなってしまうため、ヒステリシ
ス損失が大きくなり、６モル％より多いと、平均結晶粒
径が１０μｍ以上と大きくなるため、磁気損失が大きく
なり、コアロスは４００ｋｗ／ｍ3以上となってしま
う。
【００１７】Ｃｏ３Ｏ４は、微量添加することにより、
磁気損失を小さくする効果があるが、３重量％より多く
なると、ヒステリシス損失が大きくなるために、コアロ
スが４００ｋｗ／ｍ3以上となってしまう。またＶ２Ｏ
５は３重量％以下で添加含有させても良い。
磁気損失を小さくする効果があるが、３重量％より多く
なると、ヒステリシス損失が大きくなるために、コアロ
スが４００ｋｗ／ｍ3以上となってしまう。またＶ２Ｏ
５は３重量％以下で添加含有させても良い。
【００１８】また、従来例１に示したＭｎ―Ｚｎ系酸化
物磁性材料では、固有抵抗が小さいために、１０ＭＨｚ
の高周波では、渦電流損失が大きくなるため、コアロス
も３２００ｋｗ／ｍ3と大きくなってしまう。さらに、
従来例２に示したＮｉ―Ｃｕ―Ｚｎ―Ｃｏ系酸化物磁性
材料では、固有抵抗は大きいものの、ヒステリシス損失
が大きくなるために、コアロスが１８００ｋｗ／ｍ3と
大きくなってしまう。
物磁性材料では、固有抵抗が小さいために、１０ＭＨｚ
の高周波では、渦電流損失が大きくなるため、コアロス
も３２００ｋｗ／ｍ3と大きくなってしまう。さらに、
従来例２に示したＮｉ―Ｃｕ―Ｚｎ―Ｃｏ系酸化物磁性
材料では、固有抵抗は大きいものの、ヒステリシス損失
が大きくなるために、コアロスが１８００ｋｗ／ｍ3と
大きくなってしまう。
【００１９】実施例２ 表１中の実施例２の組成の酸化物磁性材料からなる試料
に２次巻線をし、トランスを形成した。このトランスを
電圧共振型スイッチング電源に組み込み、１０ＭＨｚ、
２０ｍＴで動作させた。その結果、入力１００Ｗに対し
て、電力効率が９４％と高い値を得ることができた。一
方、表１中の従来例１および、２を同様に組み込み動作
させた結果、電力効率は、７０％以下であった。またこ
の時、トランスは、５分以内に１００℃以上となり、明
らかに熱暴走状態を示していた。
に２次巻線をし、トランスを形成した。このトランスを
電圧共振型スイッチング電源に組み込み、１０ＭＨｚ、
２０ｍＴで動作させた。その結果、入力１００Ｗに対し
て、電力効率が９４％と高い値を得ることができた。一
方、表１中の従来例１および、２を同様に組み込み動作
させた結果、電力効率は、７０％以下であった。またこ
の時、トランスは、５分以内に１００℃以上となり、明
らかに熱暴走状態を示していた。
【００２０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｎｉ―
Ｚｎ―Ｍｎ―Ｃｕ―Ｃｏ系酸化物磁性材料において、組
成範囲を限定することにより、１ＭＨｚ以上の高周波で
も、高い固有抵抗を有し、コアロスを４００ｋｗ／ｍ3
以下におさえることができ、この材料から形成されたト
ランスを高周波スイッチング電源に用いた場合、電力消
費が小さく、高効率な高周波動作が達成できる。
Ｚｎ―Ｍｎ―Ｃｕ―Ｃｏ系酸化物磁性材料において、組
成範囲を限定することにより、１ＭＨｚ以上の高周波で
も、高い固有抵抗を有し、コアロスを４００ｋｗ／ｍ3
以下におさえることができ、この材料から形成されたト
ランスを高周波スイッチング電源に用いた場合、電力消
費が小さく、高効率な高周波動作が達成できる。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｆｅ2Ｏ3 ５６〜６５モル％、ＺｎＯ
１２〜２０モル％、ＮｉＯ ４〜３２モル％、ＭｎＣＯ
3又はＭｎＯ2 ０．５〜５モル％、ＣｕＯ０．１〜６モ
ル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１〜３重量％の組成範囲からな
ることを特徴とする高周波電源に用いられる磁気素子用
低損失酸化物磁性材料。 - 【請求項２】 Ｆｅ 2 Ｏ 3 ５６〜６５モル％、ＺｎＯ
１２〜２０モル％、ＮｉＯ ４〜３２モル％、ＭｎＣＯ
3 又はＭｎＯ 2 ０．５〜５モル％、ＣｕＯ０．１〜６モ
ル％、Ｃｏ 3 Ｏ 4 ０．０１〜３重量％、Ｖ 2 Ｏ 5 ０〜３
重量％（但し、０重量％を含まない）の組成範囲からな
ることを特徴とする高周波電源に用いられる磁気素子用
低損失酸化物磁性材料。 - 【請求項３】 特許請求の範囲請求項１又は請求項２記
載の 組成範囲の酸化物磁性材料から形成された磁気素子
を用いることを特徴とする高周波スイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163972A JP2530769B2 (ja) | 1991-06-08 | 1991-06-08 | 高周波電源に用いられる磁気素子用低損失酸化物磁性材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163972A JP2530769B2 (ja) | 1991-06-08 | 1991-06-08 | 高周波電源に用いられる磁気素子用低損失酸化物磁性材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04361501A JPH04361501A (ja) | 1992-12-15 |
| JP2530769B2 true JP2530769B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=15784319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3163972A Expired - Fee Related JP2530769B2 (ja) | 1991-06-08 | 1991-06-08 | 高周波電源に用いられる磁気素子用低損失酸化物磁性材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2530769B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2664113B2 (ja) * | 1992-01-10 | 1997-10-15 | 日立金属株式会社 | 高周波電源用磁気素子の製造方法 |
| JP2664117B2 (ja) * | 1992-08-08 | 1997-10-15 | 日立金属株式会社 | 高周波電源用磁気素子の製造方法 |
| JP5137275B2 (ja) * | 1999-11-26 | 2013-02-06 | 京セラ株式会社 | 高飽和磁束密度フェライト材料及びこれを用いたフェライトコア |
| JP4915889B2 (ja) * | 2002-04-04 | 2012-04-11 | 日立金属株式会社 | 低損失Ｎｉ−Ｚｎ系フェライト |
| US8237529B2 (en) * | 2007-02-07 | 2012-08-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Low-loss ferrite and electronic device formed by such ferrite |
| CN101652336B (zh) * | 2007-04-17 | 2013-01-02 | 日立金属株式会社 | 低损耗铁氧体及使用它的电子部件 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5851404B2 (ja) * | 1976-02-24 | 1983-11-16 | 東北金属工業株式会社 | 酸化物磁性材料 |
| JP2674623B2 (ja) * | 1987-10-14 | 1997-11-12 | 日立金属株式会社 | 高周波用磁性材料 |
-
1991
- 1991-06-08 JP JP3163972A patent/JP2530769B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04361501A (ja) | 1992-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3108803B2 (ja) | Ｍｎ−Ｚｎフェライト | |
| JP2530769B2 (ja) | 高周波電源に用いられる磁気素子用低損失酸化物磁性材料 | |
| JP2005330126A (ja) | ＭｎＺｎフェライト及びその製造方法 | |
| JPH06310320A (ja) | 酸化物磁性体材料 | |
| JP4404408B2 (ja) | 高飽和磁束密度フェライト材料及びこれを用いたフェライトコア | |
| JPH113813A (ja) | フェライト材料 | |
| JP2002289421A (ja) | 酸化物磁性材料、フェライトコア、コイル部品およびトランス | |
| JP2004247370A (ja) | ＭｎＺｎフェライト | |
| JP2006199510A (ja) | 高飽和磁束密度Ｍｎ−Ｚｎ−Ｎｉ系フェライト | |
| JP2000299215A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 | |
| JPH06120021A (ja) | 高周波電源用フェライトコア及びその製造方法 | |
| JP2000124022A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 | |
| JP2002246221A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 | |
| JP3535884B2 (ja) | 磁性発熱素子及びその磁性材料 | |
| JP3597665B2 (ja) | Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 | |
| JPH08148322A (ja) | 酸化物磁性体材料およびそれを使用するスイッチング電源 | |
| JP2004247371A (ja) | ＭｎＺｎフェライト | |
| JP2001076923A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 | |
| JP2001006916A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 | |
| JPH09232124A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 | |
| JP2007031210A (ja) | ＭｎＺｎフェライト | |
| JPH0661033A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 | |
| JPH11219812A (ja) | 酸化物磁性材料 | |
| JPH10270231A (ja) | Ｍｎ−Ｎｉフェライト材料 | |
| JP2001118714A (ja) | 低損失酸化物磁性材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080614 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090614 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |