JP3039784B2 - 電源用高周波低損失フェライト - Google Patents

電源用高周波低損失フェライト

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JP3039784B2
JP3039784B2 JP1322867A JP32286789A JP3039784B2 JP 3039784 B2 JP3039784 B2 JP 3039784B2 JP 1322867 A JP1322867 A JP 1322867A JP 32286789 A JP32286789 A JP 32286789A JP 3039784 B2 JP3039784 B2 JP 3039784B2
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徳和 小湯原
聡 西村
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、スイッチング電源の磁心等に用いるのに適
したMn−Zn系の低損失フェライトに関するもので、CaO,
Ta2O5,SiO2を微量複合添加することにより200kHz〜1MHz
における電力損失を著しく低減したものである。
（従来の技術） Mn−Zn系フェライトは、各種通信機器、民生用機器な
どのトランス用材料に用いられているが、従来のスイッ
チング電源用トランスにおいては、スイッチング周波数
として専ら25〜200kHz程度のものが使用されている。こ
のスイッチング電源用トランスに用いられる低損失フェ
ライトとしては、副成分としてCaO,SiO2を含む、あるい
は、CaO,V2O5、SiO2を含む所望のMn−Znフェライトが使
用されている。
（発明が解決しょうとする問題点） 近年、スイッチング電源をさらに小型・軽量化するた
めスイッチング周波数は、益々高い周波数領域に設定さ
れる傾向にあり、この目的に合うフェライト材料として
も、高周波において、より損失の少ない材料が必要不可
欠となっている。
しかし、従来のMn−Zn系フェライトでは、数百kHz以
上の周波数領域では電力損失が増大してしまう欠点があ
った。
本発明は、数百kHzの周波数領域においても、充分電
力損失の少ない電源用高周波低損失フェライトを提供し
ようとするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、Fe2O3,MnO,ZnOを主成分とし、副成分とし
てCaO 300〜1500ppm,Ta2O5 200〜1500ppm,SiO2 280〜5
00ppmを複合添加、含有することにより、数百kHz以上の
周波数領域においても充分電力損失の少ないフェライト
を得るものである。
（実施例） 以下本発明に関する電源用高周波低損失フェライトの
実施例を説明する。
Fe2O3（53.5mol％）,MnO（37.5mol％）,ZnO（9.0mol
％）を主成分とする原料を900℃にて仮焼した後、副成
分として、CaCO3を750ppm（CaOに換算すると420ppm），
Ta2O5を500ppm,SiO2を350ppm複合添加し、ボールミルに
て12時間粉砕した。但し、CaO,SiO2のように原料に予め
含有されている副成分については、仮焼成後に添加する
量をその分だけ減らし全体として上記成分の割合に一致
する様にした。この粉砕原料を乾燥後、バインダーを1.
1wt％添加し、造粒、成形した。この成形体を焼成温度1
150℃にて５時間焼成した。なお、焼成体の形状は、外
径25mm内径15mm高さ7.5mmのリング状とした。このもの
を実施例１とした。
この実施例１と同様の試料作成工程において、添加物
条件を変えて各試料を作製した。この結果を第１表に示
す。
試料１、２は、本発明の実施例である。なお、試料３
は、Ta2O5が特許請求範囲外の比較例であり、試料４
は、添加物としてCaO、V2O5、SiO2を含む従来材の例で
ある。
実施例２の電力損失の温度特性を第１図に、また、電
力損失の周波数特性を第２図に示した。なお、比較とし
て従来例の電力損失の温度特性及び周波数特性も第１図
及び第２図に示した。
第１図より、実施例２の電源用高周波低損失フェライ
トは、周波数ｆ＝500kHz、磁束密度Bm＝50mTにおいて、
20℃〜120℃の広温度範囲で電力損失が従来材の1/2〜1/
3程度と、極めて低いことがわかる。
また、第２図より、実施例２の電源用高周波低損失フ
ェライトが、従来の電源用フェライトに比べ、損失が1/
2となるのは、磁束密度50mTでは200kHz以上,100mTで
は、300kHz以上であり、200mTでは、1MHz以上であるこ
とが予想される。そなわち、実施例２が高周波低損失と
いう特徴を発揮するのは、周波数200kHz以上、磁束密度
100mT以下の動作条件であると言える。
また、実施例２以外の本発明の電源用高周波低損失フ
ェライトにおいても、第２図に示したものと同様の傾向
が見られた。
なお、主成分であるFe2O3,MnO,ZnOの割合は、Fe2O3 5
2.0〜55.0mol％,MnO 31.0〜42.0mol％,ZnO 6.0〜16.0mo
l％の範囲であれば良い。
また、前述の主成分を仮焼後、添加する副成分CaO,Ta
2O5,SiO2は、CaOは、300〜1500ppm,Ta2O5は、200〜1500
ppm,SiO2は、280〜500ppmの範囲内であれば、第１表に
示した実施例とほぼ類似の特性が得られることがわかっ
た。
但し、副成分のCaOが1500ppmよりも多いと、電力損失
が大きくなり、また透磁率が急激に低下する。CaOが300
ppmよりも少ないと、電気抵抗が低下するため、高周波
領域における渦電流損失が増大し、電力損失が大きくな
る。
副成分のTa2O5,SiO2が範囲以上になると、異常焼結
し、損失が大きくなると共に、透磁率及びＱも低下す
る。
また、副成分のTa2O5,SiO2が範囲未満になると、電気
抵抗が低下し、損失は増大する。
（発明の効果） 前述の如く、本発明の電源用高周波低損失フェライト
は、Fe2O3,MnO,ZnOを主成分とし、副成分としてCaO 300
〜1500ppm,Ta2O5 200〜1500ppm,SiO2 280〜500ppmを複
合添加、含有することにより、数百kHz以上の高周波領
域において、電力損失を著しく低減できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る実施例２の場合の周波数500kH
z、磁束密度50mTにおける電力損失の温度特性を従来例
の場合と比較して示したものであり、第２図は、磁束密
度50mT,100mT,200mT,温度80℃における本発明に係る実
施例２の電力損失の周波数特性を従来例の場合と比較し
て示したものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−124724（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 1/34 C04B 35/38

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Fe2O3、MnO、ZnOを主成分とし、副成分と
    してCaO 300〜1500ppm、Ta2O5 200〜1500ppm、SiO2 280
    〜500ppmを複合添加、含有した低損失フェライトであ
    り、周波数300kHz以上、動作磁束密度100mT以下の条件
    で使用され、かつ周波数500kHz、磁束密度50mTで電力損
    失が150kW/m3以下であることを特徴とする電源用高周波
    低損失フェライト。
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