JP3044666B2 - 電源用低損失フェライト - Google Patents

電源用低損失フェライト

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JP3044666B2 JP2048714A JP4871490A JP3044666B2 JP 3044666 B2 JP3044666 B2 JP 3044666B2 JP 2048714 A JP2048714 A JP 2048714A JP 4871490 A JP4871490 A JP 4871490A JP 3044666 B2 JP3044666 B2 JP 3044666B2
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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,
SiO2,Nb2O5,Ta2O5もしくは、CaO,SiO2,Nb2O5,Ta2O5,TiO
2もしくは、CaO,SiO2,Nb2O5,TiO2を微量複合添加するこ
とにより25kHz〜200kHz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系の低損失フェライトは、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,V2O
5を含む、あるいはCaO,SiO2,Nb2O5を含む所望のMn−Zn
系フェライトが使用されている。例えば、特開昭58−11
4401号公報。
（発明が解決しようとする問題点） 近年、スイッチング電源をさらに小型・軽量化、高周
波化するため、これに使用するフェライト材料として
も、使用周波数領域において、より低損失で、より高磁
束密度の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、高磁気密度
で、なおかつ低損失の共有を実現することは容易でなか
った。また、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、周波数25〜
200kHzにおいて、高磁束密度で、なおかつ充分電力損失
の少ない電源用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、 １）CaO 200〜1000ppm,SiO2 200ppm以下（０を含ま
ず）,Nb2O5 1500ppm以下（０を含まず）,Ta2O5 1500ppm
以下（０を含まず）,TiO2 1000〜20000ppm ２）CaO 200〜1000ppm,SiO2 200ppm以下（０を含ま
ず）,Nb2O5 1500ppm以下（０を含まず）,TiO2 1000〜20
000ppm を複合添加、含有することにより、25kHz〜200kHzにお
いて、高磁束密度で、なおかつ、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低損失フェライトの実施例
を説明する。
（１）Fe2O3（53mol％）,MnO（35.5mol％）,ZnO（11.5m
ol％）を主成分とする原料を900℃にて仮焼成した後、
副成分として、CaCO3を750ppm（CaOに換算すると420pp
m）,SiO2を150ppm,Nb2O5を300ppm,Ta2O5を50ppm,TiOを5
000ppm複合添加し、ボールミルにて２時間粉砕した。但
し、CaO,SiO2に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じ、
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1wt％添加し、
造粒、成形した。この成形体を焼成温度1300℃、焼成雰
囲気は酸素分圧１％にて５時間焼成した。なお、焼成体
の形状は、外径30mm,内径20mm,高さ10mmのリング状とし
た。
この実施例１と同様の試料作製工程において、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１〜４は、周波数25〜200kHzにおいて、電力損失
の少ない本発明の実施例であり、試料５は、添加物とし
てCaO,SiO2,Nb2O5を含む従来材の例である。
実施例１（試料１）の電力損失の周波数特性を第１図
に示した。なお、比較例として従来例（試料５）の電力
損失の周波数特性も第１図に示した。
第１図より、実施例１（試料１）の電源用低損失フェ
ライトは、周波数ｆ＝100kHz,磁束密度Bm＝200mTにおい
て、第１表に示したように各実施例の飽和磁束密度は、
526mT以上と非常に高く、このため、第１図に示した様
な優れた電力損失の周波数特性が得られた。
また、実施例１（試料１）以外の本発明の電源用低損
失フェライト（実施例２〜４）においても、第１図に示
したものと同様の傾向が見られた。
尚、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、本発明において、副成分の添加量を限定した理
由は、以下の通りである。
副成分のCaOが1000ppmより多いと、電力損失が増大す
ると共に、透磁率が急激に低下する。また、CaOが200pp
mよりも少ないと、電気抵抗が低下するため、渦電流損
失が増大し、電力損失は大きくなる。
副成分のNb2O5,Ta2O5,SiO2が本発明の範囲以上になる
と、異常焼結し、電力損失が増大すると共に、透磁率及
びＱ値も低下する。
また、副成分のNb2O5,Ta2O5及びSiO2が本発明の範囲
未満になると、電気抵抗が低下し電力損失が増大すると
共に、焼結が進まず、飽和磁束密度及び透磁率も低下す
る。
副成分のTiO2が本発明の範囲以上になると、電力損失
の温度特性の極小点が低温側にシフトし、使用温度での
電力損失が増大するため望ましくない。
また、副成分のTiO2が本発明の範囲未満になると電力
損失が増大すると共に、飽和磁束密度も低下するため望
ましくない。
（発明の効果） 前述の如く、本発明の電源用低損失フェライトは、Fe
2O3,MnO,ZnOを主成分とし、副成分として １）CaO 200〜1000ppm,SiO2 200ppm以下（０を含ま
ず）,Nb2O5 1500ppm以下（０を含まず）,Ta2O5 1500ppm
以下（０を含まず）,TiO2 1000〜20000ppm ２）CaO 200〜1000ppm,SiO2 200ppm以下（０を含まず）
Nb2O5 1500ppm以下（０を含まず）,TiO2 1000〜20000pp
m のいずれかを複合添加、含有することにより、25kHz〜2
00kHzにおいて、高磁束密度で、なおかつ充分電力損失
の少ないフェライトを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係る実施例１の場合の周囲温度100
℃、磁束密度200mTにおける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。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Fe2O3 52.0〜55.0mol％,MnO 31.0〜42.0
    mol％,ZnO 6.0〜16.0mol％を主成分とし、CaO 200〜1
    000ppm,SiO2 200ppm以下（０を含まず）,Nb2O5 1500p
    pm以下（０を含まず）,Ta2O5 1500ppm（０を含まず）,
    TiO2 1000〜20000ppmを複合添加、含有したことを特徴
    とする電源用低損失フェライト。
  2. 【請求項２】Fe2O3 52.0〜55.0mol％,MnO 31.0〜42.0
    mol％,ZnO 6.0〜16.0mol％を主成分とし、CaO 200〜1
    000ppm,SiO2 200ppm以下（０を含まず）,Nb2O5 1500p
    pm以下（０を含まず）,TiO2 1000〜20000ppmを複合添
    加、含有したことを特徴とする電源用低損失フェライ
    ト。
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