JPH0645129A - 高周波電源用磁気素子 - Google Patents
高周波電源用磁気素子Info
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- JPH0645129A JPH0645129A JP4021947A JP2194792A JPH0645129A JP H0645129 A JPH0645129 A JP H0645129A JP 4021947 A JP4021947 A JP 4021947A JP 2194792 A JP2194792 A JP 2194792A JP H0645129 A JPH0645129 A JP H0645129A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
- H01F1/342—Oxides
- H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 １ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で低損失かつ
直流磁界を印加しても低損失性を消失しない高周波電源
用磁気素子を提供することを目的とする。 【構成】 パーミンバフェライトで知られる鉄過剰のＮ
ｉ―Ｚｎ―Ｃｏ系フェライト材料で形成した磁気素子
に、該磁気素子のＢ―Ｈ曲線のメジャーループにおける
保磁力（Ｈｃ）以上の大きさに相当する直流磁界を一旦
印加した後、該磁気素子を１００℃以上、該磁気素子の
キュリー温度をＴｃ（℃）とするとき、Ｔｃ＋１００℃
以下の温度で加熱（熱処理）することを特徴とする高周
波電源用磁気素子であり、該磁気素子を用いることを特
徴とする高周波で動作させる共振型スイッチング電源装
置又はＤＣ―ＤＣコンバーターである。
直流磁界を印加しても低損失性を消失しない高周波電源
用磁気素子を提供することを目的とする。 【構成】 パーミンバフェライトで知られる鉄過剰のＮ
ｉ―Ｚｎ―Ｃｏ系フェライト材料で形成した磁気素子
に、該磁気素子のＢ―Ｈ曲線のメジャーループにおける
保磁力（Ｈｃ）以上の大きさに相当する直流磁界を一旦
印加した後、該磁気素子を１００℃以上、該磁気素子の
キュリー温度をＴｃ（℃）とするとき、Ｔｃ＋１００℃
以下の温度で加熱（熱処理）することを特徴とする高周
波電源用磁気素子であり、該磁気素子を用いることを特
徴とする高周波で動作させる共振型スイッチング電源装
置又はＤＣ―ＤＣコンバーターである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、１ＭＨｚ以上の高周波
における共振型スイッチング電源装置等に用いられるト
ランスなどの磁気素子用として有効な、高比抵抗かつ低
磁気損失を有する酸化物磁性材料、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で
動作させる共振型スイッチング電源装置、ＤＣ―ＤＣコ
ンバーターに関するものである。
における共振型スイッチング電源装置等に用いられるト
ランスなどの磁気素子用として有効な、高比抵抗かつ低
磁気損失を有する酸化物磁性材料、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で
動作させる共振型スイッチング電源装置、ＤＣ―ＤＣコ
ンバーター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最も有効であるとされて
いる。この様な高周波動作に適した磁性材料としては、
当該高い周波数帯域で優れた磁気特性すなわち低損失で
ある事が必要とされる。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、Ｍｎ―Ｚｎ系
酸化物磁性材料いわゆるＭｎ―Ｚｎフェライトを用いる
ことが一般的であった。しかし、１ＭＨｚ以上の高周波
で動作させる場合には、磁気損失が大きく実用的でなか
った。また、Ｆｅ2Ｏ3の組成範囲が５０モル％未満のい
わゆる鉄不足系のＮｉ―Ｚｎフェライトを用いて、１Ｍ
Ｈｚ以上の高い周波数帯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。また、パーミンバフェライトとし
て知られるＦｅ2Ｏ3の組成範囲が５０モル％以上のＮｉ
―Ｚｎ―Ｃｏフェライトは、Ｂ―Ｈ曲線の原点に狭いウ
エスト（くびれ）を有する特有のヒステリシスループを
備えた材料であり、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で、
磁気損失が小さく有効な材料であるが、一旦直流磁界が
かかると低損失性が完全に失なわれるという重大な欠点
を有するために、電源用トランス材料として検討される
ことはなかった。このパーミンバフェライトの低磁気損
失性を有効に利用するための、電源用磁気素子の高周波
で動作させる方法が、特開平３―３３０７号に開示され
ている。これは、要約すると、低損失性を永久に失う臨
界磁界のしきい値を超えない範囲で動作させる方法であ
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最も有効であるとされて
いる。この様な高周波動作に適した磁性材料としては、
当該高い周波数帯域で優れた磁気特性すなわち低損失で
ある事が必要とされる。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、Ｍｎ―Ｚｎ系
酸化物磁性材料いわゆるＭｎ―Ｚｎフェライトを用いる
ことが一般的であった。しかし、１ＭＨｚ以上の高周波
で動作させる場合には、磁気損失が大きく実用的でなか
った。また、Ｆｅ2Ｏ3の組成範囲が５０モル％未満のい
わゆる鉄不足系のＮｉ―Ｚｎフェライトを用いて、１Ｍ
Ｈｚ以上の高い周波数帯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。また、パーミンバフェライトとし
て知られるＦｅ2Ｏ3の組成範囲が５０モル％以上のＮｉ
―Ｚｎ―Ｃｏフェライトは、Ｂ―Ｈ曲線の原点に狭いウ
エスト（くびれ）を有する特有のヒステリシスループを
備えた材料であり、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で、
磁気損失が小さく有効な材料であるが、一旦直流磁界が
かかると低損失性が完全に失なわれるという重大な欠点
を有するために、電源用トランス材料として検討される
ことはなかった。このパーミンバフェライトの低磁気損
失性を有効に利用するための、電源用磁気素子の高周波
で動作させる方法が、特開平３―３３０７号に開示され
ている。これは、要約すると、低損失性を永久に失う臨
界磁界のしきい値を超えない範囲で動作させる方法であ
る。
【０００３】
【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以上の高い周波数帯域では、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以下と小さいために、渦電
流損失が増大する。１ＭＨｚ以上の高周波スイッチング
電源に用いた場合、発熱が著しくなり、その結果、熱暴
走し、機器全体を破壊する危険があるので、実用化でき
ないという問題点があった。また、高い周波数帯域で、
比抵抗が１０6Ω・ｍと大きく渦電流損失が小さい鉄不
足系Ｎｉ―Ｚｎフェライトでは、保磁力（Ｈｃ）や角形
比（Ｂｒ／Ｂｍ）がＭｎ―Ｚｎフェライトに較べて大き
いため、ヒステリシス損失が大きく、高周波スイッチン
グ電源用材料として充分な性能を発揮できなかった。さ
らに、パーミンバフェライトとして知られるＦｅ2Ｏ3の
組成範囲が５０モル％以上のＮｉ―Ｚｎ―Ｃｏフェライ
トは、比抵抗が大きく、ヒステリシス損失もＢ―Ｈ曲線
の原点に狭いウエスト（くびれ）を有するヒステリシス
ループをもつため小さく、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯
域で、有効な磁気素子である。
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以上の高い周波数帯域では、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以下と小さいために、渦電
流損失が増大する。１ＭＨｚ以上の高周波スイッチング
電源に用いた場合、発熱が著しくなり、その結果、熱暴
走し、機器全体を破壊する危険があるので、実用化でき
ないという問題点があった。また、高い周波数帯域で、
比抵抗が１０6Ω・ｍと大きく渦電流損失が小さい鉄不
足系Ｎｉ―Ｚｎフェライトでは、保磁力（Ｈｃ）や角形
比（Ｂｒ／Ｂｍ）がＭｎ―Ｚｎフェライトに較べて大き
いため、ヒステリシス損失が大きく、高周波スイッチン
グ電源用材料として充分な性能を発揮できなかった。さ
らに、パーミンバフェライトとして知られるＦｅ2Ｏ3の
組成範囲が５０モル％以上のＮｉ―Ｚｎ―Ｃｏフェライ
トは、比抵抗が大きく、ヒステリシス損失もＢ―Ｈ曲線
の原点に狭いウエスト（くびれ）を有するヒステリシス
ループをもつため小さく、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯
域で、有効な磁気素子である。
【０００４】しかし、この磁気素子は、Ｂ―Ｈ曲線のメ
ジャーループにおける保磁力（Ｈｃ）以上の直流磁界が
一旦かかると、低損失性は完全に消失し、これを回復さ
せるには、キュリー点以上からの焼鈍による消磁しか方
法がないという問題点があった。この磁気素子は、臨界
磁界のしきい値を越えない範囲で動作させる場合には問
題ないが、装置に組み込んだ後で、マグネットが触れた
というようなダメージには、打つ手がないという問題点
があった。上述の様に、１ＭＨｚ以上の高周波スイッチ
ング電源トランス用磁気素子として、ヒステリシス損失
が小さく、高抵抗で渦電流損失が小さく、直流磁界が一
旦かかっても低損失性が消失しないものが望まれてい
る。本発明は、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で、低磁
気損失のパーミンバタイプのＮｉ―Ｚｎ―Ｃｏ系フェラ
イトを用いた磁気素子において、直流磁界が一旦かかっ
ても、その低磁気損失性が消失しない磁気素子を提供す
ることと、この磁気素子を用いることにより、高い周波
数帯域で実用的に動作できる共振型スイッチング電源装
置又はＤＣ―ＤＣコンバーターを提供することを目的と
するものである。
ジャーループにおける保磁力（Ｈｃ）以上の直流磁界が
一旦かかると、低損失性は完全に消失し、これを回復さ
せるには、キュリー点以上からの焼鈍による消磁しか方
法がないという問題点があった。この磁気素子は、臨界
磁界のしきい値を越えない範囲で動作させる場合には問
題ないが、装置に組み込んだ後で、マグネットが触れた
というようなダメージには、打つ手がないという問題点
があった。上述の様に、１ＭＨｚ以上の高周波スイッチ
ング電源トランス用磁気素子として、ヒステリシス損失
が小さく、高抵抗で渦電流損失が小さく、直流磁界が一
旦かかっても低損失性が消失しないものが望まれてい
る。本発明は、１ＭＨｚ以上の高い周波数帯域で、低磁
気損失のパーミンバタイプのＮｉ―Ｚｎ―Ｃｏ系フェラ
イトを用いた磁気素子において、直流磁界が一旦かかっ
ても、その低磁気損失性が消失しない磁気素子を提供す
ることと、この磁気素子を用いることにより、高い周波
数帯域で実用的に動作できる共振型スイッチング電源装
置又はＤＣ―ＤＣコンバーターを提供することを目的と
するものである。
【０００５】
【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％、ＮｉＯ４
〜３２モル％、ＭｎＣＯ3又はＭｎＯ2 ０．５〜５モル
％、ＣｕＯ ０．１〜６モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１〜
３モル％、Ｖ2Ｏ5 ０〜３重量％の組成範囲からなる酸
化物磁性材料で形成した磁気素子に、該磁気素子のＢ―
Ｈ曲線のメジャーループにおける保磁力（Ｈｃ）以上の
大きさに相当する直流磁界を一旦印加した後、該磁気素
子を１００℃以上、該磁気素子のキュリー温度をＴｃ
（℃）とするとき、Ｔｃ＋１００℃以下の温度で加熱
（熱処理）することを特徴とする高周波電源用磁気素子
であり、この磁気素子を用いることを特徴とする高周波
で動作させる共振型スイッチング電源装置又はＤＣ―Ｄ
Ｃコンバーターである。
６〜６５モル％、ＺｎＯ １２〜２０モル％、ＮｉＯ４
〜３２モル％、ＭｎＣＯ3又はＭｎＯ2 ０．５〜５モル
％、ＣｕＯ ０．１〜６モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１〜
３モル％、Ｖ2Ｏ5 ０〜３重量％の組成範囲からなる酸
化物磁性材料で形成した磁気素子に、該磁気素子のＢ―
Ｈ曲線のメジャーループにおける保磁力（Ｈｃ）以上の
大きさに相当する直流磁界を一旦印加した後、該磁気素
子を１００℃以上、該磁気素子のキュリー温度をＴｃ
（℃）とするとき、Ｔｃ＋１００℃以下の温度で加熱
（熱処理）することを特徴とする高周波電源用磁気素子
であり、この磁気素子を用いることを特徴とする高周波
で動作させる共振型スイッチング電源装置又はＤＣ―Ｄ
Ｃコンバーターである。
【０００６】
【実施例】実施例１ Ｆｅ2Ｏ3 ５７．５モル％、ＺｎＯ １５モル％、Ｎｉ
Ｏ ２２モル％、ＭｎＣＯ3 ３モル％、ＣｕＯ ２モ
ル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．５モル％の割合で配合し、振動ミ
ルにより、２時間混合し、その粉末混合物を１１００℃
で２時間仮焼成し、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。この試料の磁気特
性は、初透磁率（μｉ）＝１５０、キュリー温度（Ｔ
ｃ）＝３００℃、飽和磁束密度（Ｂｍｓ）＝３２０ｍ
Ｔ、保磁力（Ｈｃ）＝３００Ａ／ｍ、比抵抗（ρ）＝３
×１０6Ω・ｍ、コアロス（Ｐｃ）＝３２０ｋｗ／ｍ
3（１０ＭＨｚ、２０ｍＴ、室温）であった。この試料
に巻線を施し、２０００Ａ／ｍの直流磁界を１０秒間印
加し、取り去った後、２８０℃、２時間で熱処理を行な
い、本発明の磁気素子を得た。この磁気素子に１００Ａ
／ｍの直流磁界を１０秒間印加し取り去った後、１０Ｍ
Ｈｚ、２０ｍＴ室温の条件でコアロスを測定した。コア
ロスは、カロリーメータを用いて、磁気素子の温度上昇
を測定し、算出した。次に、２００Ａ／ｍの直流磁界を
１０秒間印加し取り去った後、コアロスの測定を行なっ
た。徐々に印加直流磁界を大きくし、５０００Ａ／ｍま
でこの操作を繰り返し、コアロスの測定を行なった。こ
の結果を図１に示す。比較として、Ｆｅ2Ｏ3 ４７．５
モル％、ＮｉＯ ３５モル％、ＺｎＯ １５モル％、Ｃ
ｕＯ ２モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．５モル％の組成からな
る鉄不足系フェライトで形成した磁気素子を測定した結
果を従来例１とし、実施例１の磁気素子で、直流磁界の
印加、熱処理を行なわない焼成後の磁気素子を測定した
結果を従来例２とし、実施例１の磁気素子で、直流磁界
の印加を行なわず、２８０℃の熱処理のみを行なった磁
気素子を測定した結果を従来例３として図１中に示し
た。また、２０００Ａ／ｍの直流磁界を印加しながら、
２８０℃で熱処理した磁気素子を測定した結果を従来例
４として図１中に示した。本発明の磁気素子は、直流磁
界の弱い領域でのコアロスは、４００ｋｗ／ｍ3以下と
小さくかつ５０００Ａ／ｍの直流磁界を印加しても、急
激なコアロスの増加はなく、４００ｋｗ／ｍ3以下であ
った。しかし、従来例２、３、４は、印加直流磁界が小
さい領域では、コアロスは４００ｋｗ／ｍ3以下である
が、５００Ａ／ｍ以上の直流磁界を印加すると、コアロ
スは急激に増加し、５０００Ａ／ｍの印加により、約８
０００ｋｗ／ｍ3となり、実用化は望めない。さらに、
従来例１は、直流磁界の印加の影響をあまり受けること
なく、５０００Ａ／ｍの直流磁界の印加でも、コアロス
の急激な増加は見られなかったが、コアロスが１８００
ｋｗ／ｍ3と大きいため、実用化は望めない。
Ｏ ２２モル％、ＭｎＣＯ3 ３モル％、ＣｕＯ ２モ
ル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．５モル％の割合で配合し、振動ミ
ルにより、２時間混合し、その粉末混合物を１１００℃
で２時間仮焼成し、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。この試料の磁気特
性は、初透磁率（μｉ）＝１５０、キュリー温度（Ｔ
ｃ）＝３００℃、飽和磁束密度（Ｂｍｓ）＝３２０ｍ
Ｔ、保磁力（Ｈｃ）＝３００Ａ／ｍ、比抵抗（ρ）＝３
×１０6Ω・ｍ、コアロス（Ｐｃ）＝３２０ｋｗ／ｍ
3（１０ＭＨｚ、２０ｍＴ、室温）であった。この試料
に巻線を施し、２０００Ａ／ｍの直流磁界を１０秒間印
加し、取り去った後、２８０℃、２時間で熱処理を行な
い、本発明の磁気素子を得た。この磁気素子に１００Ａ
／ｍの直流磁界を１０秒間印加し取り去った後、１０Ｍ
Ｈｚ、２０ｍＴ室温の条件でコアロスを測定した。コア
ロスは、カロリーメータを用いて、磁気素子の温度上昇
を測定し、算出した。次に、２００Ａ／ｍの直流磁界を
１０秒間印加し取り去った後、コアロスの測定を行なっ
た。徐々に印加直流磁界を大きくし、５０００Ａ／ｍま
でこの操作を繰り返し、コアロスの測定を行なった。こ
の結果を図１に示す。比較として、Ｆｅ2Ｏ3 ４７．５
モル％、ＮｉＯ ３５モル％、ＺｎＯ １５モル％、Ｃ
ｕＯ ２モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．５モル％の組成からな
る鉄不足系フェライトで形成した磁気素子を測定した結
果を従来例１とし、実施例１の磁気素子で、直流磁界の
印加、熱処理を行なわない焼成後の磁気素子を測定した
結果を従来例２とし、実施例１の磁気素子で、直流磁界
の印加を行なわず、２８０℃の熱処理のみを行なった磁
気素子を測定した結果を従来例３として図１中に示し
た。また、２０００Ａ／ｍの直流磁界を印加しながら、
２８０℃で熱処理した磁気素子を測定した結果を従来例
４として図１中に示した。本発明の磁気素子は、直流磁
界の弱い領域でのコアロスは、４００ｋｗ／ｍ3以下と
小さくかつ５０００Ａ／ｍの直流磁界を印加しても、急
激なコアロスの増加はなく、４００ｋｗ／ｍ3以下であ
った。しかし、従来例２、３、４は、印加直流磁界が小
さい領域では、コアロスは４００ｋｗ／ｍ3以下である
が、５００Ａ／ｍ以上の直流磁界を印加すると、コアロ
スは急激に増加し、５０００Ａ／ｍの印加により、約８
０００ｋｗ／ｍ3となり、実用化は望めない。さらに、
従来例１は、直流磁界の印加の影響をあまり受けること
なく、５０００Ａ／ｍの直流磁界の印加でも、コアロス
の急激な増加は見られなかったが、コアロスが１８００
ｋｗ／ｍ3と大きいため、実用化は望めない。
【０００７】図２は、熱処理前の印加直流磁界の強さを
変え、２８０℃で熱処理した後、５０００Ａ／ｍの直流
磁界を印加した後に、コアロスを測定した結果である。
特許請求の範囲を限定した理由として、熱処理前に印加
する直流磁界の強さは、図２から明らかなように、この
磁気素子の保磁力（Ｈｃ）、３００Ａ／ｍ未満の直流磁
界では、効果がないことがわかる。これは、図１に示し
た従来例２、３、４においても、３００Ａ／ｍ未満の弱
い直流磁界では、元々影響を受けない領域であるため効
果がないものと考えられる。
変え、２８０℃で熱処理した後、５０００Ａ／ｍの直流
磁界を印加した後に、コアロスを測定した結果である。
特許請求の範囲を限定した理由として、熱処理前に印加
する直流磁界の強さは、図２から明らかなように、この
磁気素子の保磁力（Ｈｃ）、３００Ａ／ｍ未満の直流磁
界では、効果がないことがわかる。これは、図１に示し
た従来例２、３、４においても、３００Ａ／ｍ未満の弱
い直流磁界では、元々影響を受けない領域であるため効
果がないものと考えられる。
【０００８】図３は、２０００Ａ／ｍの直流磁界を印加
した後に、温度を変えて熱処理を行なった後、５０００
Ａ／ｍの直流磁界を印加した後にコアロスを測定した結
果である。熱処理温度を限定した理由は、図３から明ら
かなように、磁気素子のキュリー温度をＴｃ（℃）とす
るとき、Ｔｃ＋１００℃以上（Ｔｃ＋１００℃は含まな
い）では、完全に消磁されてしまい、従来例２の磁気素
子と全く変わらない磁気素子となり、１００℃未満の温
度では、熱処理の効果が見られないためである。 熱処
理前の印加直流磁界は、磁路方向と平行に印加すること
が望ましいが、磁路方向に垂直に印加した場合でも同様
の効果が得られた。また、直流磁界の印加時間は、１０
秒としたが、この時間は長短にかかわらず、同じ効果が
得られた。さらに、熱処理の昇温速度、冷却速度は、１
０００℃／ｈｒ以下であれば同じ効果が得られ、熱処理
時間も長短にかかわらず同じ効果が得られた。
した後に、温度を変えて熱処理を行なった後、５０００
Ａ／ｍの直流磁界を印加した後にコアロスを測定した結
果である。熱処理温度を限定した理由は、図３から明ら
かなように、磁気素子のキュリー温度をＴｃ（℃）とす
るとき、Ｔｃ＋１００℃以上（Ｔｃ＋１００℃は含まな
い）では、完全に消磁されてしまい、従来例２の磁気素
子と全く変わらない磁気素子となり、１００℃未満の温
度では、熱処理の効果が見られないためである。 熱処
理前の印加直流磁界は、磁路方向と平行に印加すること
が望ましいが、磁路方向に垂直に印加した場合でも同様
の効果が得られた。また、直流磁界の印加時間は、１０
秒としたが、この時間は長短にかかわらず、同じ効果が
得られた。さらに、熱処理の昇温速度、冷却速度は、１
０００℃／ｈｒ以下であれば同じ効果が得られ、熱処理
時間も長短にかかわらず同じ効果が得られた。
【０００９】実施例２ 磁気素子を形成する材料の組成範囲が、Ｆｅ2Ｏ3 ５６
〜６５モル％、ＺｎＯ１２〜２０モル％、ＮｉＯ ４〜
３２モル％、ＭｎＣＯ3又はＭｎＯ2 ０．５〜５モル
％、ＣｕＯ ０．１〜６モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１３
モル％、Ｖ2Ｏ5０〜３重量％であれば、１ＭＨｚ以上の
高い周波数帯域で、ヒステリシス損失が小さくかつ渦電
流損失の小さい低磁気損失酸化物磁性材料が得られた。
この組成範囲で実施例１と同様に形成した磁気素子の磁
気特性は、μｉ＝６０〜２００、Ｔｃ＝２００℃以上、
Ｂｍｓ＝２７０ｍＴ以上、Ｈｃ＝２５０〜４００Ａ／
ｍ、ρ＝３×１０4Ω・ｍ以上、Ｐｃ＝４００ｋｗ／ｍ3
以下（１０ＭＨｚ、２０ｍＴ，室温）であった。この組
成範囲の酸化物磁性材料で形成した磁気素子に、２００
０Ａ／ｍの直流磁界を１０秒間印加し、直流磁界を取り
去った後、２８０℃の温度で熱処理を行なった結果、５
０００Ａ／ｍの直流磁界を印加しても、コアロスの急激
な増加はみられず、４００ｋｗ／ｍ3以下であり、実施
例１の磁気素子と同じ効果が得られた。
〜６５モル％、ＺｎＯ１２〜２０モル％、ＮｉＯ ４〜
３２モル％、ＭｎＣＯ3又はＭｎＯ2 ０．５〜５モル
％、ＣｕＯ ０．１〜６モル％、Ｃｏ3Ｏ4 ０．０１３
モル％、Ｖ2Ｏ5０〜３重量％であれば、１ＭＨｚ以上の
高い周波数帯域で、ヒステリシス損失が小さくかつ渦電
流損失の小さい低磁気損失酸化物磁性材料が得られた。
この組成範囲で実施例１と同様に形成した磁気素子の磁
気特性は、μｉ＝６０〜２００、Ｔｃ＝２００℃以上、
Ｂｍｓ＝２７０ｍＴ以上、Ｈｃ＝２５０〜４００Ａ／
ｍ、ρ＝３×１０4Ω・ｍ以上、Ｐｃ＝４００ｋｗ／ｍ3
以下（１０ＭＨｚ、２０ｍＴ，室温）であった。この組
成範囲の酸化物磁性材料で形成した磁気素子に、２００
０Ａ／ｍの直流磁界を１０秒間印加し、直流磁界を取り
去った後、２８０℃の温度で熱処理を行なった結果、５
０００Ａ／ｍの直流磁界を印加しても、コアロスの急激
な増加はみられず、４００ｋｗ／ｍ3以下であり、実施
例１の磁気素子と同じ効果が得られた。
【００１０】実施例３ 実施例１の磁気素子を図５に示したトランス形状とし、
２個を組み合せ、巻線を施し、トランスを形成した。こ
のトランスの磁路長は３０ｍｍ、有効断面積は５０ｍｍ
2であった。このトランスを図４に示した電圧共振型コ
ンバータ回路に組み込み、１０ＭＨｚ、２０ｍＴで動作
させた。その結果、出力１００Ｗに対して電力効率が８
６％と高い値を得ることができた。また、このトランス
に約２００ｍＴの磁石を約１０秒間触れた後、同様に動
作させた結果、出力１００Ｗに対して電力効率が８４％
と高い値を維持した。一方、従来例２、３、４の磁気素
子を同様に組み込み動作させた結果、電力効率は各々８
５、８７、８８％と高い値を得ることができたが、約２
００ｍＴの磁石を約１０秒間触れた後、同様に動作させ
た結果、電力効率は６０％以下に低下し、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。
２個を組み合せ、巻線を施し、トランスを形成した。こ
のトランスの磁路長は３０ｍｍ、有効断面積は５０ｍｍ
2であった。このトランスを図４に示した電圧共振型コ
ンバータ回路に組み込み、１０ＭＨｚ、２０ｍＴで動作
させた。その結果、出力１００Ｗに対して電力効率が８
６％と高い値を得ることができた。また、このトランス
に約２００ｍＴの磁石を約１０秒間触れた後、同様に動
作させた結果、出力１００Ｗに対して電力効率が８４％
と高い値を維持した。一方、従来例２、３、４の磁気素
子を同様に組み込み動作させた結果、電力効率は各々８
５、８７、８８％と高い値を得ることができたが、約２
００ｍＴの磁石を約１０秒間触れた後、同様に動作させ
た結果、電力効率は６０％以下に低下し、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。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、１ＭＨｚ以上の高い周
波数帯域で、高い比抵抗を有し、低磁気損失性をもちな
がら、直流磁界を印加することにより、この低磁気損失
性を完全に消失してしまうという特有な性質をもちパー
ミンバフェライトで知られる材料で形成された磁気素子
において、限定された直流磁界を一旦印加した後に、限
定された温度で熱処理することにより、直流磁界が印加
されても、また、マグネットに触れることがあっても、
低磁気損失を消失することがなく、コアロスを４００ｋ
ｗ／ｍ3以下におさえることができ、トランス形状のこ
の磁気素子を高周波共振型スイッチング電源やＤＣ―Ｄ
Ｃコンバーターに用いた場合、電力消費が小さく、効率
的な高周波動作が達成できる。
波数帯域で、高い比抵抗を有し、低磁気損失性をもちな
がら、直流磁界を印加することにより、この低磁気損失
性を完全に消失してしまうという特有な性質をもちパー
ミンバフェライトで知られる材料で形成された磁気素子
において、限定された直流磁界を一旦印加した後に、限
定された温度で熱処理することにより、直流磁界が印加
されても、また、マグネットに触れることがあっても、
低磁気損失を消失することがなく、コアロスを４００ｋ
ｗ／ｍ3以下におさえることができ、トランス形状のこ
の磁気素子を高周波共振型スイッチング電源やＤＣ―Ｄ
Ｃコンバーターに用いた場合、電力消費が小さく、効率
的な高周波動作が達成できる。
【図１】印加直流磁界がコアロスへ与える影響を示す図
である。
である。
【図２】コアロスと熱処理前の印加直流磁界との関係を
示す図である。
示す図である。
【図３】コアロスと熱処理温度との関係を示す図であ
る。
る。
【図４】電圧共振型コンバータの回路図である。
【図５】トランスの形状図である。
４１ トランス ４２ スイッチング素子 ４３ インダクタ ４４ コンデンサ ４５ ダイオード
Claims (2)
- 【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モル％、Ｖ2Ｏ5 ０〜３
重量％の組成範囲からなる酸化物磁性材料で形成した磁
気素子に、該磁気素子のＢ―Ｈ曲線のメジャーループに
おける保磁力（Ｈｃ）以上の大きさに相当する直流磁界
を一旦印加した後、該磁気素子を１００℃以上、該磁気
素子のキュリー温度をＴｃ（℃）とするとき、Ｔｃ＋１
００℃以下の温度で加熱（熱処理）したことを特徴とす
る高周波電源用磁気素子。 - 【請求項２】 特許請求の範囲請求項１記載の磁気素子
を用いることを特徴とする高周波で動作させる共振型ス
イッチング電源装置、又はＤＣ―ＤＣコンバーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021947A JP2664113B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 高周波電源用磁気素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4021947A JP2664113B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 高周波電源用磁気素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645129A true JPH0645129A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2664113B2 JP2664113B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=12069257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4021947A Expired - Fee Related JP2664113B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 高周波電源用磁気素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664113B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100190A1 (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-18 | Meiji University Legal Person | スピネル型フェリ磁性粉及び磁気記録用媒体 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52102597A (en) * | 1976-02-24 | 1977-08-27 | Tohoku Metal Ind Ltd | Oxide magnetic material |
| JPH01101609A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Nippon Ferrite Ltd | 高周波用磁性材料 |
| JPH04361501A (ja) * | 1991-06-08 | 1992-12-15 | Hitachi Ferrite Ltd | 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 |
-
1992
- 1992-01-10 JP JP4021947A patent/JP2664113B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52102597A (en) * | 1976-02-24 | 1977-08-27 | Tohoku Metal Ind Ltd | Oxide magnetic material |
| JPH01101609A (ja) * | 1987-10-14 | 1989-04-19 | Nippon Ferrite Ltd | 高周波用磁性材料 |
| JPH04361501A (ja) * | 1991-06-08 | 1992-12-15 | Hitachi Ferrite Ltd | 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004100190A1 (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-18 | Meiji University Legal Person | スピネル型フェリ磁性粉及び磁気記録用媒体 |
| US7399523B2 (en) | 2003-05-07 | 2008-07-15 | Meiji University Legal Person | Spinel ferrimagnetic particles and magnetic recording medium |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2664113B2 (ja) | 1997-10-15 |
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