アモルファスおよびナノ結晶のインダクタへの応用

インダクタでは、アモルファス、ナノ結晶という言葉をよく聞きます。今回はその関連知識について詳しくご紹介していきます。アモルファス合金は1970年代に登場した新しいタイプの合金材料で、その形成プロセスは液体金属、急速冷却凝固であり、短距離で規則的に配列され、長距離で無秩序なリボン材料が得られます。

現在、アモルファス（ナノ結晶）材料は、Fe ベースのアモルファス、Fe-ニッケルベースのアモルファス、コバルトベースのアモルファス、およびナノ結晶の 4 つのカテゴリに分類できます。

1. 鉄系アモルファス

Fe系アモルファスの主成分はFe、シリコン、ホウ素、炭素などで、磁性が強く、飽和磁気誘導強度が1.4～1.7Tに達し、安価で珪素鋼板の代替用途に最適です。アプリケーションシナリオより 10kHz 低い周波数に適しています。

2. 鉄ニッケル基アモルファス 鉄ニッケル基アモルファスは、主に鉄、ニッケル、シリコン、ホウ素などで構成されています。飽和磁気誘導強度は約1Tで、透磁率が高く、ケイ素鋼の代替として使用できます。変圧器関連製品によく使用されるシートやパーマロイ。

3. コバルト系アモルファス

コバルトベースのアモルファスの主成分はコバルト、シリコン、ホウ素であり、特定の特性のニーズを満たすために他の元素が添加される場合もあります。飽和磁気誘導強度が約1Tで透磁率が高く、フェライトの代替として比較的要求の高い製品に多く使用されています。ただし、コバルトというレアメタルのため、価格は非常に高価です。

4. ナノ結晶

ナノ結晶は、Fe、シリコン、ホウ素、および少量の銅とニオブで構成されており、そのうち銅とニオブはナノ結晶を得るための重要な原料です。これらは、最初に非晶質ストリップに加工され、次に熱処理されて、ナノ結晶材料と非晶質材料の混合物が得られます。ナノクリスタルは優れた性能と比較的安価な価格を持ち、さまざまな高周波トランスやインダクターに広く使用されています。

アプリケーションの観点から見ると、アモルファス (ナノ結晶) 材料の周波数範囲は 50Hz ～ 100kHz です。高磁気誘導強度、高初透磁率、高抵抗率、高残留磁気誘導強度、低保磁力、低高周波損失といった優れた磁気特性を有しており、磁性材料の総合性能として非常に優れています。トランスおよびコモンモードインダクタにアモルファス (ナノ結晶) を適用する主な利点は次のとおりです。

1. 実効透磁率が高く、同じインダクタンスのもとでコイル数が少なく、体積が小さくなります。

2. 巻き数が少なく、分布容量が小さい。

3. 低い保磁力、低い損失。

4.キュリー高温、良好な安定性;

5.周波数特性が良好で、ノイズスパイクへの対処に優れています。アモルファス（ナノ結晶）は、トランスやインダクターの効率を大幅に向上させ、体積を減らし、重量を減らし、エネルギー消費を削減するため、現在、高出力スイッチング電源、インバーター電源、UPS電源、充電などに広く使用されています。杭、自動車エレクトロニクス、電力監視などの分野。