錳鋅功率材料選型比較
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用途
本頁把 TAK 全部錳鋅功率材料放在同一個基準下比較：性能因子（B×f）曲線、四張分類特性比較表、損耗門檻頻率×Bs 定位圖，以及八種材料在同一顆 UD 磁芯上的直流偏磁實測。選型順序建議：先依開關頻率由比較表挑出候選材料，再以定位圖確認相對位置，最後以 IDC 實測與樣品溫升決定。
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產品介紹
功率材料性能因子 Performance Factor of Power Material
基於頻率的材料選擇，有一種方式是在定義的磁芯損耗密度下，繪製「性能因子」（B×f）與頻率的曲線。
性能因子是材料損耗密度的一種度量方式：將工作頻率乘以產生預定鐵芯損耗值的相應磁通密度而得，其中 B＝磁通密度（mT）、f＝工作頻率（kHz）。
觀察這些曲線，可以為特定工作頻率選出最佳材料。然而這種比較方法只能得出所選材料的相對優值，設計工程師仍須進一步分析，以確定給定頻率與鐵芯損耗密度下的可用磁通密度，將溫升限制在可接受的水準。
圖庫 Fig.1：功率材料性能因子（Pv＝500 kW/m³ @100 ℃）。左＝低損耗＋寬溫組（TP40/TP44/TP45/TM80/TM81/TM83★）；右＝高頻組（TM50A/TM59★/TM61/TM65★/TM63）
高頻低損耗材料 High-Frequency Low-Loss · 5 grades
| 特性 Characteristic | 條件·單位 Condition/Unit | TM50A | TM59 | TM65 | TM61 | TM63 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 建議頻率 | MHz | ≤1 | 0.3–1 | ≤3 | ≤3 | ≤5 |
| 初始磁導率 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT | 2500±25% | 1900±25% | 1300±25% | 1000±25% | 700±25% |
| 增幅磁導率 25 ℃ | 25 kHz／400 mT | > 3500 | > 3000 | > 2400 | > 2200 | > 1400 |
| 飽和磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 550 / 450 | 530 / 430 | 540 / 440 | 540 / 440 | 540 / 450 |
| 殘留磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 90 / 70 | 55 / 35 | 70 / 50 | 90 / 50 | 100 / 90 |
| 矯頑力 25 / 100 ℃ | 1200 A/m A/m | 18 / 8 | 15 / 10 | 15 / 20 | 20 / 15 | 20 / 15 |
| 相對損耗因子 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT 10⁻⁶ | <5 | <5 | <15 | <5 | <6 |
| 居里溫度 | ℃ | >240 | >260 | >240 | >260 | >290 |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 300 kHz/100 mT kW/m³ | 150 / 280 | 250 / 230 | |||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 500 kHz/50 mT kW/m³ | 120 / 100 | 80 / 50 | 70 / 50 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 500 kHz/100 mT kW/m³ | 800 / 700 | 600 / 550 | 600 / 630 | 550 / 700 | 400 / 600 |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 800 kHz/60 mT kW/m³ | 330 / 250 | 300 / 220 | |||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 800 kHz/80 mT kW/m³ | 650 / 600 | ||||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 1 MHz/30 mT kW/m³ | 210 / 150 | 100 / 70 | 70 / 50 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 1 MHz/50 mT kW/m³ | 350 / 250 | 250 / 180 | 190 / 155 | 70 / 80 | |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 2 MHz/50 mT kW/m³ | 200 / 250 | ||||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 3 MHz/10 mT kW/m³ | 100 / 90 | ||||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 3 MHz/30 mT kW/m³ | 140 / 180 |
寬溫低損耗材料 Wide-Temperature Low-Loss · 3 grades
| 特性 Characteristic | 條件·單位 Condition/Unit | TM80 | TM81 | TM83 |
|---|---|---|---|---|
| 建議頻率 | MHz | ≤0.5 | ≤0.5 | |
| 初始磁導率 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT | 3000±25% | 3000±25% | 3000 ±25% |
| 增幅磁導率 25 ℃ | 25 kHz／400 mT | > 4000 | > 4000 | ˃4000 |
| 飽和磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 520 / 420 | 520 / 420 | 545 / 425 |
| 殘留磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 80 / 60 | 70 / 50 | 70 / 60 |
| 矯頑力 25 / 100 ℃ | 1200 A/m A/m | 10 / 7 | 10 / 7 | 15 / 10 |
| 相對損耗因子 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT 10⁻⁶ | <6 | <5 | |
| 居里溫度 | ℃ | >230 | >220 | ≥240 |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 100 kHz/200 mT kW/m³ | 350 / 330 | 340 / 400 | 240 / 250 |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 200 kHz/125 mT kW/m³ | 230 / 270 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 300 kHz/100 mT kW/m³ | 380 / 360 | 260 / 310 | 190 / 220 |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 400 kHz/125 mT kW/m³ | 630 / 820 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 500 kHz/50 mT kW/m³ | 200 / 200 |
低損耗材料 Low-Loss · 5 grades
| 特性 Characteristic | 條件·單位 Condition/Unit | TP40 | TP44 | TP45 | T2 | T2M |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 建議頻率 | MHz | ≤0.3 | ≤0.4 | ≤0.4 | ≤0.1 | ≤0.1 |
| 初始磁導率 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT | 2000±25% | 2000±25% | 2500±25% | 2800±25% | 2000±25% |
| 增幅磁導率 25 ℃ | 25 kHz／400 mT | > 3000 | > 3000 | > 4000 | > 1000 | > 500 |
| 飽和磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 480 / 390 | 500 / 400 | 500 / 400 | 510 / 390 | 510 / 410 |
| 殘留磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 150 / 60 | 150 / 80 | 130 / 70 | 135 / 110 | 130 / 130 |
| 矯頑力 25 / 100 ℃ | 1200 A/m A/m | 12 / 6.5 | 12 / 8 | 10 / 7 | 15 / 10 | 10 / 10 |
| 相對損耗因子 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT 10⁻⁶ | <10 | < 5 | <10 | < 12 | < 25 |
| 居里溫度 | ℃ | >220 | >220 | >210 | >180 | > 220 |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 25 kHz/200 mT kW/m³ | 110 / 60 | 120 / 50 | 110 / 200 | 270 / 330 | |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 100 kHz/100 mT kW/m³ | 110 / 240 | 360 / 520 | |||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 100 kHz/200 mT kW/m³ | 720 / 480 | 600 / 330 | 600 / 300 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 300 kHz/100 mT kW/m³ | 660 / 400 | 800 / 500 | 620 / 420 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 500 kHz/50 mT kW/m³ | 270 / 200 |
高磁通材料 High-Flux · 3 grades
| 特性 Characteristic | 條件·單位 Condition/Unit | TM82 | TM71 | TB2 |
|---|---|---|---|---|
| 建議頻率 | MHz | ≤0.2 | ≤0.5 | ≤0.1 |
| 初始磁導率 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT | 1200±25% | 3800±25% | 1500±25% |
| 增幅磁導率 25 ℃ | 25 kHz／400 mT | > 4000 | > 4000 | > 900 |
| 飽和磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 600 / 500 | 550 / 425 | 580 / 460 |
| 殘留磁通密度 25 / 100 ℃ | 1200 A/m mT | 80 / 100 | 80 / 150 | 420 / 330 |
| 矯頑力 25 / 100 ℃ | 1200 A/m A/m | 12 / 10 | 6 / 2.5 | 30 / 25 |
| 相對損耗因子 25 ℃ | 100 kHz・<0.2 mT 10⁻⁶ | < 15 | < 4 | < 40 |
| 居里溫度 | ℃ | > 300 | > 255 | >220 |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 25 kHz/200 mT kW/m³ | 200 / 330 | 310 / 430 | |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 100 kHz/100 mT kW/m³ | 440 / 760 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 100 kHz/200 mT kW/m³ | 900 / 1600 | 400 / 1100 | |
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 300 kHz/50 mT kW/m³ | 50 / 170 | ||
| 功率損耗 25 / 100 ℃ | 500 kHz/50 mT kW/m³ | 190 / 525 |
Pcv 各格為 25 ℃／100 ℃ 之典型值（kW/m³）；空格＝該材質無此條件之資料。建議頻率為選型起點，實際上限依磁通擺幅與溫升而定。
材料定點陣圖 Loss-threshold frequency × saturation flux density
上方比較表列的是各材料的典型值；把全部功率材料放到同一張圖上看相對位置：橫軸為各材料的損耗門檻頻率（50 mT／100 ℃ 下 Pcv 達 300 kW/m³ 的頻率），縱軸為飽和磁通密度 Bs（上端 25 ℃、下端 100 ℃）。
圖庫 Fig.2：功率材料定位圖：損耗門檻頻率 × 飽和磁通密度 Bs（25 ℃／100 ℃）
本圖為同一磁通與門檻下的相對比較，不等於應用頻率上限；實際工作磁通低於 50 mT 時可用頻率更高。Bs 條件 1200 A/m。損耗門檻頻率由各材質的 Steinmetz 模型或同一磁密的實測點推得，不是目錄標稱頻段。
八材料 IDC 實測一覽 Three inductance bands side by side
定位圖給的是材料層級的相對位置；真正決定能不能用的，是同一顆磁芯、同一個感值下的偏磁能力。下圖為八種材料在同一顆 UD 機種、三個感值檔的 IDC 實測。
圖庫 Fig.3：八材料在同一顆 UD11.75 磁芯、三個感值檔的 IDC 實測
1 匝，I@x % 由 L(I) 線性內插。電感與偏流測量條件 100 kHz／1 V；800 kHz 目前只做過溫升，未做偏流實測，本表不含頻率相依性。取樣磁芯為實件 UD11.75，非環形試片，故本表可跨材料直接互比。“≥”表示測量範圍內電感未降至該保持率，標最大測試電流；同一檔內各材料的墊片微調至同一感值，故 GAP 為約值。★ 為《VRM／TLVR 選型手冊》建議材料；▲ 為模型計算值。