解讀軟磁磁粉芯的直流偏置曲線

深圳金磁（G&M）磁粉芯，鐵硅鋁（Sendust）的直流磁化特性曲線如下，橫坐標(biāo)—奧斯特（Oe）；縱坐標(biāo)—磁導(dǎo)率百分比。

常見磁粉芯磁環(huán)

直流偏置的擬合曲線

上圖中磁化擬合曲線函數(shù)如下：

直流偏置特性曲線擬合公式

其中磁場強(qiáng)度"H"

其中"a"、"b"和"c"是特性曲線的系數(shù)，是一個常數(shù)，不同磁導(dǎo)率對應(yīng)的特性系數(shù)不同（磁導(dǎo)率是相對磁導(dǎo)率）。

特性系數(shù)表

特性曲線橫坐標(biāo)磁場強(qiáng)度（Oe）表示

磁場強(qiáng)度——奧斯特（Oe）表達(dá)式

式子中"l"是磁路長度，單位是厘米"cm"；匝數(shù)"N"和線圈電流"I"單位為安培"A"

磁環(huán)擬合曲線舉例：

磁芯材料信息：

材料表

磁芯物理尺寸規(guī)格：

磁芯尺寸示意圖

規(guī)格尺寸

內(nèi)徑"ID"，外徑"OD"以及磁環(huán)厚度"HT"，磁芯等效磁路長度"Le"

表格中磁環(huán)內(nèi)徑、外徑以及磁環(huán)厚度由于存在磁環(huán)涂層，因此做了涂層前"Before Coating"和涂層后"After Coating"的區(qū)分。涂層后窗口面積會略有減小，這主要是為了體現(xiàn)涂層對容銅率的影響。

帶入磁環(huán)物理尺寸，如下圖是借助"EXCEL"計算相對磁導(dǎo)率隨磁化電流的變化，其中黃色填充代表輸入?yún)?shù)，藍(lán)色代表輸出結(jié)果，電流假定100A、匝數(shù)定位4匝，第一行結(jié)果是磁場H（Oe）；第二行是磁化電流結(jié)果的磁導(dǎo)率百分比結(jié)果

H=39.4858（Oe）

%u=51.7969，則相對磁導(dǎo)率由原來的125變?yōu)樵瓉淼?1.7969%，因此在安匝數(shù)=100*4=400A.N時，實際磁導(dǎo)率為125*51.7969%=64.7461

電子表格Excel對擬合公式的具體計算

讀曲線值

對比曲線圖，當(dāng)磁場強(qiáng)度H=39Oe時，磁導(dǎo)率大約是零磁化電流的51%，這個和上面的計算結(jié)果相符，如圖紅色虛線標(biāo)注。

磁化標(biāo)注圖

擬合曲線的優(yōu)點：

首先擬合曲線代表了一個廠商相同材質(zhì)的所有磁芯的磁化趨勢，假定你選定一個規(guī)格的磁芯，只要帶入磁芯參數(shù)，就可以得出選定磁芯在磁化電流下的變化趨勢，進(jìn)而可以得出在特定磁化電流下的電感量，利用好電子表格，結(jié)算復(fù)雜結(jié)果和繪制函數(shù)曲線由很大的好處。擬合曲線相比于美磁"MAGNETICS"的直流偏置安匝曲線，使得一種特定材料的磁化曲線更加統(tǒng)一、簡化，便于查閱和計算，而且能夠代表所有同種材料不同尺寸規(guī)格磁芯的直流特性變化曲線。

安匝—電感系數(shù)曲線圖

磁粉芯實物

直流特性擬合曲線

但對于美磁的磁化曲線亦有妙處，加入特定磁芯電感，你知道了匝數(shù)和電流，馬上可以知道安匝數(shù)，同理你就可以快速讀出電感系數(shù)，得出電感量，如下圖一種u60鐵硅鋁磁環(huán)，假如你的安匝數(shù)是600，那么你就可以從曲線圖中得出電感系數(shù)是55nH/N2了。

規(guī)格

典型直流特性曲線圖

軟磁磁粉芯的磁化性質(zhì)還與其他條件如工作頻率等相關(guān)，使用者可以找一份手冊仔細(xì)研究一下，如下曲線圖（舉例）是頻率對材料磁導(dǎo)率的影響。

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