JPH03248405A - 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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JPH03248405A
JPH03248405A JP2048714A JP4871490A JPH03248405A JP H03248405 A JPH03248405 A JP H03248405A JP 2048714 A JP2048714 A JP 2048714A JP 4871490 A JP4871490 A JP 4871490A JP H03248405 A JPH03248405 A JP H03248405A
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power supplies
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Tokukazu Koyuhara
徳和 小湯原
Hitoshi Ueda
等 上田
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、C
ab、Sin、 、Nb、O3,Ta、Osもしくは、
 Cab、5i02、Nb、O3,Ta、Os ,Ti
O、もしくは、Cab、Sin、 、Nb、0. 。
Tie、を微量複合添加することにより25kHz〜I
 MHz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、C
aO、Sin、 、 V2O,を含む、あるいはCaO
H5io2t Nbz Os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58−1
14401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、高磁束密
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1周波
数25〜200kHzにおいて、あるいは、周波数20
0kHz〜I MHz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,Zr+0を主成分と
し、副成分として、 1) CaO200〜11000pp、Si0□500
ppm以下(0を含まず)、Nb2051500pp+
m以下(0を含まず)tTazos 1500ppm以
下(0を含まず) 2) CaO200〜1OOOpp+m、SL0.50
0pp+i以下(0を含まず)+Nb2O51500p
pm以下(0を含まず)lTa、0.1500ρp@以
下(0を含まず)、T1011000〜20000pρ
−3) CaO200〜11000pp、SS1025
00pp以下(0を含まず)、Nb、0.1500pp
m以下(0を含まず)、TiO□1000〜20000
ppm を複合添加、含有することにより、25kHz〜I M
Hz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) Fsz03(53mo1%)、Mn0(35,
5mo1%)、Zn0(11,5mo1%)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420ppm) 、5in2を50ppm、N
b、O,を700ppm,Ta、O,を1100pp複
合添加し、ボールミルにて2時間粉砕した。
但し、Cab、Sin、にょ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30■、内径20■。
高さ10IIm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。
第 表 試料1〜6,8〜11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
7は、添加物としてCab、Sin、 、Nb2O,を
含む従来材の例である。
実施例6の電力損失の温度特性を第1図に、また、電力
損失の周波数特性を第2図に示した。なお、比較例とし
て従来例の電力損失の温度特性及び周波数特性も第1図
及び第2図に示した。
第1図より、実施例6の電源用低損失フェライトは、周
波数f=100kHz、磁束密度B+i=200mTに
おいて、20℃〜120℃の広温度範囲で電力損失が従
来材の7割程度と、極めて低いことがわかる。また、第
1表に示した様に各実施例の飽和磁束密度は、510m
T以上と非常に高く、このため、第2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6以外の本発明の電源用低損失フェライト
(実施例1〜10)においても、第2図に示したものと
同様の傾向が見られた。
(2) Fe2O,(53,5mo1%)、Mn0(3
7,5mo1%)、Zn0(9,Omo1%)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
、CaC0,を750ppm(CaOに換算すると42
0ppm) *5x01を300ppm、NbzOsを
500pp■,Ta5O,を100pp■複合添加し、
ボールミルにて12時間粉砕した。但し、CaO,Si
O□の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1150℃、焼
成雰囲気は酸素分圧0.1%にて5時間焼成した。なお
、焼成体の形状は、外径25■、内径15■、高さ7.
5msのリング状とした。
この実施例15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2表に示
す。
第 表 試料12〜22は、周波数200kHz 〜I MHz
において電力損失の少ない本発明の実施例である。
実施例15の電力損失の温度特性を第3図に、また、電
力損失の周波数特性を第4図に示した。なお、比較とし
て従来例(試料7)の電力損失の温度特性及び周波数特
性も第3図及び第4図に示した。
第3図より、実施例15の電源用低損失フェライトは、
周波数f=500kHz、磁束密度Bm:50+mTに
おいて、20℃〜120℃の広温度範囲で電力損失が従
来材の1/2〜l/3程度と、極めて低いことがわかる
また、第4図より、実施例15の電源用低損失フェライ
トが、従来の電源用フェライトに比べ、損失が172と
なるのは、磁束密度50■Tでは200kHz以上10
0mTでは、 300kHz以上であり、200mTで
は、I N)Iz以上であることが予想される。すなわ
ち。
実施例15が高周波低損失という特徴を発揮するのは、
周波数200kHz以上、磁束密度100■T以下の動
作条件であると言える。
また、実施例15以外の本発明の電源用低損失フェライ
ト(実施例11〜21)においても、第4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。 Fe、O3,MnO,ZnOの割
合は、Fe、0. 52.0〜55.Omo1%、Mn
0 31.0〜42.0mo1%、  ZnO6,0〜
16.0mo1%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11000pp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、C
aOが200ppm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Nb2O3,Ta、0. 、Sin、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。尚、高磁束密度・
低損失のフェライト焼結体を得るためには、SiO□添
加量は、周波数25kHz 〜200k)Iz対応のも
ので200ppm以下、周波数200kHz〜I MH
z対応のもので200〜500Pρ履の範囲で含有され
ることが望ましい。
また、副成分のNb、 O3,Ta20S及び5un2
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Tie2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Tie、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
、03.MnO,ZnOを主成分とし、副成分として1
) CaO200〜11000pp、SS102500
pp以下(0を含まず)yNbzos 1500PP”
以下(0を含まず),Ta2O51500ppm以下(
0を含まず) 2) CaO200−1000ppm、SL02500
ppm以下(0を含まず)、Nb2O51500pp+
m以下(0を含まず),Ta、0.1500ppm以下
(0を含まず)、TiO□1000〜20000pp1
13) CaO200〜11000ppm,SiO2,
500ppm以下(0を含まず)Nb、Os1500p
pm以下(0を含まず),TiO、 1000〜200
00pP膳 のいずれかを複合添加、含有することにより、25kH
z〜I MHz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6の場合の周波数100
kHz、磁束密度200mTにおける電力損失の温度特
性を従来例の場合と比較して示したものであり、第2図
は、磁束密度200mT、周囲温度100℃における本
発明に係る実施例6の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り、第3図は、本発明に
係る実施例15の場合の周波数500kHz、磁束密度
50mTにおける電力損失の温度特性を従来例の場合と
比較して示したものであり、第4図は、磁束密度50璽
T400mT・200鳳T、周囲温度80℃における本
発明に係る実施例15の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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.Fe_2O_3,MnO,ZnOを主成分とし、副
    成分として、CaO200〜1000ppm,SiO_
    2,500ppm以下(0を含まず),Nb_2O_5
    1500ppm以下(0を含まず),Ta_2O_51
    500ppm以下(0を含まず)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. 2.Fe_2O_3,MnO,ZnOを主成分とし、副
    成分として、CaO200〜1000ppm,SiO_
    2500ppm以下(0を含まず),Nb_2O_51
    500ppm以下(0を含まず),Ta_2O_515
    00ppm以下(0を含まず),TiO_21000〜
    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。
  3. 3.Fe_2O_3,MnO,ZnOを主成分とし、副
    成分として、CaO200〜1000ppm,SiO_
    2500ppm以下(0を含まず),Nb_2O_51
    500ppm以下(0を含まず),TiO_21000
    〜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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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627103B2 (en) 2000-03-31 2003-09-30 Tdk Corporation Mn-Zn ferrite production process, Mn-Zn ferrite, and ferrite core for power supplies

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