JPH0457628B2 - - Google Patents
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- JPH0457628B2 JPH0457628B2 JP62152439A JP15243987A JPH0457628B2 JP H0457628 B2 JPH0457628 B2 JP H0457628B2 JP 62152439 A JP62152439 A JP 62152439A JP 15243987 A JP15243987 A JP 15243987A JP H0457628 B2 JPH0457628 B2 JP H0457628B2
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- loss
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は低損失酸化物磁性材料に関し、特に主
成分として30〜37モル%の一酸化マンガン
(MnO)、10〜15モル%の酸化亜鉛(ZnO)及び
残部酸化第二鉄(Fe2O3)を含み、副成分とし
て、0.02〜0.10重量%の酸化カルシウム(CaO)
と0.005〜0.100重量%の二酸化ケイ素(SiO2)を
含み低損失酸化物磁性材料の改良に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
マンガン−亜鉛系フエライトは各種通信機器、
民生用機器などのトランス材料として多用されて
いるが、従来スイツチング電源用の変圧器におい
ては、スイツチング周波数として専ら10〜100k
Hz程度のものが使用されており、これに対応すべ
き低損失酸化物磁性材料として、上述した成分の
ものがすでに開発されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、近年、スイツチング電源を小型・軽
量化するためにスイツチング周波数が100kHz以
上の高周波で使用する傾向があり、その目的にあ
うトランス材料としての性能が要求されている。
ところが従来の成分を有する低損失酸化物磁性
材料を、スイツチング周波数が100kHz以上のス
イツチング電源用の変圧器の磁芯材料として使用
すると、その鉄損が大きく、発熱するという欠点
があつた。
そこで、本発明の技術的課題は周波数が100k
Hz以上の高い周波数において使用しても、鉄損を
小さくできる低損失酸化物磁性材料を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明にすれば、主成分として、30〜37モル%
の一酸化マンガン(MnO)、10〜15モル%の酸化
亜鉛(ZnO)及び残部酸化第二鉄(Fe2O3)を含
み、副成分として、0.02〜0.10重量%の酸化カル
シウム(CaO)と、0.005〜0.100重量%の二酸化
ケイ素(SiO2)とを含む低損失酸化物磁性材料
において、0.121重量%以下の二酸化ジルコニウ
ム(ZrO2)と、0.060重量%以下の三酸化アルミ
ニウム(Al2O3)を添加したことを特徴とする低
損失酸化物磁性材料が得られる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例について図面を参照して説
明する。
<実施例 1>
第1図は主成分として、52.0モル%の酸化第二
鉄34.5モル%の一酸化マンガン(MnO)及び13.5
モル%の酸化亜鉛(ZnO)を含有し、副成分とし
て、二酸化ケイ素(SiO2)と酸化カルシウム
(CaO)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)と三酸化
アルミニウム(Al2O3)とを混合し、造粒し、成
形プレスした後、酸素分圧1.3at%温度1310℃に
おいて焼結し、得られた酸化物磁性材料の電力損
失PB〔kW/m3〕の最小値を示した図である。た
だし、二酸化ケイ素(SiO2)と酸化カルシウム
(CaO)と二酸化ジルコニウム(ZrO2)と三酸化
アルミニウム(Al2O3)との総添加量を0.151重量
%として、第1図に示す比率で添加量を規定し、
さらに、二酸化ケイ素(SiO2)と酸化カルシウ
ム(CaO)との添加量の比率は1:2.4とした。
なお、第1図は周波数が100kHz、最大磁束密
度Bnが2000Gの場合の電力損の最小値である。
<実施例 2>
Fe2O3(52.0モル%)、MnO(34.5モル%)、ZnO
(13.5モル%)を主成分とし、副成分としてZrO2
0.076wt%を一定として、他の副成分を表−1に
示すように含有するように添加し、この場合の電
力損失の最小値を表−1に示し、温度T〔℃〕と
電力損失の関係を第2図に示す。
電力損失は周波数100kHz、最大磁束密度Bn
2000Gの条件下での測定結果である。
表1及び第2図の結果より、Al2O3を0〜
0.06wt%(0を含まず)添加することにより、電
力損失が向上することがわかる。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a low-loss oxide magnetic material, and in particular contains manganese monoxide (MnO) in an amount of 30 to 37 mol%, zinc oxide (ZnO) in an amount of 10 to 15 mol%, and the balance being zinc oxide. Contains diiron (Fe 2 O 3 ), with 0.02-0.10% by weight of calcium oxide (CaO) as a secondary component
and 0.005 to 0.100% by weight of silicon dioxide (SiO 2 ). [Prior art] Manganese-zinc ferrite is used in various communication devices,
It is widely used as a transformer material in consumer equipment, etc., but in conventional transformers for switching power supplies, the switching frequency is only 10 to 100k.
Hz, and materials with the above-mentioned components have already been developed as low-loss oxide magnetic materials to accommodate this. [Problem to be solved by the invention] In recent years, there has been a trend to use switching power supplies at high frequencies of 100 kHz or higher in order to make them smaller and lighter, and there is a need for transformer materials that meet this purpose. ing. However, when a low-loss oxide magnetic material having conventional components is used as a magnetic core material for a transformer for a switching power supply with a switching frequency of 100 kHz or more, it has the drawback of high core loss and heat generation. Therefore, the technical problem of the present invention is that the frequency is 100k.
An object of the present invention is to provide a low-loss oxide magnetic material that can reduce iron loss even when used at high frequencies of Hz or higher. [Means for solving the problem] According to the present invention, as a main component, 30 to 37 mol%
Contains manganese monoxide (MnO), 10-15 mol% zinc oxide (ZnO) and the balance ferric oxide (Fe 2 O 3 ), and 0.02-0.10 wt% calcium oxide (CaO) as a subcomponent. , 0.005-0.100 wt% silicon dioxide ( SiO2 ), 0.121 wt% or less zirconium dioxide ( ZrO2 ), and 0.060 wt% or less aluminum trioxide ( Al2O3 ) . ) can be obtained.A low-loss oxide magnetic material is obtained. [Examples] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. <Example 1> Figure 1 shows that the main components are 52.0 mol% ferric oxide, 34.5 mol% manganese monoxide (MnO), and 13.5 mol% ferric oxide.
Contains mol% of zinc oxide (ZnO), and mixes silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO), zirconium dioxide (ZrO 2 ), and aluminum trioxide (Al 2 O 3 ) as accessory components, FIG. 2 is a diagram showing the minimum value of the power loss P B [kW/m 3 ] of the oxide magnetic material obtained by sintering at a temperature of 1310° C. with an oxygen partial pressure of 1.3 at% after granulation and mold pressing. . However, silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO), zirconium dioxide (ZrO 2 ), and aluminum trioxide (Al 2 O 3 ) were added in the ratio shown in Figure 1, with a total amount of 0.151% by weight. define the amount;
Furthermore, the ratio of the amounts of silicon dioxide (SiO 2 ) and calcium oxide (CaO) added was 1:2.4. Note that FIG. 1 shows the minimum value of power loss when the frequency is 100kHz and the maximum magnetic flux density B n is 2000G. <Example 2> Fe 2 O 3 (52.0 mol%), MnO (34.5 mol%), ZnO
(13.5 mol%) as the main component, and ZrO 2 as a subcomponent.
Keeping the amount constant at 0.076wt%, other subcomponents are added as shown in Table 1, and the minimum power loss in this case is shown in Table 1. The relationship is shown in Figure 2. Power loss is at frequency 100kHz, maximum magnetic flux density B n
These are the measurement results under 2000G conditions. From the results in Table 1 and Figure 2, it is clear that Al 2 O 3 is 0 to 0.
It can be seen that the power loss is improved by adding 0.06wt% (not including 0).
【表】
<実施例 3>
Fe2O3(52.0モル%)、MnO(34.5モル%)、ZnO
(13.5モル%)を主成分とし、Al2O30.030wt%を
一定として他の副成分を表2のように含有するよ
うに添加した時の電力損失の最小値を表2に、ま
た、温度T〔℃〕と電力損失の関係を第3図に示
す。測定条件は実施例2と同様とする。
表2及び第3図の結果よりZrO2の添加により
電力損失が向上することがわかる。[Table] <Example 3> Fe 2 O 3 (52.0 mol%), MnO (34.5 mol%), ZnO
Table 2 shows the minimum power loss when Al 2 O 3 (13.5 mol%) is the main component, and other subcomponents are added as shown in Table 2, with a constant Al 2 O 3 0.030 wt%. Figure 3 shows the relationship between temperature T [°C] and power loss. The measurement conditions are the same as in Example 2. From the results shown in Table 2 and FIG. 3, it can be seen that the addition of ZrO 2 improves power loss.
【表】
<実施例 4>
Fe2O3(52.0モル%)、MnO(34.5モル%)、ZnO
(13,5モル%)を主成分とし、SiO20.013wt%、
CaO0.032wt%を一定として、他の副成分を表−
3のように含有するように添加した時の電力損失
の最小値を表−3に、また、温度T〔℃〕と電力
損失の関係は第4図に示す。
測定条件は実施例1と同様とする。
表−3及び第4図の結果より、ZrO2とAl2O3を
複合添加することにより、電力損失が向上するこ
とがわかる。
第2〜第4図より、周波数が100kHzの場合、
電力損失はZrO2とAl2O3とを添加するか否かに無
関係に、温度が約70〜90℃のとき、最小値を有す
るが、ZrO2とAl2O3とを添加した方が、それらを
添加しないものより小さく、特に温度約100℃で
は約35%小さくなつている。
以上のことから、電力損失はSiO20.013wt%、
CaO0.032wt%、ZrO20.076wt%、Al2O30.030wt
%の時に最小となるということがわかる。
従つて、100kHz以上の周波数ではZrO20.121wt
%以下及びAl2O3を0.060wt%以下添加した方が
それらを添加しないものより、電力損失が小さく
なることがわかる。
表−4に、本発明により得られた酸化物磁性材
料No.1(副成分としてSiO20.013wt%、
CaO0.032wt%、ZrO20.076wt%、Al2O30.030wt
%)と従来の酸化物磁性材料No.2(副成分として
SiO20.013wt%、CaO0.032wt%、ZrO2とAl2O3は
添加しない)の諸特性(初透磁率μi飽和磁束密度
B15〔G〕残留磁束密度Br〔G〕、比抵抗ρ〔Ω・
cm〕)を示す。
なお、主成分は、いずれもFe2O3(52.0モル%)、
MnO(34.5モル%)、ZnO(13.5モル%)を含有し
ている。
表−4より明らかな如く、本発明のNo.1は、ス
イツチング電源用磁芯材料として求められる諸特
性、例えば初透磁率μiが2000以上、飽和磁束密度
B15が5000G以上という特性を十分に満たしてい
る。
また、比抵抗ρに関しては、本発明のNo.1の方
が従来のNo.2の約8倍も向上している。
これは、添加物ZrO2が粒界に析出することに
起因するものであり、比抵抗ρを向上し、過電流
損失を改善し、電力損失を減少させていることが
わかる。[Table] <Example 4> Fe 2 O 3 (52.0 mol%), MnO (34.5 mol%), ZnO
(13.5 mol%) as the main component, SiO 2 0.013wt%,
With CaO0.032wt% constant, other subcomponents are listed.
Table 3 shows the minimum value of power loss when added in the amount shown in Table 3, and the relationship between temperature T [° C.] and power loss is shown in FIG. The measurement conditions are the same as in Example 1. From the results shown in Table 3 and FIG. 4, it can be seen that power loss is improved by adding ZrO 2 and Al 2 O 3 in combination. From Figures 2 to 4, when the frequency is 100kHz,
The power loss has a minimum value when the temperature is about 70-90℃, regardless of whether ZrO 2 and Al 2 O 3 are added, but it is better when ZrO 2 and Al 2 O 3 are added. , are smaller than those without them, especially at a temperature of about 100°C, which is about 35% smaller. From the above, the power loss is SiO 2 0.013wt%,
CaO 0.032wt%, ZrO 2 0.076wt%, Al 2 O 3 0.030wt
It can be seen that the minimum value is reached when the value is %. Therefore, at frequencies above 100kHz, ZrO 2 0.121wt
It can be seen that the power loss is smaller when Al 2 O 3 is added in amounts of 0.060 wt % or less than in the case where they are not added. Table 4 shows oxide magnetic material No. 1 obtained by the present invention (SiO 2 0.013wt% as a subcomponent,
CaO 0.032wt%, ZrO 2 0.076wt%, Al 2 O 3 0.030wt
%) and conventional oxide magnetic material No. 2 (as a subcomponent)
Characteristics ( initial permeability μ i saturation magnetic flux density
B 15 [G] Residual magnetic flux density Br [G], specific resistance ρ [Ω・
cm〕). The main components are Fe 2 O 3 (52.0 mol%),
Contains MnO (34.5 mol%) and ZnO (13.5 mol%). As is clear from Table 4, No. 1 of the present invention has various properties required for a magnetic core material for a switching power supply, such as an initial permeability μ i of 2000 or more, and a saturation magnetic flux density.
B 15 satisfies the characteristics of over 5000G. Furthermore, regarding the specific resistance ρ, No. 1 of the present invention is about 8 times better than the conventional No. 2. This is due to the additive ZrO 2 precipitating at the grain boundaries, which improves the specific resistance ρ, improves overcurrent loss, and reduces power loss.
【表】【table】
以上の説明から分かるとおり、本発明によれ
ば、添加物ZrO2とAl2O3とは、スイツチング電源
用磁芯材料として求められる諸特性を十分に満足
するとともに100kHz以上の周波数においても、
電力損失をそれらを添加しない場合に比較して、
大幅に低減できることがわかる。
As can be seen from the above description, according to the present invention, the additives ZrO 2 and Al 2 O 3 fully satisfy the various characteristics required as a magnetic core material for a switching power supply, and even at a frequency of 100kHz or higher.
Compared to the power loss without adding them,
It can be seen that this can be significantly reduced.
第1図は、本発明の第1の実施例に係る主成分
に添加される副成分の各々の混合比における、周
波数が100kHz、最大磁束密度Bnが2000Gの場合
の電力損失(PB)の最少値を示す図、第2図は
本発明の第2の実施例に係る酸化物磁性材料にお
ける温度T(℃)と電力損失(PB)との相関図、
第3図に本発明の第3の実施例に係る酸化物磁性
材料における温度T(℃)と電力損失(PB)との
相関図、第4図は本発明の第4の実施例に係る酸
化物磁性材料における温度T(℃)と電力損失
(PB)との相関図である。
Figure 1 shows the power loss (P B ) when the frequency is 100 kHz and the maximum magnetic flux density B n is 2000 G at each mixing ratio of the subcomponents added to the main component according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a correlation diagram between temperature T (°C) and power loss (P B ) in the oxide magnetic material according to the second embodiment of the present invention,
Fig. 3 is a correlation diagram between temperature T (°C) and power loss (P B ) in the oxide magnetic material according to the third embodiment of the present invention, and Fig. 4 is a diagram showing the correlation between the temperature T (°C) and power loss (P B ) according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 2 is a correlation diagram between temperature T (° C.) and power loss (P B ) in an oxide magnetic material.
Claims (1)
ン(MnO)、10〜15モル%の酸化亜鉛(ZnO)及
び残部、酸化第二鉄(Fe2O3)を含み、副成分と
して、0.02〜0.10重量%の酸化カルシウム
(CaO)と、0.005〜0.100重量%の二酸化ケイ素
(SiO2)を含み低損失酸化物磁性材料において、
0.121重量%以下(0%を含まず)の二酸化ジル
コニウム(ZrO2)と、0.060重量%以下(0%を
含まず)の三酸化アルミニウム(Al2O3)を添加
したことを特徴とする低損失酸化物磁性材料。1 Contains 30 to 37 mol% manganese monoxide (MnO), 10 to 15 mol% zinc oxide (ZnO), and the balance ferric oxide (Fe 2 O 3 ) as a main component, and 0.02 mol% as a subcomponent. In a low-loss oxide magnetic material containing ~0.10 wt% calcium oxide (CaO) and 0.005-0.100 wt% silicon dioxide ( SiO2 ),
A low-carbon material characterized by adding 0.121% by weight or less (excluding 0%) of zirconium dioxide (ZrO 2 ) and 0.060% by weight or less (not including 0%) of aluminum trioxide (Al 2 O 3 ). Loss oxide magnetic material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152439A JPS63319254A (en) | 1987-06-20 | 1987-06-20 | Oxide magnetic material generating low magnetic loss |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62152439A JPS63319254A (en) | 1987-06-20 | 1987-06-20 | Oxide magnetic material generating low magnetic loss |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63319254A JPS63319254A (en) | 1988-12-27 |
| JPH0457628B2 true JPH0457628B2 (en) | 1992-09-14 |
Family
ID=15540560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62152439A Granted JPS63319254A (en) | 1987-06-20 | 1987-06-20 | Oxide magnetic material generating low magnetic loss |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63319254A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3928792A1 (en) * | 1989-08-31 | 1991-03-07 | Philips Patentverwaltung | TRANSFORMERS FOR OPERATION INTERMITTING WITH A CLOCK FREQUENCY |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61256967A (en) * | 1985-05-08 | 1986-11-14 | 住友特殊金属株式会社 | Manufacture of mn-zn ferrite |
-
1987
- 1987-06-20 JP JP62152439A patent/JPS63319254A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63319254A (en) | 1988-12-27 |
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