磁性器件进展电源（磁性元器件用途）

发布时间：2023-05-18

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本文目录一览：

1、氮化镓成“十四五规划”重点项目，16家芯片原厂曝光
2、磁性元器件与电源适配器区别
3、什么磁性元件
4、简析纳米晶软磁材料
5、如果条形磁铁的磁性减弱了,如何用电流使它的磁性增强?

氮化镓成“十四五规划”重点项目，16家芯片原厂曝光

从2018年开始，多款基于氮化镓技术开发的快充充电器相继量产，氮化镓也正式开启了在消费类电源领域商用。

近日，氮化镓半埋伏导体材料被正式写入“十四五规划”中，这就意味着氮化镓产业将在未来的发展中获得国家层面的大力扶持，前景十分值得期待。

氮化镓（gallium nitride，GaN）属于第三代半导体材料，其运行速度比传统硅（Si）技术加快了二十倍，并且能够实现高出三倍的功率，用于尖端快速充电器产品时，可以实现远远超过现有产品的性能，在尺寸相同的情况下，输出功率提高了三倍。

氮化镓新技术应用领域广阔，覆盖5G通信、人工梁液返智能、自动驾驶、数据中心、快充等等，这其中快充市场发展最为迅猛，成为先进技术普惠大众的一个标杆应用，可谓是人人都能享受到新技术从实验室走向市场的便利；而快充出货量、需求量庞大，也反哺了氮化镓技术的不断迭代。快充与氮化镓，堪称天生一对。

凭借优秀的性能，两年来氮化镓技术在快充电源方面的发展一路突飞猛进，普及速度十分快，获得越来越来越多品牌客户和消费者的认可。而作为氮化镓快充的核心器件，GaN功率芯片也一直都是大家关注的焦点。

充电头网通过长期跟踪调研了解到，近两年时间里，业内GaN功率芯片供应商也从起初的一两家迅速增长至十橡饥余家。今天这篇文章就是带大家详细的了解一下当前快充领域的氮化镓功率芯片领域的主要玩家。

众多厂商入局氮化镓功率器件

面对日益增长的快充市场，全球范围内已有纳微、PI、英诺赛科、英飞凌、意法半导体、Texas Instruments、GaNsystems、艾科微、聚能创芯、东科半导体、氮矽科技、镓未来、量芯微、Transphorm、能华、芯冠科技等16家氮化镓功率芯片供应商。

值得一提的是，英诺赛科苏州第三代半导体基地在去年9月举行设备搬入仪式。这意味着英诺赛科苏州第三代半导体基地开始由厂房建设阶段进入量产准备阶段，标志着全球最大氮化镓工厂正式建设完成，同时也预示中国功率半导体步入一个崭新时代。

充电头网通过整理了解到，目前市面上合封氮化镓芯片可分为以下四种类型：

控制器+驱动器+GaN：这种方式以老牌电源芯片品牌PI为代表，其基于InSOP-24D封装，推出了十余款合封主控、氮化镓功率器件、同步整流控制器等的高集成氮化镓芯片，PowiGaN芯片获众多品牌青睐，成为了合封氮化镓快充芯片领域的领导者。

此外在本土供应商中，东科半导体率先推出两款合封氮化镓功率器件的主控芯片DKG045Q和DKG065Q，对应的最大输出功率分别为45W和65W。这两款芯片在节约系统成本，加速产品上市方面均有着巨大的优势，并有望在2021年量产。

驱动器+GaN：这种合封的氮化镓功率芯片以纳微半导体为主要代表，其为业界首家推出内置驱动氮化镓功率芯片的厂商，凭借精简的外围设计，获得广大工程师及电源厂商青睐，在2020年底，达成芯片出货量突破1300万颗的好成绩。

驱动器+2*GaN：合封两颗氮化镓功率器件以及驱动器的双管半桥产品，其集成度较传统的氮化镓功率器件更高。这类产品应用于ACF架构，以及LLC架构的氮化镓快充产品中，可以实现更加精简的外围设计。目前纳微半导体、英飞凌、意法半导体等厂商在这类合封氮化镓芯片方面均有布局。

驱动器+保护+GaN：纳微半导体近期推出了新一代氮化镓功率芯片NV6128，集成GaN FET、驱动器和逻辑保护器件。将保护电路也加入氮化镓器件中，通过整合开关管和逻辑电路，可得到更低的寄生参数以及更短的响应时间。该芯片可以实现数字输入，功率输出高性能，电源工程师可基于此设计出更快更小更高速的电源。

氮化镓芯片品牌盘点

以下排名不分先后，仅按照品牌首字母排序，方便读者查阅。

ARK艾科微

艾科微电子专注于高功率密度整体方案开发, 并以解决高功率密度电源系统带来的痛点与瓶颈为使命, 核心团队具备超过 20 年专业经验于功率半导体产业, 我们透过不断的创新及前瞻的系统架构并深入结合功率器件及高效能封装, 来实现高品质、高效能与纯净的电源系统，以满足市场对未来的需求。

艾科微在AC/DC 快充方案上不仅推出原副边芯片, 另有自主的开发MOSFET功率器件。伴随各种应用上电子产品针对高功率密度之强烈需求，我们承诺持续投资、创新、研发并一同与我们的合作伙伴引领市场、开创未来。

Cohenius聚能创芯

青岛聚能创芯微电子有限公司成立于2018年7月，公司坐落于青岛国际创新园区，主要从事第三代半导体硅基氮化镓（GaN）的研发、设计、生产和销售，专注于为业界提供高性能、低成本的GaN功率器件产品和技术解决方案。

聚能创芯掌握业界领先的GaN功率器件与应用设计技术，致力于整合业界优势资源，打造GaN器件开发与应用生态系统，为PD快充、智能家电、云计算、5G通讯等提供国产化核心元器件支持。

背靠上市公司赛微电子（300456）与知名投资基金支持，聚能创芯建立了业界领先的管理和技术团队。在产品研发与量产过程中，始终坚持高品质与高可靠性的要求。在得到合作伙伴广泛认同的同时，逐步成为第三代半导体领域的国际知名企业。

在消费类电源领域，聚能创芯面向快充应用国产化GaN材料和器件技术解决方案，并基于现有的氮化镓功率器件推出全新65W、100W、120W氮化镓快充参考设计。

Corenergy能华

江苏能华微电子科技发展有限公司是由留美归国博士于2010年创建。团队汇集了众多海内外的专业人才，是一家专业设计、研发、生产、制造和销售高性能氮化镓外延、晶圆、器件及模块的高科技公司。

氮化镓（GaN）是新一代复合半导体的代表，江苏能华已建立了GaN功率器件生产线。项目计划总投资50个亿，分期投资。预计第一期投资超10个亿。公司于2017年搬入张家港国家再制造产业园，新厂房占地3万平方，拥有万级、千级以及百级的无尘车间，并配备有先进的生产设备以及专业的技术人员。

DANXI氮矽科技

成都氮矽科技有限公司是一家专注于第三代半导体氮化镓功率器件与IC研发的科技型公司，专注于氮化镓功率器件及其驱动芯片的设计研发、销售及方案提供，公司两位创始人均拥有超过5年的氮化镓领域相关研发经验。

氮矽科技于2020年3月发布国内首款氮化镓超高速驱动器DX1001，同年4月推出国内多款量产级别的650V氮化镓功率芯片DX6515/6510/6508，搭配该公司的驱动芯片，进军PD快充行业。

值得一提的是，氮矽科技还推出了业内最小尺寸、最强散热能力的650V/160mΩ氮化镓晶体管，引领氮化镓产业革命。基于现有的氮化镓功率器件，氮矽科技推出4套国产GaN快充参考设计，丰富快充电源工程师的产品选型需求。

DONGKE东科

安徽省东科半导体有限公司于2009年成立，总部位于安徽省马鞍山市，主要从事开关电源芯片、同步整流芯片、BUCK电路电源芯片等产品研发、生产和销售；并成立深圳及无锡全资子公司和印度公司，负责全球市场销售及技术支持。

东科半导体在北京、青岛、无锡、深圳多地成立研发中心，多名海归博士主持研发探索，在安徽马鞍山拥有2万平方米的封装车间和品质实验室，拥有DIP-8/SOP-8/SM-7/SM-10/TO-220等多种产品封装能力；在东科半导体总部成立的马鞍山集成电路国家实验室，具备对芯片进行开封、失效分析、中测、划片、高低温测试等多种分析能力，为公司产品品质和供货提供可靠保障。

针对快充领域的应用，东科半导体推出了业界首颗合封氮化镓功率器件的电源芯片，成为了国产氮化镓快充发展史上的里程碑。

GaN system氮化镓系统公司

GaN Systems于2008年成立于加拿大首都渥太华，创始人是前北电的资深功率半导体专家。公司专注于增强型氮化镓功率器件的开发，提供高性能、高可靠性的增强型硅基GaN HEMT功率器件。

GaN Systems拥有专利的GaN芯片设计，GaNPx 芯片级封装技术和市场上最全的650V和 100V产品系列，涵盖了从小功率消费电子到几十kW以上工业级电源应用。

GaN Systems采用无晶圆厂模式，与世界级代工厂和供应链合作。产品自2014年开始量产以来，在全球范围服务超过2000家客户。在中日韩和北美及欧洲设有销售分公司和应用支持。据了解，目前GaN Systems的氮化镓功率芯片已经进入飞利浦快充供应链。

GaNext镓未来

珠海镓未来科技有限公司成立于2020年10月，公司致力于第三代半导体GaN-on-Si器件技术创新和领先。通过高起点、强队伍等，实现GaN技术的国产化，推动GaN器件的技术的*，并且通过电源系统的创新设计，实现能源的绿色、高效利用。

公司创始团队由3位资深GaN-on-Si技术/产业专家构成，以深港微电子学院于洪宇教授和美国知名氮化镓公司研发VP领衔，前华为GaN产业共同创始人加盟，构建了完整的技术、制造、市场的铁三角，厚积薄发。通过成熟领先的产品，推动GaN技术国产化，依托中国巨大电源应用市场和国家第三代半导体产业政策的支持，向氮化镓产业顶峰进军，助力国家第三代半导体产业目标的突破。

GaNPower量芯微

苏州量芯微半导体有限公司是加拿大GaNPower International Inc.在中国注册成立的公司。GaNPower于2015年在加拿大成立，总部位于加拿大温哥华市。GaNPower是全球氮化镓功率器件行业的知名公司，目前产品主要为涵盖不同电流等级及封装形式的增强型氮化镓功率器件及氮化镓基电力电子先进应用解决方案。

苏州量芯微半导体公于2019年荣获苏州工业园区第十三届金鸡湖科技领军人才称号；《氮化镓功率器件及相关产业化应用》被列为政府重点扶持项目。公司的氮化镓功率器件产品荣获行业权威大奖：2020年ASPENCORE中国IC设计成就奖之年度功率器件奖。公司目前拥有40项美国和中国的专利及申请。

据悉，量芯微半导体已经推出650V氮化镓功率器件，适用于45W-300W快充。

Innoscience英诺赛科

英诺赛科科技有限公司成立于2015年12月，国家级高新技术企业，致力于研发和生产8英寸硅基氮化镓功率器件与射频器件；英诺赛科是全球最大的氮化镓功率器件IDM 企业之一，拥有氮化镓领域经验最丰富的团队、先进的8英寸机台设备、加上系统的研发品控分析能力，造就英诺赛科氮化镓产品一流品质和性能的市场竞争优势。

自从2017年建立全球首条8英寸增强型硅基氮化镓功率器件量产线以来，目前英诺赛科已经发布和销售多款650V以下的氮化镓功率器件，产品的各项性能指标均达到国际先进水平，能广泛应用于多个新兴领域，如快充、5G 通信、人工智能、自动驾驶、数据中心等等。

目前，英诺赛科已经建成了全球最大的氮化镓工厂，在USB PD氮化镓快充市场，英诺赛科650V高压氮化镓功率器件已经在努比亚、魅族、MOMAX、ROCK等众多知名品牌产品中得到应用，并在近期推出第二代InnoGaN产品，性能较上一代有显著提升。

此外，英诺赛科还推出了多款低压GaN功率器件，适用于同步整流、DC-DC电压转换以及激光雷达等领域。在全球市场中，英诺赛科是少有具备氮化镓高压、低压全品类产品线的IDM芯片原厂。

infineon英飞凌

英飞凌科技股份公司是全球领先的半导体科技公司，我们让人们的生活更加便利、安全和环保。英飞凌的微电子产品和解决方案将带您通往美好的未来。2020财年（截止9月30日），公司的销售额达85亿欧元，在全球范围内拥有约46,700名员工。2020年4月，英飞凌正式完成了对赛普拉斯半导体公司的收购，成功跻身全球十大半导体制造商之一。

英飞凌电源与传感系统事业部提供应用广泛的电源、连接、射频（RF）及传感技术，让充电设备、电动工具、照明系统在变得更小、更轻便的同时，还能提升能效。新一代的硅基/宽禁带半导体解决方案（碳化硅/氮化镓）将为5G、大数据及可再生能源应用，带来前所未有的突出性能和可靠性。

高精度XENSIV 传感器解决方案为物联网设备赋予了人类的感官功能，让这些设备能够感知周遭的环境，并做出“本能”反应。音频放大器产品扩充了电源与传感系统事业部的产品线，让智能音箱及其它音频应用设备能够提供卓越的音质体验。

Navitas纳微

纳微半导体是全球领先氮化镓功率IC公司，成立于2014年，总部位于爱尔兰，拥有一支强大且不断壮大的功率半导体行业专家团队，在材料、器件、应用、系统、设计和市场营销方面，拥有行业领先的丰富经验，公司创始者拥有320多项专利。

GaNFast功率IC将GaN功率（FET）与驱动，控制和保护集成在一起，可为移动、消费电子、企业、电动交通和新能源市场提供更快的充电，更高的功率密度和更强大的节能效果。纳微在GaN器件、芯片设计、封装、应用和系统的所有方面已发布和正在申请的专利超过120项，已完成生产并成功交付了超过1300万颗GaNFast氮化镓功率IC，产品质量和出货量全球领先。

近期，纳微半导体也推出了最新一代氮化镓功率芯片NV6128，内置驱动和保护功能，适用于大功率快充产品。凭借优异的产品性能，纳微半导体已经成为小米、OPPO、联想、戴尔、LG等众多知名品牌的氮化镓芯片供应商，基于GaNFast芯片开发的产品多达百余款。

Power Integrations 是一家专注于高压电源管理及控制领域的高性能电子元器件及电源方案的供应商，总部位于美国硅谷。

PI所推出的集成电路和二极管为包括移动设备、家电、智能电表、LED灯以及工业应用的众多电子产品设计出小巧紧凑的高能效AC-DC电源。SCALE 门极驱动器可提高大功率应用的效率、可靠性和成本效益，其应用领域包括工业电机、太阳能和风能系统、电动汽车和高压直流输电等。

自1998年问世以来，Power Integrations的EcoSmart 节能技术已节省了数十亿美元的能耗，避免了数以百万吨的碳排放。由于产品对环境保护的作用，Power Integrations的股票已被归入到由Cleantech Group LLC及Clean Edge赞助的环保技术股票指数下。

充电头网拆解了解到，PI的氮化镓芯片已被小米、OPPO、ANKER、绿联、belkin等多个品牌的快充产品采用。此外，PI还推出了全新的MinE-CAP IC，用于快充充电器时，体积可缩小40％。

ST意法半导体

意法半导体（STMicroelectronics; ST）是全球领先的半导体公司，提供与日常生活息息相关的智能的、高能效的产品及解决方案。意法半导体的产品无处不在，致力于与客户共同努力实现智能驾驶、智能工厂、智慧城市和智能家居，以及下一代移动和物联网产品。享受科技、享受生活，意法半导体主张科技引领智能生活（life.augmented）的理念。意法半导体2018年净收入96.6亿美元，在全球拥有10万余客户。

目前，ST意法半导体推出了一款GaN半桥器件，内置驱动器和两颗氮化镓，并基于该芯片推出了一套推出65W氮化镓快充参考设计。

Texas Instruments德州仪器

德州仪器（Texas Instruments）是全球领先的半导体公司，致力于设计、制造、测试和销售模拟和嵌入式处理芯片。数十年来，TI一直在不断取得进展，推出的80000多种产品可帮助约100000名客户高效地管理电源、准确地感应和传输数据并在其设计中提供核心控制或处理，从而打入工业、汽车、个人电子产品、通信设备和企业系统等市场。

2020年11月10日，德州仪器推出了650V和600V两款氮化镓功率器件，进一步丰富拓展了其高压电源管理产品线。与现有解决方案相比，新的GaN FET系列采用快速切换的2.2 MHz集成栅极驱动器，可帮助工程师提供两倍的功率密度和高达99％的效率，并将电源磁性器件的尺寸减少59％。

Transphorm

Transphorm公司致力于设计、制造和销售用于高压电源转换应用的高性能、高可靠性的氮化镓（GaN）半导体功率器件。Transphorm持有数量极为庞大的知识产权组合，在全球已获准和等待审批的专利超过1000多项，是业界率先生产经JEDEC和AEC-Q101认证的GaN FET的IDM企业之一。

得益于垂直整合的业务模式，Transphorm公司能够在产品和技术开发的每一个阶段进行创新——包括设计、制造、器件和应用支持。充电头网拆解了解到，此前ROMOSS推出的一款65W氮化镓充电器内置的正式Transphorm公司的GaN器件。

XINGUAN芯冠科技

大连芯冠科技有限公司是全球领先的第三代半导体氮化镓外延及器件制造商，致力于硅基氮化镓外延与功率器件的研发、设计、生产和推广，拥有先进的外延材料与功率器件生产线，提供650V全规格的功率器件产品，电源功率的应用覆盖几十瓦到几千瓦范围。广泛应用于消费类电子（快充、大功率适配器等）、工业电子与汽车电子等领域。

芯冠氮化镓功率器件的特点是兼容标准MOS驱动，应用设计简单；抗击穿电压高达1500V以上，使用安心。

充电头网总结

从三年前GaN技术开始在消费类电源领域商用，到如今市售GaN快充已经多达数百款，市场发展速度可谓是突飞猛进。这一方面是借助各大手机、笔电厂商陆续入局的产生的品牌影效应，另一方面也离不开氮化镓快充生态的日趋完善。

就充电头网本次不完全统计，已经布局快充市场的氮化镓芯片供应商已经多达16家，方案多达数百款；并且涵盖了多样化的封装方式，完全可以满足当前快充电源市场对核心器件的选型需求。

相信随着国家十四五规划对氮化镓产业的大力扶持，入局氮化镓功率芯片的厂商数量将越来越多。不仅产品类型将会的得到进一步完善，更重要的是当氮化镓产业呈现规模化发展后，电源厂商开发氮化镓快充的成本将会得到优化；而氮化镓功率芯片也将成为越来越多高性能快充电源产品的首选。

磁性器件进展电源（磁性元器件用途）

磁性元器件与电源适配器区别

1、定义不同。磁性元器件是储能、能量转换及电气隔离所必备的电力电子器件。电源团滑适配器是小型塌扮腊便携式电子设备及电子电器的供电电源变换设备。

2、组成不同。磁性元器件由绕组和磁芯构成。电源适配器由外壳、电源变压器和整流电路组成。

3、用途不同。磁性元器件广泛应用于新能源汽车、LED电源、光伏逆变器等产品。电源缺销适配器广泛配套于语言复读机、随身听、笔记本计算机等设备中。

什么磁性元件

磁性元件的品种很多，如收音机的磁棒，收音机，电视机中周的磁芯、磁帽，电视机行输出的U形磁芯，偏转线圈磁环等。不仅品种较多，而且形状也各异，如中周磁芯有“工”字形的，也有“王”字形的，有螺丝的，也有因拄形的等。

目前生产的软磁铁氧体中最常见和广泛应用的有锰锌铁氧体(低频用)和镍锌铁氧体(高频用)两大碧拦类。工厂在出厂时往往将锰锌的收舌机中波磁棒的一端涂以黑漆，将镍锌短波磁棒的一端涂以红漆。但大量的、各种形状的磁性元件往往没有标志，这就需要我们来加以区别。

1．目测法

低频用的锰锌铁氧体磁导率一般比较好，它的晶粒较大，结构也比较紧密，所以往往呈黑色。高频用的镍锌铁氧体的磁导率一般较低，其晶粒较小，所以呈棕色。如果在生产过程中烧结温度比较低时，其棕色更为明显。根据这饥信些特点，就可以进行目测。

目测的方法最好是准备一个普通的放大镜，如果有几个元件就更好，以便比较。在白天光线较亮的情况下，用放大镜进行观察，如果铁氧体带棕色，且光泽暗淡；晶粒不耀眼，那么此磁性元件即为镍锌铁氧体。如果看到铁氧体的颜色发黑，有较耀眼的亮结晶，那么此磁性元件为锰锌铁氧体。如果几个元件同一品种，无法分辨时，可以与家中收音机中的中波磁棒比较一下，就容易分辨了。

值得注意的是这方法在灯光下部难分辨，最好白天在室外进行观察。

2．水磨法

根据目测法的原理，锰锌铁氧体呈黑色，镍锌铁氧体里棕色，就可以采用水磨法来识别。

方法是将磁性元件的某一端面，放在200粒以上的细砂轮上或磨刀石上加水磨几下，然后根据磨出来的水粉进行判断。判断的方法同目测法，即水粉呈黑色的为锰锌铁氧体，而水粉呈棕色的为镍锌铁氧体；

3.用万用表测量

大家知道，锰锌铁氧体和镍锌铁氧体的电悔肢胡阻率是不同的，锰锌铁氧体的电阻率比较低，一般在103Ω.cm以下。而镍锌铁氧体的电阻串比较高，一般在105～108 Ω.cm左右，利用这一特点即可用万用表来测量。

测量前，在被测磁性元件的一定距离上作两个电极。如果是“工”字形磁芯，那末两个端面即可作为两个电触。方法是先用“0”号砂纸轻轻磨去待测部位的磁芯氧化层，然后涂上导电性能良好的材料作为测试电极端，例如可用6B铅笔涂成石墨电极，然后用万用表进行测量。量程开关应置于1x10kΩ档，这是因为测其在电源电压10v以上的的电阻率。一般锰锌铁氧体的阻值在150kΩ以下，而镍锌铁氧体的阻值很大，电表的表头指针应不摆动，即在“∞”处。

如果以上三种方法同时采用，则所作的判断就更正确了。

简析纳米晶软磁材料

摘要: 本文首先回顾了纳米晶软磁材料的发展过程，介绍了纳米晶软磁材料的组织结构与磁特性，并介绍了纳米晶软磁合金的应用。

关键词: 纳米晶;软磁材料;铁芯;铁基合金

引言: 八十年代以来，由于计算机网络和多媒体技术、高密度记录技术和高频微磁器件等的发展和需要，越来越要求所用各种元器件高质量、小型、轻量，这就要求制造这些器件所用的软磁合金等金属功能材料不断提高性能，向薄小且高稳定性发展[1]。正是根据这种需要，1988年日本的Yoshizawa等人首先发现，在Fe—Si—B非晶合金的基体中加人少量Cu和M(M=Nb，Fa，Mo，W等)，经适当的温度晶化退火以后，橡派可获得一种性能优异的具有b.c.c结构的超细晶粒(D约10nm)软磁合金[2]。这时材料磁性能不仅不恶化，反而非常优良，这种非晶合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称为纳米晶合金。其典型成份为Fe73.5CuNb3Si13.5B9，牌号为Finemet。其后，Suzuki等人又开发出了Fe—M—B(M=Zr，Hf，Ta)系。到目前为止，已经开发了许多纳米晶软磁材料，包括：Fe基、Co基、Ni基[3]。由于Co基和Ni基易于形成K、λs、同时为零的非晶态或晶态合金，如果没有特殊情况，实用价值不大。故本文主要介绍铁基纳米晶软磁合金。铁基纳米晶合金是以铁元素为主，加人少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为l0—20纳米的微晶，弥散分布在非晶母体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。纳米晶材料具有优异的综合磁性能：高饱和磁感(1.2T)、高初始磁导率(8万)、低Hc(0.32A/M)，高磁感下的高频损耗低(P0.5T/20kH=30W/kg)，电阻率为80微欧厘米，比坡莫合金(50—60微欧厘米)高，经纵向或横向磁场处理，可得到高Br(0.9T)或低Br值(1000Gs)。是目前市场上综合性能最好的材料。

1 纳米晶软磁合金的性能

1.1 软磁合金的磁特性

对于纳米晶软磁合金，按性能要求，常分为高Bs型、高0型等。

(1)高型纳米晶合金，其成份至今局限于FeSiB系。以FeCuNbSiB系磁性最佳，其性能参数达到：在磁场0.08A/m下，相对磁导率达14万以上，矫顽力最低已达0 .16A/m，饱和磁感Bs高达135T，在频率lOOkHz和磁感0.2T下铁损低达250kW/1T。值得研究的是饱和磁致伸缩系数21×10-6，而不是0左右。

(2)高Bs型铁基纳米晶合金，其Fe含量在88at%以上，Bs值可达16～1.72T，典型成份为FeMB(M=Zr，Hf等)。对于FeZrB系合金，典型成份为Fe73.5CuNb3Si13.5B9，经600℃退火1h，其Bs=166T，j(1kHz)=24000。对于FeHfB系，典型成份也是FeHf7B2在600退火1h，其Bs=1 6T，(1kHz)=18000。另外，对于Fe—P—C系合金，以Nd作为添加元素也可获得高Bs的铁基软磁合金。FeCuNbSiB系纳米晶合金是综合性能优秀的典型合金。曾将FeCuNbSiB系纳米软磁合金与其它软磁材料的磁特性进行过对比，发现其它各类软磁材料都是在一两项性能方面具有优势。

2 非晶纳米晶软磁材料的应用

鉴于非晶纳米晶软磁材料的优异特性老竖，可应用于电子仪器设备中的大功率中高频变压器、高频开关电源、电磁兼容器件、高精度电流互感器、高频电流取样器、磁传感器等器件中

2.1 大功率中高频变压器

在 20～50 kHz频率范围内的变压器，以往一般采用铁氧体做变压器磁芯，由于制造工艺的限制，大功率变压器所需要的磁芯很难解决，不得不使用几个磁芯。纳米晶软磁材料具备的优异性能，为高频变压器的小型化、轻量化提供了理想材料。用纳米晶软磁材料制造的变压器具有以下优点：功率大：当 10～20 kW时，功率密度可达到 15～ 20 kW/kg;漏感小：一般小于5 H;效率高：可达到 90%以上;体积小、质量轻：15 kW变压器的质量仅为 3 kg左右，体积比铁氧体降低 50%;温升小：侍如大由于纳米晶软磁材料的低损耗，可大幅度降低发热，从而提高变压器的使用可靠性。

2.2 高频开关电源

纳米晶软磁材料的薄带厚度和电阻率决定其最佳应用频率范围在 kHz频带，这正好与目前的高频开关电源频带相同，高频开关电源就成了应用非晶纳米晶软磁材料应用的重要领域。高频开关电源中使用的磁性器件较多。这些磁性器件均为开关电源的核心元件，如功率变压器、电流互感器、共模电感、扼流圈、滤波电感、可饱和电感、尖峰信号抑制器和抗噪声烦扰器等。我国已开发出多种规格的非晶纳米晶材料的 O 型、C型、CD型等器件应用于开关电源变压器的磁芯，并广泛应用到了中频电源、逆变电源、程控交换机及逆变焊机等的电源变压器。这些产品的成功推广应用，有效地提高了非晶纳米晶软磁材料及器件的技术与生产水平。

2.3 电磁兼容器件

在现代电子设备设计中，EMC(电磁兼容)与 EMI(抗电磁干扰)已越来越引起人们重视，解决这些问题的关键元件之一即是电感器件。对EMI器件中使用的电感器设计，人们在磁芯材料选用上曾做过很多探讨。选用价格低的硅钢和铁粉芯，其频率特性不佳，易发热，影响开关管工作;使用常规高性能铁氧体材料，其饱和磁感应强度和居里点低，需要增大磁芯尺寸与加大气隙;选用坡莫合金铁芯，成本则较高，而且大电流条件下使用时的性价比更高。因为这种电感器的工作频带在 kHz级，非晶纳米晶材料正适合用于此频带。现在，通过改进工艺加工技术和热处理技术，研制出了有效磁导率从几十到几万的系列材料，可以满足不同的电感器件需要。 2.4高精度电流互感器

对于大电流、高精度的电流互感器，磁芯材料的磁特性是产生误差的`一个很大的影响因素。以往较常用的材料是坡莫合金，但坡莫合金高昴的价格限制了其大规模应用，纳米晶软磁材料是目前最为理想的制造大电流、高精度电流互感器磁芯的材料。纳米晶软磁材料的高磁导率 (初始磁导率 ≥60000)和低损耗特性很好地满足了电流互感器的精度要求磁芯材料的温度稳定性对测量精度有很大的影响。对纳米晶软磁材料进行温度稳定性研究发现，在工作磁感应强度低于0.8T、使用温度低于 120℃时，磁芯的值随温度的升高而略有增加，这有利于减小互感器的测量误差。近几年来，国内有关单位开展了电流互感器纳米晶软磁磁芯的研制生产工作，所生产的纳米晶软磁电流互感器不仅质量要比坡莫合金轻 1/3，而且精度可达 0.2S级水平。

2.5 高频电流取样器

高频电流取样器由于其使用频带宽、测量精度高，用常规软磁材料难于满足其全频段幅值和相位的高精度测量，通常用适合于不同频段的几种软磁材料制作电流取样器，进行分频段测试，这不但大幅度地增加了测量仪器的质量和体积，设备操作不便，且对测试精度有着较大的影响。通过对纳米晶软磁材料的成分及处理工艺进行设计和调整，用该种材料制备的纳米晶软磁磁芯制作高频电流取样器，其性能与国外同类产品相当。

2.6巨磁阻抗传感材料及器件

材料的交流阻抗随外加直流磁场的改变而变化的特性称为磁阻抗效应。最初对这一效应研究得最多的是具有零或负磁致伸缩系数的钴基非晶态软磁合金细丝，随着研究的深入以及新型纳米软磁材料一铁基纳米晶软磁合金的研制成功，由于其具有非常优异的软磁性能，是研究 GMI效应的最佳材料，正日益受到国内外学者的重视。当这种细丝通以高频电流时，丝两端感生的电压振幅随沿丝长方向所加外磁场强度的改变而变化，这种变化无磁滞效应，而且响应快、灵敏度高，这种特别大的磁阻抗效应即为巨磁阻抗效应(Giant Magneto—impedance)。它的灵敏度一般情况下可达 0.25%/(A·m )，比传统的霍尔元件高出两个数量级，同时比最近几年才发展起来的巨磁电阻效应 (Giant Magneto—Resistance，GMR)还高一个数量级，巨磁阻抗效应一般简写为 GMI。

参考文献：

[1]卢志超，周少雄.非晶合金发展的历史、现状与展望.

[2]徐泽玮.新软磁材料和新磁芯结构在电子变压器中的应用[J].金属功能材料，2005，12(1)：30.

[3]李志华.配电变压器用铁基非晶合金最新进展[J].金属功能材料，2000，7(5)：16.