一種led照明控制電路用磁性材料的制作方法

專利名稱：一種led照明控制電路用磁性材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種LED照明控制電路用磁性材料及其制備方法。
背景技術：
LED照明需要在直流條件下工作，因此，需要使用驅動電源，而在各種控制電路 (又稱驅動電路)設計中，通常要使用扼流圈，扼流圈是由磁性材料制成的磁心和在其周圍繞制的線圈組成。扼流圈是驅動電路的關鍵元器件，其性能好壞直接決定LED照明能否正
常工作。作為驅動電路的扼流圈，其工作電路中往往同時含有交流和直流成分，有時LED 驅動電源還要安裝在燈具內，其環境工作溫度較高，有時會達到100°c甚至更高。為了保證 LED能夠正常工作，要求驅動電路的扼流圈，在高溫下以及在很高的直流電流條件下工作時，其電感都不下降，或者降低很少，對于磁心，要求在數百KHz的頻率下使用，在高溫下直至很高的電流值時也難以磁飽和。扼流圈中所使用的磁性材料通常由硅鋼片、鐵粉心、磁粉心(包括鐵硅鋁、鉬坡莫合金以及高通量鐵鎳合金)、非晶和納米晶等金屬軟磁材料或鐵氧體材料制成。雖然金屬軟磁材料與鐵氧體材料相比，飽和磁通密度更高，即具有在較大的電流下也難以飽和的優點，然而其價格較高，使用成本較高，而且電阻率低，因此，難以在高頻下使用，此外，由于金屬軟磁材料防銹性差，隨著時間的推移，其電磁性能會逐漸下降，這對于應用，無疑是不利的。在軟磁鐵氧體中，盡管Niai鐵氧體能夠在更高頻率下使用，但是由于其飽和磁通密度大大低于Mnai鐵氧體，因此，Mnai鐵氧體更適合在高頻大電流下使用。此外，為了進一步降低LED的能耗，需要提高LED驅動電源的工作效率，即降低扼流圈和變壓器的功耗。隨著LED驅動電源愈來愈趨于小型化，其工作電路的頻率也越來越高，驅動電源目前正朝著高頻大功率、小體積、高效率等方向發展。其對MnSi鐵氧體材料性能的要求可概括為以下幾個方面在100°C左右具有盡可能高的飽和磁通密度，以獲得優良的直流疊加特性；具有較高的磁導率，以便在繞制較少的線圈匝數條件下，就能獲得較高的電感值， 即節約銅線又減少了扼流圈的銅損；在高頻下具有較低的損耗，降低扼流圈的鐵損，從而減少扼流圈或變壓器的溫升，使扼流圈或變壓器在高頻下也能正常工作。因此，能夠廣泛應用于開關電源變壓器性能優良的傳統高頻低功耗鐵氧體，卻不能滿足高頻大功率LED驅動電源的要求，這是由于盡管這些高頻低功耗鐵氧體的功耗很低，在100°C、IOOKHzX200mT下的磁芯功耗在300mw/cm3以下(甚至在250mw/cm3以下)， 25 °C下，材料起始磁導率在2500左右，但由于其在100°C下的飽和磁通密度通常在420mT左右或以下，材料的直流疊加特性還不夠優良。在中國公開發明專利CN1890197A中，公開了一種獲得高飽和磁通密度和低功耗 MnZn鐵氧體的方法，其主配方為狗203 63 80mol %，ZnO :3 15mol %，余量為MnO，輔助成分包括CaO、SiO2, Ta2O5等，在純N2氣氛中升溫、保溫和降溫，并在1175°C下保溫8小時。 獲得的鐵氧體材料性能為在100°C下，飽和磁通密度在520mT以上，50KHz X 150mT下的磁芯功耗在llOOmw/cm3以下；25°C下，材料起始磁導率在1200以下，且大多數在500以下。顯然，盡管100°C下，飽和磁通密度較高，但由于功耗較大，起始磁導率低，只能在某些要求不太高的場合使用。另外，由于在純隊氣氛中升溫、保溫和降溫，消耗大量的隊氣，能源消耗大，制造成本高。在中國公開發明專利CN1692089A中，公開了一種獲得高飽和磁通密度和低功耗 MnSi鐵氧體的方法，其主配方為=Fii2O3 62 68mol%、ZnO :12 20mol%，以及NiO 0 5mol % (不包括0)和/或Li2O 0 4mol % (不包括0)余量為MnO，輔助成分包括CaO、 SiO2,以及 Nb2O5、Tei2O5、ZrO2、Tei2O5、Gei2O5、In2O5 等中的至少一種以及 Sn02、Ti& 等中至少一種，在1350°C保溫5小時，平衡氧分壓在4%以下燒結而成。獲得的鐵氧體材料性能為在 100°C下，飽和磁通密度在470mT以上，IOOKHz X 200mT下的磁芯功耗在1400mw/cm3以下(大多數情況在lOOOmw/cm3以下)；25°C下，材料起始磁導率在1100以下，且大多數情況在900 以下。與中國公開發明專利CN1890197A相比，盡管100°C下，飽和磁通密度有所降低， 但磁芯功耗由50KHzX150mT條件下的1100mw/cm3以下，下降到100KHzX200mT條件下的 1400mw/cm3以下(大多數情況在lOOOmw/cm3以下)，功耗得到了明顯的改善；另外，起始磁導率也有所提高。但由于在該發明中使用了 NiO，NiO屬于比較昂貴的材料，因而其制造成本較高。但是，由于上述材料，盡管100°C下，飽和磁通密度較高，但由于磁芯功耗仍然偏大，起始磁導率仍然偏低，因而影響該鐵氧體材料在更多的場合使用，確切的說，還不能應用于小體積、大功率的LED驅動電源(為縮小電源體積，電路工作頻率較高，為傳輸更大的功率，扼流圈和變壓器工作在高磁通密度狀態下，同時扼流圈中有較大的電流通過)。本發明正是基于該現狀而提出的，其目的在于，提供在100 V條件下具有較高飽和磁通密度，在100°c條件下具有較低的高頻功耗，在室溫下具有較高的起始磁導率的性能優異且制造成本較低的磁性材料及其制造方法。

發明內容
本發明目的是提出一種在100°C條件下具有較高飽和磁通密度，在100°C條件下具有較低的高頻功耗，在室溫下具有較高的起始磁導率的性能優異且制造成本較低的磁性材料及其制造方法。該材料是一種Mnai鐵氧體材料，能夠成功應用于工作頻率較高的小體積、大功率的LED驅動電源。本發明的技術方案是一種LED照明控制電路用磁性材料，其特征是該磁性材料是一種MnSi鐵氧體材料，包括主成分和輔助成分，主成分包含換算為(摩爾比)=Fe2O3: 59. 5 61. 8mol%,ZnO 9 12mol%，余量為MnO ；輔助成分包括KCO3和Y2O3 ；另外還包括其他輔助成分CaO和SiO2,以及MgO、V205、Co0、Nb205和^O2中的2種或2種以上，所述輔助成分相對于主成分總量含量如下(重量比):KC03 :0. 01 0. 15wt%,Y203 :0. 008 0. IOwt CaO 0. 01 0. 25wt%, SiO2 :0. 005 0. 055wt%, MgO :0. 005 0. 50wt%, V2O5 :0. 005 0. 06wt%,Co0 :0. 01 0. 50wt%,Nb2O5 :0. 005 0. 08wt%,Zr02 :0. 005 0. 055wt%。本發明在主配方中，由于沒有使用較為昂貴的NiO，因此，制造成本大大降低。下面，對本發明的主成分和輔助成分的數值范圍的限定理由進行說明。
當Fii2O3的組成小于59. 5mol%，或ZnO的組成大于12mol%時，100°C條件下的飽和磁通密度降低。當狗203的組成大于61. Smol %，盡管可以獲得較高的飽和磁通密度，但是功耗明顯加大。此外，當ZnO的組成小于9mol%時，100°C條件下的飽和磁通密度降低，產品功耗亦明顯加大。本發明涉及的磁性材料，作為輔助成分，加入0.01 0. 15wt%的此03和0.008 0. 10wt%的IO3，是為了使鐵氧體獲得較高的密度，并獲得較高的飽和磁通密度以及起始磁導率。當KCO3的含有量小于0. Olwt %，或IO3的含有量小于0. 008wt%時，對提高飽和磁通密度和起始磁導率效果不明顯。而當KCO3的含有量大于0. 15wt%，或^O3的含有量大于 0. 10wt%時，會引起晶粒異常生長，導致鐵氧體功耗明顯上升，同時飽和磁通密度下降。本發明涉及的磁性材料，作為其他輔助成分CaO和SiO2JnAO. 01 0. 25wt%Ca0 和0. 005 0. 055wt%的SiO2，主要是為了在鐵氧體燒結時，在鐵氧體的晶粒邊界上形成高電阻層，從而達到降低鐵氧體功耗的目的。當CaO的含有量大于0. 15wt%時，或SiO2的含有量大于0. 055wt%時，將會使鐵氧體在燒結時產生不連續晶粒生長，從而使鐵氧體的功耗急劇上升，并使起始磁導率下降；本發明涉及的磁性材料，作為其他輔助成分MgO、V2O5, CoO, Nb2O5和&02，還需加入其中的2種或2種以上，加入0. 005 0. 50wt %的MgO,0. 005 0. 06wt %的V2O5, 0. 01 0. 50wt%^ CoO,0. 005 0. 08wt%^ Nb2O5>0. 005 0. 055wt % ^ ZrO2，可以降低鐵氧體的燒結溫度，降低鐵氧體的功耗，并提高鐵氧體的飽和磁通密度。當MgO的含有量大于0. 5wt%, V2O5的含有量大于0. 06wt%, CoO的含有量大于0. 5wt%, Nb2O5的含有量大于 0. 08wt ZrO2的含有量大于0. 055wt%時，容易引起鐵氧體晶粒異常生長，使鐵氧體功耗明顯上升，同時使飽和磁通密度和起始磁導率下降；而當MgO的含有量小于0. 005wt%,V205 的含有量小于0. Olwt%、Co0的含有量小于0. 005wt%、Nb205的含有量小于0. 005wt%,Zr02 的含有量小于0. 005Wt%時，對改善鐵氧體材料性能不明顯。本發明一種LED照明控制電路用磁性材料，其制備方法包括以下步驟1〕將主成分F%03、Mn304、Zn0加入預先加有去離子水的砂磨機或球磨機中進行研磨、然后再經過噴霧干燥造粒、在回轉窯或箱式爐中800 900°C預燒，得到鐵氧體預燒料；2〕將鐵氧體預燒料同輔助成分一道加入預先加有去離子水的砂磨機或球磨機中進行研磨，得到鐵氧體料漿， 隨后加入10%的PVA溶液(濃度為10% )進行噴霧干燥造粒，得到鐵氧體粉料；3〕將鐵氧體粉料經壓機壓制得到密度為3. 0士0. 2g/cm3的鐵氧體毛坯，鐵氧體毛坯可以是各種形狀。 將毛坯在真空燒結爐或鐘罩爐或N2保護推板窯內，在氧分壓為0. 5 5 %的平衡氣氛中，在 1150 1250°C溫度下燒結3 6小時。通過這樣的制造方法，就能容易地，并且低成本地制造本發明的磁性材料。本發明的有益效果是獲得了一種應用于LED照明控制電路，具有高頻低功耗、高飽和磁通密度和高起始磁導率的性能優異的磁性材料，該材料是一種MnSi鐵氧體。滿足了 LED照明控制電路進一步朝著頻率更高、功率更大、效率更高、體積更小的方向發展的迫切需求。利用本發明方法制備的磁性材料，其特征是該材料是一種MnSi鐵氧體，在25 V 下的磁導率為1500士25% ；在100°C條件下的飽和磁通密度大于500mT ；在100°C以及 IOOKHz X 200mT條件下的功耗小于620mW/cm3。
具體實施例方式以下，基于實施方式說明本發明。1)原材料稱量按主成分配方稱取原材料，原材料為狗203、ZnO以及Mn304。主成分配方包含換算為(摩爾比):Fe203 :59. 5 61. 8mol %，ZnO 9 12mol %，余量為MnO ；2) 一次砂磨將稱量好的原材料放入砂磨機中，進行濕式砂磨，料漿含水量 30% 50%，砂磨時間0. 5 1. 0小時；3) 一次噴霧干燥造粒在原材料料漿中加入約10% PVA溶液(濃度為10% )，進行一次噴霧干燥造粒；4)預燒將一次噴霧干燥造粒粉料通過回轉窯進行預燒，預燒溫度為800 900 0C ；5)輔助成分添加添加下列輔助成分，輔助成分相對于主成分總量含量如下(重量百分比):KC03 :0. 01 0. 15wt%,Y203 :0. 008 0. 10wt%,Ca0 :0. 01 0. 25wt%,Si02 0. 005 0. 055wt%、。另外，還需再添加MgO 0. 005 0. 50wt%, V2O5 :0. 005 0. 06wt%,Co0 :0. 01 0. 50wt%, Nb2O5 :0. 005 0. 08wt%,Zr02 :0. 005 0. 055wt%中的 2 種或 2 種以上。6) 二次砂磨將鐵氧體預燒料及上述輔助成分放入砂磨機中，進行濕式砂磨，料漿含水量30% 50%，砂磨時間1. 5 2. 5小時；；7) 二次噴霧干燥造粒在鐵氧體料漿中加入約10% PVA溶液(濃度為10% )，進行二次噴霧干燥造粒；8)成型將二次噴霧干燥造粒鐵氧體粉料進行壓制成密度為3. 0 士0. 2g/cm3的鐵氧體毛坯；9)燒結將毛坯在真空燒結爐或鐘罩爐或N2保護推板窯內，按以下燒結溫度曲線和氣氛控制從室溫到600°C，此為排膠階段，升溫較為平緩，這有利于排膠充分，升溫速率 50 150°C /hr,空氣氣氛；排膠結束后，升溫速率提高到150 300°C /hr,空氣氣氛；燒結溫度1150 1250°C，保溫3 6小時，燒結平衡氧分壓為0. 5 5% ；保溫結束到1100°C 左右的降溫階段，氧含量控制在0. 01 0. 2%，降溫速率100 150°C /hr ；從1100°C開始， 快速降溫到室溫，降溫速率150 250°C /h，氧含量控制在0. 01%以下。上述配方和制備方法完全能使磁性材料達到本發明所述性能參數。以下結合具體實施例對本發明做進一步說明，然而本發明并不限定于這些設施例。為進一步說明本發明的有益效果，列舉了比較例1。其中對比例1對應的Mnai鐵氧體材料主要用于開關電源變壓器或者是扼流圈用有關領域，是一種性能優良的高頻低功耗鐵氧體材料。但是，盡管鐵氧體功耗很小，在100°C以及100KHzX200mT條件下的功耗為^5mW/cm3，但由于其飽和磁通密度通常在420mT左右或以下，材料的直流疊加特性還不夠優良，因此，不能滿足LED照明進一步朝著頻率更高、功率更大、效率更高、體積更小的方向發展的需求。為比較材料的直流疊加特性，在實施例3和比較例1中的棒形磁心上繞制線徑為 0. 25mm的銅漆包線48匝，在頻率為IOOKHz及測試電流為ImA的條件下，測量其在100°C的直流疊加特性，其中，兩種棒形尺寸完全一樣，未加直流電流時，電感基本相同。測量結果示于1中。
由表1可以看出對于實施例3的棒形磁心，不疊加直流電流時，電感為 100. 2 μ H，當疊加1. 4Α直流時，電感開始下降，當疊加1. 6Α直流時，電感下降到90. 2 μ H， 下降幅度為10%，當疊加1. 8Α直流時，電感下降到41. 5 μ H，下降幅度為60%，當疊加2. OA 直流時，電感下降到20. 3μ Η(此為空心線圈電感，此時磁心已基本飽和)；而對于比較例1 中的棒形磁心，不疊加直流電流時，電感為99. 6 μ H，當疊加1. OA直流時，電感開始下降，當疊加1. 2Α直流時，電感下降到90. 5 μ H，下降幅度為10%，當疊加1. 4Α直流時，電感下降到 39. 8 μ H,下降幅度為60%,當疊加1. 6Α直流時，電感下降到20. 5 μ Η(此為空心線圈電感， 此時磁心已基本飽和)。顯然，實施例3中棒形磁心直流疊加特性明顯優于本比較例1。本發明的鐵氧體材料，由于在100°c下，具有比傳統開關電源變壓器用高頻低功耗MnSi鐵氧體更高的飽和磁通密度，因此，更實用于環境工作溫度較高的小體積、大功率的LED驅動電源。這種鐵氧體可以利用本發明方法，很容易并且以較低的成本穩定的制造。實施例1 按主成分配方(摩爾比)=Fe2O3 :59. 8mol %, ZnO :10. 8mol %, MnO 31m0l%，稱取狗203、Mn3O4和加0。投入預先加有去離子水的砂磨機中研磨，料漿含水量 40%,砂磨時間0. 5小時，將料漿在一次噴霧造粒后，在850度下用電熱式回轉窯進行預燒。 隨后預燒料投入預先加有去離子水砂磨機進行二次砂磨，料漿含水量30%，砂磨過程中相對所述主成分含量，加入 KCO3 0. 03wt%,Y203 :0. 05wt%,Ca0 :0. 08wt%,Si02 :0. 015wt%, 另夕卜，還添加MgO :0. Iwt%、V2O5 :0. 035wt%,Co0 :0. 25襯％砂磨時間1. 5小時，控制砂磨的平均粒徑為1. 1 士 0. 3μπι。最后進行二次噴霧得到MnSi鐵氧體顆粒料粉。取該顆粒料成型壓制 Φ25ι πιΧ Φ15ι πιΧ7. 5mm、密度大約為 3. 0士0. 2g/cm3 的圓環。燒結按以下燒結溫度曲線和氣氛控制從室溫到600°C，此為排膠階段，升溫較為平緩，這有利于排膠充分，升溫速率50 150°C /hr，空氣氣氛；排膠結束后，升溫速率提高到150 300°C /hr，空氣氣氛；燒結溫度1180°C，保溫5小時，平衡氧分壓為3%;從保溫結束到1100°C左右的降溫階段，氧含量控制在0. 01 0. 2%，降溫速率100 150°C /hr ；從 1100°C開始，快速降溫到室溫，降溫速率150 250°C /hr，氧含量控制在0. 01%以下。獲得的磁環性能為材料在25°C下的磁導率為1550 ；在100°C條件下的飽和磁通密度是525mT ；在 100°C以及IOOKHz X 200mT條件下的功耗為574mW/cm3。實施例2 按主成分配方(摩爾比)=Fe2O3 :60. 5mol %, ZnO :10. 5mol %, MnO 29. Omol %，稱取F%03、Mn3O4和加0。投入預先加有去離子水的砂磨機中研磨，料漿含水量 40%,砂磨時間0. 5小時，將料漿在一次噴霧造粒后，在880度下用電熱式回轉窯進行預燒。 隨后預燒料投入預先加有去離子水砂磨機進行二次砂磨，料漿含水量30%，砂磨過程中相對所述主成分含量，加入 KCO3 0. 12wt%, Y2O3 :0. 03wt%, CaO :0. IOwtSiO2 :0. 01wt%, 另外，還添加 Nb2O5 :0. 03wt%, ZrO2 :0. 02wt%, CoO :0. 25wt%，另外，還添加，砂磨時間 1. 5 小時，控制砂磨的平均粒徑為1. 1 士0. 3μπι。最后進行二次噴霧得到MnSi鐵氧體顆粒料粉。 取該顆粒料成型壓制Φ25πιπιΧ Φ15πιπιΧ7. 5mm、密度大約為3. 0士0. 2g/cm3的圓環。燒結按以下燒結溫度曲線和氣氛控制從室溫到600°C，此為排膠階段，升溫較為平緩，這有利于排膠充分，升溫速率50 150°C /hr，空氣氣氛；排膠結束后，升溫速率提高到150 300°C /hr,空氣氣氛；燒結溫度1250°C，保溫5小時，平衡氧分壓為1 % ；從保溫結束到1100°c左右的降溫階段，氧含量控制在0. 01 0. 1%，降溫速率100 150°C /hr ；從 1100°C開始，快速降溫到室溫，降溫速率150 250°C /h，氧含量控制在0. 01%以下。獲得的磁環性能為材料在25°C下的磁導率為1320 ；在100°C條件下的飽和磁通密度是538mT ；在 100°C以及IOOKHz X 200mT條件下的功耗分別為593mW/cm3。實施例3 按主成分配方(摩爾比)=Fe2O3 :61. 5mol %, ZnO :11. 5mol %, MnO 27. Omol %，稱取F%03、Mn3O4和加0。投入預先加有去離子水的砂磨機中研磨，料漿含水量 40%,砂磨時間0. 5小時，將料漿在一次噴霧造粒后，在900度下用電熱式回轉窯進行預燒。 隨后預燒料投入預先加有去離子水砂磨機進行二次砂磨，料漿含水量30%，砂磨過程中相對所述主成分含量，加入 KCO3 0. 04wt%,Y203 :0. IOwt%、CaO :0. 15wt%,Si02 :0. 035wt%, 另夕卜，還添加MgO 0. 30wt%,V205 :0. 05wt%,Zr02 :0. (Mwt%，砂磨時間1. 5小時，控制砂磨的平均粒徑為1. 1 士0. 3μπι。最后進行二次噴霧得到MnSi鐵氧體顆粒料粉。取該顆粒料成型壓制Φ25πιπιΧ Φ15πιπιΧ7. 5mm的圓環，以及直徑為6mm、高度為12mm的棒形，毛坯密度控制為 3. 0 士0. 2g/cm3。燒結按以下燒結溫度曲線和氣氛控制從室溫到600°C，此為排膠階段，升溫較為平緩，這有利于排膠充分，升溫速率50 150°C /hr，空氣氣氛；排膠結束后，升溫速率提高到150 300°C /hr，空氣氣氛；燒結溫度1160°C，保溫6小時，平衡氧分壓為1%;從保溫結束到1100°C左右的降溫階段，氧含量控制在0. 01 0. 1%，降溫速率100 150°C /hr ；從 1100°C開始，快速降溫到室溫，降溫速率150 250°C /h，氧含量控制在0.01%以下。獲得的磁環性能為材料在25°C下的磁導率為1210 ；在100°C條件下的飽和磁通密度是M6mT ；在 100°C以及IOOKHz X 200mT條件下的功耗為612mW/cm3。為了解材料的直流疊加特性，在棒形磁心上繞制線徑為0. 25mm的銅漆包線48匝， 在頻率為IOOKHz及測試電流為ImA的條件下，測量其在100°C的直流疊加特性，測量結果示于1中。由表1可以看出不疊加直流電流時，電感為100. 2 μ H ；當疊加1. 4Α直流時，電感開始下降；當疊加1.6Α直流時，電感下降到90. 2 μ H，下降幅度為10% ；當疊加1.8Α直流時，電感下降到41. 5 μ H，下降幅度為60% ；當疊加2. OA直流時，電感下降到20. 3 μ H(此為空心線圈電感，此時磁心已基本飽和)。比較例1 按主成分配方(摩爾比):Fe203 :53. 5mol %, ZnO :12. 5mol %, MnO 34. Omol %，稱取F%03、Mn3O4和加0。投入預先加有去離子水的砂磨機中研磨，料漿含水量 40%,砂磨時間0. 5小時，將料漿在一次噴霧造粒后，在900度下用電熱式回轉窯進行預燒。 隨后預燒料投入預先加有去離子水砂磨機進行二次砂磨，料漿含水量30%，砂磨過程中相對所述主成分含量，加入 CaO 0. 03wt%, SiO2 :0. 01wt%, MgO :0. 1 OwtNb2O5 :0. 03wt%, ZrO2 :0. 03wt%，砂磨時間1. 5小時，控制砂磨的平均粒徑為1. 1 士0. 3μπι。最后進行二次噴霧得到MnSi鐵氧體顆粒料粉。取該顆粒料成型壓制Φ 25mmX Φ 15mmX7. 5mm的圓環，以及直徑為6mm、高度為12mm的圓柱體，毛坯密度控制為3. 0士0. 2g/cm3。
燒結按按以下燒結溫度曲線和氣氛控制從室溫到600°C，此為排膠階段，升溫較為平緩，這有利于排膠充分，升溫速率50 150°C /hr，空氣氣氛；排膠結束后，升溫速率提高到150 300°C /hr，空氣氣氛；燒結溫度1325°C，保溫3小時，平衡氧分壓為5%;從保溫結束到1100°C左右的降溫階段，氧含量控制在0. 05 2%，降溫速率100 150°C /hr ；從 1100°C開始，快速降溫到室溫，降溫速率150 250°C /h，氧含量控制在0. 01%以下。獲得的磁環性能為材料在25°C下的磁導率為M50 ；在100°C條件下的飽和磁通密度是420mT ；在 IOO0C以及IOOKHz X 200mT條件下的功耗為^5mW/cm3。此為用于傳統開關電源變壓器，性能優良的高頻低功耗鐵氧體材料。為了解材料的直流疊加特性，在棒形磁心上繞制線徑為0. 25mm的銅漆包線43匝， 在頻率為IOOKHz及測試電流為ImA的條件下，測量其在100°C的直流疊加特性，測量結果示于1中。由表1可以看出。不疊加直流電流時，電感為99. 6 μ H ；當疊加1. OA直流時，電感開始下降；當疊加1.2Α直流時，電感下降到90. 5 μ H，下降幅度為10% ；當疊加1.4Α直流時，電感下降到39. 8 μ H，下降幅度為60% ；當疊加1. 6Α直流時，電感下降到20. 5 μ H(此為空心線圈電感，此時磁心已基本飽和)。與實施例3相比較，實施例3中棒形磁心直流疊加特性明顯優于本比較例1。本發明的鐵氧體材料，由于在100°C下，具有比傳統開關電源變壓器用高頻低功耗 MnSi鐵氧體更高的飽和磁通密度，因此，更實用于環境工作溫度較高的小體積、大功率的 LED驅動電源。這種鐵氧體可以利用本發明方法，很容易并且以較低的成本穩定的制造。表 權利要求
1.一種LED照明控制電路用磁性材料，其特征在于該磁性材料是一種Mnai鐵氧體材料，包括主成分F%03、ZnO, MnO及輔助成分，主成分包含換算為(摩爾比):F%03 :59. 5 61. 8mol %，ZnO 9 12mol %，余量為MnO ；所述輔助成分包括KCO3和^O3，相對所述主成分總量，KCO3和Y2O3的總含量為0. 018 0. 25wt%0本發明方法制備的磁性材料，其特征在于在25°C下的磁導率為1500 士 25% ；在 100°C條件下的飽和磁通密度大于500mT ；在100°C以及IOOKHz X 200mT條件下的功耗小于 620mW/cm3。
2.根據權利要求1所述的一種LED照明控制電路用磁性材料，其特征在于所述輔助成分相對于主成分的含量分別是:KC03 :0. 01 0. 15wt%,Y203 :0. 008 0. IOwt%
3.根據權利要求1或2所述的一種LED照明控制電路用磁性材料材料，其特征在于所述輔助成分還包括CaO和SiO2,相對于主成分的含量分別是CaO :0. 01 0. 25wt%,Si02 0. 005 0. 055wt%。
4.根據權利要求3所述的一種LED照明控制電路用磁性材料材料，其特征在于所述輔助成分進一步包括MgO、V2O5, CoO, Nb2O5和^O2中的2種或2種以上，所述輔助成分相對于主成分的含量分別是:MgO :0. 005 0. 50wt%, V2O5 :0. 005 0. 06wt%, CoO :0. 01 0. 50wt %、Nb2O5 :0. 005 0. 08wt %、ZrO2 :0. 005 0. 055wt %。
5.根據權利要求1 4所述的一種LED照明控制電路用磁性材料材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟1〕將對應各主成分的主原料Fe203、Mn304、Zn0加入預先加有去離子水的砂磨機或球磨機中進行研磨、將料漿在一次噴霧造粒后、在回轉窯或箱式爐中800 900°C預燒，得到鐵氧體預燒料；2〕將鐵氧體預燒料同輔助成分一道加入預先加有去離子水的砂磨機或球磨機中進行研磨，得到平均粒徑為1. 1 士0. 3μπι的鐵氧體料漿， 隨后加入10%的PVA溶液(濃度為10% )進行噴霧干燥造粒，得到鐵氧體粉料；3〕將鐵氧體粉料經壓機壓制得到密度為3. 0士0. 2g/cm3的鐵氧體毛坯，鐵氧體毛坯可以是各種形狀。 將毛坯在真空燒結爐或鐘罩爐或N2保護推板窯內，在氧分壓為0. 5 5 %的平衡氣氛中，在 1150 1250°C溫度下燒結3 6小時。
全文摘要
一種LED照明控制電路用磁性材料，其特征在于該磁性材料是一種MnZn鐵氧體，包括主成分Fe2O3、ZnO、MnO及輔助成分，主成分包含換算為(摩爾比)Fe2O359.5～61.8mol％，ZnO9～12mol％，余量為MnO；所述輔助成分包括KCO3、Y2O3、CaO和SiO2；另外還包括其它輔助成分MgO、V2O5、CoO、Nb2O5和ZrO2中的2種或2種以上。所述輔助成分相對于主成分總量含量如下(重量比)KCO30.01～0.15wt％、Y2O30.008～0.10wt％、CaO0.01～0.25wt％、SiO20.005～0.055wt％、MgO0.005～0.50wt％、V2O50.005～0.06wt％、CoO0.01～0.50wt％、Nb2O50.005～0.08wt％、ZrO20.005～0.055wt％。所述磁性材料的特征是在25℃下的磁導率為1500±25％；在100℃條件下的飽和磁通密度大于500mT；在100℃以及100KHz×200mT條件下的功耗小于620mW/cm3。
文檔編號C04B35/64GK102163480SQ20111000863
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月17日 優先權日2011年1月17日
發明者陸明岳 申請人:臨沂中瑞電子有限公司