[發明專利]用于大功率LED和LLC變換器的磁性材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310095653.8
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN104064309A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 楊勝麒
• 申請（專利權）人: 上海美星電子有限公司
• 主分類號: H01F1/36
• 分類號: H01F1/36;H01F27/255;C04B35/622;H01F41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種磁性材料及其制備方法，具體涉及一種用于大功率LED和LLC變換器的磁性材料及其制備方法。

背景技術

大功率LED和LLC是指輸出功率大于200W的LED和LLC。

目前用于功率變換器的材料磁導率一般為2300左右的低功耗磁性材料，在100℃高溫的飽和磁感應強度（Bs）和磁芯損耗分別為390mT及410KW/m³。

雖然這也能滿足一些常規的變換器要求，但是LED變換器所要求的效率非常高，功率也比較大，因此對磁芯的飽和磁通感應強度（Bs）和磁芯損耗（Pcv）要求非?？量?，不但要更低的磁芯損耗，而且還需要更高的飽和磁感應強度（Bs）。

因此迫切需求發明一種適合大功率LED和LLC變換器所用的磁性材料。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種用于大功率LED和LLC變換器的磁性材料及其制備方法，以克服現有技術所存在的上述缺點和不足。本發明從磁性材料的配方、制粉工藝、燒結工藝上保證材料低損耗的要求，同時也提高了磁性材料的飽和磁感應強度（Bs），優化了變換器的直流偏置特性。

本發明所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現：

作為本發明的第一方面，一種用于大功率LED和LLC變換器的磁性材料，其特征在于，以Fe₂O₃、MnO、ZnO三種材料為主要原料，并適量摻入雜質，

其中，主要原料的三種金屬離子的摩爾比為：Fe³⁺：Mn²⁺：Zn²⁺＝12.03～12.04：9.92～9.93：1；

其中，雜質摻雜量占總質量百分比為0.12～0.21%。

進一步，所述雜質為CaCO₃、TiO₂、MoO₃、Co₂O₃、SiO₂、Bi₂O₃、CuO、Nb₂O₅、SnO₂任意一種或者組合。

為了保證低的磁芯損耗和高的飽和磁通感應強度，這在一定程度上決定于Fe₂O₃與MnO的比例，經過正交實驗的驗證，材料基本配方Fe₂O₃：MnO：ZnO＝55：41：4。

為獲得理想的電磁性能，還必須加入改性雜質。根據各種雜質的熔點、離子半徑等參數，從CaCO₃、TiO₂、MoO₃、Co₂O₃、SiO₂、Bi₂O₃、CuO、Nb₂O₅、SnO₂等雜質中，優選出了一種雜質組合，對提高材料的電磁性能起到了非常重要的作用。

作為本發明的第二方面，一種用于大功率LED和LLC變換器的磁性材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、第一混合物的制備：將Fe₂O₃：MnO：ZnO三種原料按照Fe³⁺：Mn²⁺：Zn²⁺摩爾比為12.03～12.04：9.92～9.93：1的比例混合成第一混合物；

步驟2、第一次制粉：將所得第一混合物粉碎、研磨、混合均勻后，進行850～950℃預燒；

步驟3、第二混合物的制備：摻入雜質，加入占總質量百分比為0.12～0.21%的CaCO₃、TiO₂、MoO₃、Co₂O₃、SiO₂、Bi₂O₃、CuO、Nb₂O₅、SnO₂任意一種或者組合作為雜質，制成第二混合物；

步驟4、第二次制粉:將所得第二混合物粉碎、研磨、混合均勻后，進行噴霧法干燥、造粒；

步驟5、成型：將顆粒壓制成磁芯毛坯；

步驟6、燒結：將毛坯在1300℃～1350℃燒結，保溫6小時以上。