高频高磁导率非晶纳米晶软磁材料的开发及应用

我公司针对磁性电子元器件的高频化、小型化、高效化和节能化的发展趋势,结合下游电子元器件厂商对软磁材料更高性能的需求,公司研发团队通过微量元素添加调控纳米晶化过程,开发出具有超细纳米晶结构的Fe基软磁合金新材料——JS-G1。

该材料表现出极高的高频磁导率——35000@100K Hz,比目前性能最好Finemet软磁合金高44%,其饱和磁感应强度(Bs)可达到1.4 T,相比于Finemet软磁合金,其原材料成本可降低22%。

 

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高频高磁导率非晶纳米晶软磁材料

 

采用这种材料制造的磁芯产品可以满足新能源汽车大功率光伏并网逆变器等新兴领域带来的高性能需求。

 

应用场景一:新能源汽车电驱动系统

 

新能源汽车的核心技术“三电”系统,包括电驱、电池、电控。电机控制器分别通过直流母线与动力电池包相连接;通过高压三相线与驱动电机相连接。如此复杂的电能转换过程,毫无疑问会带来严重的电磁干扰现象。电磁干扰可能导致敏感电子原器件的损坏、电池端电力供应中断、电机寿命大幅降低等诸多问题。

对于辐射干扰的吸收,目前唯一可以采用的就是传统的镍锌铁氧体材料。然而,该材料存在饱和磁感应强度(Bs)低、高频磁导率低等缺点,难以满足高频化,小型化的发展趋势。团队开发的JS-G1新材料在高频下兼具高磁导率和低损耗的性能,可覆盖现有镍锌铁氧体材料,而且具有更高的饱和磁感应强度,更优异的抗饱和能力,磁芯重量、体积大幅减少。如果应用于新能源汽车的“三电”系统,可分别对传导干扰和辐射干扰进行吸收抑制,把干扰降低到可以接受的水平,能够有效抵抗不平衡直流分量,避免铁芯饱和造成的烧损。  

 

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新型软磁材料共模电感在新能源汽车中应用示意图

        

 

应用场景二:大功率光伏并网逆变器

 

在太阳能光伏产业中,光伏逆变器是一种电源转换装置,主要功能是将光伏组件所产生的直流电转变为交流电用于并网发电,从而保证发电系统获得最大输出功率,是光伏发电系统核心装置。升压电路将太阳能产生的直流电转换为稳定的直流电,再通过光伏逆变器转换成 50 Hz正弦波交流电送入电网。

光伏发电系统中,为了最大限度地把太阳能电池发出的电力高效地注入电网,逆变器的变换效率是最受关注的技术课题之一。随着功率半导体器件、大规模数字控制等技术的突破,作为储能滤波元件的光伏功率电感成为影响系统转换效率的重要瓶颈。传统金属材料的电阻率总体较低,体积大,在高频下会产生较大的涡流损耗,随着使用频率的提高,其应用逐步受到限制。团队研发的JS-G1新型软磁材料可应用于大功率光伏并网逆变器,并能够有效解决高频应用及转换效率问题。

 

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创建时间:2023-02-18 10:10
我公司针对磁性电子元器件的高频化、小型化、高效化和节能化的发展趋势,结合下游电子元器件厂商对软磁材料更高性能的需求,公司研发团队通过微量元素添加调控纳米晶化过程,开发出具有超细纳米晶结构的Fe基软磁合金新材料——JS-G1。
该材料表现出极高的高频磁导率——35000@100K Hz,比目前性能最好Finemet软磁合金高44%,其饱和磁感应强度(Bs)可达到1.4 T,相比于Finemet软磁合金,其原材料成本可降低22%。