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2025年03月
产品概要

大功率MnZn铁氧体PEL95材料

随着可再生能源和电动汽车快速充电站的普及,市场对大功率电源的需求持续增加。电源中使用的变压器产品要求具有体积更小、效率高、发热低等特点。变压器产品使用铁氧体材料,但由于铁氧体磁芯的尺寸、驱动时的频率和负载会导致磁芯的损耗(铁损)发生很大变化,因此选择最合适的铁氧体材料是变压器设计的关键。在这篇文章中,我们将介绍专为高功率用途而开发的PEL95材料的特性以及使用时的注意事项。

PC95系列产品阵容和PEL95材料的特性

目前,TDK的大功率MnZn铁氧体已采用PE22和PC40材料实现量产。为了满足更低功率损耗和更高效率的需求,我们特意在大功率MnZn铁氧体产品线中新增了PC95系列。
此外,PEL95材料尤其适合高效率应用。
其特点包括在相对较低的温度范围(100度或更低)内损耗较低,与传统材料相比,可望降低磁芯损耗,特别是对于大磁芯,从而使变压器实现更高的效率。
例如,EV快速充电系统要求低发热和高功率驱动,因此所使用的DC-DC转换器的变压器很大,但为了使其尽可能小,需要损耗尽可能低的磁芯。PEL95材料可以说是最适合这种大型、高功率变压器的材料。

■使用 PEL95 材料对产品的预期影响
・降低损耗,提高变压器效率
・温升抑制效果
■主要应用
・工业设备用电力变压器
・用于直流-直流转换器、逆变器等的变压器
・用于快速充电站的变压器

图1:适用于PC95系列驱动条件和磁芯重量的范围

基本材料特性

若未指定公差,则默认为代表值

材料 PE22 PC40 PC95 PEL95 PEM95
初始磁导率 μi 1800±25% 2300±25% 3300±25% 4100±25% 2900±25%
磁芯损耗 Pcv 25℃ 890 670 350 290 440
[kW/m3] 60℃ 620 500 300 290 360
100kHz, 200mT 100℃ 520 420 290 360 320
120℃ 600 490 350 420 340
饱和磁通密度 Bs [mT] 25℃ 510 500 530 500 520
H=1194A/m 100℃ 410 380 410 370 410
居里温度 Tc [℃] >200 >200 >215 >180 >210
表1:材料性能对照表
图2:磁芯损耗(Pcv)的温度特性
图3:磁导率的温度特性

与传统铁氧体材料相比的优势

PEL95具有较大的磁芯形状,在较宽的温度范围内,特别是在100℃及以下,表现出低磁芯损耗的特性。
*由于最佳材料会根据工作频率、Bm和磁芯形状而变化,因此我们建议在考虑时对三种材料进行比较评估:PC95材料、PEL95材料和PEM95材料。

图4:产品形状中磁芯损耗(Pcv)的温度特性比较

超大型30kW变压器温升实验

我们将介绍使用PEL95材料的大型变压器的温升评估示例。
下图显示了驱动大型变压器时核心温度随时间的变化。竞争对手的磁芯温度持续升高,导致热失控,但采用PEL95材料制成的磁芯在温度升高后会稳定在恒温状态。
由PEL95材料制成的铁氧体磁芯即使在大型形状下也能抑制发热。

图5:使用多个EE80超大型30kw变压器的磁芯损耗(Pcv)的温度上升比较

总结

TDK的PEL95材料由于在宽温度范围内具有大磁芯和低磁芯损耗的特性,是在大功率变压器产品中实现高效率和低发热的产品。
我们有各种大型形状的样品可供选择,所以如果您有兴趣,请随时与我们联系。
*应用示例只是示例,也可用于其他应用。
我们还提供目录中未列出的形状定制。

代表产品 PQ60/42-Z PQ65/54-Z PQ107X87X70-Z EE80X76X20 SP100X100X5 UU79X129X31 EC90X90X30 ETD59-Z
应用示例*

xEV DC-DC

xEV DC-DC

快速充电桩

快速充电桩

工业设备电源

工业设备电源

工业设备电源

工业设备电源

工业设备电源

工业设备电源

示意图
尺寸(mm) 59 X 51 X 39 65 X 53 X 45 107 X 87 X 70 80 X 76 X 20 100 X 100 X 5 79 X 129 X 31 90 X 90 X 30 60 X 62 X 22
SHAPES AND DIMENSIONS SHAPES AND DIMENSIONS SHAPES AND DIMENSIONS SHAPES AND DIMENSIONS SHAPES AND DIMENSIONS SHAPES AND DIMENSIONS SHAPES AND DIMENSIONS SHAPES AND DIMENSIONS
表2:代表产品

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