一种由铁磁合金粉末压制而成的铁粉芯

铁粉芯是一种由铁磁合金粉末压制而成的磁芯。一般铁磁材料在经过铸造后，再将其粉碎，并进行高温退火处理，混合无机粘合剂做粉末间隔离，最终包裹环氧材料完成最后的表面绝缘处理。 上世纪上半叶，铁硅铝（FeAlSi）, 铁镍（NiFe）和铁镍钼（NiFeMo）是铁粉芯的主要材料。从21世纪开始，多种铁基合金，包括铸造的铁基合金或快速固化的铁基合金开始进入市场，其中的大多数材料受益于超低的磁致伸缩性能，能够经历较长的工艺处理后仍保持相对稳定的铁磁性能。

通常情况下，合金粉末的相对磁导率可达数十万，并且经过己写处理后，磁导率可被控制到在一百一下。这类磁粉芯主要应用于功率电感气的制作，包括并网逆变器上的滤波电感，功率因数校正变换器（PFC）中的功率电感，以及中功率开关电源（SMPS）中的输出滤波。在这些应用中，不仅电感器的感值需要在设计时精确设计，其对于一个相对高的磁链也应当又一定的适应能力。图一通过一张显微照片展示了磁粉芯的微观结构，而正式这中结构赋予了铁粉芯独特的物理和铁磁性能。

铁粉芯的独特性能之一是其软饱和特性：铁粉芯材料的相对磁导率会随着磁场强度的增加而缓慢下降。并且不同于典型的磁性材料（例如铁氧体材料和硅钢材料），磁粉芯材料并没有明确的磁导率饱和拐点。此外，由于铁基粉末在围观结构上由绝缘介质粘合，铁粉芯材料的电阻率一般较大。得益于此结构，铁粉芯的高频涡流损耗也得以降低，并且其在绕制的电感器件中的老化效应也得以弱化。即使铁粉芯的应用已逾数十年，其材料分类及测试验证的标准化工作仍刚起步。事实上，材料定义与测量的标准化的不确定性给磁芯的设计和应用都带来了不小的困难：一方面，人们期望的用铁氧体标准IEC 60367去囊括磁粉芯的部分仍在论证，因此现阶段并没有可靠的参考；另一方面，一些铁粉芯材料的关键参数也很难在其数据手册上体验，包括设计者非常关心的饱和磁通量和损耗情况。

本文首先关于铁粉芯的验证困难进行了说明，紧接着提出了一种利用阻尼振荡原理对铁粉芯进行测量验证的方案。此外，通过对测量原理的分析说明以及分析案例的展示，此方法表现出了较高的测量精度和广泛的适用范围。