[发明专利]铁氧体铁芯以及变压器

说明书

技术领域

本发明涉及含有Fe、Mn、Zn以及Ca的铁氧体铁芯、使用其的变压器、以及电源。

背景技术

作为电源用变压器等的磁芯材料，使用铁氧体烧结体。形成磁芯的铁氧体烧结体称为铁氧体铁芯，广泛使用含有Mn以及Zn的MnZn类铁氧体。从降低设备的使用时的磁芯的发热量的观点出发，要求铁氧体铁芯在所使用的温度范围内铁芯损耗（core loss）的值小。

近年来，随着电子设备或电源的小型化的进展，电子设备中的部件的高密度化也在进展。在该状况下，有由于磁芯的发热而引起的温度上升变大的趋势，磁芯相对于温度上升而在严酷的环境下使用的机会增加。因此，期望进一步抑制磁芯的温度上升。另外，在专利文献1中，公开了通过控制烧成时的气氛从而使铁氧体铁芯为低损耗的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开2008-247675号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

一直以来，为了降低电子设备或电源等的实际工作时的铁芯温度，研究探讨了动作温度下的低损耗化。另外，考虑了如果电子设备或电源等的动作温度低于铁芯损耗显示极小值的温度（铁芯损耗极小温度）的话，则在使用时即使铁芯的温度逐渐地上升，因为发热量逐渐地变小，所以也能够充分地防止热失控的发生。

然而，本发明人们发现了，假设连续地运转实装了磁芯的电子设备或电源的情况，在连续地进行励磁并测定铁芯的温度变化之后，即使是在动作温度下的铁芯损耗低的情况下，也会有铁芯的温度变高的情况。

虽然详细原因还不清楚，但是可以认为该温度上升的原因是由于铁芯的表皮电流引起的涡电流损失的影响。即，MnZn铁氧体与其它的铁氧体相比电阻相对较低，容易产生表皮电流。因此，即使是在动作温度下的铁芯损耗低的情况下，如果连续地进行励磁的话，则也会有伴随着铁芯发热而使表面的电阻降低且表皮电流增加而使铁芯温度上升的趋势。

本发明是有鉴于上述问题而完成的发明，其目的在于，提供一种即使是在连续地进行励磁那样的环境下也能够充分地抑制铁芯温度上升的铁氧体铁芯，并且提供一种使用其的变压器以及电源。

解决技术问题的技术手段

为了解决上述的技术问题而达到目的，对即使是在连续地进行励磁的情况下也能够充分地抑制铁芯温度的上升的铁氧体铁芯进行了悉心研究探讨，发现了关于作为包含于MnZn类铁氧体的微量成分的CaO，使烧结体内部与烧结体表面附近的差为规定的值是有用的。

即，第1方式所涉及的铁氧体铁芯的特征在于，是至少含有Fe、Mn、Zn以及Ca的铁氧体铁芯，在将铁氧体铁芯表面部的Ca含有量（换算成CaO）作为x（o）[质量%]并将铁氧体铁芯内部的Ca含有量（换算成CaO）作为x（i）[质量%]的时候，{x（o）-x（i）}在0.001≤{x（o）-x（i）}≤0.01的范围内。

第2方式所涉及的铁氧体铁芯，在所述第1方式所涉及的铁氧体铁芯中，优选在铁芯表面部含有分别换算成氧化物的时候由51.0~54.0摩尔%的Fe₂O₃、32.0~43.0摩尔%的MnO和6.0~14.0摩尔%的ZnO构成的主成分、以及相对于1质量份的主成分的上述氧化物的总计质量、换算成CaO时相当于220×10^-61100×10^-6质量份的量的Ca。

如果铁氧体铁芯含有上述所示的量的Fe、Mn、Zn以及Ca的话，则能够进一步降低铁芯温度的上升。

第3方式所涉及的铁氧体铁芯，在所述第1或者第2方式的任意一个方式所涉及的铁氧体铁芯中，相对于1质量份的主成分的上述氧化物的总计质量，进一步含有换算成SiO₂时相当于50×10^-6~150×10^-6质量份的量的Si。

如果铁氧体铁芯含有上述所示的量的Si的话，则铁氧体铁芯的晶粒边界高电阻化，从而能够更进一步降低铁芯损耗。

第4方式所涉及的铁氧体铁芯，在所述第1~所述第3方式的任意一个方式所涉及的铁氧体铁芯中，相对于1质量份的主成分的上述氧化物的总计质量，进一步含有换算成Nb₂O₅时相当于100×10^-6~400×10^-6质量份的量的Nb。