Fe-Si-Cr 합금의 입자 크기 및 CIP 첨가에 따른 고주파수 대역에서의 자성 특성과 코어 손실 변화 Effect of Particle Size and CIP Addition on Magnetic Properties and Core Loss in High Frequency Bands of Fe-Si-Cr Alloys원문보기
파워 인덕터는 전자기기의 배터리로부터 오는 전력을 반도체에 안정적으로 공급하는데 필요한 핵심 부품이다. 파워 인덕터의 고성능화를 위해서는 높은 투자율와 인덕턴스, 그리고 고주파수 대역에서의 낮은 코어 손실이 요구된다. 본 연구에서는 파워 인덕터 재료로 Fe-Si-Cr 합금을 사용하였고, 이를 입자 크기별, 그리고 CIP 첨가 비율에 따라 나누어 특성을 평가하였다. 입자 크기는 총 다섯 그룹으로 나누었으며, 각각 25 μm 이하, 25-38 μm, 38-53 μm, 53-63 μm, 그리고 63 μm 이상의 파우더 크기로 분급하였다. 각 파우더의 고유 특성 파악을 위해 ...
파워 인덕터는 전자기기의 배터리로부터 오는 전력을 반도체에 안정적으로 공급하는데 필요한 핵심 부품이다. 파워 인덕터의 고성능화를 위해서는 높은 투자율와 인덕턴스, 그리고 고주파수 대역에서의 낮은 코어 손실이 요구된다. 본 연구에서는 파워 인덕터 재료로 Fe-Si-Cr 합금을 사용하였고, 이를 입자 크기별, 그리고 CIP 첨가 비율에 따라 나누어 특성을 평가하였다. 입자 크기는 총 다섯 그룹으로 나누었으며, 각각 25 μm 이하, 25-38 μm, 38-53 μm, 53-63 μm, 그리고 63 μm 이상의 파우더 크기로 분급하였다. 각 파우더의 고유 특성 파악을 위해 PSA, SEM, XRD, VSM을 측정 하였으며, 투자율 측정을 위해서는 임피던스 분석기, 코어 손실 측정을 위해서는 B-H 측정기를 사용하였다. 입자 크기는 작아질수록 투자율이 높아지고, 코어 손실은 낮아지는 경향성을 보였으며, 25 μm 파우더의 투자율과 코어 손실은 1 MHz에서 각각 20.7 H/m, 187.26 kW/m3을 보였다. 위 파우더를 기반으로 CIP 파우더 첨가 비율에 따른 코어 특성도 파악하였다. CIP 파우더는 10-40 wt% 첨가 하였으며, 그에 따른 코어의 밀도 및 충진율 변화를 같이 파악하였다. CIP 파우더는 30 wt% 첨가 되었을 때 가장 높은 밀도 및 충진율 값을 보였으며, 투자율과 코어 손실 특성도 가장 좋은 것으로 나타났다. CIP 30 wt% 첨가 코어의 투자율은 1 MHz에서 25.2 H/m로 나타났으며, 코어 손실은 3 MHz에서 112.38 kW/m3의 특성을 보였다. 따라서, 본 연구를 통해서 Fe-Si-Cr의 입자 크기에 따라 파워 인덕터 특성을 조절 할 수 있고, 코어의 충진율 변화를 통해서 투자율 및 코어 손실 특성을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.
파워 인덕터는 전자기기의 배터리로부터 오는 전력을 반도체에 안정적으로 공급하는데 필요한 핵심 부품이다. 파워 인덕터의 고성능화를 위해서는 높은 투자율와 인덕턴스, 그리고 고주파수 대역에서의 낮은 코어 손실이 요구된다. 본 연구에서는 파워 인덕터 재료로 Fe-Si-Cr 합금을 사용하였고, 이를 입자 크기별, 그리고 CIP 첨가 비율에 따라 나누어 특성을 평가하였다. 입자 크기는 총 다섯 그룹으로 나누었으며, 각각 25 μm 이하, 25-38 μm, 38-53 μm, 53-63 μm, 그리고 63 μm 이상의 파우더 크기로 분급하였다. 각 파우더의 고유 특성 파악을 위해 PSA, SEM, XRD, VSM을 측정 하였으며, 투자율 측정을 위해서는 임피던스 분석기, 코어 손실 측정을 위해서는 B-H 측정기를 사용하였다. 입자 크기는 작아질수록 투자율이 높아지고, 코어 손실은 낮아지는 경향성을 보였으며, 25 μm 파우더의 투자율과 코어 손실은 1 MHz에서 각각 20.7 H/m, 187.26 kW/m3을 보였다. 위 파우더를 기반으로 CIP 파우더 첨가 비율에 따른 코어 특성도 파악하였다. CIP 파우더는 10-40 wt% 첨가 하였으며, 그에 따른 코어의 밀도 및 충진율 변화를 같이 파악하였다. CIP 파우더는 30 wt% 첨가 되었을 때 가장 높은 밀도 및 충진율 값을 보였으며, 투자율과 코어 손실 특성도 가장 좋은 것으로 나타났다. CIP 30 wt% 첨가 코어의 투자율은 1 MHz에서 25.2 H/m로 나타났으며, 코어 손실은 3 MHz에서 112.38 kW/m3의 특성을 보였다. 따라서, 본 연구를 통해서 Fe-Si-Cr의 입자 크기에 따라 파워 인덕터 특성을 조절 할 수 있고, 코어의 충진율 변화를 통해서 투자율 및 코어 손실 특성을 향상 시킬 수 있음을 확인하였다.
The power-inductor is a key component necessary to stably supply power from a battery of an electronic device to a semiconductor. High permeability, inductance, and low core-loss in the high frequency band are required for high performance of the power inductor. In this research, a Fe-Si-Cr allo...
The power-inductor is a key component necessary to stably supply power from a battery of an electronic device to a semiconductor. High permeability, inductance, and low core-loss in the high frequency band are required for high performance of the power inductor. In this research, a Fe-Si-Cr alloy was used as a power-inductor material, and the characteristics were evaluated by dividing it by particle size and by CIP addition ratio. The particle sizes were divided into five groups, and were divided into powder sizes of 25 μm or less, 25-38 μm, 38-53 μm, 53-63 μm, and 63 μm or more, respectively. PSA, SEM, XRD, and VSM were measured to identify the intrinsic characteristics of each powder, and an impedance analyzer was used to measure permeability, and a B-H analyzer was used to measure core-loss. As the particle size was decreased, the permeability increased and the core-loss tended to be decreased, and the permeability and core loss of under 25 μm powder were 20.7 H/m and 187.26 kW/m3, respectively, at 1 MHz. Based on the above powder, the core characteristics according to the ratio of CIP powder added were also investigated. 10-40 wt% of CIP powder was added, and changes in core density and packing ratio were identified accordingly. When adding 30 wt%, the CIP powder showed the highest density and packing fraction, and the permeability and core-loss characteristics were the best. The permeability of the CIP 30 wt% added core was 25.2 H/m at 1 MHz, and the core loss was 112.38 kW/m3 at 3 MHz. Therefore, this study confirmed that the power-inductor characteristics can be adjusted according to the particle size of Fe-Si-Cr, and the permeability and core-loss characteristics can be improved through the change in the packing fraction of the core.
The power-inductor is a key component necessary to stably supply power from a battery of an electronic device to a semiconductor. High permeability, inductance, and low core-loss in the high frequency band are required for high performance of the power inductor. In this research, a Fe-Si-Cr alloy was used as a power-inductor material, and the characteristics were evaluated by dividing it by particle size and by CIP addition ratio. The particle sizes were divided into five groups, and were divided into powder sizes of 25 μm or less, 25-38 μm, 38-53 μm, 53-63 μm, and 63 μm or more, respectively. PSA, SEM, XRD, and VSM were measured to identify the intrinsic characteristics of each powder, and an impedance analyzer was used to measure permeability, and a B-H analyzer was used to measure core-loss. As the particle size was decreased, the permeability increased and the core-loss tended to be decreased, and the permeability and core loss of under 25 μm powder were 20.7 H/m and 187.26 kW/m3, respectively, at 1 MHz. Based on the above powder, the core characteristics according to the ratio of CIP powder added were also investigated. 10-40 wt% of CIP powder was added, and changes in core density and packing ratio were identified accordingly. When adding 30 wt%, the CIP powder showed the highest density and packing fraction, and the permeability and core-loss characteristics were the best. The permeability of the CIP 30 wt% added core was 25.2 H/m at 1 MHz, and the core loss was 112.38 kW/m3 at 3 MHz. Therefore, this study confirmed that the power-inductor characteristics can be adjusted according to the particle size of Fe-Si-Cr, and the permeability and core-loss characteristics can be improved through the change in the packing fraction of the core.
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