《表1 3组软磁材质磁参数对比》

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《磁芯软磁特性对电流传感器直/交流性能影响的分析》

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注：硅钢直流测试外加最大磁场800 A/m，坡莫合金和纳米晶直流测试外加最大磁场80 A/m；交流铁损测试条件均为1 kHz，0.5 T

文中选择取向硅钢、坡莫合金和铁基纳米晶材质磁芯作为试验对象，3种材质的直流/交流磁参数在表1中给出，可知纳米晶材料的最大磁导率（μm）数值最高，接近106，坡莫合金的最大磁导率次之，硅钢的最大磁导率最小，其数值不到十万，磁导率高意味着磁芯能快速响应外磁场变化。纳米晶的饱和感应强度为1.2 T，坡莫合金的饱和感应强度最小，仅为0.7 T，硅钢饱和磁感数值（Bs）最大，可达1.88 T，通常饱和磁感应强度会直接决定开环霍尔原理电流传感器的测量量程，但由于磁芯线圈中反馈电流的补偿作用，这一参数对闭环霍尔传感器作用意义不大。纳米晶材料的剩余磁感应强度（Br）为0.7 T，高于坡莫合金的数值0.4 T，但远低于硅钢的数值1.5 T，剩磁越大说明磁芯的磁滞作用越明显，会影响传感器的测量精度及线性度等指标。对比矫顽力的（Hc）数值可知纳米晶的矫顽力最小，为0.4 A/m，坡莫合金的矫顽力为0.5 A/m，而硅钢的矫顽力为7.2 A/m，远大于坡莫合金和纳米晶，说明硅钢材料不易被磁化，一旦磁化后又难以恢复到未磁化的状态，这也是磁滞作用突出的表现。同时矫顽力数值大小也与损耗高低相对应，交流损耗（Ps）测试结果说明纳米晶的损耗最低，只有0.28 W/kg，坡莫合金的损耗也仅为1.11 W/kg，硅钢材料损耗远高于两者，可达10.21 W/kg，实际应用中传感器测量交流信号时，磁芯高频损耗越低，意味着发热量和温升越小，对传感器的可靠性越有利。