國內變壓器有新突破

發(fā)布時間： 2012-06-27　　點擊次數(shù)： 1813次

近年來，電源中電子變壓器所用的鐵心材料和導電材料價格連續(xù)上漲，上游原材料形成賣方市場。作為下游的電子變壓器的電源用戶，可以在范圍內選擇和采購，形成買方市場。處于中間位置的電子變壓器行業(yè)，只有走技術創(chuàng)新之路，才能擺脫這種兩頭受氣的困境。然而，在成熟的電子變壓器行業(yè)里，技術創(chuàng)新比較困難。但是每一個細小環(huán)節(jié)的改進，就可以帶來新的理念和新的產品。

走技術創(chuàng)新之路，要時刻記住要達到的目的。電源中的電子變壓器，象所有作為商品的產品一樣進行任何技術創(chuàng)新，都必須在具體使用條件下完成具體功能中，追求性能價格比。現(xiàn)在的電源產品，普遍以“輕、薄、短、小”為特點向小型化和便攜化發(fā)展。電子變壓器必須適應作為用戶的電源產品對體積和重量的要求。同時，電子變壓器的原材料（鐵心材料和導電材料）價格上漲。因此，如何減小體積和重量，如何降低成本，成為近年來電子變壓器發(fā)展的主要方向。

硅鋼是工頻電源中電子變壓器大量使用的鐵心材料。要減少電子變壓器中的鐵心用量，必須提高硅鋼的工作磁通密度（工作磁密）。硅鋼的工作磁密既決定于飽和磁通密度，又決定于損耗。因為效率是電子變壓器的重要性能指標，現(xiàn)在，為了節(jié)能，許多電源產品都提出待機損耗要求。電子變壓器的鐵心損耗是待機損耗的主要組成部分，因此，都對電子變壓器的效率或損耗提出明確的嚴格要求。

2008年以來，取向和無取向冷軋硅鋼價格上漲，卷繞式環(huán)形鐵心，相比于R型、CD型和EI型鐵心，由于消耗材料少，可以節(jié)約20%以上的鐵心材料成本，擴大了電子變壓器中的使用范圍。卷繞式環(huán)形鐵心可以充分發(fā)揮取向冷軋硅鋼的性能，與無取向冷軋鋼相比，工作磁密要高得多。同時不象R型、CD型和EI型的鐵心那樣，可以充分利用硅鋼材料，不會有邊角廢料，材料利用率可以達到98%以上。

作為電子變壓器一大類的工頻變壓器，采用工作磁密高的鐵心材料后，可以不減少鐵心截面和體積，而是減少線圈匝數(shù)，減少用銅量。在現(xiàn)在銅材價格遠遠高于鐵心材料的情況下，可能是更好的一種設計改進方案。

軟磁鐵氧體是中、高頻電源中電子變壓器大量使用的鐵心材料，和金屬軟磁材料相比，軟磁鐵氧體的飽和磁密低，磁導率低，居里溫度低，是它的幾大弱點。尤其是居里溫度低，飽和磁密Bs和單位體積功率損耗Pcv都會隨溫度變化。溫度上升，Bs下降，Pcv開始下降，到谷點后再升高。因此在高溫條件下，只要Bs保持較高水平，就可以把工作磁密Bm選得高一些，從而減少線圈匝數(shù)，降低用銅量和成本。高溫高飽和磁密軟磁鐵氧體材料，還可以擴大電子變壓器使用的溫度上限到120益甚至150益。

例如，汽車用電子設備中的高頻電子變壓器，在外界溫度條件變化大和發(fā)動機室發(fā)熱的高溫條件下工作，就必須采用高溫高飽和磁密軟磁鐵氧體。軟磁復合材料（SMC）是上世紀90年代開發(fā)出來的新型軟磁材料，其出發(fā)點是想把金屬軟磁材料的工作頻率向MHz級和GHz級擴展，因此將金屬軟磁材料與其他高電阻材料，如石英、陶瓷、高分子材料等復合在一起，只要控制金屬軟磁材料的體積百分數(shù)在逾滲極限以下，就有可能保持軟磁特性，又減少各種高頻率損耗，成為一種新的軟磁材料――軟磁復合材料，取英文名稱的*個字母，簡稱SMC材料。

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