走技術(shù)創(chuàng)新之路,要時刻記住要達(dá)到的目的。電源中的電子變壓器,像所有作為商品的產(chǎn)品一樣進(jìn)行任何技術(shù)創(chuàng)新,都必須在具體使用條件下完成具體功能中,追求性能價格比最好,F(xiàn)在的電源產(chǎn)品,普遍以“輕、薄、短、小”為特點(diǎn)向小型化和便攜化發(fā)展。電子變壓器必須適應(yīng)作為用戶的電源產(chǎn)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(dǎo)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?yàn)樾适请娮幼儔浩鞯闹匾阅苤笜?biāo),現(xiàn)在,為了節(jié)能,許多電源產(chǎn)品都提出待機(jī)損耗要求。電子變壓器的鐵心損耗是待機(jī)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(yán)格要求。 近年來,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(kuò)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(dá)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于鐵心材料的情況下,可能是更好的一種設(shè)計(jì)改進(jìn)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(dǎo)率低,居里溫度低,是它的幾大弱點(diǎn)。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(diǎn)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(kuò)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(shè)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(jī)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(fù)合材料(SMC)是上世紀(jì)90 年代開發(fā)出來的新型軟磁材料,其出發(fā)點(diǎn)是想把金屬軟磁材料的工作頻率向MHz 級和GHz 級擴(kuò)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(fù)合在一起,只要控制金屬軟磁材料的體積百分?jǐn)?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(fù)合材料,取英文名稱的第一個字母,簡稱SMC材料。
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