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电子变压器的技术创新趋势剖析

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  近年来,电源中电子变压器所用的铁心材料和导电材料价格连续上涨,上游原材料形成卖方市场

电子变压器的技能创新趋势剖析


  近年来,电源中电子变压器所用的铁心资料和导电资料价格接连上涨,上游原资料构成卖方市场。作为下流的电子变压器的电源用户,能够在全球范围内挑选和收购,构成买方市场。处于中心方位的电子变压器职业,只需走技能创新之路,才干脱节这种两端受气的窘境。可是,在老练的电子变压器职业里,技能创新比较困难。可是每一个细微环节的改善,就能够带来新的理念和新的产品。


  走技能创新之路,要时间记住要到达的意图。电源中的电子变压器,像一切作为产品的产品相同进行任何技能创新,都有必要在详细运用条件下完结详细功用中,寻求功能价格比最好。现在的电源产品,遍及以“轻、薄、短、小”为特色向小型化和便携化展开。电子变压器有必要习惯作为用户的电源产品对体积和分量的要求。一起,电子变压器的原资料(铁心资料和导电资料)价格上涨。因而,怎么减小体积和分量,怎么下降本钱,成为近年来电子变压器展开的首要方向。


  硅钢是工频电源中电子变压器很多运用的铁心资料。要削减电子变压器中的铁心用量,有必要进步硅钢的作业磁通密度(作业磁密)。硅钢的作业磁密既决定于饱满磁通密度,又决定于损耗。因为功率是电子变压器的重要功能指标,现在,为了节能,许多电源产品都提出待机损耗要求。电子变压器的铁心损耗是待机损耗的首要组成部分,因而,都对电子变压器的功率或损耗提出清晰的严格要求。


  近年来,取向和无取向冷轧硅钢价格上涨,卷绕式环形铁心,比较于R型、CD型和EI 型铁心,因为耗费资料少,能够节省20%以上的铁心资料本钱,扩展了电子变压器中的运用范围。卷绕式环形铁心能够充分发挥取向冷轧硅钢的功能,与无取向冷轧钢比较,作业磁密要高得多。一起不象R型、CD型和EI 型的铁心那样,能够充分利用硅钢资料,不会有边角废料,资料利用率能够到达98%以上。


  作为电子变压器一大类的工频变压器,选用作业磁密高的铁心资料后,能够不削减铁心截面和体积,而是削减线圈匝数,削减用铜量。在现在铜材价格远远高于铁心资料的情况下,或许是更好的一种规划改善计划。


  软磁铁氧体是中、高频电源中电子变压器很多运用的铁心资料,和金属软磁资料比较,软磁铁氧体的饱满磁密低,磁导率低,居里温度低,是它的几大缺陷。尤其是居里温度低,饱满磁密Bs和单位体积功率损耗Pcv 都会随温度改变。温度上升,Bs下降,Pcv 开端下降,到谷点后再升高。因而在高温条件下,只需Bs坚持较高水平,就能够把作业磁密Bm选得高一些,然后削减线圈匝数,下降用铜量和本钱。高温高饱满磁密软磁铁氧体资料,还能够扩展电子变压器运用的温度上限到120益乃至150益。例如,轿车用电子设备中的高频电子变压器,在外界温度条件改变大和发动机室发热的高温条件下作业,就有必要选用高温高饱满磁密软磁铁氧体。软磁复合资料(SMC)是上世纪90 时代开宣布来的新式软磁资料,其起点是想把金属软磁资料的作业频率向MHz 级和GHz 级扩展,因而将金属软磁资料与其他高电阻资料,如石英、陶瓷、高分子资料等复合在一起,只需操控金属软磁资料的体积百分数在逾渗极限以下,就有或许坚持软磁特性,又削减各种高频率损耗,成为一种新的软磁资料——软磁复合资料,取英文名称的第一个字母,简称SMC资料。 
 
    软磁复合资料中的磁性粒子能够是纯铁、镍、钴金属、铁镍合金、铁镍钼合金、铁铝合金、铁基非晶合金、铁基纳米晶合金和软磁铁氧体经过破坏后制成的粉末。非磁性物体能够是二氧化硅等绝缘体,硅树脂、聚乙烯、环氧树脂等高分子资料作粘接剂和硬脂酸等作润滑剂。磁性粒子和非磁性物体混合后,能够经过绝缘处理、限制成形、烧结等工艺加工成磁粉芯,也能够选用现在的塑料工程技能,注塑成各种杂乱形状的磁芯。软磁复合资料的长处是密度小,分量轻,出产功率高,本钱低,产品一致性好。缺陷是因为磁粒子之间被非磁性物体离隔,磁性阻断,磁导率现在一般都在100以内,最近报导经过纳米技能和其他办法,已开宣布磁导率超越1000 的软磁复合资料,最大可达6000。


  高分子软磁复合资料近年来展开迅速,在国外已用这种资料制作高频电源变压器和电感器,并树立相应的剖析理论和规划程序。据作者所知,国内尽管进行了高分子软磁资料的研讨开发,可是还未见到用于电源中电子变压器的报导。


  现在,国内正在开发用于电源中电子变压器的各种铝导线。一些企业现已开宣布铜包铝导线,铜线在外层,占面积15%,总比重为3.63 g /cm3,考虑趋表效应和附近效应,这种铜包铝导线的电阻率比纯铝线会小不少,而本钱添加不多,是一种充分发挥铜和铝作用的复合资料。


  近年来另一值得注意的展开趋势,是选用温度指数高、耐热等级高的180聚酯亚胺QZY 漆包线和220 聚酰亚胺QYZ漆包线,导线答应的电流密度增大,导线直径削减,用铜量削减,铁心窗口面积削减,用铁量也一起削减,能够下降全体本钱。特别是对要求体积小的高频小功率电源变压器,选用耐热性更好的漆包线, 更能显出技能经济效益。


  电源技能和电力电子技能中包括的沟通电压改换技能,是一种“朴实的”电子变压器,也能把低压变成高压进行升压改换,或许把高压变成低压进行降压改换,其首要办法是选用电力电子技能进步电能改换频率,然后缩小电路中的变压器和电感器的体积,并不是撤销其间的变压器和电感器。曾经,对这种把电力电子电路和电子变压器结合起来的办法,没有引起满足的注重。近年来,跟着电力系统要求削减输入和输出谐波,进步网侧功率因数,完成“绿色改换”的呼声日益高涨,国内外展开了“电力电子变压器”的研讨,才兴起了研讨开发热潮。研讨怎么用电力电子技能对电力进行改换和操控,用电力电子变压器替代传统的电磁式配电变压器。现在已有单相改换和三相改换等多种电路方式,这种电力电子变压器不光能够用于高压大电流电力范畴,也能够用于高压或低压小电流范畴,例如一些高压电源发生器和小功率调压电源等。


  我国从事电子变压器研讨、开宣布产的单位已超越2000 家,其间有公营、民营和外资企业。世界上最大的电子变压器出产厂家美国普思公司和世界上最大的软磁铁氧体出产厂家日本TDK 公司都在我国设有出产基地。世界上许多先进的电子变压器技能、出产工艺和产品都在我国聚集在一起。面临这样一个多种化的渠道,技能沟通是大有可为的。



 

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