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电源中电子变压器的一些新进展(2)

时间:2016-08-17 12:02来源:未知 作者:y930712 点击:
现在手机充电器和家用电器的电源适配器中,大量使用EI 型铁心工频电源变压器,有时会出现过热现象。EI 型铁心由EI 形冲片叠成,E 形冲片中有五分之一

  现在手机充电器和家用电器的电源适配器中,大量使用EI 型铁心工频电源变压器,有时会出现过热现象。EI 型铁心由EI 形冲片叠成,E 形冲片中有五分之一长度与纵向(取向方向)正交,要承受横向磁场,一般都用无取向冷轧硅钢。近年来日本川崎公司开发出可用于EI 型铁心的RGE系列取向冷轧硅钢,厚度为0.35 mm,纵向饱和磁密为1.80~1.90 T,横向饱和磁密为1.825T,损耗P1.7/50为1.10~1.25W/kg。同时,绝缘膜比较薄,冲压加工性能良好,用它制作铁心,工作磁密可取1.7T以上,比用无取向冷轧硅钢高15%,铁心截面和体积可以减少15%以上,损耗也大大下降,不会再出现过热现象。日本川崎公司还开发出饱和磁密高的无取向冷轧钢,厚度为0.5mm,硅含量小于1%,为0.6%,铝含量为0.3%,加0.52%镍后,饱和磁密为1.96T,损耗P1.5/50为3W/kg。采用它作为EI型铁心材料,工作磁密也可取1.7T,但损耗较大。

  值得注意的是:作为电子变压器一大类的工频变压器,采用工作磁密高的铁心材料后,可以不减少铁心截面和体积,而是减少线圈匝数,减少用铜量。在现在铜材价格远远高于铁心材料的情况下,可能是更好的一种设计改进方案。

1.2 软磁铁氧体

  软磁铁氧体是中、高频电源中电子变压器大量使用的铁心材料,和金属软磁材料相比,软磁铁氧体的饱和磁密低,磁导率低,居里温度低,是它的几大弱点。尤其是居里温度低,饱和磁密Bs和单位体积功率损耗Pcv 都会随温度变化。温度上升,Bs下降,Pcv 开始下降,到谷点后再升高。因此在高温条件下,只要Bs保持较高水平,就可以把工作磁密Bm选得高一些,从而减少线圈匝数,降低用铜量和成本。高温高饱和磁密软磁铁氧体材料,还可以扩大电子变压器使用的温度上限到120益甚至150益。例如,汽车用电子设备中的高频电子变压器,在外界温度条件变化大和发动机室发热的高温条件下工作,就必须采用高温高饱和磁密软磁铁氧体。

  作为中、高频电子变压器用的MnZn 软磁铁氧体,以日本TDK 公司为代表,大致经历了PC30→PC40→PC44→PC50→PC47→PC95→PC90的发展过程。在100℃、100kHz、200mT 测试条件下,单位体积功率损耗不断下降。根据该公司2006年4 月份公布的数据,PC30 为600mW/cm3;PC40 为420 mW/cm3;PC44 为340 mW/cm3;PC47为270 mW/cm3。但是100益下的饱和磁密Bs,PC30、PC40、PC44 基本上都为390 mT,PC47 为410 mT,与理论值600 mT 相差甚远,不能认为是高温高饱和磁密材料。

  近年来,为了在电子变压器应用领域和金属软磁材料竞争,兴起一轮开发高温高饱和磁密MnZn 铁氧体材料的热潮。日本FDK公司于2003年3 月份开发出4H 系列高温高饱和磁密材料。其中4H45 和4H47 在25℃下,Bs 分别为520 mT和530mT,100℃下分别为450mT和470mT,但在100℃下,功率损耗Pcv比较高,分别为450mW/cm3和 (责任编辑:admin)

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