高頻電子變壓器
高頻電子變壓器也就是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,逆變器的其中一種。是將市電的交變電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷骱?,再通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件以及電子元件和高頻變壓器繞組構(gòu)成一種高頻交流電壓輸出的電子裝置,一般工作頻率高于20kHz,就是高頻。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),它主要是由高頻變壓器磁芯(鐵芯)與兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈組成,它們互不改變位置,從一個(gè)或兩個(gè)以上的電回路中,通過(guò)交流電力借助電磁感應(yīng)作用,轉(zhuǎn)變成交流電壓及電流。而在高頻變壓器的輸出端,對(duì)一個(gè)或兩個(gè)以上的用電回路,供給不同電壓等級(jí)的高頻交流或直流電。
1概述
簡(jiǎn)單的變壓器是由閉合的導(dǎo)磁體和二個(gè)繞組組成,其中一個(gè)繞組與交流電源相連接,稱為初級(jí)繞組Np,另一個(gè)繞組可以與負(fù)載相連接,稱為次級(jí)繞組Ns。
如果初級(jí)繞組與交流電壓Ui的電源相連接,變壓器處于空載,在初級(jí)繞組中產(chǎn)生交變電源Io, Io稱為空載電流。這個(gè)電流建立了沿磁芯磁路而閉合的交變磁通,磁通同時(shí)穿過(guò)初級(jí)繞組和次級(jí)繞組,在初級(jí)繞組中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)E1,次極產(chǎn)生互感電動(dòng)勢(shì)E2,則E1:E2=Ns:Np。Ns為初級(jí)繞組匝數(shù),Np為次級(jí)繞組匝數(shù)。
變壓器在電子線路中起著升壓、降壓、隔離、整流、變頻、倒相、阻抗匹配、逆變、儲(chǔ)能、濾波等作用。
分類(lèi)
A 按工作頻率分類(lèi):
工頻變壓器:工作頻率為50Hz或60Hz
中頻變壓器:工作頻率為400Hz或1KHz
音頻變壓器:工作頻率為20Hz或20KHz
超音頻變壓器:20KHz以上,不超過(guò)100KHz
高頻變壓器:工作頻率通常為上KHz至上百KHz以上。
B 按用途分類(lèi):
電源變壓器:用于提供電子設(shè)備所需電源的變壓器
音頻變壓器:用于音頻放大電路和音響設(shè)備的變壓器
脈沖變壓器:工作在脈沖電路中的的變壓器,其波形一般為單極性矩形脈沖波
特種變壓器:具有一種特殊功能的變壓器,如參量變壓器,穩(wěn)壓變壓器,超隔離變壓器,傳輸線變壓器,漏磁變壓器
開(kāi)關(guān)電源變壓器:用于開(kāi)關(guān)電源電路中的變壓器
通訊變壓器:用于通訊網(wǎng)絡(luò)中起隔直、濾波的變壓器
材料
高頻電子變壓器材料主要有
骨架(Bobbin,Base,Case)
線材(Copper Wire)
磁芯(Ferrite Core,SI-Steel Lamination)
銅箔(Copper Foil)
絕緣膠帶(Tape)
安全膠帶,也稱檔墻(Margin Tape)
套管(Tube)
化學(xué)材料:焊錫(Solder Bar),絕緣油(Varnish),膠類(lèi)(Epoxy,Glue),稀釋劑(Thinner),助焊劑(Scaling Powder),油墨(Ink)
工藝流程
1)預(yù)加工,如銅箔、骨架等預(yù)加工;(beforehand process)
2)繞線;(winding coil)
3)理線(配線)(termianl lead wire);
4)焊錫一;(dip solder 1)
5)組合磁芯,包含點(diǎn)膠、包膠帶;(assembly)
6)測(cè)試一;(test 1)
7)烤膠;(bake glue)
8)含浸;(dip varnished or vacuumed varnish)
9)烤凡立水;(bake varnish)
10)焊錫二;(dip solder 2)
11)測(cè)試二;(test 2)
12)外觀檢查及清理;(inspection&cleaning)
13)成品包裝;(packing)
注意:此流程為通用流程,對(duì)于具體產(chǎn)品部分流程可刪除。
性能指標(biāo)
A.電感(Inductance)
B.漏電感(Leakage Inductance)
C.直流電阻(DC Resistance)
D.圈數(shù)比(Turn Radio)
E.耐壓(Hi-POT)
F.絕緣阻抗(Insulation Resistance)
G.機(jī)械尺寸(Mechanical Dimension)
H.層間絕緣(Layer Insulation)
I.在線測(cè)試(In Circuit Test)
概述
1)起電壓和功率變換作用的電源變壓器,功率變壓器,整流變壓器,逆變變壓器,開(kāi)關(guān)變壓器,脈沖功率變壓器;
2)起傳遞寬帶、聲頻、中周功率和信號(hào)作用的寬帶變壓器,聲頻變壓器,中周變壓器;
3)起傳遞脈沖、驅(qū)動(dòng)和觸發(fā)信號(hào)作用的脈沖變壓器,驅(qū)動(dòng)變壓器,觸發(fā)變壓器;
4)起原邊和副邊絕緣隔離作用的隔離變壓器,起屏蔽作用的屏蔽變壓器;
5)起單相變?nèi)嗷蛉嘧儐蜗嘧饔玫南鄶?shù)變換變壓器,起改變輸出相位作用的相位變換變壓器(移相器);6)起改變輸出頻率作用的倍頻或分頻變壓器;
7)起改變輸出阻抗與負(fù)載阻抗相匹配作用的匹配變壓器;
8)起穩(wěn)定輸出電壓或電流作用的穩(wěn)壓變壓器(包括恒壓變壓器)或穩(wěn)流變壓器,起調(diào)節(jié)輸出電壓作用的調(diào)壓變壓器;
9)起交流和直流濾波作用的濾波電感器;
10)起抑制電磁干擾作用的電磁干擾濾波電感器,起抑制噪聲作用的噪聲濾波電感器;
11)起吸收浪涌電流作用的吸收電感器,起減緩電流變化速率的緩沖電感器;
12)起儲(chǔ)能作用的儲(chǔ)能電感器,起幫助半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)換向作用的換向電感器;
13)起開(kāi)關(guān)作用的磁性開(kāi)關(guān)電感器和變壓器;
14)起調(diào)節(jié)電感作用的可控電感器和飽和電感器;
15)起變換電壓、電流或脈沖檢測(cè)信號(hào)的電壓互感器、電流互感器、脈沖互感器、直流互感器、零磁通互感器、弱電互感器、零序電流互感器、霍爾電流電壓檢測(cè)器。從以上的列舉可以看出,不論是直流電源,交流電源,還是特種電源,都離不開(kāi)電子變壓器。有人把電源界定為經(jīng)過(guò)高頻開(kāi)關(guān)變換的直流電源和交流電源。在介紹軟磁電磁元件在電源技術(shù)中的作用時(shí),往往舉高頻開(kāi)關(guān)電源中的各種電磁元件為例證。同時(shí),在電子電源中使用的軟磁電磁元件中,各種變壓器占主要地位,因此用變壓器作為電子電源中軟磁元件的代表,稱它們?yōu)椤?b>電子變壓器”。
2原理
特點(diǎn)
高頻電子變壓器就是無(wú)穩(wěn)壓型開(kāi)關(guān)電源,它實(shí)際上就是一種逆變器。把交流電變?yōu)橹绷麟?電子元件組成一個(gè)振蕩器直流電變?yōu)楦哳l交流電,然后用電子元件組成一個(gè)高頻振蕩器把直流電變?yōu)楦哳l交流電,通過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器輸出所需要的電壓然后二次整流供用電器使用。開(kāi)關(guān)電源具有體積小,重量輕,價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),所以被廣泛用在各種電器中。
高頻電子變壓器,輸入為AC220V,輸出為AC12V,功率可達(dá)50W-300W。它主要是在高頻電子鎮(zhèn)流器電路的基礎(chǔ)上研制出來(lái)的一種變壓器電路,其性能穩(wěn)定,體積小,功率大,因而克服了傳統(tǒng)的硅鋼片變壓器體大、笨重、價(jià)高等缺點(diǎn)。
根據(jù)高頻開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)方式不同,可分為自激振蕩式與他激式。
自激式電子變壓器工作原理電路
電子變壓器工作原理電路如圖所示。電子變壓器原理與開(kāi)關(guān)電源工作原理相似,二極管VD1~VD4構(gòu)成整流橋把市電變成直流電,由振蕩變壓器T1,三極管VT1、VT2組成的高頻振蕩電路,將脈動(dòng)直流變成高頻電流,然后由鐵氧體輸出變壓器T2對(duì)高頻高壓脈沖降壓,獲得所需的電壓和功率。R1為限流電阻。電阻R2、電容C1和雙向觸發(fā)二極管VD5構(gòu)成啟動(dòng)觸發(fā)電路。 三極管VT1、VT2選用S13005,其B為15~2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三極管。觸發(fā)二極管VD5選用32V左右的DB3或VR60。振蕩變壓器可自制,用音頻線繞制在 H7 X 10 X 6的磁環(huán)上。TIa、T1b繞3匝,Tc繞1匝。鐵氧體輸出變壓器T2也需自制,磁心選用邊長(zhǎng)27mm、寬20mm、厚10mm的EI型鐵氧體。T2a用直徑為0.45mm高強(qiáng)度漆包線繞100匝,T2b用直徑為1.25mm高強(qiáng)度漆包線繞8匝。 二極管VD1~VD4選用 IN4007型,雙向觸發(fā)二極管選用DB3型,電容C1~C3選用聚丙聚酯滌綸電容,耐壓250V。
電路工作時(shí),A點(diǎn)工作電壓約為12V;B點(diǎn)約為25V;C點(diǎn)約為105V;D點(diǎn)約為10V。如果電壓不滿足上述數(shù)值,或電路不振蕩,則應(yīng)檢查電路有無(wú)錯(cuò)焊、漏焊或虛焊。然后再檢查VT1、VT2是否良好,T1a、T1b的相位是否正確。整個(gè)電路裝調(diào)成功后,可裝入用金屬材料制作的小盒內(nèi),發(fā)利于屏蔽和散熱,但必須注意電路與外殼的絕緣。引外,改變T2 a、b二線圈的匝數(shù),則可改變輸出的高頻電壓。
它激式電子變壓器
鹵素?zé)魺艚z電阻為帶正溫度系數(shù),在室溫下的“冷電阻”遠(yuǎn)小于燈工作時(shí)的“熱電阻”。在燈啟動(dòng)時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的浪涌電流,影響燈壽命。但I(xiàn)R2161提供軟啟動(dòng)操作,可以避免浪涌電流產(chǎn)生。在燈啟動(dòng)期間,IR2161輸出125 kHz的高頻。由于系統(tǒng)中輸出高頻變壓器T1初級(jí)漏感是固定的,在較高的頻率下呈現(xiàn)較高的阻抗,初級(jí)繞組上的電壓較低.致使變壓器輸出電壓較低,燈電流較小,同時(shí)也避免了保護(hù)電路被觸發(fā)。約經(jīng)1 s的時(shí)間,電路以較低頻率運(yùn)行。在此過(guò)程中,IC腳3外部電容CSD上的電壓從OV增加到5V。
當(dāng)空載時(shí),VCSD=OV,振蕩器頻率約60kHz。在最大負(fù)載下,VCSD=5V,振蕩器頻率約30kHz。當(dāng)輸出短路時(shí),大電流流過(guò)半橋,被RCS感測(cè)。只要IC腳4(CS)上電壓超過(guò)1V的門(mén)限電平持續(xù)50ms以上的時(shí)間,系統(tǒng)將關(guān)閉。如果負(fù)載超過(guò)最大負(fù)載的50%,IC腳4上的電壓將超過(guò)O 5 V較低的門(mén)坎電壓,在經(jīng)0.5S之后,系統(tǒng)將關(guān)閉。不論是短路保護(hù)還是過(guò)載保護(hù),都能自動(dòng)復(fù)位。IR2161還提供過(guò)熱關(guān)閉功能。當(dāng)芯片結(jié)溫超過(guò)135℃的過(guò)溫度限制值時(shí),半橋開(kāi)關(guān)將停止工作,以避免MOSFET燒壞。
3用途
高頻電子變壓器在傳統(tǒng)照明燈具中的應(yīng)用十分普遍,如日光燈、臺(tái)燈、節(jié)能燈、廣告燈等等幾乎都可以使用電子變壓器,并且采用電子變壓器之后,可以省掉啟動(dòng)器。在LED照明中,新品也大都采用電子變壓器。主要是電子變壓器在變壓功能上,效率高、成本底,節(jié)約鐵銅材料,結(jié)構(gòu)小,重量輕。不足的是耐壓和耐大電流沖擊性能較鐵質(zhì)變壓器差。
在電源技術(shù)中的應(yīng)用
電源裝置中的電子變壓器一般要使用由軟磁磁芯制成的電子變壓器(軟磁電磁元件)。雖然,已經(jīng)有不用軟磁磁芯的空芯電子變壓器和壓電陶瓷變壓器,但是,到21世紀(jì)初期,絕大多數(shù)的電源裝置中的電子變壓器,仍然使用軟磁磁芯。
因此,討論電源技術(shù)與電子變壓器之間的關(guān)系:電子變壓器在電源技術(shù)中的作用、電源技術(shù)對(duì)電子變壓器的要求、電子變壓器采用新軟磁材料和新磁芯結(jié)構(gòu)對(duì)電源技術(shù)發(fā)展的影響,一定會(huì)引起電源行業(yè)和軟磁材料行業(yè)的朋友們的興趣。百度百科提出一些看法,以便促成電源行業(yè)與電子變壓器行業(yè)和軟磁材料行業(yè)之間就電子變壓器和軟磁材料的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行對(duì)話,互相交流,共同發(fā)展。
1、電源技術(shù)對(duì)電子變壓器的要求
電源技術(shù)對(duì)電子變壓器的要求,像所有作為商品的產(chǎn)品一樣,是在具體使用條件下完成具體的功能中追求性能價(jià)格比最好。有時(shí)可能偏重價(jià)格和成本,有時(shí)可能偏重效率和性能。輕、薄、短、小是電子變壓器的發(fā)展方向,是強(qiáng)調(diào)降低成本。從總的要求出發(fā),可以對(duì)電子變壓器得出四項(xiàng)具體要求:使用條件,完成功能,提高效率,降低成本。
2、高頻電子變壓器的使用條件,包括兩方面內(nèi)容:
可靠性和電磁兼容性??煽啃允侵冈诰唧w的使用條件下,電子變壓器能正常工作到使用壽命為止。一般使用條件中對(duì)電子變壓器影響最大的是環(huán)境溫度。決定電子變壓器受溫度影響強(qiáng)度的參數(shù)是軟磁材料的居里點(diǎn)。軟磁材料居里點(diǎn)高,受溫度影響??;軟磁材料居里點(diǎn)低,對(duì)溫度變化比較敏感,受溫度影響大。
例如:錳鋅鐵氧體的居里點(diǎn)只有215℃,比較低,磁通密度、磁導(dǎo)率和損耗都隨溫度發(fā)生變化,除正常溫度25℃而外,還要給出60℃,80℃,100℃時(shí)的各種參數(shù)數(shù)據(jù)。因此,錳鋅鐵氧體磁芯的工作溫度一般限制在100℃以下,也就是環(huán)境溫度為40℃時(shí),溫升必須低于60℃。鈷基非晶合金的居里點(diǎn)為205℃,也低,使用溫度也限制在100℃以下。鐵基非晶合金的居里點(diǎn)為370℃,可以在150℃~180℃以下使用。高磁導(dǎo)坡莫合金的居里點(diǎn)為460℃至480℃,可以在200℃~250℃以下使用。微晶納米晶合金的居里點(diǎn)為600℃,取向硅鋼居里點(diǎn)為730℃,可以在300℃~400℃下使用。(電磁兼容性是指電子變壓器既不產(chǎn)生對(duì)外界的電磁干擾,又能承受外界的電磁干擾。電磁干擾包括:可聽(tīng)見(jiàn)的音頻噪聲和聽(tīng)不見(jiàn)的高頻噪聲。電子變壓器產(chǎn)生電磁干擾的主要原因是磁芯的磁致伸縮。磁致伸縮系數(shù)大的軟磁材料,產(chǎn)生的電磁干擾大。)鐵基非晶合金的磁致伸縮系數(shù)通常為最大(27~30)×10-6,必須采取減少噪聲抑制干擾的措施。高磁導(dǎo)Ni50坡莫合金的磁致伸縮系數(shù)為25×10-6,錳鋅鐵氧體的磁致伸縮系數(shù)為21×10-6。以上這3種軟磁材料屬于容易產(chǎn)生電磁干擾的材料,在應(yīng)用中要注意。3%取向硅鋼的磁致伸縮系數(shù)為(1~3)×10-6,微晶納米晶合金的磁致伸縮系數(shù)為(0.5~2)×10-6。這2種軟磁材料屬于比較容易產(chǎn)生電磁干擾的材料。6.5%硅鋼的磁致伸縮系數(shù)為0.1×10-6,高磁導(dǎo)Ni80坡莫合金的磁致伸縮系數(shù)為(0.1~0.5)×10-6,鈷基非晶合金的磁致伸縮系數(shù)為0.1×10-6以下。這3種軟磁材料屬于不太容易產(chǎn)生電磁干擾的材料。由磁致伸縮產(chǎn)生的電磁干擾的頻率一般與電子變壓器的工作頻率相同。如果有低于或高于工作頻率的電磁干擾,那是由其他原因產(chǎn)生的。
3、完成功能電子變壓器從功能上區(qū)分主要有變壓器和電感器2種。
特殊元件完成的功能另外討論。
變壓器完成的功能有3個(gè):功率傳送、電壓變換、絕緣隔離;
電感器完成功能有2個(gè):功率傳送和紋波抑制。功率傳送有2種方式。
第一種是變壓器傳送方式,即外加在變壓器原繞組上的交變電壓,在磁芯中產(chǎn)生磁通變化,使副繞組感應(yīng)電壓,加在負(fù)載上,從而使電功率從原邊傳送到副邊。傳送功率的大小決定于感應(yīng)電壓,也就是決定于單位時(shí)間內(nèi)的磁通密度變量ΔB。ΔB與磁導(dǎo)率無(wú)關(guān),而與飽和磁通密度Bs和剩余磁通密度Br有關(guān)。從飽和磁通密度來(lái)看,各種軟磁材料的Bs從大到小的順序?yàn)椋鸿F鈷合金為2.3~2.4T,硅鋼為1.75~2.2T,鐵基非晶合金為1.25~1.75T,鐵基微晶納米晶合金為1.1~1.5T,鐵硅鋁合金為1.0~1.6T,高磁導(dǎo)鐵鎳坡莫合金為0.8~1.6T,鈷基非晶合金為0.5~1.4T,鐵鋁合金為0.7~1.3T,鐵鎳基非晶合金為0.4~0.7T,錳鋅鐵氧體為0.3~0.7T。作為電子變壓器的磁芯用材料,硅鋼和鐵基非晶合金占優(yōu)勢(shì),而錳鋅鐵氧體處于劣勢(shì)。功率傳送的
第二種是電感器傳送方式,即輸入給電感器繞組的電能,使磁芯激磁,變?yōu)榇拍軆?chǔ)存起來(lái),然后通過(guò)去磁變成電能釋放給負(fù)載。傳送功率的大小決定于電感器磁芯的儲(chǔ)能,也就是決定于電感器的電感量。電感量不直接與飽和磁通密度有關(guān),而與磁導(dǎo)率有關(guān),磁導(dǎo)率高,電感量大,儲(chǔ)能多,傳送功率大。各種軟磁材料的磁導(dǎo)率從大到小順序?yàn)椋篘i80坡莫合金為(1.2~3)×106,鈷基非晶合金為(1~1.5)×106,鐵基微晶納米晶合金為(5~8)×105,鐵基非晶合金為(2~5)×105,Ni50坡莫合金為(1~3)×105,硅鋼為(2~9)×104,錳鋅鐵氧體為(1~3)×104。作為電感器的磁芯用材料,Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金占優(yōu)勢(shì),硅鋼和錳鋅鐵氧體處于劣勢(shì)。傳送功率大小,還與單位時(shí)間內(nèi)的傳送次數(shù)有關(guān),即與電子變壓器的工作頻率有關(guān)。工作頻率越高,在同樣尺寸的磁芯和線圈參數(shù)下,傳送的功率越大。電壓變換通過(guò)變壓器原繞組和副繞組匝數(shù)比來(lái)完成,不管功率傳送大小如何,原邊和副邊的電壓變換比等于原繞組和副繞組匝數(shù)比。絕緣隔離通過(guò)變壓器原繞組和副繞組的絕緣結(jié)構(gòu)來(lái)完成。絕緣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度,與外加和變換的電壓大小有關(guān),電壓越高,絕緣結(jié)構(gòu)越復(fù)雜。紋波抑制通過(guò)電感器的自感電勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。只要通過(guò)電感器的電流發(fā)生變化,線圈在磁芯中產(chǎn)生的磁通也會(huì)發(fā)生變化,使電感器的線圈兩端出現(xiàn)自感電勢(shì),其方向與外加電壓方向相反,從而阻止電流的變化。紋波的變化頻率比基頻高,電流紋波的電流頻率比基頻大,因此,更能被電感器產(chǎn)生的自感電勢(shì)抑制。電感器對(duì)紋波抑制的能力,決定于自感電勢(shì)的大小,也就是電感量大小,與磁芯的磁導(dǎo)率有關(guān),Ni80坡莫合金、鈷基非晶合金、鐵基微晶納米晶合金磁導(dǎo)率大,處于優(yōu)勢(shì),硅鋼和錳鋅鐵氧體磁導(dǎo)率小,處于劣勢(shì)。
4、提高效率提高效率是對(duì)電源和電子變壓器的普遍要求。
a、提高電子變壓器的效率。
例如:100VA電源變壓器,效率為98%時(shí),損耗只有2W并不多。但是成十萬(wàn)個(gè)、成百萬(wàn)個(gè)電源變壓器,總損耗可能達(dá)到上十萬(wàn)W,甚至上百萬(wàn)W。還有,許多電源變壓器一直長(zhǎng)期運(yùn)行,年總損耗相當(dāng)可觀,有可能達(dá)到上千萬(wàn)kW?h。顯然,提高電子變壓器的效率,可以節(jié)約電力。節(jié)約電力后,可以少建發(fā)電站。少建發(fā)電站后,可以少消耗煤和石油,可以少排放CO2,SO2,NOx,廢氣,污水,煙塵和灰渣,減少對(duì)環(huán)境的污染。既具有節(jié)約能源,又具有保護(hù)環(huán)境的雙重社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此,提高效率是對(duì)電子變壓器的一個(gè)主要要求。
b、電子變壓器的設(shè)計(jì)
電子變壓器的損耗包括磁芯損耗(鐵損)和線圈損耗(銅損)。鐵損只要電子變壓器投入工作,一直存在,是電子變壓器損耗的主要部分。因此,根據(jù)鐵損選擇磁芯材料,是電子變壓器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容,鐵損也成為評(píng)價(jià)軟磁材料的一個(gè)主要參數(shù)。鐵損與電子變壓器磁芯的工作磁通密度和工作頻率有關(guān),在介紹軟磁材料的鐵損時(shí),必須說(shuō)明是在什么工作磁通密度下和什么工作頻率下的損耗。
例如:P0.5/400,表示在工作磁通密度0.5T和工作頻率400Hz下的鐵損。P0.1/100k表示在工作磁通密度0.1T和工作頻率100kHz下的鐵損。軟磁材料包括磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗。渦流損耗又與材料的電阻率ρ成反比。ρ越大,渦流損耗越小。各種軟磁材料的ρ從大到小的順序?yàn)椋哄i鋅鐵氧體為 108~109μΩ?cm,鐵鎳基非晶合金為150~180μΩ?cm,鐵基非晶合金為130~150μΩ?cm,鈷基非晶合金為 120~140μΩ?cm,高磁導(dǎo)坡莫合金為40~80μΩ?cm,鐵硅鋁合金為40~60μΩ?cm,鐵鋁合金為30~60μΩ?cm,硅鋼為 40~50μΩ?cm,鐵鈷合金為20~40μΩ?cm。因此,錳鋅鐵氧體的ρ比金屬軟磁材料高106~107倍,在高頻中渦流小,應(yīng)用占優(yōu)勢(shì)。但是當(dāng)工作頻率超過(guò)一定值以后,錳鋅鐵氧體磁性顆粒之內(nèi)的絕緣體被擊穿和熔化,ρ變得相當(dāng)小,損耗迅速上升到很高水平,這個(gè)工作頻率就是錳鋅鐵氧體的極限工作頻率。
各零件作用
一般店鋪照明用的射燈、筒燈等用的電子變壓器.220v交流變直流12v50W,里面有一個(gè)7個(gè)接線頭的磁鐵線圈。3個(gè)電阻,6個(gè)二級(jí)管,4個(gè)電容,2個(gè)三極管。其作用分別為:
電阻:1啟動(dòng)電阻,2限流電阻,3穩(wěn)壓電阻
二極管:有四個(gè)二極管是整流用的,其余的兩個(gè)也是整流
電容:濾波
三極管:一個(gè)是開(kāi)關(guān)三極管,另一個(gè)是啟動(dòng)用的
4相關(guān)計(jì)算
其電感的作用和計(jì)算公式
L=μN(yùn)*NS/l (2-108)
其中:
L:變壓器線圈的電感 [H]
l :變壓器鐵芯磁回路的平均長(zhǎng)度 [m]
N:線圈的匝數(shù)
S:變壓器鐵芯磁回路的截面積 [m2]
μ :變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率 [H/m]
一、同樣砸數(shù)的情況下:要使得電感要高或者要低,取決于選擇的磁芯材料。比如同是10砸,磁導(dǎo)率從1k~10k,電感變化量基本在10倍,但你會(huì)發(fā)現(xiàn),各種材料的性質(zhì),隨著磁導(dǎo)率的升高,居里溫度會(huì)急劇下跌,或者損耗會(huì)陡然上升,總有其他參數(shù)惡劣到讓你考慮磁導(dǎo)率不能一味的高,所以其他因素可能此時(shí)成為主要矛盾,得去權(quán)衡;
二、匝數(shù)不同:原則上講,保證匝比的情況下。比如1:2、2:4、4:8、20:40可以選擇,究竟選擇哪個(gè),可能在選定的某一材料下,可能只有4:8合適,在此匝數(shù)下,電感能滿足客戶給的最低值,還能保證銅損最少,等等、而少于此匝數(shù),可能漏感太大,多于此匝數(shù),可能銅損太劇烈
三、電感的高低跟飽和無(wú)關(guān)
而電感高低:可能電感高低對(duì)應(yīng)材料,在一定程度跟材料的磁導(dǎo)率有關(guān),一般而言,磁導(dǎo)率高的材料,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度比較小;
磁芯的飽和:因?yàn)閷?duì)磁芯磁化的外磁場(chǎng)太大,導(dǎo)致材料內(nèi)部磁矩同向最大化。
5現(xiàn)狀趨勢(shì)
伴隨著我國(guó)電子工業(yè)的發(fā)展,電子變壓器行業(yè)也有長(zhǎng)足的進(jìn)步,特別是近20年來(lái)科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,廣大用戶對(duì)消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品需求的日趨增長(zhǎng),為電子變壓器行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了無(wú)限生機(jī)。
產(chǎn)品從“傳統(tǒng)”走向“新型”
我國(guó)電子變壓器產(chǎn)業(yè)20年取得了飛速發(fā)展:
首先,電子變壓器行業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度加快。
電子變壓器是一種為電子整機(jī)配套,為電子線路服務(wù)的元件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2007年生產(chǎn)電子變壓器的工廠近3000家,年銷(xiāo)售收入250億元,產(chǎn)品品種達(dá)幾百種,可為各類(lèi)整機(jī)配套,已躍居世界上電子變壓器生產(chǎn)大國(guó)之一。電子變壓器60%的產(chǎn)量用于滿足國(guó)際市場(chǎng)的需要,通過(guò)實(shí)施“以質(zhì)取勝”的戰(zhàn)略,電子變壓器出口已逐步形成氣候。
其次,電子變壓器行業(yè)工藝裝備日臻完善。
20年來(lái),電子變壓器的生產(chǎn)工藝精益求精,從落后的手工操作到今天的全自動(dòng)機(jī)械化。電子變壓器的生產(chǎn)手段在吸取國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)的實(shí)際生產(chǎn)情況得到不斷改進(jìn)和提高。如21世紀(jì)初期,微型變壓器和線圈的生產(chǎn),引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)設(shè)備和生產(chǎn)線,基本上擺脫了手工操作的狀態(tài),生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性及一致性較好。
最后,電子變壓器產(chǎn)品從“傳統(tǒng)”走向“新型”。
20年前,電子變壓器產(chǎn)品以大、重、厚的傳統(tǒng)產(chǎn)品居多,隨著微電子技術(shù)的發(fā)展及有源器件的技術(shù)進(jìn)步,電子整機(jī)產(chǎn)品的體積大大減小,重量也大為減輕,對(duì)傳統(tǒng)配套產(chǎn)品的需求下降了50%左右,逐漸用新型配套產(chǎn)品(片式化、微型化)替代。市場(chǎng)的需求推動(dòng)了包括電子變壓器在內(nèi)的電子元器件、部件向輕、薄、小方向發(fā)展,電子變壓器的生產(chǎn)工藝正在進(jìn)行一場(chǎng)巨大的變革。20年來(lái)電子變壓器也正向高頻化、低損耗、重量輕、體積小的方向發(fā)展。
R型變壓器具有漏磁少、空載電流小、重量輕、薄型化等特點(diǎn),是電子變壓器一個(gè)新的品種,自1993年以來(lái)在我國(guó)電子變壓器行業(yè)工程技術(shù)人員的刻苦鉆研下,通過(guò)10余年的摸索開(kāi)發(fā)制造了R型變壓器鐵心和線圈的生產(chǎn)設(shè)備,為新型的R型變壓器國(guó)產(chǎn)化制造做出了貢獻(xiàn)。
壓電陶瓷變壓器也是一種新型變壓器,在國(guó)外已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,壓電陶瓷變壓器的生產(chǎn)改變了變壓器的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式,主要原材料鐵芯、漆包線被壓電陶瓷材料所替代,使變壓器的加工工藝發(fā)生了根本的變化。壓電陶瓷變壓器體積小,重量輕,厚度小于4mm,換能效率高,不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾也不會(huì)受到外界磁場(chǎng)干擾,阻燃性好,適用于高電壓、小電流、小功率、超薄型的設(shè)備。目前我國(guó)對(duì)壓電陶瓷變壓器的研究正在逐步深入,有企業(yè)已經(jīng)能進(jìn)行小規(guī)模的生產(chǎn)和供貨
走技術(shù)進(jìn)步之路
“有電就有變壓器”,隨著電子產(chǎn)品應(yīng)用的不斷豐富,電子變壓器行業(yè)的前景將更加美好。未來(lái),我國(guó)電子變壓器行業(yè)將呈現(xiàn)以下幾個(gè)發(fā)展態(tài)勢(shì):
第一,體制改革深化加速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
隨著國(guó)家鼓勵(lì)支持非公有制經(jīng)濟(jì)有關(guān)政策的進(jìn)一步落實(shí),非公有制企業(yè)異軍突起并呈現(xiàn)快速發(fā)展的勢(shì)頭,這些企業(yè)帶動(dòng)了行業(yè)科技水平的提高,拓寬了銷(xiāo)售渠道,促進(jìn)了市場(chǎng)繁榮,增強(qiáng)了行業(yè)的經(jīng)濟(jì)活力。預(yù)計(jì)“十一五”末,行業(yè)總產(chǎn)量可達(dá)50億只以上,產(chǎn)品銷(xiāo)售收入370億元以上,利潤(rùn)18億元以上。
第二,出口創(chuàng)匯增長(zhǎng)促進(jìn)企業(yè)管理加強(qiáng)。
我國(guó)加入WTO以后,電子變壓器國(guó)際市場(chǎng)基本處于穩(wěn)定狀態(tài),2007年電子變壓器出口貿(mào)易值在13億美元左右,在“十一五”期間,電子變壓器出口將有所增長(zhǎng),預(yù)計(jì)可達(dá)20億美元,將繼續(xù)保持順差。
出口創(chuàng)匯要求企業(yè)必須執(zhí)行綠色環(huán)保法規(guī)并制造出不含有害物質(zhì)的“綠色”產(chǎn)品。企業(yè)將加快在“綠色”工藝技術(shù)上的進(jìn)程,在“綠色”材料零件運(yùn)用、無(wú)鉛化組裝技術(shù)的改進(jìn)等方面提出新課題,并予以實(shí)施。
第三,市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)將推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。
電子變壓器企業(yè)必將在今后的發(fā)展中走技術(shù)進(jìn)步之路。傳統(tǒng)的老產(chǎn)品盡管有市場(chǎng),有產(chǎn)量,但利潤(rùn)空間已很小,也不可能形成強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力,變壓器的主要利潤(rùn)點(diǎn)在于新一代高端產(chǎn)品,無(wú)源集成技術(shù)的迅速崛起,微型片式整機(jī)產(chǎn)品全面升級(jí)換代,為變壓器企業(yè)提供了實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的技術(shù)切入點(diǎn)。
21世紀(jì)初期,電子變壓器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前沿,如功率鐵氧體材料、軟磁合金材料、非晶結(jié)晶磁性材料、納米合金磁性材料、壓電陶瓷、納米絕緣材料等都取得卓有成效的發(fā)展,這為電子變壓器行業(yè)技術(shù)進(jìn)步創(chuàng)造了良好條件,電子變壓器將隨著整機(jī)微型化的需求,向高頻化、低損耗、片式的方向發(fā)展。
6驗(yàn)收試驗(yàn)
(1)測(cè)量繞組在各個(gè)分接位置的直流電阻值;
?。?)檢測(cè)各個(gè)分接位置的電壓比與銘牌是否相符;
(3)測(cè)定繞組的極性和聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào);
?。?)拆去鐵心接地片,用2500V兆歐表檢測(cè)鐵心的絕緣狀況,符合要求后裝好接地片,檢測(cè)鐵心接地是否良好(鐵心只能一點(diǎn)接地);
?。?)工頻耐壓試驗(yàn),容量800KVA以下能通過(guò)工頻耐壓試驗(yàn),容量800KVA及以上,有條件時(shí)進(jìn)行施加工頻電壓,按GB50150—90標(biāo)準(zhǔn)要求。
?。?)檢測(cè)各個(gè)分接位置的電壓比與銘牌是否相符;
(3)測(cè)定繞組的極性和聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào);
?。?)拆去鐵心接地片,用2500V兆歐表檢測(cè)鐵心的絕緣狀況,符合要求后裝好接地片,檢測(cè)鐵心接地是否良好(鐵心只能一點(diǎn)接地);
?。?)工頻耐壓試驗(yàn),容量800KVA以下能通過(guò)工頻耐壓試驗(yàn),容量800KVA及以上,有條件時(shí)進(jìn)行施加工頻電壓,按GB50150—90標(biāo)準(zhǔn)要求。
(6)用2500V兆歐表檢測(cè)變壓器高壓對(duì)地、低壓對(duì)地及高壓對(duì)地壓的絕緣狀況。