軟磁材料在電子變壓器中的應用

1、軟磁材料在電子變壓器中的應用軟磁材料在電子變壓器中的應用電源裝置，無論是直流電源還是交流電源，都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，到現(xiàn)在為止，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，討論電源技術與電子變壓器之間的關系：電子變壓器在電源技術中的作用，電源技術對電子變壓器的要求，電子變壓器采用新軟磁材料和新磁芯結構對電源技術發(fā)展的影響，一定會引

2、起電源行業(yè)和軟磁材料行業(yè)的朋友們的興趣。本文提出一些看法，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問題進行對話，互相交流，共同發(fā)展。1電子變壓器在電源技術中的作用電子變壓器在電源技術中的作用電子變壓器和半導體開關器件，半導體整流器件，電容器一起，稱為電源裝置中的4大主要元器件。根據(jù)在電源裝置中的作用，電子變壓器可以分為：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，開關變

3、壓器，脈沖功率變壓器；2）起傳遞寬帶、聲頻、中周功率和信號作用的寬帶變壓器，聲頻變壓器，中周變壓器；3）起傳遞脈沖、驅動和觸發(fā)信號作用的脈沖變壓器，驅動變壓器，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）起單相變三相或三相變單相作用的相數(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載阻抗相匹配作用的匹配變壓器；8）起穩(wěn)定輸

4、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，起調節(jié)輸出電壓作用的調壓變壓器；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）起儲能作用的儲能電感器，起幫助半導體開關換向作用的換向電感器；13）起開關作用的磁性開關電感器和變壓器；14）起調節(jié)電感作用的可控電感器和飽和電感器；15）

5、起變換電壓、電流或脈沖檢測信號的電壓互感器、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、霍爾電流電壓檢測器。3種軟磁材料屬于不太容易產生電磁干擾的材料。由磁致伸縮產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，那是由其他原因產生的。2.2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：功率傳送、電壓變換和

6、絕緣隔離。電感器完成功能有2個：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，在磁芯中產生磁通變化，使副繞組感應電壓，加在負載上，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電壓，也就是決定于單位時間內的磁通密度變量ΔB。ΔB與磁導率無關，而與飽和磁通密度Bs和剩余磁通密度Br有關。從飽和磁通密度來看，各種軟磁材料的Bs從大到小的順序為：鐵鈷合金為2.3～2.4T，硅鋼為1.

7、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，而錳鋅鐵氧體處于劣勢。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?/p>

8、存起來，然后通過去磁變成電能釋放給負載。傳送功率的大小決定于電感器磁芯的儲能，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，而與磁導率有關，磁導率高，電感量大，儲能多，傳送功率大。各種軟磁材料的磁導率從大到小順序為：Ni80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

9、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，硅鋼和錳鋅鐵氧體處于劣勢。傳送功率大小，還與單位時間內的傳送次數(shù)有關，即與電子變壓器的工作頻率有關。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。電壓變換通過變壓器原繞組和副繞組匝數(shù)比來完成，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。絕緣隔離通過變壓器原繞組和副繞組的絕緣結構來完成。絕緣結