軟磁材料在電子變壓器中的應(yīng)用

1、軟磁材料在電子變壓器中的應(yīng)用軟磁材料在電子變壓器中的應(yīng)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(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

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(guān)問題進(jìn)行對(duì)話，互相交流，共同發(fā)展。1電子變壓器在電源技術(shù)中的作用電子變壓器在電源技術(shù)中的作用電子變壓器和半導(dǎo)體開關(guān)器件，半導(dǎo)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(guān)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(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

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(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)體開關(guān)換向作用的換向電感器；13）起開關(guān)作用的磁性開關(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）

5、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。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。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(gè)：功率傳送、電壓變換和

6、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.

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(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)

8、存起來，然后通過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

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(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(jié)構(gòu)來完成。絕緣結(jié)