變壓器廠家未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
變壓器廠家的最大特點(diǎn)就是高頻化。從變壓器的任務(wù)道理來(lái)看，進(jìn)步任務(wù)頻率，可以削減變壓器的體積和分量，也就是完成短小輕浮化，然后進(jìn)步單元體積(或分量)傳輸功率，也就是高功率密度化。這些都是變壓器廠家自身固有的特點(diǎn)和直接帶來(lái)的后果，而不克不及簡(jiǎn)略地把高頻化、短小輕浮化、高功率密度化，作為變壓器廠家的開(kāi)展偏向。下面從變壓器廠家的全體構(gòu)造、磁芯資料和構(gòu)造、線圈資料和構(gòu)造幾個(gè)方面，提出一些開(kāi)展偏向的定見(jiàn)。
1 全體構(gòu)造
為順應(yīng)電子設(shè)備愈來(lái)愈輕浮短小，變壓器廠家一個(gè)首要開(kāi)展偏向是從立體構(gòu)造向平面構(gòu)造、片式構(gòu)造、薄膜構(gòu)造開(kāi)展，然后構(gòu)成一代又一代的新的變壓器廠家：平面變壓器、片式變壓器、薄膜變壓器。變壓器廠家的全體構(gòu)造的開(kāi)展，不單構(gòu)成新的磁芯構(gòu)造和線圈構(gòu)造，采用新的資料，并且對(duì)設(shè)計(jì)方面和出產(chǎn)工藝方面也帶來(lái)新的開(kāi)展偏向。在設(shè)計(jì)方面，除了要研討各類新構(gòu)造的電磁場(chǎng)散布，若何到達(dá)最佳的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還要研討多層構(gòu)造的各類問(wèn)題。在出產(chǎn)工藝方面，要研討各類新的加工辦法，然后包管功能的一致性和完成加工工藝的機(jī)械化和主動(dòng)化等。
在MHz級(jí)變壓器廠家中，愈來(lái)愈多的使用范疇采用空心變壓器。討論空心變壓器的構(gòu)造、設(shè)計(jì)辦法、制造工藝和使用特點(diǎn)也是其研討和開(kāi)展偏向。別的，壓電變壓器等新任務(wù)道理的變壓器廠家的研討也是開(kāi)展偏向，經(jīng)由近十年的研討開(kāi)拓，壓電變壓器曾經(jīng)在一些范疇中獲得了實(shí)踐使用。
采用核算機(jī)對(duì)全體構(gòu)造方案進(jìn)行優(yōu)化和詳細(xì)設(shè)計(jì)，是目前各類電子器件的首要開(kāi)展偏向之一，當(dāng)然也是變壓器廠家的一個(gè)首要開(kāi)展偏向。如許可以縮短設(shè)計(jì)工夫，削減資料用量，縮短出產(chǎn)周期，降低本錢(qián)。
2 磁芯資料和構(gòu)造
磁芯在采用軟磁資料，以電磁感應(yīng)道理任務(wù)的變壓器廠家中是最要害的部件。磁芯資料的首要開(kāi)展偏向是降低損耗，加寬運(yùn)用的溫度局限和降低本錢(qián)。磁芯構(gòu)造的首要開(kāi)展偏向是若何構(gòu)成外形和尺寸最佳(對(duì)電磁功能、散熱、用量和本錢(qián)等參數(shù))的平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯。
目前各類軟磁資料，都在不時(shí)地改良和開(kāi)拓，以競(jìng)爭(zhēng)變壓器廠家的市場(chǎng)。
軟磁鐵氧體是目前變壓器廠家運(yùn)用的首要磁芯資料，開(kāi)展偏向是開(kāi)拓功能更好的新種類和降低本錢(qián)的新工藝。在資料新種類方面，日本TDK公司在2003年開(kāi)拓出寬溫低損耗資料PC95，在25℃～120℃溫度局限內(nèi)損耗都小于350mW/cm3(在100kHz×200mT前提下)。在80℃時(shí)損耗最小，為280mW/cm3。25℃時(shí)Bs為540mT，100℃時(shí)，Bs為420mT。還開(kāi)拓出高溫高飽和磁密資料PE33，居里點(diǎn)Tc>290℃，在100℃下，Bs為450mT。在100℃，100kHz×200mT前提下，Pc≤1100mW/cm3，日本FDK公司，德國(guó)EPCOS公司、Ferrocube公司也開(kāi)拓出相似的高溫高飽和磁密資料。
高磁導(dǎo)率資料也有很多新種類，如TDK公司的脈沖變壓器用H5C5，μi為30000左右�？闺姶艛嚁_電感器用HS10，還具有優(yōu)越的頻率特征和阻抗特征，在500kHz仍具有較高磁導(dǎo)率，固然初始磁導(dǎo)率不高，只要10000左右。高磁導(dǎo)率高飽和磁密資料DN50，在25℃時(shí)Bs為550mT，在100℃時(shí)Bs為380mT，μi為5200左右，居里溫度Tc≥210℃。
在新工藝方面，自延伸高溫組成法(SHS)是近年來(lái)的研討熱點(diǎn)，其道理是應(yīng)用反響物內(nèi)部的化學(xué)能來(lái)組成資料。整個(gè)工藝極為簡(jiǎn)略，能耗低，出產(chǎn)效率與產(chǎn)物純度高，對(duì)情況無(wú)污染，曾經(jīng)成功組成Mg、MgZn、MnZn、NiZn鐵氧體，正在完成財(cái)產(chǎn)化�；鸹ǖ入x子燒結(jié)法(SPS)，可以成功地制成多層MnZn鐵氧體和坡莫合金復(fù)合軟磁資料磁芯，還具有MnZn鐵氧體的高頻低損耗特征和坡莫合金的高磁導(dǎo)率高飽和磁密特征，這種復(fù)合軟磁資料磁芯，將使變壓器廠家的功能分明地進(jìn)步。其他工藝如自燃燒組成法、疾速燃燒組成法、水熱組成法、新型水熱組成法、機(jī)械合金法、微波燒結(jié)等，近年來(lái)均展開(kāi)了很多研討，都契合進(jìn)步功能和降低本錢(qián)的開(kāi)展偏向。
因?yàn)檐洿盆F氧體的飽和磁密低，在20kHz～100kHz的較高頻局限內(nèi)，功能價(jià)錢(qián)比的優(yōu)勢(shì)不如100kHz以上的高頻局限那樣分明，其他幾種軟磁資料在20kHz～100kHz的較高頻局限內(nèi)，與軟磁鐵氧體睜開(kāi)劇烈的競(jìng)爭(zhēng)。各類軟磁資料都有各自的特點(diǎn)，因而，若何在詳細(xì)的變壓器廠家產(chǎn)物中，充沛發(fā)揚(yáng)各類軟磁資料的長(zhǎng)處以到達(dá)更好的功能價(jià)錢(qián)比，是變壓器廠家所用的軟磁資料的開(kāi)展偏向。
硅鋼的特點(diǎn)是飽和磁密高，功能不變，價(jià)錢(qián)較低，近年來(lái)開(kāi)展了一系列高頻用硅鋼，包羅超薄帶硅鋼、6.5%硅鋼、梯度硅鋼和含鉻的硅鋼。特殊是含鉻的硅鋼曾經(jīng)用于25kHz和70kHz的電子變壓器中。目前硅鋼運(yùn)用的任務(wù)頻率已到達(dá)325kHz。
高磁導(dǎo)坡莫合金的特點(diǎn)是磁導(dǎo)率高，情況順應(yīng)性好，然則價(jià)錢(qián)貴，近年來(lái)開(kāi)展的坡莫合金超薄帶，運(yùn)用的任務(wù)頻率已超越1MHz，在非凡要求的當(dāng)?shù)睾蛙姽ぴO(shè)備中運(yùn)用。
鈷基非晶合金是現(xiàn)有軟磁資料中高頻損耗最低的一種資料，價(jià)錢(qián)貴，然則，在200kHz以上的高頻中運(yùn)用，磁芯分量小，價(jià)錢(qián)要素不凸起，當(dāng)前在200kHz和1MHz的變壓器廠家中很多運(yùn)用。
軟磁復(fù)合資料目前成為變壓器廠家用磁芯資料的一大開(kāi)展偏向，它與傳統(tǒng)的軟磁鐵氧體和軟磁合金比擬，其磁性金屬粒子或許薄膜，可以散布在非導(dǎo)體和其他資料中，使高頻損耗分明降低，進(jìn)步了任務(wù)頻率。還，其加工工藝既可采用熱壓法加工成粉芯，也可以應(yīng)用目前的塑料工程技能，注塑成復(fù)雜外形的磁芯，具有密度小、分量輕、出產(chǎn)效率高、本錢(qián)低，產(chǎn)物反復(fù)性和一致性好等特點(diǎn)。還可以采用分歧的配比，改動(dòng)磁性。上面已引見(jiàn)軟磁鐵氧體和坡莫合金構(gòu)成的復(fù)合資料的例子，目前已開(kāi)拓上班作頻率10kHz以上的軟磁復(fù)合資料粉芯，在高頻用濾波電感器中可替代軟磁鐵氧體。
依據(jù)變壓器廠家全體構(gòu)造的開(kāi)展要求，磁芯構(gòu)造的開(kāi)展偏向是平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯。平面磁芯以前有的是用本來(lái)的軟磁鐵氧體磁芯進(jìn)行革新，目前已有專門(mén)用于平面變壓器的各類低高度軟磁鐵氧體磁芯。未來(lái)還能夠開(kāi)拓出各類低高度軟磁復(fù)合資料磁芯。片式變壓器的磁芯除了將平面磁芯進(jìn)一步緊縮而外，也有采用共燒法制造的片式磁芯。薄膜磁芯和磁性資料是目前變壓器廠家最活潑的開(kāi)展偏向之一，將成為MHz以上變壓器廠家的首要磁芯資料和構(gòu)造，有可能會(huì)薄膜電子變壓器的高度做到1mm以下，可以裝入各類卡片內(nèi)。國(guó)內(nèi)已樹(shù)立幾個(gè)中間在鼎力研討。目前但愿能把資料開(kāi)拓，電子變壓器制造和使用單元結(jié)合起來(lái)，盡快把國(guó)內(nèi)開(kāi)拓出的薄膜軟磁資料釀成電子信息產(chǎn)物中的變壓器廠家磁芯，構(gòu)成國(guó)內(nèi)有自立常識(shí)產(chǎn)權(quán)的薄膜變壓器。
3 線圈資料和構(gòu)造
跟著變壓器廠家全體構(gòu)造的開(kāi)展，線圈構(gòu)造首要的開(kāi)展偏向是平面線圈，片式線圈和薄膜線圈，個(gè)中又包羅多層構(gòu)造。各類線圈構(gòu)造的資料選用，也有一些新開(kāi)展。
立體構(gòu)造的高頻變壓器線圈，導(dǎo)線資料因?yàn)樗妓骷w效應(yīng)和臨近效應(yīng)，采用多股絞線(里茲線)，有時(shí)也采用扁銅線和銅帶。絕緣資料采用耐熱品級(jí)高的資料，以便進(jìn)步答應(yīng)溫升和減少線圈體積，采用雙層和三層絕緣導(dǎo)線，可以削減線圈尺寸。舉一個(gè)例子，比來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)拓出以納米技能把云母泳涂在銅線上的C級(jí)絕緣電磁線，曾經(jīng)在工頻電機(jī)和變壓器中使用，獲得優(yōu)越的結(jié)果，估量在變壓器廠家中也會(huì)獲得使用。
平面構(gòu)造線圈，導(dǎo)線采用銅箔，大大都采用單層和多層印刷電路板制造，也有采用必然圖形的銅箔，多個(gè)折疊而成的。絕緣資料普通采用B級(jí)資料。
薄膜構(gòu)造線圈，導(dǎo)線采用銅、銀和金薄膜，制成梳形、螺旋形、體育場(chǎng)形等圖形，絕緣資料采用H級(jí)和C級(jí)資料。也有采用多層構(gòu)造的，或許是幾個(gè)多層線圈組合起來(lái)，或許是幾個(gè)線圈和幾個(gè)磁芯穿插堆疊而成�？傊∧ぷ儔浩魇悄壳罢诙α﹂_(kāi)拓的變壓器廠家，很多構(gòu)造并不定型，也許，還會(huì)呈現(xiàn)很多新的線圈構(gòu)造 |
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