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電源適配器向高頻率發(fā)展

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電源適配器向高頻率發(fā)展

       軟磁鐵氧體是電源適配器變壓器中使用比較早的軟磁材料?隨著電源適配器工作頻率越來越高,相應(yīng)的材料一代接一代地開發(fā)出來?20世紀(jì)70年代初,為適應(yīng)電源適配器市場的需要,開發(fā)出第一代功率鐵氧體材料,如TDK的H35?這種材料由于其功耗大,只適用于工作頻率在20kHz左右的民用電源適配器?20世紀(jì)80年代初,第二代功率鐵氧體材料問世,如YDK的H7C1(PC30)?這種材料具有負(fù)溫度系數(shù)功耗,隨著溫度升高,功耗呈下降趨勢,適用的工作頻率為100kz左右?20世紀(jì)80年代后期,為適應(yīng)高頻電源適配器的發(fā)展,開發(fā)出第三代功率鐵氧體材料,如TDK的PC40材料,其工作頻率為250kHz左右?這類材料特別適用于工作頻率為數(shù)百千赫的電源適配器,現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于工業(yè)類的電源適配器中?進(jìn)入20世紀(jì)90年代中期,由于信息技術(shù)對(duì)器件小型化?片式化的要求,第四代功率鐵氧體材料已開發(fā)成功,如TDK的PC50牌號(hào)材料?這種材料的工作頻率可達(dá)500kHz以上,進(jìn)一步為電源適配器的輕小?薄做出貢獻(xiàn),是今后軟磁鐵氧體的發(fā)展方向?


       我國新發(fā)布的“軟磁鐵氧體材料分類”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),把功率鐵氧體材料分為PW1~PW5五類其適用工作頻率也逐步提高?PW1材料的適用頻率為15~100kHz,PW2材料的適用頻率為25 ~200kHz,PW3材料的適用頻率為100~300kHz,PW4材料的適用頻率為300kHiz~1MHz,PW5  材料的適用頻率為1~3MHz?目前,國內(nèi)的企業(yè)已能生產(chǎn)相當(dāng)于PW1~PW3的材料,PW4材料 只有少部分企業(yè)能小批量試生產(chǎn),PW5材料仍有待于進(jìn)一步開發(fā)?研制和試生產(chǎn)。

       開關(guān)頻率的高頻化(幾百千赫茲到兆赫茲)是電力電子產(chǎn)品技術(shù)含量高低的重要標(biāo)志?提高開關(guān)頻率,減小了功率磁性元件的體積和重量,從而減小了整個(gè)產(chǎn)品的體積和重量?根據(jù)理論分析,在相同的磁通密度下,頻率提高一倍,變壓器的鐵芯截面積可以減小一半?同樣,頻率的提高可以減小電感器的電感量?但頻率的提高,將引起磁件損耗的急劇增加?所以,磁件的體積和重量的減小大體上與開關(guān)頻率的平方根成比例?通過改善磁件的散熱條件,可以進(jìn)一步提高這一比例?軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及開關(guān)損耗的降低,使開關(guān)器件的工作頻率逐步提高?但磁件損耗也急劇增大,限制了頻率的進(jìn)一步提高?磁件的高頻化是電力電子技術(shù)高頻化的必然要求,也是磁件發(fā)展的最重要趨勢?
       就磁件來說,高頻化所帶來的問題主要體現(xiàn)在四個(gè)方面?一是使磁件的分布參數(shù)的影響增大?如變壓器在高頻下匝間電容和原副繞組耦合電容的影響顯著增大,成為不可忽略的電路參數(shù)?頻率對(duì)鐵芯損耗?繞組損耗甚至激磁電感?漏感等參數(shù)的影響也顯著增大,使得磁件的電路模型更加復(fù)雜?二是使磁件的損耗增大,渦流效應(yīng)更加顯著?鐵芯和繞組的結(jié)構(gòu)和布置方式,甚至繞組的端部結(jié)構(gòu)對(duì)磁件的損耗具有重要的影響?電感器的氣隙擴(kuò)散使磁通損耗急劇增加,變壓器原副繞組的各種結(jié)構(gòu)形式對(duì)繞組損耗也有關(guān)鍵的影響?三是給磁件的測試帶來困難?在高頻下,測試系統(tǒng)的分布參數(shù)所引起的相位誤差增大,從而使磁件參數(shù)(如損耗等)的測量誤差急劇增大?四是對(duì)磁性材料提出了更高的要求?除了積極研制高頻低損耗磁性材料外,也出現(xiàn)了各種結(jié)構(gòu)形式的磁材料,如用厚膜技術(shù)制造分層磁芯?西門子公司研制的磁性薄膜(FPC)等。

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| 發(fā)布時(shí)間:2018.04.03    來源:電源適配器廠家
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