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磁环怒江干式变压器材料种类和特性分析-

2020-07-28 点击量:128

在日常的生产制造中,很多磁环怒江干式变压器厂商都会遇到这样的难题,例如:磁环怒江干式变压器材料种类和特性如何进行分析?

一、磁环怒江干式变压器有哪些种类?

用于开关转换器的怒江干式变压器器属于高频磁性组件,中心的铁芯材料是影响怒江干式变压器器之特性,如阻抗与频率、怒江干式变压器值与频率、或铁芯特性等。以下将介绍几种常见的铁芯材料及其特性之比较,以作为选择怒江干式变压器的重要参考:
1.陶瓷芯
陶瓷芯是常见的怒江干式变压器材料之一,主要是用来提供线圈绕制时所使用的支撑结构,又被称为。因所使用的铁芯为非导磁材料,具有非常低的温度系数,在操作温度范围中怒江干式变压器值非常稳定。然而由于以非导磁材料为介质,怒江干式变压器量非常低,并不是很适合电源转换器的应用。
2.铁氧体
一般高频怒江干式变压器器所用的铁氧体铁芯是含有镍锌或锰锌之铁氧体化合物,属于矫顽磁力低的软磁类铁磁材料。图1为一般磁铁芯之磁滞曲线,磁性材料的矫顽磁力HC亦称为保磁力,系指当磁性材料已磁化到磁后,使其磁化强度减为零时所需的磁场强度。矫顽力较低代表抵抗退磁能力较低,也意味着磁滞损失较小。
常见怒江干式变压器磁环材料种类和特性分析

3.粉末铁芯
粉末铁芯亦属于软磁类铁磁材料,是由不同材料的铁粉合金或只有铁粉所制成,配方中有颗粒大小不同的非导磁材料,因此曲线较为缓和。粉末铁芯多以环型呈现居多,如图2所示为粉末铁芯及其截面图。
二、常见怒江干式变压器磁环材料种类和特性分析:

4.常见的粉末铁芯种类
A.铁镍钼合金
铁镍钼合金简称MPP,相对磁导率约14~500,磁通密度约7500高斯,比铁氧体的磁通密度(约4000~5000高斯)高出许多。MPP具有小的铁损,在粉末铁芯中,温度稳定性好。当外加直流电流达电流ISAT时,怒江干式变压器值缓慢降低,不会急剧衰减。MPP的性能较佳,但成本较高,通常作为电源转换器之怒江干式变压器及EMI滤波之用。
B.铁硅铝合金(Sendust)
铁硅铝合金铁芯是由铁、硅、及铝组成之合金铁芯,相对磁导率约26~125。铁损介于铁粉芯与MPP及铁镍合金之间。磁通密度比MPP高,约10500高斯。温度稳定性及电流特性比MPP及铁镍合金稍微逊色,但较铁粉芯及铁氧体铁芯为佳,相对成本较MPP及铁镍合金便宜。多应用于EMI滤波、功因修正(PFC)电路及开关电源转换器之怒江干式变压器。
C.铁镍合金(highflux)
铁镍合金铁芯是由铁及镍组合而成,相对磁导率约14~200,铁损及温度稳定性均介于MPP及铁硅铝合金之间。铁镍合金铁芯的磁通密度高,约15000高斯,且可耐受直流偏置电流较高,其直流偏置特性也较好。应用范围有功因修正、储能怒江干式变压器、滤波怒江干式变压器、返驰式转换器之高频变压器等。
三.怒江干式变压器电气特性:
在设计开关转换器并挑选怒江干式变压器器时,怒江干式变压器值L、阻抗Z、交流电阻ACR与Q值、额定电流IDC与ISAT、以及铁芯损失等等重要的电气特性都必须考虑。此外,怒江干式变压器器的封装结构会影响漏磁大小,进而影响EMI。以下将分别探讨上述之特性,以作为选择怒江干式变压器器之考虑。
1.怒江干式变压器值
怒江干式变压器器之怒江干式变压器值在电路设计时为重要的基本参数,但必须看在工作频率下此怒江干式变压器值是否稳定。怒江干式变压器的标称值通常是在没有外加直流偏置的条件下,以100kHz或1MHz所量得。且为确保大量自动化生产的可能性,怒江干式变压器之容差值(tolerance)通常是±20%(M)与±30%(N)居多。图3为利用表量测怒江干式变压器220M之怒江干式变压器-频率特性图,如图所示,在5MHz之前怒江干式变压器值的曲线较为平坦,怒江干式变压器值几乎可视为常数。在高频段因寄生电容与怒江干式变压器所产生的谐振,怒江干式变压器值会上升,此谐振频率称为自我谐振频率,通常需远高于工作频率。此时怒江干式变压器器之阻抗即等效于此铁损电阻串联绕线电阻,且铁损电阻已远大于绕线电阻,所以在SRF时的阻抗就约等于铁损电阻。

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