电子变压器中磁钢的应用

电子变压器中磁钢的应用

硅钢是工频电源中电子变压器大量使用的铁心材料。要减少电子变压器中的铁心用量，提高硅钢的工作磁通密度（工作磁密）。硅钢的工作磁密既决定于饱和磁通密度，又决定于损耗。效率是电子变压器的重要性能指标，现在，节能，许多电源产品都提出待机损耗要求。电子变压器的铁心损耗是待机损耗的主要组成部分，，都对电子变压器的效率或损耗提出明确的严格要求。

近年来，取向和无取向冷轧硅钢价格上涨，卷绕式环形铁心，相比于R型、CD型和EI 型铁心，消耗材料少，可以节约20%的铁心材料成本，扩大了电子变压器中的使用范围。卷绕式环形铁心可以充分发挥取向冷轧硅钢的性能，与无取向冷轧钢相比，工作磁密要高得多。不象R型、CD型和EI 型的铁心那样，可以充分硅钢材料，不会有边角废料，材料率可以达到98%。

近年来，冷轧取向硅钢有相当大的改进。国产23Q110 的0.23mm取向冷轧硅钢，在工作磁通密度1.7 T和50 Hz 下，单位重量损耗为1.10 Wkg。日本产的0.23 mm 厚度的取向冷轧硅钢P1.750 为0.88Wkg。硅钢带材表面后涂张力涂层，P1.750下降到0.7Wkg。改变退火工艺，细化磁畴，P1.750再下降到0.55~0.45Wkg，远远低于0.35mm厚无取向冷轧硅钢在工作磁密1.5T和50Hz 下（P1.550）的2Wkg。在保证同样损耗条件下，0.23mm 厚度取向冷轧硅钢工作磁密度可以达到1.85T，选取它加工环形铁心，比用无取向冷轧硅钢的工作磁密1.5 T 高1.23 倍，铁心截面和体积可减少23%。

现在手机充电器和家用电器的电源适配器中，大量使用EI 型铁心工频电源变压器，有时会出现过热现象。EI 型铁心由EI 形冲片叠成，E 形冲片中有五分之一长度与纵向（取向方向）正交，要承受横向磁场，都用无取向冷轧硅钢。近年来日本川崎公司开发出于EI 型铁心的RGE系列取向冷轧硅钢，厚度为0.35 mm，纵向饱和磁密为1.80~1.90 T，横向饱和磁密为1.825T，损耗P1.750为1.10~1.25Wkg。，绝缘膜比较薄，冲压加工性能，用它制作铁心，工作磁密可取1.7T，比用无取向冷轧硅钢高15%，铁心截面和体积可以减少15%，损耗也大大下降，不会再出现过热现象。日本川崎公司还开发出饱和磁密高的无取向冷轧钢，厚度为0.5mm，硅含量小于1%，为0.6%，铝含量为0.3%，加0.52%镍后，饱和磁密为1.96T，损耗P1.550为3Wkg。采用它EI型铁心材料，工作磁密也可取1.7T，但损耗较大。

值得注意的是：电子变压器一大类的工频变压器，采用工作磁密高的铁心材料后，可以不减少铁心截面和体积，而是减少线圈匝数，减少用铜量。在现在铜材价格远远高于铁心材料的下，是更好的一种设计改进方案。