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　　近年來，電源中電子變壓器所用的鐵心材料和導電材料價格連續上漲，上游原材料形成賣方市場。作為下游的電子變壓器的電源用戶，可以在范圍內選擇和采購，形成買方市場。處于中間位置的電子變壓器行業，只有走技術創新之路，才能擺脫這種兩頭受氣的困境。然而，在成熟的電子變壓器行業里，技術創新比較困難。但是每一個細小環節的改進，就可以帶來新的理念和新的產品。因此，本文從新材料、新結構、新原理、新產品四個方面介紹近年來電源中電子變壓器的一些新進展，供讀者參考，如果有什么不當之處敬請指正。

　　走技術創新之路，要時刻記住要達到的目的。電源中的電子變壓器，象所有作為商品的產品一樣進行任何技術創新，都必須在具體使用條件下完成具體功能中，追求性能價格比好?，F在的電源產品，普遍以“輕、薄、短、小”為特點向小型化和便攜化發展。電子變壓器必須適應作為用戶的電源產品對體積和重量的要求。同時，電子變壓器的原材料（鐵心材料和導電材料）價格上漲。因此，如何減小體積和重量，如何降低成本，成為近年來電子變壓器發展的主要方向。

　　1新材料

　　1.1硅鋼

　　硅鋼是工頻電源中電子變壓器大量使用

　　的鐵心材料。要減少電子變壓器中的鐵心用量，必須提高硅鋼的工作磁通密度（工作磁密）。硅鋼的工作磁密既決定于飽和磁通密度，又決定于損耗。因為效率是電子變壓器的重要性能指標，現在，為了節能，許多電源產品都提出待機損耗要求。電子變壓器的鐵心損耗是待機損耗的主要組成部分，因此，都對電子變壓器的效率或損耗提出明確的嚴格要求。

　　近年來，取向和無取向冷軋硅鋼價格上漲，卷繞式環形鐵心，相比于R型、CD型和EI型鐵心，由于消耗材料少，可以節約20以上的鐵心材料成本，擴大了電子變壓器中的使用范圍。卷繞式環形鐵心可以充分發揮取向冷軋硅鋼的性能，與無取向冷軋鋼相比，工作磁密要高得多。同時不象R型、CD型和EI型的鐵心那樣，可以充分利用硅鋼材料，不會有邊角廢料，材料利用率可以達到98以上。

　　近年來，冷軋取向硅鋼有相當大的改進。國產23Q110的0.23mm取向冷軋硅鋼，在工作磁通密度1.7 T和50 Hz下，單位重量損耗為1.10 W/kg.日本產的0.23 mm厚度的取向冷軋硅鋼P1.7/50為0.88W/kg.硅鋼帶材表面處理后涂張力涂層，P1.7/50下降到0.7W/kg.改變退火工藝，細化磁疇，P1.7/50再下降到0.55~0.45W/kg，遠遠低于0.35mm厚無取向冷軋硅鋼在工作磁密1.5T和50Hz下（P1.5/50）的2W/kg.在保證同樣損耗條件下，0.23mm厚度取向冷軋硅鋼工作磁密度可以達到1.85T，如果選取它加工環形鐵心，比用無取向冷軋硅鋼的工作磁密1.5 T高1.23倍，鐵心截面和體積可減少23以上。

　　現在手機充電器和家用電器的電源適配器中，大量使用EI型鐵心工頻電源變壓器，有時會出現過熱現象。EI型鐵心由EI形沖片疊成，E形沖片中有五分之一長度與縱向（取向方向）正交，要承受橫向磁場，一般都用無取向冷軋硅鋼。近年來日本川崎公司開發出可用于EI型鐵心的RGE系列取向冷軋硅鋼，厚度為0.35 mm，縱向飽和磁密為1.80~1.90 T，橫向飽和磁密為1.825T，損耗P1.7/50為1.10~1.25W/kg.同時，絕緣膜比較薄，沖壓加工性能良好，用它制作鐵心，工作磁密可取1.7T以上，比用無取向冷軋硅鋼高15，鐵心截面和體積可以減少15以上，損耗也大大下降，不會再出現過熱現象。日本川崎公司還開發出飽和磁密高的無取向冷軋鋼，厚度為0.5mm，硅含量小于1，為0.6，鋁含量為0.3，加0.52鎳后，飽和磁密為1.96T，損耗P1.5/50為3W/kg.采用它作為EI型鐵心材料，工作磁密也可取1.7T，但損耗較大。

　　值得注意的是：作為電子變壓器一大類的工頻變壓器，采用工作磁密高的鐵心材料后，可以不減少鐵心截面和體積，而是減少線圈匝數，減少用銅量。在現在銅材價格遠遠高于鐵心材料的情況下，可能是更好的一種設計改進方案。

　　1.2軟磁鐵氧體

　　軟磁鐵氧體是中、高頻電源中電子變壓器大量使用的鐵心材料，和金屬軟磁材料相比，軟磁鐵氧體的飽和磁密低，磁導率低，居里溫度低，是它的幾大弱點。尤其是居里溫度低，飽和磁密Bs和單位體積功率損耗Pcv都會隨溫度變化。溫度上升，Bs下降，Pcv開始下降，到谷點后再升高。因此在高溫條件下，只要Bs保持較高水平，就可以把工作磁密Bm選得高一些，從而減少線圈匝數，降低用銅量和成本。高溫高飽和磁密軟磁鐵氧體材料，還可以擴大電子變壓器使用的溫度上限到120益甚至150益。例如，汽車用電子設備中的高頻電子變壓器，在外界溫度條件變化大和發動機室發熱的高溫條件下工作，就必須采用高溫高飽和磁密軟磁鐵氧體。

　　作為中、高頻電子變壓器用的MnZn軟磁鐵氧體，以日本TDK公司為代表，大致經歷了PC30→PC40→PC44→PC50→PC47→PC95→PC90的發展過程。在100℃、100kHz、200mT測試條件下，單位體積功率損耗不斷下降。根據該公司2006年4月份公布的數據，PC30為600mW/cm3；PC40為420 mW/cm3；PC44為340 mW/cm3；PC47為270 mW/cm3.但是100益下的飽和磁密Bs，PC30、PC40、PC44基本上都為390 mT，PC47為410 mT，與理論值600 mT相差甚遠，不能認為是高溫高飽和磁密材料。

　　近年來，為了在電子變壓器應用領域和金屬軟磁材料競爭，興起一輪開發高溫高飽和磁密MnZn鐵氧體材料的熱潮。日本FDK公司于2003年3月份開發出4H系列高溫高飽和磁密材料。其中4H45和4H47在25℃下，Bs分別為520 mT和530mT，100℃下分別為450mT和470mT，但在100℃下，功率損耗Pcv比較高，分別為450mW/cm3和

　　650mW/ cm3.據稱，FDK公司在實驗室條件下開發出4H50材料，100℃下Bs為490 mT，但是Pcv相當大，為800mW/ cm3.日本TDK公司于2004年9月開發出PC90材料，在25℃下，Bs為540mT，Pcv為680 mW/ cm3；在100℃下，Bs為450 mT，Pcv為320mW/ cm3，高于4H45材料水平。TOKIN公司開發出BH3材料，在25℃下，其Bs為540 mT，Pcv為600 mW/ cm3；而在100℃下，Bs為440 mT，Pcv為370 mW/ cm3.NICERA公司開發出BM30材料，25℃下Bs為540 mT，Pcv為720 mW/ cm3；在100℃下，Bs為450mT，Pcv為320mW/ cm3.日立金屬公司開發出來的高鐵低鋅鐵氧體材料，Bs在25℃下，為563 mT；在100℃下為560 mT，基本不變，150℃為490 mT，但是在100℃、100 kHz、200 mT測試條件下，Pcv為1700mW/ cm3，偏高，需要改進。

　　許多電源設備不但要求電子變壓器在工作狀態下，也就是在高溫時損耗要小，同時還要求待機情況下，也就是在常溫時損耗也要小。這些電子變壓器可以采用寬溫低功耗軟磁鐵氧體。日本TDK公司開發的PC95就是近年來出現的高水平寬溫鐵氧體材料。25℃時，功耗Pcv為350mW/ cm3，80℃時為280mW/ cm3，100℃為290mW/ cm3，120℃時為350mW/ cm3，在100℃時飽和磁密為410mT.

　　近年來，還開發出一系列高磁導率μ軟磁鐵氧體材料，作為電子電源設備中脈沖變壓器用的，要求磁導率μ相對較高，有TDK公司的H5C3，μ為15 000±30，H5C5，μ為30 000±30.EPCOS公司的T56，μ為20000±30.作為電磁干擾濾波用的，要求磁導率頻率特性好，有TDK公司HS52，μ為5 500±25；HS72，μ為7 500±25；HS10，μ為10000±25.HITACHI公司的MP15T，μ為15000±25，都可以在500kHz以下工作。作為直流濾波用的，要求直流疊加特性好，有TDK公司的DN45，μ為4500±25，使用溫度0~70℃，和改進后的DNW45，μ為4 200±25，使用溫度-40℃~+85℃，川崎公司的SK-202G，使用溫度-40℃~+85℃，μ為4300±25，以及高飽和磁密高磁導率材料，如TDK公司的DN50，μ為5 200±20，Bs在25℃時為550 mT，100℃時為380 mT，居里溫度Tc≥210℃。

　　1.3非晶和納米晶合金

　　自2005年初起，由于取向冷軋硅鋼帶材國內供需不平衡，取向冷軋硅鋼帶材料價格迅速上漲，現在已超過鐵基非晶合金帶材的價格。在現在這個市場價格條件下，鐵基非晶合金在工頻電源變壓器領域中代替取向冷軋硅鋼，不再只是可能的事情，已經變成了現實。在電力變壓器行業，配電變壓器生產廠紛紛把鐵心材料從取向冷軋硅鋼轉向鐵基非晶合金。同時，從2006年7月1日起，強制性國家標準“配電變壓器的能效限定值及節能評估值”正式實施，更加推動了配電變壓器中用鐵基非晶合金代替取向冷軋硅鋼的熱潮。和配電變壓器一樣，工頻電源變壓器中鐵基非晶合金代替取向冷軋硅鋼，將會成為電源中電子變壓器的一個主要的新進展。為什么呢？從表1中取向冷軋硅鋼與鐵基非晶合金技術經濟指標對比就可以看出其中的原因。