소개 최근 몇 년 동안 전원 공급 장치의 전자 변압기에 사용되는 핵심 재료 및 전도성 재료의 가격이 지속적으로 상승하고 있으며, 상류 원자재는 판매자' s 시장을 형성했습니다. 다운 스트림 전자 변압기의 파워 유저로서 그들은 구매자의 시장을 형성하기 위해 글로벌 규모로 선택하고 구매할 수 있습니다. 전자 변압기 산업의 중간 위치에서 기술 혁신의 길을 택해야 만 이러한 분노의 딜레마를 양쪽 끝에서 제거 할 수 있습니다. 그러나 성숙한 전자 변압기 산업에서는 기술 혁신이 더 어렵습니다. 그러나 모든 작은 링크 개선은 새로운 아이디어와 새로운 제품을 가져올 수 있습니다. 따라서이 기사에서는 최근 몇 년 동안 전원 공급 장치의 전자 변압기에 대한 몇 가지 새로운 개발을 소개합니다. 독자를위한 새로운 재료, 새로운 구조, 새로운 원리 및 신제품' 참고. 부적절한 내용이 있으면 정정하십시오. 기술 혁신의 길을 가면서 우리는 항상 달성 할 목적을 기억해야합니다. 파워 서플라이의 전자 변압기는 상품으로서의 모든 제품과 마찬가지로 기술 혁신을 수행하며, 특정 사용 조건에서 특정 기능을 수행하여 최고의 가격 대비 성능을 추구해야합니다. 현재의 전력 제품은 일반적으로&"가볍고, 얇고, 짧고, 작은 &"인 것을 특징으로합니다. 소형화 및 휴대 성을 지향합니다. 전자 변압기는 사용자로서 전력 제품의 부피 및 무게 요구 사항에 적응해야합니다. 이와 동시에 전자 변압기 용 원자재 (핵심 재, 도전 재) 가격도 상승했다. 따라서 부피와 무게를 줄이는 방법과 비용을 줄이는 방법은 최근 몇 년 동안 전자 변압기 개발의 주요 방향이되었습니다. 1. 신소재 1.1 실리콘 강 실리콘 강은 산업용 주파수 전원 공급 장치의 전자 변압기에 널리 사용되는 핵심 소재입니다. 전자 변압기의 코어 양을 줄이려면 실리콘 강철의 작동 자속 밀도 (작동 자속 밀도)를 높여야합니다. 실리콘 강의 작동 자기 밀도는 포화 자속 밀도와 손실에 의해 결정됩니다. 효율성은 전자 변압기의 중요한 성능 지표이기 때문에 많은 전력 제품은 이제 에너지를 절약하기 위해 대기 손실이 필요합니다. 전자 변압기의 코어 손실은 대기 손실의 주요 구성 요소이므로 전자 변압기의 효율성 또는 손실에 대한 명확하고 엄격한 요구 사항이 제시됩니다. 최근 몇 년 동안 방향성 및 무 방향성 냉간 압연 실리콘 강의 가격이 상승했습니다. R 형, CD 형 및 EI 형 코어와 비교하여 코일 형 토로 이달 코어는 20 % 재료 소비 감소로 인해 핵심 재료 비용의. 변압기에서 사용 범위. 권 선형 토로 이달 코어는 방향성 냉간 압연 실리콘 강의 성능을 최대한 발휘할 수 있습니다. 무 방향성 냉간 압연 강재와 비교하여 작동 자기 밀도가 훨씬 높습니다. 동시에 R 형, CD 형, EI 형 철심과 달리 실리콘 강 소재를 충분히 활용할 수 있고, 코너 낭비가없고, 소재 활용률이 98 % 이상에 도달 할 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 냉간 압연 배향 된 실리콘 강이 상당히 개선되었습니다. 23Q110의 국산 0.23mm 배향 냉연 규소 강은 작동 자속 밀도가 1.7T, 50Hz이며 단위 중량 손실은 1.10Wkg입니다. 일본에서 생산되는 0.23mm 두께 방향 냉간 압연 실리콘 강 P1.750은 0.88Wkg입니다. 실리콘 스틸 스트립의 표면 처리 후 인장 코팅으로 코팅하면 P1.750이 0.7Wkg으로 떨어집니다. 어닐링 공정을 변경하여 자구를 미세화하면 P1.750은 0.55 ～ 0.45Wkg으로 떨어지며, 이는 1.5T 및 50Hz의 작동 자기 밀도에서 0.35mm 두께의 무 방향성 냉간 압연 실리콘 강철보다 훨씬 낮습니다 (P1. 2Wkg의 550). 동일한 손실을 보장하는 조건에서 0.23mm 두께 지향 냉간 압연 실리콘 강의 작동 자기 밀도는 1.85T에 도달 할 수 있습니다. 토로 이달 코어 가공을 선택하면 무 방향성 냉연 규소 강 1.5 T의 가공 자기 밀도보다 1.23 배 높습니다. 코어 단면 및 부피를 23 % 이상 줄일 수 있습니다. 현재 EI 형 철심 전원 주파수 변압기는 휴대폰 충전기 및 가전 제품의 전원 어댑터에 널리 사용되고 있으며 때때로 과열이 발생하기도합니다. EI 코어는 EI 모양의 천공 시트로 구성됩니다. E 형 천공 시트 길이의 1/5은 세로 방향 (방향 방향)과 직교합니다. 가로 자기장을 견디기 위해 무 방향성 냉간 압연 실리콘 강이 일반적으로 사용됩니다. 최근 일본의 Kawasaki Company는 EI 코어에 사용할 수있는 RGE 시리즈 지향 냉간 압연 실리콘 강을 개발했습니다. 두께는 0.35mm, 세로 포화 자기 밀도는 1.80 ～ 1.90T, 가로 포화 자기 밀도는 1.825T, 손실 P1.750은 1.10 ～ 1.25Wkg이다. 동시에 절연막은 상대적으로 얇고 스탬핑 성능이 좋습니다. 이를 사용하여 철심을 만들면 작동 자기 밀도는 1.7T 이상이 될 수 있습니다. 무 방향성 냉간 압연 실리콘 강보다 높다. 코어 섹션과 부피를 15 % 이상 줄일 수 있으며 손실이 크게 감소합니다. , 더 이상 과열이 없습니다. 일본의 Kawasaki Company는 또한 높은 포화 자기 밀도를 가진 무 방향성 냉간 압연 강재를 개발했습니다. 두께는 0.5mm, 실리콘 함량은 1 %, 0.6 % 미만, 알루미늄 함량은 0.3 %입니다. 0.52 추가 후 % 니켈, 포화 자기 밀도는 1.96T입니다. , 손실 P1.550은 3Wkg입니다. EI 코어 재료로 사용하면 작동 자기 밀도도 1.7T가 될 수 있지만 손실은 상대적으로 큽니다. 큰 종류의 전자 변압기로서 작동 자기 밀도가 높은 코어 재료를 사용하면 코어 섹션과 부피를 줄이는 대신 코일 권선 수를 줄이고 구리 양을 줄일 수 있습니다. 구리 소재의 가격이 코어 소재의 가격보다 훨씬 높은 상황에서 더 나은 설계 개선 계획이 될 수 있습니다. 1.2 소프트 페라이트 소프트 페라이트는 중주파 및 고주파 전원 공급 장치의 전자 변압기에 널리 사용되는 핵심 소재입니다. 금속성 연 자성 재료에 비해 연질 페라이트는 낮은 포화 자기 밀도, 낮은 투자율 및 퀴리 온도를 가지고 있습니다. 낮음은 주요 약점입니다. 특히 퀴리 온도가 낮 으면 포화 자기 밀도 Bs와 단위 부피당 전력 손실 Pcv는 온도에 따라 변합니다. 온도가 상승하고 Bs가 떨어지고 Pcv가 떨어지기 시작하고 계곡 지점에 도달 한 후 상승합니다. 따라서 고온 조건에서 Bs가 높은 수준을 유지하는 한 작동 자기 밀도 Bm을 더 높게 선택할 수 있으므로 코일 권선 수를 줄이고 사용되는 구리의 양과 비용을 줄일 수 있습니다. 고온 및 고 포화 자기 밀도 소프트 페라이트 재료는 전자 변압기의 온도 상한을 120 개 또는 150 개까지 확장 할 수 있습니다. 예를 들어, 자동차 전자 장비의 고주파 전자 변압기는 외부 온도 조건의 큰 변화와 엔진 실의 열이있는 고온 조건에서 작동하려면 고온, 고 포화 자기 밀도 소프트 페라이트를 사용해야합니다. 일본'의 TDK 사로 대표되는 중고 주파 전자 변압기 용 MnZn 소프트 페라이트로 PC30 → PC40 → PC44 → PC50 → PC47 → PC95 → PC90의 개발 과정을 거친 경험이있다. 100 ℃, 100kHz, 200mT의 테스트 조건에서 단위 체 적당 전력 손실은 계속 감소합니다. 2006 년 4 월 회사에서 발표 한 데이터에 따르면 PC30은 600mW / cm3입니다. PC40은 420mW / cm3입니다. PC44는 340mW / cm3입니다. PC47은 270mW / cm3입니다. 그러나 100 개의 이점, PC30, PC40 및 PC44 미만의 포화 자속 밀도 B는 기본적으로 390mT, PC47은 410mT로 이론적 값인 600mT와는 거리가 멀고 고온 및 고 포화 자속으로 간주 할 수 없습니다. 밀도 재료. 최근 전자 트랜스포머 응용 분야에서 금속 연 자성 재료와 경쟁하기 위해 고온 고 포화 자성 밀도 MnZn 페라이트 재료의 개발 물결이 발생하고 있습니다. 일본' s FDK 회사는 2003 년 3 월에 4H 시리즈의 고온 고 포화 자성 밀도 재료를 개발했습니다.이 중 4H45 및 4H47의 Bs는 25 ℃에서 520mT 및 530mT, 100에서 450mT 및 470mT입니다. 그러나 100 ℃에서 전력 손실 Pcv는 각각 450mW / cm3 및 650mW / cm3로 상대적으로 높습니다. 보고서에 따르면 FDK는 실험실 조건에서 4H50 재료를 개발했습니다. 100 ° C에서의 Bs는 490mT이지만 Pcv는 800mW / cm3에서 상당히 큽니다. 일본 TDK 회사는 2004 년 9 월 PC90 재료를 개발했습니다. 25 ℃에서 Bs는 540mT이고 Pcv는 680mW / cm3입니다. 100 ℃에서 Bs는 450mT이고 Pcv는 320mW / cm3로 4H45 재료 수준보다 높습니다. TOKIN 사가 BH3 소재를 개발했습니다. 25 ° C에서 Bs는 540mT이고 Pcv는 600mW / cm3입니다. 100 ° C에서 Bs는 440mT이고 Pcv는 370mW / cm3입니다. NICERA는 25 ° C에서 Bs가 540mT이고 Pcv가 720mW / cm3 인 BM30 소재를 개발했습니다. 100 ° C, Bs는 450mT, Pcv는 320mW / cm3입니다. Hitachi Metals에서 개발 한 고 철분 및 저 아연 페라이트 재료 인 Bs는 25 ℃에서 563mT입니다. 100 ℃에서 560mT는 기본적으로 변하지 않고 150 ℃는 490mT이지만 100 ℃, 100kHz에서는 200mT의 테스트 조건에서 Pcv가 1700mW / cm3로 너무 높아서 개선이 필요합니다. 많은 전원 공급 장치는 전자 변압기가 작동 상태, 즉 고온에서 손실이 작아야 할뿐만 아니라 대기 상태, 즉 상온에서 손실이 작아야합니다. 이 전자 변압기는 넓은 온도와 낮은 전력 소비로 부드러운 페라이트를 사용할 수 있습니다. 일본에서 개발 한 PC95'의 TDK는 최근 몇 년 동안 등장한 고수준, 넓은 온도의 페라이트 재료입니다. 전력 소비 Pcv는 25 ° C에서 350mW / cm3, 80 ° C에서 280mW / cm3, 100 ° C에서 290mW / cm3, 120 ° C에서 350mW / cm3, 100 ° C에서 410mT의 포화 자기 밀도입니다. 최근 몇 년 동안 일련의 고 투자율 μ 소프트 페라이트 재료가 개발되었습니다. 그들은 전자 전력 장비의 펄스 변압기로 사용됩니다. 투자율 μ는 상대적으로 높아야합니다. μ가 15,000 ± 30 인 TDK의 H5C3가 있습니다. %, H5C5, μ는 30,000 ± 30 %입니다. EPCOS' s T56의 경우 μ는 20000 ± 30 %입니다. 전자기 간섭 필터링을 위해서는 우수한 투과성 주파수 특성이 필요합니다. TDK HS52, μ는 5500 ± 25 %; HS72, μ는 7500 ± 25 %; HS10, μ는 10000 ± 25 %입니다. HITACHI의 MP15T의 μ는 15000 ± 25 % 500kHz 이하에서 작동 할 수 있습니다. DC 필터링의 경우 우수한 DC 중첩 특성이 필요합니다. TDK' s DN45, μ는 4500 ± 25 %, 작동 온도는 0 ~ 70 ℃, 개선 된 DNW45, μ는 4200 ± 25 %, 작동 온도는 -40 ℃ ~ +85 ℃, Kawasaki의 SK-202G, 작동 온도 -40 ℃ ~ +85 ℃, μ는 4300 ± 25 %, TDK의 DN50, μ는 5200 ± 20 %과 같은 고 포화 자기 밀도 및 고 투과성 재료 , Bs는 25 ℃에서 550 mT, 100 ℃에서 380 mT, 퀴리 온도 Tc≥210 ℃입니다. 1.3 비정질 및 나노 결정 합금 2005 년 초부터 방향성 냉연 실리콘 강판의 국내 수급 불균형으로 인해 방향성 냉연 실리콘 강판의 가격이 급격히 상승하여 현재 가격을 초과했습니다. 철 기반 비정질 합금 스트립. 현재의 시장 가격 상황에서, 전력 주파수 전력 변압기 분야에서 방향성 냉간 압연 실리콘 강철을 철 기반 비정질 합금으로 대체하는 것은 더 이상 가능한 일이 아니라 현실이되었습니다. 전력 변압기 산업에서 배전 변압기 제조업체는 핵심 재료를 방향성 냉간 압연 실리콘 강철에서 철 기반 비정질 합금으로 전환했습니다. 동시에 2006 년 7 월 1 일부터 강제 국가 표준" 배전 변압기에 대한 에너지 효율 및 에너지 절약 평가 값의 제한 값" 공식적으로 구현되어 배전 변압기에서 방향성 냉간 압연 실리콘 강 대신 철 기반 비정질 합금의 사용을 더욱 촉진했습니다. 급증. 배전 변압기와 마찬가지로, 전력 주파수 전력 변압기에서 방향성 냉간 압연 실리콘 강철을 철 기반 비정질 합금으로 대체하는 것은 전원 공급 장치의 전자 변압기에서 새로운 주요 개발이 될 것입니다. 왜? 그 이유는 표 1의 방향성 냉연 규소 강과 철계 비정질 합금의 기술 및 경제 지표를 비교하여 확인할 수 있습니다. 표 1의 중배 향 냉연 규소 강은 고 자기 유도 23R100과 자성을 취합니다. 예를 들어 일본에서 생산 된 도메인 처리 23R085, 철계 비정질 합금은 표 1에서 볼 수 있듯이 국산 1K101 및 히타치에서 생산 한 Metglas 2605SA1을 예로 들어 다음과 같은 특징을 제시합니다. [align = center] 표 1 방향성 냉간 압연 규소 강과 철계 비정질 합금의 기술 및 경제 지표 비교 [/ align] (1) 철계 비정질 합금의 포화 자기 밀도 B가 규소보다 낮습니다. 강철이지만 동일한 작동 자기 밀도 Bm (예 : 1.4T)에서 낮은 손실은 실리콘 강철보다 낮습니다. 철계 비정질 합금의 작동 자기 밀도 Bm은 단상 변압기의 경우 1.40 ～ 1.45T, 삼상 변압기의 경우 1.35 ～ 1.40T입니다. 규소 강의 작동 자기 밀도 Bm은 단상 변압기의 경우 1.70T, 삼상 변압기의 경우 1.65 ～ 1.70T입니다. 같은 용량의 전력 주파수 변압기 용 철계 비정질 합금의 무게는 약 120 % 실리콘 강철의. (2) 철계 비정질 합금의 충진율은 국산 1K101은 0.85, 히타치가 생산하는 Metglas 2605SA1은 0. {{356}}. 90, 일부는 0.93에 이르렀다. 0. {{363}}을 규소 강 0.945와 비교하면 동일한 무게의 철계 비정질 합금 코어의 부피는 약 110 % 실리콘 강철의 그것. (3) 1.4T 및 50Hz 조건에서 철계 비정질 합금의 단위 중량 손실은 P1.450으로 26.4 % ~ 43 % 코어 가열을 크게 줄일 수있는 실리콘 강의. 동일한 손실 및 동일한 방열 조건에서 철 기반 비정질 합금 전력 주파수 변압기는 실리콘 강철 전력 주파수 변압기보다 구리 손실을 줄이고 구리 재료를 줄일 수 있습니다. 구리 재료의 가격이 철 재료의 가격보다 높은 상황에서이 계획을 채택하는 것이 비용 절감을위한 효과적인 조치 중 하나입니다. 단위 중량 당 손실 P1.450은 왜곡이 2 % 미만인 사인파 전압에서 테스트된다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 실제 전력 주파수 그리드는 5 %로 왜곡됩니다. 이 왜곡 하의 단위 중량 손실은 P1.450, 실리콘 강은 123 % P1.450, 철계 비정질 합금은 106 % P1.450. 이때 철계 비정질 합금의 P1.450은 실리콘 강 뿐이다. 22.7 % ～ 37 % 총의. (4) 규소 강의 현재 가격은 2006 년 8 월 중순 광둥성 특정 지역의 철강 시장 가격에서 가져 왔고, 수입 된 철계 비정질 합금의 현재 가격은 2006 년 7 월 일본 히타치에서 가져왔다. 킬로그램 당 US $ 2.85. 위안화 환율은 22.8 위안 kg이고 관세와 부가가치세는 28 위안 kg입니다. 국내 철계 비정질 합금의 현재 가격은 추정치이며 생산 단위의 견적 가격과 다소 다릅니다. (5) 철계 비정질 합금의 어닐링 온도는 실리콘 강보다 낮으며 시간과 에너지 소비가 적습니다. 철심 제조를위한 추가 가공 비용은 실리콘 강보다 낮아야합니다. 철 기반 비정질 합금 스트립은 권 선형 토로 이달 코어, 겹치는 직사각형 코어 및 개방형 C 형 코어로 가공 될 수 있습니다. 1990 년대에 일본은 EI 코어를 처리하기 위해 여러 층의 결합 된 철 기반 비정질 합금 스트립을 사용했지만 추가 처리 비용이 높고 코어 손실이 증가했습니다. 나중에 관련 보고서가 없었습니다. 이제 연구중인 벌크 비정질 합금의 두께는 밀리미터와 센티미터 수준에 도달 할 수 있습니다. 생산에 투입되면 실리콘 강과 같은 EI 코어로 가공 될 수 있습니다. 위의 요소를 결합하여 링과 C