登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
高频电子变压器的最大特点就是高频化。从变压器的工作原理来看,提高工作频率,可以减少变压器的体积和重量,也就是实现短小轻薄化,从而提高单位体积(或重量)传输功率,也就是高功率密度化。这些都是高频电子变压器本身固有的特点和直接带来的结果,而不能简单地把高频化、短小轻薄化、高功率密度化,作为高频电子变压器的发展方向。下面从高频电子变压器的整体结构、磁芯材料和结构、线圈材料和结构几个方面,提出一些发展方向的意见。
1 整体结构
为适应电子设备愈来愈轻薄短小,高频电子变压器一个主要发展方向是从立体结构向平面结构、片式结构、薄膜结构发展,从而形成一代又一代的新的高频电子变压器:平面变压器、片式变压器、薄膜变压器。高频电子变压器的整体结构的发展,不但形成新的磁芯结构和线圈结构,采用新的材料,而且对设计方面和生产工艺方面也带来新的发展方向。在设计方面,除了要研究各种新结构的电磁场分布,如何达到最佳的优化设计,还要研究多层结构的各种问题。在生产工艺方面,要研究各种新的加工方法,从而保证性能的一致性和实现加工工艺的机械化和自动化等。
在MHz级高频电子变压器中,愈来愈多的应用领域采用空心变压器。探讨空心变压器的结构、设计方法、制造工艺和应用特点也是其研究和发展方向。另外,压电变压器等新工作原理的高频电子变压器的研究也是发展方向,经过近十年的研究开发,压电变压器已经在一些领域中得到了实际应用。
采用计算机对整体结构方案进行优化和具体设计,是现在各种电子器件的主要发展方向之一,当然也是高频电子变压器的一个主要发展方向。这样可以缩短设计时间,减少材料用量,缩短生产周期,降低成本。
2 磁芯材料和结构
磁芯在采用软磁材料,以电磁感应原理工作的高频电子变压器中是最关键的部件。磁芯材料的主要发展方向是降低损耗,加宽使用的温度范围和降低成本。磁芯结构的主要发展方向是如何形成形状和尺寸最佳(对电磁性能、散热、用量和成本等参数)的平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯。
现在各种软磁材料,都在不断地改进和开发,以竞争高频电子变压器的市场。
软磁铁氧体是现在高频电子变压器使用的主要磁芯材料,发展方向是开发性能更好的新品种和降低成本的新工艺。在材料新品种方面,日本TDK公司在2003年开发出宽温低损耗材料PC95,在25℃~120℃温度范围内损耗都小于350mW/cm3(在100kHz×200mT条件下)。在80℃时损耗最小,为280mW/cm3。25℃时Bs为540mT,100℃时,Bs为420mT。还开发出高温高饱和磁密材料PE33,居里点Tc>290℃,在100℃下,Bs为450mT。在100℃,100kHz×200mT条件下,Pc≤1100mW/cm3,日本FDK公司,德国EPCOS公司、Ferrocube公司也开发出类似的高温高饱和磁密材料。
高磁导率材料也有许多新品种,如TDK公司的脉冲变压器用H5C5,μi为30000左右。抗电磁干扰电感器用HS10,同时具有良好的频率特性和阻抗特性,在500kHz仍具有较高磁导率,虽然初始磁导率不高,只有10000左右。高磁导率高饱和磁密材料DN50,在25℃时Bs为550mT,在100℃时Bs为380mT,μi为5200左右,居里温度Tc≥210℃。
在新工艺方面,自蔓延高温合成法(SHS)是近年来的研究热点,其原理是利用反应物内部的化学能来合成材料。整个工艺极为简单,能耗低,生产效率与产品纯度高,对环境无污染,已经成功合成Mg、MgZn、MnZn、NiZn铁氧体,正在实现产业化。火花等离子烧结法(SPS),可以成功地制成多层MnZn铁氧体和坡莫合金复合软磁材料磁芯,同时具有MnZn铁氧体的高频低损耗特性和坡莫合金的高磁导率高饱和磁密特性,这种复合软磁材料磁芯,将使高频电子变压器的性能明显地提高。其他工艺如自燃烧合成法、快速燃烧合成法、水热合成法、新型水热合成法、机械合金法、微波烧结等,近年来均开展了大量研究,都符合提高性能和降低成本的发展方向。
由于软磁铁氧体的饱和磁密低,在20kHz~100kHz的较高频范围内,性能价格比的优势不如100kHz以上的高频范围那样明显,其他几种软磁材料在20kHz~100kHz的较高频范围内,与软磁铁氧体展开激烈的竞争。各种软磁材料都有各自的特点,因此,如何在具体的高频电子变压器产品中,充分发挥各种软磁材料的优点以达到更好的性能价格比,是高频电子变压器所用的软磁材料的发展方向。
硅钢的特点是饱和磁密高,性能稳定,价格较低,近年来发展了一系列高频用硅钢,包括超薄带硅钢、6.5%硅钢、梯度硅钢和含铬的硅钢。特别是含铬的硅钢已经用于25kHz和70kHz的电子变压器中。现在硅钢使用的工作频率已达到325kHz。
高磁导坡莫合金的特点是磁导率高,环境适应性好,但是价格贵,近年来发展的坡莫合金超薄带,使用的工作频率已超过1MHz,在特殊要求的地方和军工设备中使用。
钴基非晶合金是现有软磁材料中高频损耗最低的一种材料,价格贵,但是,在200kHz以上的高频中使用,磁芯重量小,价格因素不突出,目前在200kHz和1MHz的高频电子变压器中大量使用。
软磁复合材料现在成为高频电子变压器用磁芯材料的一大发展方向,它与传统的软磁铁氧体和软磁合金相比,其磁性金属粒子或者薄膜,可以分布在非导体和其他材料中,使高频损耗明显降低,提高了工作频率。同时,其加工工艺既可采用热压法加工成粉芯,也可以利用现在的塑料工程技术,注塑成复杂形状的磁芯,具有密度小、重量轻、生产效率高、成本低,产品重复性和一致性好等特点。还可以采用不同的配比,改变磁性。上面已介绍软磁铁氧体和坡莫合金组成的复合材料的例子,现在已开发出工作频率10kHz以上的软磁复合材料粉芯,在高频用滤波电感器中可代替软磁铁氧体。
根据高频电子变压器整体结构的发展要求,磁芯结构的发展方向是平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯。平面磁芯以前有的是用原来的软磁铁氧体磁芯进行改造,现在已有专门用于平面变压器的各种低高度软磁铁氧体磁芯。将来还可能开发出各种低高度软磁复合材料磁芯。片式变压器的磁芯除了将平面磁芯进一步压缩而外,也有采用共烧法制造的片式磁芯。薄膜磁芯和磁性材料是现在高频电子变压器最活跃的发展方向之一,将成为MHz以上高频电子变压器的主要磁芯材料和结构,有可能将薄膜电子变压器的高度做到1mm以下,可以装入各种卡片内。国内已建立几个中心在大力研究。现在希望能把材料开发,电子变压器制造和应用单位联合起来,尽快把国内开发出的薄膜软磁材料变成电子信息产品中的高频电子变压器磁芯,形成国内有自主知识产权的薄膜变压器。
3 线圈材料和结构
随着高频电子变压器整体结构的发展,线圈结构主要的发展方向是平面线圈,片式线圈和薄膜线圈,其中又包括多层结构。各种线圈结构的材料选用,也有一些新发展。
立体结构的高频变压器线圈,导线材料由于考虑集肤效应和邻近效应,采用多股绞线(里兹线),有时也采用扁铜线和铜带。绝缘材料采用耐热等级高的材料,以便提高允许温升和缩小线圈体积,采用双层和三层绝缘导线,可以减少线圈尺寸。举一个例子,最近,国内开发出以纳米技术把云母泳涂在铜线上的C级绝缘电磁线,已经在工频电机和变压器中应用,取得良好的效果,估计在高频电子变压器中也会得到应用。
平面结构线圈,导线采用铜箔,大多数采用单层和多层印刷电路板制造,也有采用一定图形的铜箔,多个折叠而成的。绝缘材料一般采用B级材料。
薄膜结构线圈,导线采用铜、银和金薄膜,制成梳形、螺旋形、运动场形等图形,绝缘材料采用H级和C级材料。也有采用多层结构的,或者是几个多层线圈组合起来,或者是几个线圈和几个磁芯交叉重叠而成。总之,薄膜变压器是现在正在大力开发的高频电子变压器,许多结构并不定型,也许,还会出现许多新的线圈结构。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
近日,由粤运交通集团创新打造的数字化直流微网台区互济示范项目在沈海高速开阳路段大槐服务区动工,为光能源为该项目提供了2台10kV/1250kVA、10kV/1000kVA电能路由器装置,标志着为光能源在推动绿色交通方面取得了重要进展,同时对加速实现双碳目标具有深远意义。该项目中2台10kV/1250kVA、10kV/1000k
2月7日,江苏省首座基于能量路由器的直流充电站在苏州昆山开发区正式投运。该站将常规充电站的“变压器+充电桩”两个独立系统合二为一,运用能量路由器技术,可满足13辆新能源汽车同时快速充电需求,为新能源汽车车主提供更高效、更经济的充电服务。常规充电场站采用交流变压器,将10千伏高压交流电降
近日,福建泉州供电公司在安溪县城厢镇经兜村建成投运新型柱上柔性配电变压器。该变压器由福建电科院牵头研制。不同于传统配电变压器通过手动或机械调档实现电压调节,新型柱上柔性配电变压器融合了电磁式工频变压器与电力电子变流器,通过电力电子变流器进行电压调节,具备电压双向分相平滑调节、三相
应用于用户侧场景的储能一体机采用“ALLINONE”设计思路,是一种集成了PCS、EMS、BMS、电池PACK、冷却单元和消防单元的储能系统,具备高能量密度、灵活扩容、即插即用等特点,满足工商业储能、台区治理、光储充微网等多种场景需求。河南许继电力电子有限公司(以下简称“许继电力电子”),深耕电力电
PCS作为电芯和电网连接的核心关键部件,实现的不仅仅是简单物理的连接,更是众多功能的整合和集成。而入局储能PCS的厂商也在逐渐增多,其中不乏拥有技术厚积优势的老牌光伏逆变器、电力电子技术企业,以及背靠强大资本实力的新手。持续入局的企业,在为储能变流器市场带来新鲜血液的同时,也使得激烈竞
9月2日,第三代储能系统引领者——为光能源,带着其首创的矩阵式储能系统,亮相第三届EESA储能展。作为行业先锋,为光能源此次展示了旗舰新品第三代矩阵式储能柜E3Matrix、PET直挂储能矩阵E4Matrix-ES、三相四线制变流器E2C2000等一系列创新储能解决方案。本次展会中,为光能源针对源网侧、工商业侧、
近日,在广东化州新安镇新塘村委会,一台崭新的新型电力电子变压器矗立在下大田角台区旁,经过将近两周的现场带电调试,电力电子变压器集群交直流混联工程全面竣工并正式投入运行。据了解,南方电网广东茂名供电局电力电子变压器集群交直流混联工程是南方电网广东电网公司“大量分布式光伏接入的低压互
日前,由国网智能电网研究院有限公司牵头,国网河北省电力有限公司、华北电力大学、清华大学等单位共同参与的“6.5千伏碳化硅器件及高功率密度电力电子变压器研制与工程应用”项目通过中国电机工程学会技术鉴定。鉴定委员会认定,该项目的研发成果——国内首个6.5千伏碳化硅(SiC)器件及高功率密度电
随着分布式发电和电动汽车的蓬勃发展,配电网正迎来前所未有的挑战和机遇。5月9日,在北极星电力网举办的“第四届智能配电网建设研讨会”上,西安为光能源科技有限公司总工程师黄浪博士深入阐述了配电网在新型电网体系中的核心地位,特别强调了电力电子技术在储能系统、电动汽车接入以及配电网智能化升
实验室简介伴随着能源绿色转型,大规模分布式光伏发电设备、新能源汽车等接入电力系统,配电网在电源结构、网架形态和负荷特性等方面正在发生深刻变化。国家电网有限公司先进配电组网技术实验室研究配电网形态演进机理,开展先进配电组网形态、设备、运行等核心技术攻关,支撑建设现代智慧配电网。实验
近日,中华人民共和国国家发展和改革委员会第7号令出台,公布了《产业结构调整指导目录(2024年本)》(以下简称《目录(2024年本)》),该目录自2024年2月1日起施行,同时,《产业结构调整指导目录(2019年本)》(以下简称《目录(2019年本)》)废止。《产业结构调整指导目录》(以下简称《目录》
2025年1月20日,特朗普正式就任美国第47任总统。上任后特朗普政府大幅调整拜登政府的气候及能源政策,不仅对美国自身能源、环境、经济、社会等诸多层面造成冲击,而且在国际范围产生广泛影响。本文系统梳理本届特朗普政府自上任以来的能源政策动向及全球影响,分析我国应如何有效对冲特朗普政府能源政
上世纪60年代,开关电源的问世,使其逐步取代了线性稳压电源和SCR相控电源。40多年来,开关电源技术有了飞迅发展和变化,经历了功率半导体器件、高频化和软开关技术、开关电源系统的集成技术三个发展阶段。 功率半导体器件从双极型器件(BPT、SCR、GTO)发展为MOS型器件(功率MOSFET、IGBT、IGCT等),使电力电子系统有可能实现高频化,并大幅度降低导通损耗,电路也更为简单。 自上世纪80年代开始,高频化和软开关技术的开发研究,使功率变换器性能更好、重量更轻、尺寸更小。高频化和软开关技术是过去20年国际电力电子界研究的热点之一。
北极星输配电网整理了6月2日~6月6日的一周电网项目动态。浙江甘肃至浙江±800千伏特高压直流输电线路工程浙江段5月30日,甘肃至浙江±800千伏特高压直流输电线路工程浙江段首基铁塔组立完成,标志着该工程全面进入杆塔组立阶段。据悉,浙江段线路长约219.16千米,涉及新建铁塔456基,途经浙江省杭州市
2025年1月20日,特朗普正式就任美国第47任总统。上任后特朗普政府大幅调整拜登政府的气候及能源政策,不仅对美国自身能源、环境、经济、社会等诸多层面造成冲击,而且在国际范围产生广泛影响。本文系统梳理本届特朗普政府自上任以来的能源政策动向及全球影响,分析我国应如何有效对冲特朗普政府能源政
以绿色之名,汇智启程。6月11日至13日,全球瞩目的清洁能源盛会——SNECPV+第十八届(2025)国际太阳能光伏与智慧能源(上海)大会暨展览会将在上海国家会展中心隆重举办。本届SNEC展布展规模达38万平米,来自全球95个国家和地区共3600余家企业参展,其中国际展商比例占30%。正泰以“绿源+智网共建新型
6月5日,国网唐山市乐亭县供电公司在乐亭二中考点组织开展应急演练,为高考筑牢“不断电”的安全屏障。高考是关乎莘莘学子的重要考试,电力供应的稳定性直接影响到考试的顺利进行。近年来,考试信息化程度不断提高,电力需求更加突出。随着高考临近,国网唐山市乐亭县供电公司对保电工作高度重视、提前
2025年5月4日,随着青海格尔木风电场最后一台风机机组自动灭火装置调试完成,普若泰克科技发展(北京)有限公司中标的国电投黄河公司海南风电分公司、格尔木分公司所属风电场加装自动灭火装置项目实现全面竣工。该项目历时近116个工作日,覆盖两地19座风电场,成功为1154台风电机组加装自动灭火装置,
6月5日晚,热浪裹挟着夜色笼罩着塞外山城,在承德县大营子乡北庙1号变压器下方,下板城供电所员工王胜利手持红外测温仪精准对准设备线夹,双眼紧盯仪器屏幕。“A相温度38℃,B相37℃,C相36℃,数据正常,但咱们也不能放松警惕。”王胜利话音刚落,王亚峰便迅速将测温数据工整记录在巡视记录上。这一晚
5月31日,江苏今年迎峰度夏500千伏电网重点工程——镇江500千伏上党变电站2号主变压器增容改造工程投运,新增变电容量25万千伏安,进一步提升了镇江西部地区的供电能力。据预测,今夏江苏电网最大负荷将再创新高。国网江苏省电力有限公司全力推进13项主网和1415项配电网迎峰度夏工程,计划在6月底前投
5月30日,浙江宁波500千伏河姆变电站第4台主变压器投运,标志着该站变压器增容扩建工程完成。至此,该站变压器总容量达325万千伏安,成为宁波规模最大的500千伏变电站,支撑地区迎峰度夏电力保供,并为后续±800千伏甘肃—浙江特高压直流输电工程落地提供条件。位于余姚市的500千伏河姆变电站是浙江东
6月5日,遂宁市经济和信息化局发布关于印发《2025年重点行业领域节能监察工作方案》的通知。全文如下:关于印发《2025年重点行业领域节能监察工作方案》的通知各县(市、区)、市直园区经济和信息化主管部门:为贯彻落实国家、省、市关于工业节能降碳有关工作部署,持续发挥节能监察监督约束作用,提升
为保障光伏设备安全稳定运行,提高发电效率,降低故障风险,近日,国能龙岩发电公司全面开展光伏设备预防性试验工作。本次预防性试验涵盖光伏电站内的各类核心设备,包括光伏组件、逆变器、变压器、配电柜、蓄电池等。在光伏组件检测中,作业人员运用专业仪器对组件的外观、功率、绝缘性能等进行细致检
5月29日,鹤壁首座车载移动变电站在国网鹤壁供电公司淇滨110千伏变电站投运。该变电站的投运增强了鹤壁电网迎峰度夏期间的供电可靠性,为全省电力应急保障体系建设提供了新的技术支撑。据介绍,车载移动变电站项目总投资1928万元,全部采用模块化装配式设计,核心设备包括50兆伏安主变压器、110千伏主
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!