超微晶铁芯的特性及运用

一、技术性叙述

功率大的(纳米)变压器特性

高频率变频电源.逆变焊机的输出功率在20kHz~50kHz，做为开关电源心血管的主变压器，传统式的铁芯原材料铁氧体虽高频率耗损较低，但其低頻段（100kHz下列）的磁特点不大好，又以其饱和状态磁感应值（Bs）较低，铁芯的容积和净重仍很大，除此之外，铁氧体的居里温度较低，耐热性差，溫度稍高即造成 Bs值减少，易饱和状态，运行状态不稳定，不宜于低頻功率大的下应用。纳米晶原材料，具备优质的综合性带磁能，非常是运用在高频率功率大的变频电源，逆变焊机上。做为逆变电源变压器的铁芯已经是长期领先。

一、纳米晶的优势（纳米晶铁芯公司）

纳米晶原材料另外具有了硅钢片、坡莫合金、铁氧体的优势。即：

高磁感：饱和状态磁感Bs＝1.2T，是坡莫合金的一倍，铁氧体的2.5倍。铁芯功率大，能够做到15kW～20kW/kg。

高导磁率：静态数据原始导磁率μ0可达到十二万～14万，与坡莫合金非常。用以输出功率变压器铁芯的导磁率是铁氧体的10几倍，大幅度降低了励磁电流输出功率，提升了变压器的高效率。

低损耗：在20kHz～50kHz頻率范畴是铁氧体1/2～1/5，减少铁芯升温。

居里温度高：纳米晶原材料的居里温度达570℃，铁氧体的居里温度仅180℃～200℃。

因为之上的优势，纳米晶生产制造的变压器运用在变频电源.逆变焊机上，对开关电源.二保焊机可信性提升起了非常大功效：

耗损小，变压器升温低，很多客户的长期性具体应用证实，纳米晶变压器的升温远远地小于IGBT管道的升温。

铁芯导磁率高，减少了励磁电流输出功率，减少了铜损，提升了变压器的高效率。变压器的初中级电感器大，减少了电流量在电源开关时对IGBT管道的冲击性。

工作中磁感高，功率大，可做到15Kw/kg。减少了铁芯的容积。非常是功率大的变频电源，容积减少促使在主机箱内室内空间扩大，有益于IGBT管道的排热。

变压器的负载工作能力强，因为工作中磁感挑选在饱和状态磁感的40%上下，当负载产生时，仅因为磁感提高造成发

热，而不容易因铁芯饱和状态而毁坏IGBT管道。

纳米晶原材料的居里温度高，假定溫度做到100℃之上时，铁氧体变压器早已不可以工作中，纳米晶变压器彻底能够一切正常工作中。

纳米晶的这种优势，被愈来愈多的开关电源生产商了解并选用，中国一批生产厂家，早已选用纳米晶铁芯，并运用很多年。愈来愈多的生产厂家刚开始应用或使用。现阶段早已广泛运用在逆变焊机、电源系统、电镀工艺电解电源、电磁感应加热开关电源、电池充电开关电源等行业，将来两年还会继续有更大幅的提升。

二、大伙儿关注的好多个难题

纳米晶原材料在运用于变频电源的全过程中，曾出現了一些如噪声难题、延性难题、一致性难题等，在一定水平上对应用推广产生危害，造成了关心。如今这种难题都早已逐渐获得处理。

（一）噪声难题

噪声的产生有各个方面的缘故：

1．原材料自身磁致伸缩指数的缘故，铁氧体原材料的磁致伸缩指数较为大，虽然铁氧体变压器骨架是实芯的，在应用有时候也会出現噪声。纳米晶的成份不一样，磁致伸缩指数不一样，前两年应用的成份，是一种通用性的铝合金的成份，因而生产制造出变压器的噪声难题非常明显，伴随着运用、开发设计愈来愈深层次，对于不一样主要用途选用不一样的铝合金成份，以考虑不一样元器件对带磁的特别要求。比如，做为输出功率輸出变压器、电压互感器、共模电感等，都开发设计出专用型的成份。依据输出功率变压器的规定调节的铝合金成份，减少了磁致伸缩指数，经客户应用证实，噪声难题早已大大的改进。

2．铁芯倒丝机紧松上的缘故，这与应用的非晶带材品质有非常大关联，非晶带材规格误差、薄厚不匀称都是导致铁芯倒丝机太松，非常容易造成噪声。调节成份后，钢液流通性好，有益于非晶带材的成形品质，在一定水平上为减少铁芯噪声，出示了有益确保。

3．整流电路层面的难题，电源电路中直流电成份大，导致铁芯的工作中磁感提升，造成噪声。大家的试验证实，噪声随工作中磁感的提升而扩大。有的生产厂家在电源电路上采用了隔直流电对策，应用纳米晶铁芯很多年来沒有出現噪声难题。

根据之上的改善，噪声难题基础获得了处理。

（二）延性难题

纳米晶铁芯的延性关键反映在铁芯掉渣，是客户体现较大难题，不但对安装简单是头疼的事，并且非常容易给电源电路导致短路故障的安全隐患。历经很多年的实践活动、科学研究，延性难题根据对成份、加工工艺的调节，获得大大的改进。成份调节后，非晶带材的柔韧度明显改进。非晶带材薄厚的减薄也降低了延性。除此之外在生产制造铁芯的加工工艺上，对铁芯浸注无地应力胶，促使铁芯不易碎，彻底消除了铁芯的掉渣的延性难题。另外，因为无地应力胶把铁芯非晶带材的层空隙固定不动，使其不容易造成共震，降低了噪声的造成。

（三）一致性难题

一致性跟生产规模相关，与生产线设备的容积相关。从非晶带材的品质看，一台500Kg生产量的机器设备和50公斤生产量机器设备较为，一样生产制造500Kg非晶带材，显而易见，前面一种商品在成份、带磁能的一致性好些于后面一种。一样在加工过程中的调质处理也是一样。因此生产规模大、生产线设备容积大对一致性有益。

纳米晶的一致性在客户应用中，具体表现在饱和状态工作电压和电感器量离散性大，有时候会相距一倍多。关键缘故是电磁场调质处理的实际效果差、生产制造检测沒有归类挑选。伴随着用以输出功率变压器的成份的调节，不但改进了延性，并且减少了原材料的剩下磁感应抗压强度，因而，扩大了电磁场调质处理的实际效果，提升了铁芯的饱和状态工作电压，对商品一致性起了关键功效。

对变频电源所规定的带磁能，有一个逐渐了解全过程，前两年，因为使用量较小，只注重耗损做到规定就可以了。因此，特性检测只准确测量耗损这一个主要参数。对特殊的客户，提升检测感应电压值。伴随着运用的量越来越大，各式各样的规定随着明确提出，非常是特性一致性的规定非常突显。因为对这类规定有一个了解全过程，因此不管在成份改善、生产制造机构、检测规范等层面，都一些落后。因而对应用推广有一定危害。如今这个问题获得了充足的了解，并采用了多种多样合理对策，一致性已进一步提高。

（四）价钱难题

价钱难题是客户最关注的，非常是提前准备应用或刚开始应用的客户。价钱与总产量有立即关联，这几年，随着纳米晶铁芯运用的行业愈来愈普遍，不但用以逆变焊机，并且很多用以电解法电镀设备、电磁感应加热机器设备、电池充电机器设备、电源系统、UPS开关电源、X光机开关电源、激光发生器、直流变频变速开关电源等行业，生产量越来越大，价钱也是有较大幅的减少，现阶段的价格对比最开始的价钱早已降低了约40%，伴随着运用量的持续扩大，价钱会急剧下降，纳米晶的价钱会愈来愈贴近铁氧体的价钱。

现阶段针对15KW之上的功率大的的开关电源而言，事实上纳米晶铁芯的价钱早已小于铁氧体铁芯了。由于铁氧体铁芯的规格比较有限，功率大的变压器所必须的变压器骨架难以处理，迫不得已应用好多个铁芯才可以考虑输出功率规定。而纳米晶铁芯一个就可以了。从价格上看，铁氧体划算许多 ，但好多个铁芯的总价格就比纳米晶铁芯的价钱高了。

三、纳米晶变压器的商品

所应用的纳米晶变压器基本上全是整个设备生产厂家自身线圈电感的，因为每个制造厂商整流电路的设计方案不一样、对纳米晶原材料的掌握不一样、对变压器生产制造加工工艺把握水平不一样，生产制造出的变压器水准也不一样。生产制造高频率变压器变成生产制造中的关键步骤。因而，一些生产厂家明确提出，可否系统化生产制造高频率变压器，整个设备生产厂家立即选购变压器的规定。

原先20kHz～50kHz頻率范畴的变压器，一般选用铁氧体做变压器铁芯。