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直流开关电源在市场发展中主要追求的指标是效率高、体积小(轻薄短小)、成本低,因此对其中用的电子变压器,也主要是这几方面的要求。对电子变压器的要求
2.1效率
直流电源要求效率高的主要原因是节能和环保,也就是从“绿色电源”概念提出来的。因为节能后,由于直流开关电源量大面广,可以显著减少所需的电能,也就减少发电厂数量,减少发电厂排放的废气废水和灰潭对环境的污染。现在要求100W以下的小功率直流开关电源效率超过85%。中大功率直流开关电源效率超过90%。
变压器和电感器的损耗一般占直流电源的15%左右。要求变压器效率超过95%~98%,其原因是要求减少直流开关电源的待机损耗。因为变压器的空载损耗和空载电流是造成待机损耗的主要原因之一。现在直流开关电源的待机损耗要求小于10%,因此,变压器空工损耗只能小于5%,{zh0}小于2%。效率高,发热小,不可减少散热面积和体积。
2.2体积
直流开关电源追求轻薄短小,是它在市场发展中的热门话题,其中变压器和电感器的小型化是{zd0}的难点,受到国内外专家们的普遍关注。表示它的指标是功率密度,希望能达到100W/IN3以上。
为了适应直流电源小型化的需要,首先是提高工作频率,其次是改变结构。工作频率提高到250KHZ,比20KHZ~40KHZ,功率密度会显著增加。但是高频损耗也显著增加,改用新的磁性材料和线圈结构来解决。高频电磁干扰也显著增加,采用抗干扰滤波器和低磁致伸缩材料来解决。现在{zg}的工作频率已达到25~30MHZ。1~2MHZ在小型直流开关电源中已比较普遍。
变压器结构正经历三次更新换代。{dy}次是平面变压器、体积和重量比立体变压器(普通变压器)减少80%,已形成从5W至20KW20KHZ至2MHZ的产品,效率典型值为98%。第二次是片式变压器,对低压大电流特别适用,高度(厚度)更进一步降低,电流可达100安以上,采用一个次级绕组多个磁芯组成,代替以前的一个磁芯多个绕组。多个磁芯的初级绕组串联,从而达到降压隔离的要求。内部温升比平面变压器低,只有10℃左右。可以装在额定温升更高的基板上工作。第三次是薄膜变压器,采用薄膜后高度低于1MM。工作步率超过1MHZ,达到10~100MHZ。由于采用集成电路工艺制造,成本并不增加。是直流开关电源变压器的{zx1}发展方向。之所以强调“正经历”,是因为在现阶段,不同的应用范围和市场,从性能价格比出发,要求的变压器结构形式也不一样。立体变压器仍然大量使用。平面变压器已形成系列,正在推广。片式变压器处于个别和小批量生产阶段。薄膜变压器只是个别情况,仍处于研究开发阶段。因此,电子变压器不单要关注研究开发的新变压器,而且更要关注大量生产的变压器。即使改进某个部件,某个工艺环节,也会取得良好的效益。
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