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    解密高頻電源工程師為什么青睞非晶磁環

    2020-11-14 10:47:12

    隨著時代的發展和生活質量的提高,無論我們在生活中還是工作中,對電源的需求數量越來越多,領域越來越廣泛,電器的功率從幾十瓦特到幾十千瓦甚至幾百千瓦。

    高頻電源生活中無處不在,舉個例子:我的父親喜歡種菜,去年的時候有段時間,天氣干旱,長時間沒有下雨,可把老爸愁壞了,因為年齡大了,挑水澆菜比較吃力,正好我遇見了,我把家里的潛水泵放在電瓶三輪車上,加一個逆變電源就可以澆水了,這里就用到了逆變電源。現在的技術,巴掌大的電源,可以做到幾千瓦的功率,是不是很牛呢

    在講高頻電源之前,先解釋一下最近有個DIY的朋友提的傻瓜問題:什么是高頻電源,我們的電瓶是什么電源?

    其實我們生活中只會用到兩種電,一種是直流電,另一種是市電,直流電就是電池或者電瓶里面的電,非常純凈,不存在頻率的問題;市電就是50HZ/60HZ AC220V 的電,那什么是高頻電源呢?


    高頻電源就是為了需要,把頻率提高到1000hz(1KHZ)以上,或者20KHZ以上,那么為什么要把頻率提高呢?我們知道,我們在不考慮損耗的前提下,同樣大的截面積的磁環或者鐵芯,能夠承受更大的功率傳輸,也就是說,提高了頻率,我們就可以在不增加體積的情況下,大大的增加了電源的功率。

    說明白了上面的問題,我們開始解釋為什么高頻電源工程師那么青睞非晶磁環,根據公式(公式是經驗值)功率與磁環的有效截面積、窗口面積、頻率、電流密度、飽和磁感應強度這五個參數成正比關系,所以我們要想提高功率,電源的體積不能變大,我們只能增加頻率,但是提高了頻率后,在工頻下最牛的材料----硅鋼片就變得到處都是缺點了;

    俗話說丑媳婦怕見公婆,硅鋼片呢,就最怕提高頻率,本來在工頻下,硅鋼廉價,Bs高,功率大,然而提高頻率后損耗急速上升,這種損壞分為兩種,一種鐵芯本身的損耗增加了,也就是磁滯損耗增加,再一個就算渦流引起的渦流損耗。這種損壞增大,會有兩種壞的結果,第一個就是浪費電,因為電在轉化的時候通過熱量浪費了,第二個就是發熱引起其他元器件或者密封件的安全系數下降,造成安全隱患。

    就是因為硅鋼的這些高頻缺點,才有了非晶的用武之地,這里說的非晶是指的1k107材料,非晶磁環現在國內可以做到20Khz /0.5T下的損耗在25w/kg以內,做的好一點兒的可以控制在18w/kg以內。

    我有一位朋友就是做高頻電源的,聽他講,使用非晶磁環結合他設計的電路,整個電源的轉化率達到了95%左右,剩余的5%的損耗為鐵芯損耗、銅線損耗、MOS管等元件的損耗的總和,這個效率是遠遠高于同行標準的。

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