东莞市梵尔龙电源科技有限公司
硅 钢是工频电源中电子变压器大量使用的铁心材料。要减少电子变压器中的铁心用量，必须提高硅钢的工作磁通密度 ( 工作磁密 ) 。硅钢的工作磁密既决定于饱和磁通密度，又决定于损耗。因为效率是 电子变压器的重要性能指标，现在，为了节能，许多电源产品都提出待机损耗要求。电子变压器的铁心损耗是待机损耗的主要组成部分，因此，都对电子变压器的效率或损耗提出明确的严格要求。 2008 年以来，取向和无取向冷轧硅钢价格上涨，卷绕式环形铁心，相比于 R 型、 CD 型和 EI 型铁心，由于消耗材料少，可以节约 20% 以上的铁心材料成本，扩大了电子变压器中的使用范围。 卷绕 式环形铁心可以充分发挥取向冷轧硅钢的性能，与无取向冷轧钢相比，工作磁密要高得多。 同时不 像 R 型、 CD 型和 EI 型的铁心那样，可以充分利用硅钢材料，不会有边角废料，材料利用率可以达 到 98% 以上。作为电子变压器一大类的工频变压器，采用工作磁密高的铁心材料后，可以不减少铁心截面和体积，而是减少线圈匝数，减少用铜量。在现在铜材价格远远高于铁心材料的情况下，可能是 更好的一种设计改进方案。
额定电流I1和I2 额定电流是指变压器按规定的工作时间(长时连续工作或短时工作或间歇断续工作)运行时原副边绕组允许通过的电流,是根据绝缘材料允许的温度定下来的.由于铜耗,电流会发热.电流越大,发热越厉害, 温度就越高.在额定电流下,材料老化比较慢.但如果实际的电流大大超过额定值,变压器发热就很厉害,绝缘迅速老化,变压器的寿命就要大大缩短。
软磁铁氧体是中、高频电源中电子变压器大量使用的铁心材料 ， 和 金属软磁材料 相比，软磁铁氧体的饱和磁密低，磁导率低，居里温度低，是它的几大弱点 。尤其是居 里温度低，饱和磁密 Bs 和单位体积功率损耗 Pcv 都会随温度变化。温度上升， Bs 下降， Pcv 开始下降，到谷点后再升高。因此在高温条件下，只要 Bs 保持较高水平，就可以把工作磁密 Bm 选得 高一些，从而减少线圈匝数，降低用铜量和成本。高温高饱和磁密软磁铁氧体材料，还可以扩大电子变压器使用的温度上限到 120 益甚至 150 益。 例如，汽车用电子设备中的高频电子变压器，在外界温度条件变化大和发动机室发热的高温条件下工作，就必须采用高温高饱和磁密软磁铁氧体。 软磁复合材料 (SMC) 是上世纪 90 年发出来的新型软 磁材料，其出发点是想把金属软磁材料的工作频率向 MHz 级和 GHz 级扩展，因此将金属软磁材料与其他高电阻材料，如石英、陶瓷、高分子材料等复合在一起，只要控制金属软磁材料的体积百分数在 逾渗极限以下，就有可能保持软磁特性，又减少各种高频率损耗，成为一种新的软磁材料 ―― 软磁复合材料，取英文名称的个字母，简称 SMC 材料。 软磁复合材料中的磁性粒子可以是纯铁、镍、钴金属、铁镍合金、铁镍钼合金、铁铝合金、铁基非晶合金、铁基纳米晶合金和软磁铁氧体经过粉碎后制成的粉末。 非磁性物体可以是化硅等绝缘体，硅树脂、聚、树脂等高分子材料作粘接剂和硬脂酸等作润滑剂。磁性粒子和非磁性物体混合后，可以经过绝缘处理、压制成形、烧结等工艺加工成磁粉芯 ，也可以采用现在的塑料工程技术，注塑成各种复杂形状的磁芯。 软磁复合材料的优点是密度小，重量轻，生产效率高，成本低，产品一致性好 。 缺点是由于磁粒子之间被非磁性物体隔开，磁性阻断 ，磁导率现在一般都在 100 以内 ，近报导通过纳米技术和其他措施，已开发出磁导率超过 1000 的软磁复合材料，可达 6000 。
额定频率 使用变压器时,还要注意它对电源频率的要求. 因为在变压器中,在设计变压器时,是根据给定的电源电压等级及频率来确定匝数及磁通值的.如果乱用频率,就有可能变压器损坏.例如一台设计用50Hz,220V电源的变压器,若用25Hz,220V电源, 则磁通将 要增加一倍,由于磁路饱和,激磁电流剧增,变压器马上烧毁.所以在降频使用时,电源电压必须与频率成正比地下降.另外,在维持磁通不变的条件下,也不能用到400Hz,1600V的电源上.此时虽不存在磁路的 饱和问题,但是升频使用时耐压和铁耗却变成了主要矛盾.因为铁耗与频率成1.5-2次方的关系.频率增大时,铁耗增加很多.由于这个原因,一般对于铁心采用0.35mm厚的热轧硅钢片的变压器,50Hz时的磁通 密度可达0.9-1T,而400Hz时的磁通密度只能取到0.4T.此外变压器用的绝缘材料的耐压等级是一定的, 低压变压器允许的工作电压不超过300-500V.所以在升频使用时,电源电压不能与频率成正比的增加, 而只能适当地增加.
电源变压器的检测： 1、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象。如线圈引线是否断裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁芯紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，绕组线圈是否有外露等。 2、绝缘性测试。用万用表R×10k挡分别测量铁芯与初级，初级与各次级、铁芯与各次级、静电层与衩次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则，说明变压器绝缘性 能不良。 3、线圈通断的检测。将万用表置于R×1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明此绕组有断路性故障。 4、判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如15V、24V、35V等。再根据这些标记进行识别。 5、空载电流的检测。 （1）直接测量法。将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡（500mA，串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电 流的10%～20%。一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。如果超出太多，则说明变压器有短路性故障。 （2）间接测量法。在变压器的初级绕组中串联一个10?/5W的电阻，次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后，用两表笔测出电阻R两端的电压降U，然后用欧姆定律算出空载电流I空，即I空 =U/R。 6、空载电压的检测。将电源变压器的初级接220V市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值（U21、U22、U23、U24）应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组≤±10%，低压绕组≤ ±5%，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2%。 7、一般小功率电源变压器允许温升为40℃～50℃，如果所用绝缘材料质量较好，允许温升还可提高。 8、检测判别各绕组的同名端。在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压，可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时，参加串联的各绕组的同名端必须正确连接， 不能搞错。否则，变压器不能正常工作。I.电源变压器短路性故障的综合检测判别。电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常，线圈内部匝间短路点越多，短 路电流就越大，而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流（测试方法前面已经介绍）。存在短路故障的变压器，其空载电流值将远大于满载电流的10%。 当短路严重时，变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁芯会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。
