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高頻變壓器材料的問題,討論下高頻非晶變壓器和高頻鐵氧體變壓器的優缺點

也是假期有時間,宅在家做了一個非晶變壓器和一個鐵氧體變壓器,想知道這兩種材料做高頻變壓器的優缺點。先說鐵氧體吧,我在某寶買的,據說是小日本TDK進口磁芯,PC95材質,EC4220,同事也購買了一副國產EC4220,材質不清楚,因為家里只有一個12V電池,只能做12V的逆變用了。廢話不多說,骨架先用0.65的漆包線干上100T,每成繞滿都會包一層瑪拉膠帶,骨架先繞了100T做輸出次級,因為沒有銅帶,所以我用了8根0.8的漆包線并繞初級3圈,然后抽頭,再繼續用8根0.8的漆包線繞3圈,就得到了初級3+3,次級100T,繞好初級后,用0.65的漆包線繞了7圈,做個副繞組,然后裝上據說是TDK的磁芯,用膠帶包緊,上機測試,我沒有專門測試變壓器的前級,我用了一臺高頻魚機,把變壓器拆了,換上我的變壓器,4對75n75管做推挽的,最佳狀態是頻率35khz,空載電流0.18安,然后我又調到了50khz,空載電流達到了0.35安,管子2-3腳的波形開始變形,但是無尖峰,反復調了很多頻率,最終35khz的時候,空載電流最小,但我發現頻率越低,波形越好

  下面說說非晶變壓器吧,50直徑的非晶環,我用了0.62的漆包線,繞了100T,初級我用了1.3的漆包線,做了8組3+3初級,也就是相當于8線并繞吧,上機測試也是正常,但是頻率不能高于25khz,不然波形失真嚴重,管子熱,頻率低于8khz變壓器開始有呼嘯聲,空載電流始終在0.2安到0.4安之間,然后選擇了17khz的頻率,空載電流0.22安,因為不懂怎么測試變壓器最佳頻率,都是以前那種機友教我的,說調到空載電流最小的時候就可以了。

按道理說,非晶環高頻轉換率高,而且體積小,能量密度大,為什么大多數設備上都看不到非晶變壓器的身影呢,我想這也是有原因的,難道就是因為非晶環的繞線工藝麻煩,不適合批量生產嗎?鐵氧體因為有骨架,繞線相對簡單,而且頻率范圍廣,只是這些原因嗎?

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2021-03-19 15:27
一種專業  叫折騰!
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2021-03-20 20:40
單純從材質或者工藝來講,國內有些廠家沒法達到國外一些廠家的制作工藝,所以我們選取的時候,一般會降額使用
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2021-03-20 21:11
動手能力太強了!變壓器做得跟工藝品差不多了,佩服佩服啊!
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2021-03-21 09:48

所謂“非晶變壓器”,準確地說應該稱超微晶(納米晶)變壓器,從結晶學的角度講,固體物質分為三類,非晶體、多晶體、單晶體。非晶最明顯的特征是沒有確定的熔點,例如玻璃,隨溫度升高,慢慢變軟,固液之間沒有明確的溫度點。超微晶屬于多晶體。

在開關電源的應用中,非晶適宜做電抗器,超微晶適宜做變壓器

為什么開關電源中很少見到超微晶變壓器,有如下幾點

1、成本問題,超微晶的成本與重量基本成正比,也就是說,一個2000g的和10個200g的成本差不多。而鐵氧體的成本與單體的形狀及大小關系密切,小磁芯所需的設備小(價低)成品率很高,基本沒有廢品,大磁芯所需的設備大(價高成品率低,一個2000g的遠比10個200g的成本高。所以大磁芯超微晶價格有優勢,小磁芯鐵氧體價低。

2、超微晶不允許用戶進行機械加工,因為會損壞材料性能。反激電源是應用最廣泛的,必須開氣隙,所以超微晶不適宜做反激電源。

3、超微晶適宜工作頻率一般低于50K,再高則鐵損太大。

4、大功率電源很多使用IGBT,高速IGBT做開關電源也只能工作在20K左右(諧振除外),所以大功率IGBT電源多采用超微晶。



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2021-03-22 08:31
這手工真漂亮,花了不少心思吧!
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飛翔2004
LV.10
7
2021-03-22 17:20
@世界真奇妙
所謂“非晶變壓器”,準確地說應該稱超微晶(納米晶)變壓器,從結晶學的角度講,固體物質分為三類,非晶體、多晶體、單晶體。非晶最明顯的特征是沒有確定的熔點,例如玻璃,隨溫度升高,慢慢變軟,固液之間沒有明確的溫度點。超微晶屬于多晶體。在開關電源的應用中,非晶適宜做電抗器,超微晶適宜做變壓器為什么開關電源中很少見到超微晶變壓器,有如下幾點1、成本問題,超微晶的成本與重量基本成正比,也就是說,一個2000g的和10個200g的成本差不多。而鐵氧體的成本與單體的形狀及大小關系密切,小磁芯所需的設備小(價低)成品率很高,基本沒有廢品,大磁芯所需的設備大(價高)成品率低,一個2000g的遠比10個200g的成本高。所以大磁芯超微晶價格有優勢,小磁芯鐵氧體價低。2、超微晶不允許用戶進行機械加工,因為會損壞材料性能。反激電源是應用最廣泛的,必須開氣隙,所以超微晶不適宜做反激電源。3、超微晶適宜工作頻率一般低于50K,再高則鐵損太大。4、大功率電源很多使用IGBT,高速IGBT做開關電源也只能工作在20K左右(諧振除外),所以大功率IGBT電源多采用超微晶。
非晶適合高頻,高頻下損耗相對低。
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2021-03-22 21:50

這變壓器纏的太漂亮了吧。

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2021-03-22 22:15

你這個非晶3+3/100 33.3匝比,輸出電壓比較高啊

我繞的4+4/28 50V空載電流0.2A

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zhanceshen
LV.2
10
2021-03-23 09:35
公式里的變壓器設計都是先確定頻率再計算繞組匝數的,至于空載電流最小,也有一定的道理吧,畢竟頻率高了效率低,頻率低了空載電流大。。。希望有專家來解釋解釋。。。
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2021-03-23 11:33
纏的漂亮,用的料足,兩種材質我也弄不清哪種好,通過樓主分析,讓我了解一下。
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2021-03-23 13:26
@ZH電子達人
纏的漂亮,用的料足,兩種材質我也弄不清哪種好,通過樓主分析,讓我了解一下。
變壓器的確繞的非常工整,有啥計算方法?
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k6666
LV.9
13
2021-03-24 16:02
@世界真奇妙
所謂“非晶變壓器”,準確地說應該稱超微晶(納米晶)變壓器,從結晶學的角度講,固體物質分為三類,非晶體、多晶體、單晶體。非晶最明顯的特征是沒有確定的熔點,例如玻璃,隨溫度升高,慢慢變軟,固液之間沒有明確的溫度點。超微晶屬于多晶體。在開關電源的應用中,非晶適宜做電抗器,超微晶適宜做變壓器為什么開關電源中很少見到超微晶變壓器,有如下幾點1、成本問題,超微晶的成本與重量基本成正比,也就是說,一個2000g的和10個200g的成本差不多。而鐵氧體的成本與單體的形狀及大小關系密切,小磁芯所需的設備小(價低)成品率很高,基本沒有廢品,大磁芯所需的設備大(價高)成品率低,一個2000g的遠比10個200g的成本高。所以大磁芯超微晶價格有優勢,小磁芯鐵氧體價低。2、超微晶不允許用戶進行機械加工,因為會損壞材料性能。反激電源是應用最廣泛的,必須開氣隙,所以超微晶不適宜做反激電源。3、超微晶適宜工作頻率一般低于50K,再高則鐵損太大。4、大功率電源很多使用IGBT,高速IGBT做開關電源也只能工作在20K左右(諧振除外),所以大功率IGBT電源多采用超微晶。
這個非晶的設計變壓器磁導率多少了?看著不錯
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k6666
LV.9
14
2021-03-24 16:04
@zhiyiyunmeng
你這個非晶3+3/10033.3匝比,輸出電壓比較高啊我繞的4+4/2850V空載電流0.2A
樓主測試分享下不同勵磁電流下的勵磁電流波形?
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2021-03-24 16:24

這手藝不去做工藝品屈才了
磁環這個線圈是串聯還是并聯?這種工藝方法似乎也可以用于機器生產實現另一種磁環繞制方案。

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yujunice
LV.5
16
2021-03-25 11:45
高頻變壓器磁芯的選用原則;一般變壓器磁芯所使用的是磁性材料,其主要成分是MnZn。但由于配方及生產工藝存在不同,因此磁性材料有很多牌號,每一種牌號的磁性材料的特性參數也有所不同,包括使用頻率范圍、初始導磁率、比損耗因數、比溫度系數、飽和磁通密度、居里溫度、電阻率以及密度等等。總的來說,磁芯有EI、EE、EC、U、UF 等這些型號。一般在選擇時,我們應該根據使用時變壓器的最高工作頻率來確定。

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2021-03-28 12:00
@電源網-天邊
一種專業 叫折騰![圖片]
大師過獎了
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