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節(jié)能燈磁環(huán)磁化曲線的矩形度

作者: 點(diǎn)擊量: 日期:2010/1/28

         之前某磁材廠的幾位工程師在他們的論文中提出了磁滯回線的矩形度概念,具體的論述如下:

    這里的矩形度是個(gè)新概念,對(duì)很多做電子鎮(zhèn)流器的工程師來(lái)說(shuō),是個(gè)甚至聞所未聞的新名詞,于是更加增加了這個(gè)概念的神秘感,甚至有些客戶在磁環(huán)驗(yàn)收中提出,Br/Bm越大越好的推理。在以上的論述文字中,是基于磁環(huán)在應(yīng)用中會(huì)達(dá)致磁飽和的理論基礎(chǔ)而建立起來(lái)。
    關(guān)于以上的論點(diǎn),我有以下的看法:
1.  關(guān)于磁化曲線的矩形度的概念。
    之前,這個(gè)概念最早是在恒導(dǎo)磁合金中曾經(jīng)提出過(guò),而在錳鋅鐵氧體中,很少人會(huì)提出,因?yàn)檫@個(gè)概念在應(yīng)用中,如果不是應(yīng)用到磁飽和的話,矩形不矩形就沒有特殊意義了。我在之前的文章中,已經(jīng)做了大量的檢測(cè),數(shù)據(jù)說(shuō)明,這個(gè)振蕩電路的小磁環(huán),不具備令自身磁飽和的條件,因此,這個(gè)矩形度的應(yīng)用,也是意義不大的。

2.  關(guān)于Br/Bm>0.75,甚至越大越好的觀點(diǎn)。
   (注意:磁化曲線的矩形度與Br/Bm>0.75不是同一概念,不能混淆是非,Br/Bm>0.75只是讓矩形更加拉寬而已。)

      第一,要Br/Bm數(shù)值大,有兩個(gè)途徑,要么Br要大,要么Bm要小。
      如果Br大,剩磁在磁化過(guò)程中產(chǎn)生阻礙的力,剩磁越大,必然會(huì)出現(xiàn)磁致?lián)p耗大,初級(jí)加入的帶頻率的電流,因?yàn)槭4诺淖璧K,磁損耗大,磁感應(yīng)強(qiáng)度降低,在次級(jí)感生的電壓也小,導(dǎo)致脈沖變壓器傳導(dǎo)變形,觸動(dòng)三極管的動(dòng)力也降低。
      如果Bm小,Bm的下降也代表著磁環(huán)容易飽和,這在脈沖變壓器中是非常危險(xiǎn)的,當(dāng)磁飽和之后如果持續(xù)下去,當(dāng)磁環(huán)溫度上升到居里溫度,磁環(huán)會(huì)突然失磁,完全失去磁感應(yīng)的作用,產(chǎn)生短路燒機(jī)現(xiàn)象,并且,這個(gè)飽和到失磁的過(guò)程,因?yàn)檫要涉及到你鎮(zhèn)流器的散熱情況,是在你不受控的情況下發(fā)生的,這效果,相信不是你想要的結(jié)果。
    我認(rèn)為,這個(gè)概念的提出,只是隱蓋了這種磁性材料的兩個(gè)明顯的缺點(diǎn)而已。特別是象如上數(shù)據(jù)所說(shuō)的,剩磁Br=285mT,矯頑力Hc=36A/m,飽和磁感Bm(在H=550A/m時(shí),已經(jīng)接近Bs)=380mT,這幾個(gè)參數(shù)對(duì)于功率材料來(lái)說(shuō),是很不理想的數(shù)據(jù)。這是對(duì)缺點(diǎn)的欲蓋彌彰。因此,我認(rèn)為,從磁性材料的角度,Br/Bm不是越大越好,相反,應(yīng)該是越小越好!
        把Br/Bm冠以磁化曲線的矩形度的叫法,非常新穎,新穎得讓人有點(diǎn)眼花繚亂,應(yīng)接不暇了。
        不過(guò),從另一個(gè)角度說(shuō),這也許正是被混亂的電子鎮(zhèn)流器技術(shù)逼出來(lái)的,這也是磁材配方工程師的無(wú)奈之舉。
       在電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用中,輸出功率是對(duì)這個(gè)振蕩磁環(huán)是有電感要求的,他需要和后級(jí)的扼流電感要配對(duì)。而這個(gè)扼流電感的電感值,又與繞線圈數(shù)和氣隙量有關(guān)。目前的市場(chǎng)上的習(xí)慣是,這個(gè)扼流電感基本上被很多電子鎮(zhèn)流器的工程師定律化,是不敢輕易變動(dòng)的,因此,這只能委屈了振蕩磁環(huán)來(lái)將就這個(gè)電感值,而之前的電路往往都是高電感的設(shè)計(jì),比如之前的振蕩磁環(huán)都是采用5K、7K等。因此,為了提高振蕩磁環(huán)的電感,但又以高居里溫度作為賣點(diǎn),于是,很多配方工程師就采用,以PC40功率材料作為基礎(chǔ),采用移小峰峰值的辦法,通過(guò)增加配方中鐵的含量,把小峰從通常的120℃前移到60℃,借助小峰峰值上升的斜度,把磁環(huán)的電感拉高,但這個(gè)是以犧牲Br的增大導(dǎo)致的功耗升高,和降低BS,造成的容易飽和為代價(jià)的。因此,這個(gè)配方的Br/Bm特別高。
        另外需要糾正一點(diǎn)的是,之前有個(gè)資深的鎮(zhèn)流器的工程師曾經(jīng)說(shuō)過(guò),這個(gè)振蕩磁環(huán)如果電感因數(shù)低于2.0uH,則電子鎮(zhèn)流器就肯定會(huì)出問(wèn)題。我認(rèn)為,這個(gè)振蕩磁環(huán)只是一個(gè)脈沖變壓器,不是電感低了,就不能起到變壓器的作用,相反,我曾見過(guò)有很多電子鎮(zhèn)流器和電子變壓器的振蕩磁環(huán)的電感因數(shù),甚至低到0.6uH,他同樣可以發(fā)揮到驅(qū)動(dòng)三極管開關(guān)的作用,只是在電子鎮(zhèn)流器中,需要與后面的扼流電感的電感值的相互搭配以及這個(gè)振蕩磁環(huán)的繞線參數(shù)搭配而已。
          對(duì)于這個(gè)觀點(diǎn),我們用以下的例子和數(shù)據(jù)來(lái)佐證一下:

       上圖是某知名品牌的22W節(jié)能燈采用了我司ZP5-OR10*5-6的振蕩磁環(huán)的輸出功率與電感的數(shù)據(jù)圖。
       從數(shù)據(jù)可以看到,不同的電感是對(duì)節(jié)能燈的輸出功率有著很大的差別的。
       該節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)工程師采用的是AL=1.3的振蕩磁環(huán),輸出功率約19瓦。但當(dāng)采用AL=2.1的振蕩磁環(huán)時(shí),輸出功率更高,達(dá)到20W,而AL=1.1的磁環(huán),在這個(gè)電路中不是很理想,輸出功率低,穩(wěn)定性欠佳。
     但是,在還沒有改變后面的扼流電感的情況下,還是采用這個(gè)電感比較低的AL=1.1的震蕩磁環(huán),通過(guò)改變這個(gè)振蕩磁環(huán)的繞制參數(shù),把原來(lái)的343改為454,結(jié)果,輸出功率有了明顯的改變,輸出功率甚至達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的23W,超過(guò)了之前的AL=2.1的磁環(huán),并達(dá)到較好的穩(wěn)定性,如下圖:
     因此,可以總結(jié)地說(shuō),在電子鎮(zhèn)流器上的振蕩磁環(huán)并不是電感低了就完全不能用,關(guān)鍵的還要看繞線參數(shù)和后級(jí)的扼流電感的搭配。


3.  照明行業(yè)中,都對(duì)飛利浦的鎮(zhèn)流器非常贊賞和推崇。
    下面,我們做了一個(gè)飛利浦的振蕩磁環(huán)的數(shù)據(jù)對(duì)比,以供參考,從數(shù)據(jù)可以看出,該磁環(huán)并沒有出現(xiàn)象上文所要求的Br/Bm要大的現(xiàn)象,而是相反。該磁環(huán)的Br/Bm=0.28遠(yuǎn)遠(yuǎn)比0.75小,難道,飛利浦的鎮(zhèn)流器就無(wú)法保證節(jié)能燈的可靠性?并導(dǎo)致節(jié)能燈的壽命大大降低?

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