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技術交流

研發第三代材料的節能燈鎮流器磁環

作者: 點擊量: 日期:2009/12/1

 

節能照明,包括節能燈、三基色T4、T5支架光管照明、高頻射燈變壓器等所用的震蕩磁環,素來作為這些主管工程師的命根子,是這些電器部分的核心元件。
    
回顧使用歷程,之前已經經歷了兩代材料的更新,目前,我們根據客戶的應用環境和使用效果,進行了反復試驗,并大批量開發和量產了第三代材料的震蕩磁環。
    
第一代:為了達到高電感的目的,一般采用為5K、7K材料,
    

         
      
缺點:

1.  居里溫度低,可使用的溫度只有135℃左右,容易失磁;

2.  電感隨溫度變化大,輸出功率不穩定。

3. 加電流時,衰減嚴重。

 

   第二代:為了改善居里溫度,以PC40的配方為基礎,再通過增加鐵含量,把材料的溫度峰值往前移,從120℃往前移到60℃,借助上坡坡度,提高電感,以達到較高電感的目的。比如,改性PC40的25℃時的電感,就跟普通PC40的85℃的電感差不多。同樣是25℃時,本來磁導率為2300,通過這個峰值偏移,就可以達到4000。但需要注意的是,目前的這種情況,往往是以犧牲功耗和降低飽和磁感強度,以及降低感生電壓為代價的。因此,把他稱為PC40,實在勉強,恐怕PC30也達不到。



 缺點:

1.      溫度一致性差,在產品使用過程中,電感的穩定性差。

2.      低溫狀態下,尤其是冬季和偏北地區,由于電感太低,低溫啟動性能差。

3.             由于鐵的大量增加,功耗比較高,加電流的穩定性差。

4.             電感的溫度曲線與功耗的溫度曲線是相反的,正由于在50度到150度,電感的溫度特性是下降的,而功耗特性相反是升高的,意思是,在50度到150度的時候,隨著溫度的升高,功率損耗和發熱也是在升高的,這不得不注意。

5.                      另外,在-25------36正常,溫度曲線變化非常,這也增大產品使用過程中的不穩定性。

6.                      甚至有些廠家基于成本壓力,混雜其他廢料。更加大了材料性能的波動性。                       

  
     
    可惜的是,第二代的配方,被某些工程師發表的論文所迷惑,比如:

1. 負溫度系數理論。

2. 磁飽和通電斷電產生頻率理論。

3. 磁化曲線矩形度理論。

因此,一直壟斷著照明行業很多年,很多不具備磁檢測能力或者是對磁性材料欠缺了解的照明工程師,一直不敢輕舉妄動,甚至全盤接受,當神一樣膜拜信奉。
   
第三代:專門研發,專門配方,既保證了較高的居里溫度,又提高了電感,然后強調低溫啟動,強調寬溫特性,強調低損耗以及大電流疊加。是接近PC95的性能基礎上進行改良。


    
    

A、B、C三個廠家的10*5*6振蕩小磁環的BH磁化曲線檢測參數對比

廠家

頻率

初級圈數

次級圈數

Hm(A/m)

Br(T)

Bm(T)

μm(k)

Br/Bm

Hc(A/m)

Pc(W/cm³)

次級電壓(V)

A

40KHz

4Ts

3Ts

247.5

0.08

0.475

23.3

0.17

12.6

1.6

3.79

B

40KHz

4Ts

3Ts

247.1

0.204

0.404

21.2

0.51

19.6

2.34

3.28

C

40KHz

4Ts

3Ts

247.3

0.167

0.405

22.3

0.41

16.9

1.99

3.28


    從以上兩個磁滯回線的曲線以及參數可以看到:
    1. 同樣在相同的頻率相同的磁場強度中,第三代配方的磁環可以感應到475mT的磁感,并還有上升的余地,而第二代的配方,最多只有404mT,并已經接近飽和,再加磁強也上不去了。

2. 第二代配方的剩磁Br和矯頑力Hc都相對比較高,會產生較大的磁滯損耗,并導致感生的電信號不準確,比如在同樣的這個磁場中,激勵線圈三圈,感應線圈也是三圈的情況下,第二代配方感生的電壓是:3.28伏,而第三代的配方可以感應3.79伏。

3. 第三代的配方功率損耗很低,只有1.6W/CM3 而第二代的配方則比較高,2.34W/CM3 

 


    以下為第二代配方的小磁環與第三代配方的小磁環在節能燈上應用的實測數據對比。
    分別采用相同電感,相同繞制參數,相同線路板的基礎上,輸出功率與光管電流實測圖。據說,這兩個參數,電子鎮流器中比較關鍵,尤其是輸出功率,它是多個參數綜合的結果。由曲線可以明顯看出第三代配方無論在低溫啟動,和高溫穩定性中,有著明顯的優勢,就是穩定!當然,這個穩定的背后,也有這個小磁環其他優良特性比如低損耗、大電流疊加,以及跟鎮流器其他元器件完美搭配、團隊協作,所共同作用的結果。
    難怪照明的工程師會對這小磁環如此的重視和謹慎!
    這個材料的研發與批量應用確實凝結著軟磁工程師們潛心研究配方,不斷改良生產工藝,并精益求精的嘔心瀝血。


 

  不怕不識貨,最怕貨比貨。具體的數據參照下文:

新材料在小振蕩磁環上的應用和效果》 


     非?上У氖,目前照明市場上的這個振蕩小磁環,在很多有實力的知名的磁材廠的感覺中,就是“價格很爛,標準很亂,無從下手”,因此,總提不上興趣和決心來搞研發,搞生產,相反,現在掌控這一塊市場的,基本是一些規模不大中小型工廠。這是很不健康的市場現象。一方面明知這個小磁環很重要,另一方面,市場又爛的讓磁材廠無法生存。這是中國制造的惡性循環的悲劇。

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