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节能灯磁环磁化曲线的矩形度

作者: 点击量: 日期:2010/1/28

         之前某磁材厂的几位工程师在他们的论文中提出了磁滞回线的矩形度概念,具体的论述如下:

    这里的矩形度是个新概念,对很多做电子镇流器的工程师来说,是个甚至闻所未闻的新名词,于是更加增加了这个概念的神秘感,甚至有些客户在磁环验收中提出,Br/Bm越大越好的推理。在以上的论述文字中,是基于磁环在应用中会达致磁饱和的理论基础而建立起来。
    关于以上的论点,我有以下的看法:
1.  关于磁化曲线的矩形度的概念。
    之前,这个概念最早是在恒导磁合金中曾经提出过,而在锰锌铁氧体中,很少人会提出,因为这个概念在应用中,如果不是应用到磁饱和的话,矩形不矩形就没有特殊意义了。我在之前的文章中,已经做了大量的检测,数据说明,这个振荡电路的小磁环,不具备令自身磁饱和的条件,因此,这个矩形度的应用,也是意义不大的。

2.  关于Br/Bm>0.75,甚至越大越好的观点。
   (注意:磁化曲线的矩形度与Br/Bm>0.75不是同一概念,不能混淆是非,Br/Bm>0.75只是让矩形更加拉宽而已。)

      第一,要Br/Bm数值大,有两个途径,要么Br要大,要么Bm要小。
      如果Br大,剩磁在磁化过程中产生阻碍的力,剩磁越大,必然会出现磁致损耗大,初级加入的带频率的电流,因为剩磁的阻碍,磁损耗大,磁感应强度降低,在次级感生的电压也小,导致脉冲变压器传导变形,触动三极管的动力也降低。
      如果Bm小,Bm的下降也代表着磁环容易饱和,这在脉冲变压器中是非常危险的,当磁饱和之后如果持续下去,当磁环温度上升到居里温度,磁环会突然失磁,完全失去磁感应的作用,产生短路烧机现象,并且,这个饱和到失磁的过程,因为还要涉及到你镇流器的散热情况,是在你不受控的情况下发生的,这效果,相信不是你想要的结果。
    我认为,这个概念的提出,只是隐盖了这种磁性材料的两个明显的缺点而已。特别是象如上数据所说的,剩磁Br=285mT,矫顽力Hc=36A/m,饱和磁感Bm(在H=550A/m时,已经接近Bs)=380mT,这几个参数对于功率材料来说,是很不理想的数据。这是对缺点的欲盖弥彰。因此,我认为,从磁性材料的角度,Br/Bm不是越大越好,相反,应该是越小越好!
        把Br/Bm冠以磁化曲线的矩形度的叫法,非常新颖,新颖得让人有点眼花缭乱,应接不暇了。
        不过,从另一个角度说,这也许正是被混乱的电子镇流器技术逼出来的,这也是磁材配方工程师的无奈之举。
       在电子镇流器的应用中,输出功率是对这个振荡磁环是有电感要求的,他需要和后级的扼流电感要配对。而这个扼流电感的电感值,又与绕线圈数和气隙量有关。目前的市场上的习惯是,这个扼流电感基本上被很多电子镇流器的工程师定律化,是不敢轻易变动的,因此,这只能委屈了振荡磁环来将就这个电感值,而之前的电路往往都是高电感的设计,比如之前的振荡磁环都是采用5K、7K等。因此,为了提高振荡磁环的电感,但又以高居里温度作为卖点,于是,很多配方工程师就采用,以PC40功率材料作为基础,采用移小峰峰值的办法,通过增加配方中铁的含量,把小峰从通常的120℃前移到60℃,借助小峰峰值上升的斜度,把磁环的电感拉高,但这个是以牺牲Br的增大导致的功耗升高,和降低BS,造成的容易饱和为代价的。因此,这个配方的Br/Bm特别高。
        另外需要纠正一点的是,之前有个资深的镇流器的工程师曾经说过,这个振荡磁环如果电感因数低于2.0uH,则电子镇流器就肯定会出问题。我认为,这个振荡磁环只是一个脉冲变压器,不是电感低了,就不能起到变压器的作用,相反,我曾见过有很多电子镇流器和电子变压器的振荡磁环的电感因数,甚至低到0.6uH,他同样可以发挥到驱动三极管开关的作用,只是在电子镇流器中,需要与后面的扼流电感的电感值的相互搭配以及这个振荡磁环的绕线参数搭配而已。
          对于这个观点,我们用以下的例子和数据来佐证一下:

       上图是某知名品牌的22W节能灯采用了我司ZP5-OR10*5-6的振荡磁环的输出功率与电感的数据图。
       从数据可以看到,不同的电感是对节能灯的输出功率有着很大的差别的。
       该节能灯电子镇流器的设计工程师采用的是AL=1.3的振荡磁环,输出功率约19瓦。但当采用AL=2.1的振荡磁环时,输出功率更高,达到20W,而AL=1.1的磁环,在这个电路中不是很理想,输出功率低,稳定性欠佳。
     但是,在还没有改变后面的扼流电感的情况下,还是采用这个电感比较低的AL=1.1的震荡磁环,通过改变这个振荡磁环的绕制参数,把原来的343改为454,结果,输出功率有了明显的改变,输出功率甚至达到标准的23W,超过了之前的AL=2.1的磁环,并达到较好的稳定性,如下图:
     因此,可以总结地说,在电子镇流器上的振荡磁环并不是电感低了就完全不能用,关键的还要看绕线参数和后级的扼流电感的搭配。


3.  照明行业中,都对飞利浦的镇流器非常赞赏和推崇。
    下面,我们做了一个飞利浦的振荡磁环的数据对比,以供参考,从数据可以看出,该磁环并没有出现象上文所要求的Br/Bm要大的现象,而是相反。该磁环的Br/Bm=0.28远远比0.75小,难道,飞利浦的镇流器就无法保证节能灯的可靠性?并导致节能灯的寿命大大降低?

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