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技术交流

新材料磁环在节能灯的应用和效果

作者: 点击量: 日期:2009/8/1

     照明用的小磁环主要包括以下规格:

1OR10×56    2OR10×3.56     3OR9×45     4OR8×35
       很多工程师都认为这个小磁环很重要,甚至赋予了神话色彩,要求负温度特性,并在检测能力设备不够完善,不够齐全的情况下,引用了工况磁导率、综合因子等只能测相对值的检测手段,本身又要对仪表底数,然后又有仪表的误差,以致很多检测数据总对应不上,造成了这个磁环更加扑索迷离,总是让生产厂家,甚至让磁性材料的专家也伤尽脑筋。
       我们认同,这磁环确实很重要。但,并不神化,他是两个三极管基极的推动小磁环,并把三极管放大的具有一定频率的电压电流信号汇集给后级的电感或变压器,这个小磁环身上的负载相对还是比较重的,因此这个振荡磁环的好坏跟输出的频率、电流、电压有着重要的作用。
       而所谓的负温度系数对三极管的放大系数有补偿,通过一些数据的分析,我们认为,那也是无稽之谈。

       我们采用新开发的材料ZP5,通过一系列的检测手段,并进行定量定性地分析,得出以下数据和图表:

      说明:
1、A为正磁ZP5材料的小磁环,
2、B、C厂家是目前照明工程师较为推崇的两家中山的小磁环供应商,
3、其他5K、7K,高磁导率的小磁环由于居里温度太低,通电流后电感衰减比较严重,随着技术的日益成熟,选用的工程师越来越少,逐步走进淘汰之列,因此这些都不在本次分析之列。
      数据图表如下:

1、温度曲线

     新配方在温度曲线上表现出惊人的温度稳定性。它有两个优点,
1. 低温启动。零下25度,仍保持着电感特性,并能正常工作。
2. 热稳定性好。不会因为电子镇流器或者电子变压器的温度变化而造成磁芯的参数变化,镇流器和变压器中,三极管是主要的散热源,温度特性好的小磁环能抵受三极管的发热,仍能稳定地默默工作,更谈不上干扰三极管的放大系数。




2
、饱和磁感应强度曲线

      新配方在饱和磁感上有更大的余量,提高电器的安全系数。当然,一般的工程师为安全起见,一般不会选用接近饱和范围,但需留意,通过的电压和电流不是直流,是有谐振的波动的电压电流冲击波。当出现不稳定状态,谐振到一定的程度,破坏力就大了。





   

ABC三个厂家的10*5*6振荡小磁环的磁化参数对比  

厂家

Hm(A/m)

Br(T)

Bm(T)

μm(k)

Br/Bm

Hc(A/m)

Pc(W/cm³)

次级电压(V)

A

247.5

0.08

0.475

23.3

0.17

12.6

1.60

3.79

B

247.1

0.204

0.404

21.2

0.51

19.6

2.34

3.28

C

247.3

0.167

0.405

22.3

0.41

16.9

1.99

3.28

 
    从以上磁化曲线可以看到,在同样的磁场强度中,H=250A/M,供应商B和C的磁感已经饱和,只能感应出404mT的磁感,而新配方的,则可以感应到475mT的磁感,并还有上升的空间,还没接近饱和。并且从剩磁Br和矫顽力Hc的角度,B、C供应商的磁环都比新配方的要高得多,会产生较大的磁滞损耗,并严重影响磁环所感应的电信号的准确性,从表中数据可以看出,感生的电压区别也很大。

3、电流叠加特性图

       新配方在电流叠加后表现非常出色,因为小磁环在电路使用中都是带电流的,不同的电流下,磁环的参数有着明显的差别。在电子变压器和电子镇流器中,根据不同的功率,有着不同的电流,我们做过很多照明电器包括镇流器、变压器的数据检测,高频电流从有效值150---400mA不等,波峰值会更大,在这种情况下,很多小磁环由于选配不当,承受不起大电流,衰减十分严重,甚至是带病工作,很大可能地干扰到前面两级三极管的驱动,造成了驱动频率和电流的不稳定,而出现烧机现象。


4
、频率特性图

   新配方在频率的稳定性略胜一筹。目前照明市场暂时用的比较多的频率在25KHz----50KHz之间,在这区间也许分别不大,但也许以后随着节能的需要,电路频率越走越高,这特性的优势才会明显起来。



5
、功率损耗图

     新配方本身就为低磁损而研发的。高频电压电流通过磁环,必然有损耗,只是损耗高低之分,正因为该材料是低损耗材料,通过磁环的高频电压电流阻力比较小,发热小,电参数变形小,因此有着较大的稳定性和安全性。

      下面提供一组实际的应用对照图,在其他完全一样的情况下,更换不同配方的10*6*5磁环应用在22W节能灯上,输出功率与环境温度曲线图,以供参考。当然,小磁环不是镇流器中的唯一核心作用,输出功率也跟其他原件的搭配,关系密切,我们只是在其他不变的情况下来测试,希望通过逐步分离法,揭开提高镇流器稳定性的方法。

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