隔离变压器行业未来的发展方向是什么

　　近年来，隔离变压器电源使用的芯材和导电材料价格持续上涨，上游原材料形成卖方市场。作为下游隔离变压器权用户，可以选择在世界范围内购买，形成买方市场。处于中间位置的隔离变压器产业只有通过技术创新才能摆脱这种困境。但是在成熟的隔离变压器行业，技术创新是比较困难的。但是，每一个微小的改进都可以带来新的想法和新产品。

　　走技术创新之路，永远记住要达到的目标。电源中的隔离变压器和所有商品一样。进行任何技术创新，都需要在特定的使用条件下完成特定的功能，追求zui佳的性价比。现在的电力产品普遍以“轻、薄、短、小”为特征，正在向小型化、便携化方向发展。隔离变压器作为用户bixu满足电源产品的体积和重量要求。同时，隔离变压器原材料(芯材、导电材料)价格上涨。因此，如何减小体积和重量，如何降低成本成为了近几年隔离变压器发展的主要方向。

　　硅钢是广泛应用于隔离变压器电源的核心材料。为了将铁芯损耗降低到隔离变压器，需要增加硅钢的工作磁通密度。硅钢的工作磁密取决于饱和磁通密度和损耗。因为效率是隔离变压器的一个重要性能指标，所以现在很多电力产品为了节能都提出了待机损耗的要求。隔离变压器线损是待机损耗的主要组成部分，所以对效率或隔离变压器损耗有明确严格的要求。

　　近年来，取向和非取向冷轧硅钢的价格都有所上涨。与R型、CD型、EI型铁芯相比，铁芯材料成本可节约20个点以上，可扩大隔离变压器的应用范围。缠绕环形磁芯可以充分发挥取向冷轧硅钢的性能，其工作磁密远高于无取向冷轧硅钢。同时，与R型、CD型、EI型铁芯不同，硅钢材料可以得到充分利用，不会出现边角废料，材料利用率可以达到98个点以上。

　　作为隔离变压器工频变压器，工作磁密度高的铁心材料，在不减小铁心截面和体积的情况下，可以减少线圈匝数和铜耗。目前铜材价格远高于芯材，可能是更好的设计改进方案。

　　软磁铁氧体是一种广泛应用于中高频电源的核心材料。与金属软磁材料相比，软磁铁氧体的主要弱点是饱和磁密度低、磁导率低和居里温度低。特别是居里温度较低时，饱和磁密度Bs和单位体积功率损耗Pcv会随温度变化。随着温度的升高，Bs降低，Pcv开始下降，到达谷点后又再次上升。因此，在高温条件下，只要Bs保持在高水平，就可以选择更高的工作磁密度Bm，从而减少线圈匝数、铜消耗和成本。高温饱和磁密软磁铁氧体材料也可以将温度上限从隔离变压器扩展到120甚至150。比如汽车电子设备中的高频隔离变压器如果工作在外部温度变化大、车厢发热的高温条件下，就需要使用高温饱和磁密软磁铁氧体。软磁复合材料是20世纪90年代发展起来的一种新型软磁材料。出发点是将金属软磁材料的工作频率扩展到MHz和GHz。因此，如果将金属软磁材料与其他高阻材料结合，如适时、陶瓷、高分子材料等。只要将金属软磁材料的体积百分比控制在逾渗ji限以下，就有可能保持软磁性能，降低各种高频损耗，从而成为一种新型软磁材料——软磁复合材料。软磁复合材料中的磁性颗粒可以是纯铁、镍、钴金属、铁镍合金、铁镍钼合金、铁铝合金、铁基非晶合金、铁基纳米晶合金和软磁铁氧体。粉末非磁性材料物体可以是绝缘体，例如二氧化硅；使用硅酮、聚乙烯、环氧树脂等高分子材料作为粘合剂；硬脂酸用作润滑剂。磁性颗粒与非磁性物体混合后，可以通过绝缘处理、压制成型、烧结等工艺加工成磁粉芯，也可以利用目前的塑性工程技术注射到各种复杂形状的磁芯中。软磁复合材料具有密度低、重量轻、生产效率高、成本低、产品一致性好的优点。缺点是磁性粒子被非磁性物体隔开，磁导率一般小于一百。通过纳米技术等措施，软磁复合材料的磁导率已经发展到1000以上，达到6000。聚合物软磁复合材料近年来发展迅速。该材料已在国外用于制造高频电力变压器和电感，并建立了相应的分析理论和设计方案。

　　目前国内正在开发各种隔离变压器电源用铝导线。有的企业开发了铜包铝线，外层是铜线，占面积的15个点，总比例为3.63g/cm3。考虑到表面效应和邻近效应，这种铜包铝线的电阻率会比纯铝线小很多，但成本不会增加很多。是一种充分发挥铜和铝作用的复合材料。

　　近年来，另一个值得关注的发展趋势是选择180聚酯酰亚胺QZY漆包线和220聚酰亚胺QZY漆包线。这两根漆包线温度指标高，耐热等级高，可以增加允许电流密度，减小线径、铜耗、芯窗面积、铁耗，降低整体成本。特别是对于高频低功率的小功率变压器，耐热性较好的漆包线更能显示出技术经济效益。

　　电源技术和电力电子技术中包含的交流电压转换技术是一种“纯”隔离变压器，也可以将低电压转换为高电压进行升压转换，或者将高电压转换为电压进行降压转换。主要方法是利用电力电子技术提高能量转换频率，从而减少电路中变压器和电感的体积，而不是取消它们。在过去，这种将电力电子电路与隔离变压器相结合的方法并没有引起足够的重视。近年来，随着电力系统对降低输入输出谐波、提高电网侧效率因子、实现“绿色转型”的需求日益增加，国内外开展了“电力隔离变压器”研究，出现了研发热潮。本文研究了如何利用电力电子技术对电力进行转换和控制，用电力隔离变压器替代传统的电磁配电变压器。目前有单相转换、三相转换等多种电路形式。这种电源隔离变压器不仅可以用于高压大电流电源领域，也可以用于高压或低压小电流领域，如一些高压发电机和小功率稳压电源。

　　中国有2000多个从事隔离变压器R&D和生产的单位，包括国有、私营和外资企业。世界zui大的隔离变压器制造商美国珀西公司和世界zui大的软磁铁氧体制造商日本TDK公司都在中国有生产基地。世界上很多先进的隔离变压器技术、生产工艺、产品都集中在中国。面对如此多元化的平台，技术交流大有可为。