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1、變壓器,概述,變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線之線圈，並且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流於其中之一組線圈時，於另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓，而感應的電壓大小取決於兩線圈耦合及磁交感之程度。一般指連接交流電源的線圈稱之為一次線圈(Primary);而跨於此線圈的電壓稱之為一次電壓.。在二次線圈(Secondary)的感應電壓可能大於或小於一次電壓，是由一次線圈與二次線圈問的匝數比所決定的。因此，變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。大部份的變壓器均有固定的鐵心，其上繞有一次與二次的線圈。基於鐵材的高導磁性，大部份磁通量局限在鐵心裡，因此，兩組線圈藉此可以
2、獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵心二者間緊密地結合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數比相同。因此，變壓器之匝數比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。電子變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，並沒有明確的分界線。一般提供6OHz電力網路之電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限製，通常受限於整流、放大，與系統其他組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但如與電力系統發電能力相比較，它仍然歸屬於小電力之範圍。,概述,各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統正常操作;提供系統中以不同電位操作部份得以電氣隔離
3、;對交流電流提供高阻抗，但對直流則提供低的阻抗;在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應。阻抗其中之一項重要概念，亦即電子學特性之一，其乃預設一種設備，即當電路元件阻抗係從一階層改變到另外的一個階層時，其間即使用到一種設備-變壓器。對於電子裝置而言，重量和空間通常是一項努力追求之目標，至於效率、安全性與可靠性，更是重要的考慮因素。變壓器除了能夠在一個系統裡佔有顯著百分比的重量和空間外，另一方面在可靠性方面，它亦是衡量因數中之一要項。因為上述與其他應用方面的差別，使得電力變壓器並不適合應用於電子電路上。,變壓器的原理,變壓器的製作原理：在發電機中，不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈，均
4、能在線圈中感應電勢，此兩種情況，磁通的值均不 變，但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動，此為互感應原理.變壓器就是一種利用電磁互感應，變換電壓，電流和阻抗的器件在電路中，變壓器表示符號為：,變壓器的原理,技述參數：對不同類型的變壓器都有相應的技述要求，可用相應的技述參數表示.如電源變壓器的主要技述參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能，對於一般低頻變壓器的主要技述參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等.A.電壓比：變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級.在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會
5、產生感應電動勢.當N2N1時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2N2，V1V2，該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器.,變壓器的原理,B.變壓器的效率：在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即=(P2 P1)x100%，式中為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率.當變壓器的輸出功率P2等於輸入功率P1時，效率等於100%，變壓器將不產生任何損耗.但實際上這種變壓器是沒有的.變壓器傳輸電能時總要產生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損.銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗.
6、由於線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損.變壓器的鐵損包括兩個方面.一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器的磁力線其方向和大小隨之變化，使得內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗.另一是渦流損耗，當變壓器工作時.鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流.渦流的存在使鐵芯發熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗.變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高.反之，功率越小，效率也就越低.,開關電源功率變壓器的設計方法,雙極性開關電源變壓
7、器的計算設計前應確定下列基本條件：電路形式,開關工作頻率,變壓器輸入電壓幅值,開關功率管最大導通時間,變壓器輸出電壓電流,輸出側整流電路形式，對漏感及分佈電容的要求，工作環境條件等。1）確定磁心尺寸2）計算繞組匝數 3）選擇繞組導線 4）損耗計算 5）溫升計算,確定磁心尺寸,1）求變壓器計算功率Pt Pt的大小取決於變壓器輸出功率及輸出側整流電路形式：全橋電路，橋式整流：Pt=(11/n)Po 半橋電路，雙半波整流：Pt 推挽電路，雙半波整流：Pt 式中：Po=VoIo，直流輸出功率。Pt可在（22.8）Po範圍內變化，Po及Pt均以瓦（W）爲單位。n=N1/N2,變壓匝數比2）確定磁通密度B
8、m Bm與磁心的材料、結構形式及工作頻率等因素有關，又要考慮溫升及磁心不飽和等要求。對於鐵氧體磁心多採用0.3T（特斯拉）左右 3）計算磁心面積乘積Sp Sp等於磁心截面積Sc（cm2）及窗口截面積So（cm2）的乘積，即 Sp=ScSo=(Pt104)/4BmfKwKj1.16(cm4)式中：Kw視窗占空係數，與導線粗細、繞制工藝及漏感和分佈電容的要求等有關。一般低壓電源變壓器取Kw=0.20.4 Kj電流密度係數，與鐵心形式、溫升要求等有關。對於常用的E型磁心，當溫升要求爲25時，Kj=366；要求50時，Kj=534。環型磁心，當溫升要求爲25時，Kj=250;要求50時，Kj=365由
9、Sp值選擇適用于或接近於Sp的磁性材料、結構形式和磁心規格,計算繞組匝數,1）一次繞組匝數：N1=(Vp1ton102)/2BmSc(匝)式中：Vp1一次繞組輸入電壓幅值（V）ton一次繞組輸入電壓脈衝寬度（s）2）二次繞組匝數：N2=(Vp2N1)/Vp1（匝）Ni=(VpiN1)/Vp1(匝)式中：Vp2Vpi二次繞組輸出電壓幅值（V）,選擇繞組導線,導線截面積Smi=Ii/j(mm2)式中：Ii各繞組電流有效值（A）j電流密度 j=KjSp0.14102(A/mm2),損耗計算,1)繞組銅損Pmi=Ii2Rai(W)式中：Rai各繞組交流電阻（），Ra=KrRd，Rd導線直流電阻，Kr趨
10、表系數,Kr=(D/2)2/(D),D圓導線直徑（mm），穿透深度（mm），圓銅導線=66.1/f0.5（f：電流頻率，Hz）變壓器爲多繞組時，總銅損爲Pm=Ii2Rai(W)2)磁心損耗Pc=PcoGc 式中：Pco在工作頻率及工作磁通密度情況下單位質量的磁心損耗（W/kg）Gc磁心質量（kg）3)變壓器總損耗Pz=PmPc（W）,溫升計算熱電偶法,熱電偶法目前可採用DR030數位溫度巡迴檢測儀來測量變壓器溫升。測試時可用膠布或用塗料(氧化鋁+溶劑)將熱電偶絲粘貼在變壓器被測部位上。貼好熱電偶後,受試變壓器加上負載,接通電源,待熱穩定或4h後測量其溫升,溫升計算電阻法,首先在變壓器加負載並接
11、通電源前,應先測量變壓器的冷態電阻R1,然後,給變壓器加上負載並接通電源,4h或熱穩定後,斷開電源,立即測量變壓器各線包的熱態電阻R2,由以下公式計算出變壓器的溫升:t=R2-R1R1(234.5+t1)-(t2-t1)R1:試驗開始時的阻值()R2:試驗結束時的阻值()t1:試驗開始時的室溫()t2:試驗結束時的室溫(),實驗結果,1:採用望王字形個骨架的變壓器和採用抽屜式骨架的變壓器,它們的初級溫升都高於次級溫升。(王字形骨架的變壓器初次級溫升相差2-4,抽屜式骨架的變壓器初次級溫升相差5左右)。2:採用王字形骨架的變壓器用熱電偶法和電阻法測出的變壓器溫升非常接近。3:採用抽屜式骨架的變壓
12、器，用電阻法測出的變壓器初級溫升要高於用熱電偶法測出的變壓器初級溫升近6左右，而用兩種方法測出的變壓器次級溫升結果則非常接近。對於上述第一種情況,可以這樣理解:由於變壓器線包的溫升是由於變壓器線包的銅耗Pm引起的,變壓器的銅耗Pm所産生的熱量一部分爲線包本身所吸收,另一部分則通過變壓器的表面以輻射、對流及傳導等方式散發到周圍介質中去,最終達到熱平衡。在達到熱平衡時,由於變壓器初級線包所産生的銅耗Pm大,所産生的熱量也大,所以其溫升要高於次級溫升。當然,上述結果有它的局限性,不同結構的變壓器或變壓器在不同的設備中産生的溫升會有差異。對於上述第二.三種情況,用電阻法測出的變壓器線包溫升一般要略高於
13、用熱點偶法測出的溫升值。這說明用電阻法測出的變壓器線包溫升值更接近于變壓器實際溫升。至於用兩種方法測出的變壓器溫升值的差異程度，則和變壓器所採用的材料.變壓器的結構以及我們在測量溫升時的布點位置（用熱電偶法）和測量速度有關。,結論,在實際測量變壓器溫升時，建議：一、盡可能採用電阻法來測量變壓器的溫升。二、在用電阻法測量變壓器線包溫升時,盡可能選用初級線包。在用熱電偶法測量變壓器線包溫升時,應將熱電偶頭盡可能置於變壓器外層壓敏膠帶和外層繞組間,儘量減小測量誤差。在用電阻法測量變壓器線包溫升時,建議在變壓器繞組的引線腳和所選用的測量儀器間加一通斷開關,以在最短的時間內測出變壓器線包的直流銅阻值。,
14、設計常見錯誤概念辨析,1）填滿磁芯窗口優化的設計2）“鐵損=銅損”優化的變壓器設計 3）漏感=1的磁化電感4）漏感與磁芯磁導率有關係 5）變壓器繞組電流密度的優化值爲2A/mm23.1A/mm2 6）原邊繞組損耗=副邊繞組損耗”優化的變壓器設計 7）繞組直徑小於穿透深度高頻損耗就會很小 8）正激式電路中變壓器的開路諧振頻率必須比開關頻率高得多,填滿磁芯窗口,很多電源設計人員認爲在高頻磁性元件設計中，填滿磁芯視窗可以獲得最優設計，其實不然。在多例高頻變壓器和電感的設計中，我們可以發現多增加一層或幾層繞組，或採用更大線徑的漆包線，不但不能獲得優化的效果，反而會因爲繞線中的鄰近效應而增大繞組總損耗。
15、因此在高頻磁性元件設計中，即使繞線沒把鐵芯窗口繞滿，只繞滿了視窗面積的25，也沒有關係。不必非得想法設法填滿整個窗口面積。這種錯誤概念主要是受工頻磁性元件設計的影響。在工頻變壓器設計中，強調鐵芯和繞組的整體性，因而不希望鐵芯與繞組中間有間隙，一般都設計成繞組填滿整個窗口，從而保證其機械穩定性。但高頻磁性元件設計並沒有這個要求。,“鐵損=銅損”,很多電源設計者，甚至在很多磁性元件設計參考書中都把“鐵損=銅損”列爲高頻變壓器優化設計的標準之一，其實不然。在高頻變壓器的設計中，鐵損和銅損可以相差較大，有時兩者差別甚至可以達到一個數量級之大，但這並不代表該高頻變壓器設計不好。這種錯誤概念也是受工頻變壓
16、器設計的影響。工頻變壓器往往因爲繞組匝數較多，所占面積較大，因而從熱穩定、熱均勻角度出發，得出“鐵損=銅損”這一經驗設計規則。但對於高頻變壓器，採用非常細的漆包線作爲繞組，這一經驗法則並不成立。在開關電源高頻變壓器設計中，確定優化設計有很多因素，而“鐵損=銅損”其實是最少受關注的一個方面。,漏感=1的磁化電感,很多電源設計者在設計好磁性元件後，把相關的技術要求提交給變壓器製作廠家時，往往要對漏感大小要求進行說明。在很多技術單上，標注著“漏感=1的磁化電感”或“漏感2的磁化電感”等類似的技術要求。其實這種寫法或設計標準很不專業。電源設計者應當根據電路正常工作要求,對所能接受的漏感值作一個數值限制
17、。在製作變壓器的過程中，應在不使變壓器的其他參數（如匝間電容等）變差的情況下盡可能地減小漏感值，而非給出漏感與磁化電感的比例關係作爲技術要求。因爲漏感與磁化電感的關係隨變壓器有無氣隙變化很大。無氣隙時，漏感可能小於磁化電感的0.1,而在有氣隙時，即使變壓器繞組耦合得很緊密，漏感與磁化電感的比例關係卻可能達到10。因此，不要把漏感與磁化電感的比例關係作爲變壓器設計指標提供給磁性元件生産商。否則，這將表明你不理解漏感知識或並不真正關心實際的漏感值。正確的做法是規定清楚可以接受的漏感絕對數值，當然可以加上或減去一定的比例，這個比例的典型值爲20。,漏感與磁芯磁導率有關係,有些電源設計者認爲，給繞組加
18、上磁芯，會使繞組耦合更緊密，可降低繞組間的漏感；也有些電源設計者認爲，繞組加上磁芯後，磁芯會與繞組間的場相互耦合，可增加漏感量。而事實是，在開關電源設計中，兩個同軸繞組變壓器的漏感與有無磁芯存在並無關係。這一結果可能令人無法理解，這是因爲，一種相對磁導率爲幾千的材料靠近線圈後，對漏感的影響很小。通過幾百組變壓器的實測結果表明，有無磁芯存在，漏感變化值基本上不會超過10，很多變化只有2左右。,變壓器繞組電流密度的優化值,很多電源設計者在設計高頻磁性元件時，往往把繞組中的電流密度大小視爲優化設計的標準。其實優化設計與繞組電流密度大小並沒有關係。真正有關係的是繞組中有多少損耗，以及散熱措施是否足夠保
19、證溫升在允許的範圍之內。我們可以設想一下開關電源中散熱措施的兩種極限情況。當散熱分別採用液浸和真空時，繞線中相應的電流密度會相差較大。在開關電源的實際研製中，我們並不關心電流密度是多大，而關心的只是線包有多熱？溫升是否可以接受？,原邊繞組損耗=副邊繞組損耗,很多電源設計者認爲優化的變壓器設計對應著變壓器的原邊繞組損耗與副邊繞組損耗相等。甚至在很多磁性元件的設計書中也把此作爲一個優化設計的標準。其實這並非什麽優化設計的標準。在某些情況下變壓器的鐵損和銅損可能相近。但如果原邊繞組損耗與副邊繞組損耗相差較大也沒有多大關係。必須再次強調的是，對於高頻磁性元件設計我們所關心的是在所使用的散熱方式下，繞組
20、有多熱？原邊繞組損耗=副邊繞組損耗只是工頻變壓器設計的一種經驗規則。,繞組直徑小於穿透深度,繞組直徑小於穿透深度並不能代表就沒有很大的高頻損耗。如果變壓器繞組中有很多層，即使繞線採用線徑比穿透深度細得多的漆包線，也可能會因爲有很強的鄰近效應而産生很大的高頻損耗。因此在考慮繞組損耗時，不能僅僅從漆包線的粗細來判斷損耗大小，要綜合考慮整個繞組結構的安排，包括繞組繞制方式、繞組層數、繞線粗細等。,變壓器材料,一.線架(BOBBIN)二.鐵芯(CORE)三.TUBE四.TAPE五.WIRE 六.EPOXY,BOBBIN,BOBBIN在變壓器中起支撐線圈的作用.按材質分為：熱塑性材料，熱固性材料.特性及
21、用途：電木(PM)：熱固性材料，穩定性高，不易變形，耐溫150，可承受370之高溫.表面光滑，易碎，不能回收.用於耐溫較高之變壓器.尼龍(NYLON)：熱塑性材料，工程塑膠，延展性好，不易碎，耐溫115，易吸水，使用前先用80的溫度烘烤，使固性穩定.表面光滑，半透明，不易碎.一般用於耐油性強的變壓器上.塑膠(PET)：熱塑性材料，510系統，硬性高，易成形.不易變形，耐溫170，表面不光滑，不易碎，一般用於繞線管.塑膠(PBT)：熱塑性材料，較軟，不易變形，不耐高溫(160)，表面不光滑，不易碎一般用於繞線管依據變壓器的形狀不同，BOBBIN分為立式，臥式，子母式，抽屜式，單格，雙格,矽鋼片,
22、矽鋼是含矽量在3左右、其他主要是鐵的矽鐵合金。矽鋼片大量用於中低頻變壓器和電機鐵芯，尤其是工頻變壓器。矽鋼的特點是具有常用軟磁材料中最高的飽和磁感應強度（2.0T以上），因此作為變壓器鐵芯使用時可以在很高的工作點工作（如工作磁感值1.5T）。但是，矽鋼在常用的軟磁材料中鐵損也是最大的，為了防止鐵芯因損耗太大而發熱，它的使用頻率不高，一般只能工作在20KHz以下。矽鋼通常是薄片狀的，這是為了在製造變壓器鐵芯時減小鐵芯的渦流損失。目前矽鋼片主要分熱軋和冷軋兩大類。,熱軋,所謂熱軋矽鋼，是把矽鋼板坯在850度以上加熱後軋制，然後再進行退火。由於軋制溫度高，所軋制出來的矽鋼片都是各向同性的，也就是說矽
23、鋼片的磁性在各個方向上相同。這種各向同性的矽鋼也叫做無取向矽鋼。無取向矽鋼大量應用在電機中的定子或者轉子。因為要製造電機定子和轉子，就要在大的矽鋼片上沖壓出圓形的零件。這時總是希望矽鋼片沿圓周方向磁性一致，所以要用無取向矽鋼。,冷軋,為了獲得更好的磁性能，後來人們發明瞭冷軋矽鋼片，即在較低溫度下軋制，再退火。冷軋取向矽鋼片是其中的代表。冷軋取向矽鋼片首先對板坯進行冷軋，使得材料內部產生很多結構缺陷。在隨後的退火過程中，材料發生結構上的變化（稱為再結晶），這種變化會使矽鋼片在某個方向上磁性能非常好，也就是說磁性能和方向有關，因此被稱為取向矽鋼。在最終使用時，讓鐵芯中的磁力線沿磁性能最好的方向通過
24、，這樣便可以最大限度地發揮矽鋼片的磁性能潛力。例如，在變壓器中，鐵芯材料的磁力線是沿一個方向通過的，如果把矽鋼片適當裁剪，然後卷繞成鐵芯，使得鐵芯周長方向恰好是矽鋼片磁性能最好的方向，那麽鐵芯的導磁率就會很高，容易磁化，能量損耗小，最終提高了變壓器效率。,坡莫合金,坡莫合金指鐵鎳合金，其含鎳量的範圍很廣，在3590之間。坡莫合金的最大特點是具有很高的弱磁場導磁率。它們的飽和磁感應強度一般在0.6-1.0T之間。最簡單的坡莫合金是鐵鎳兩種元素組成的合金，通過適當的軋制和熱處理，它們能夠具備高導磁率，同時也可以合理搭配鐵和鎳的含量，獲得比較高的飽和磁感應強度。但是，這種坡莫合金的電阻率低，力學性能
25、不好，所以實際應用並不很多。目前大量應用的坡莫合金是在鐵鎳的基礎上添加一些其他元素，例如鉬、銅等。添加這些元素的目的是增加材料的電阻率，以減小做成鐵芯後的渦流損失。同時，添加元素也可以提高材料的硬度，這尤其有利於作為磁頭等有磨損的應用。坡莫合金的生產過程比較複雜。,軟磁鐵氧體,鐵氧體是一系列含有氧化鐵的複合氧化物材料（或者稱為陶瓷材料）。鐵氧體的特點是飽和磁感應強度很低（0.5T以下），但導磁率比較高，而且電阻率很高（這時因為鐵氧體是由很小的顆粒壓製成的，顆粒之間的接觸不好，所以導電不佳），因此非常有利於降低渦流損耗。正因為如此，鐵氧體能夠在很高的頻率下（可以達到兆Hz甚至更高）使用，而它的飽
26、和磁感應強度低，因此不適合在低頻下使用。鐵氧體最廣泛的用途是高頻變壓器鐵芯和各種電感鐵芯。,高頻變壓器,隨著技術的進步，高頻電源已經大量應用。發展高頻電源，是因為傳統的低頻電源效率不高。從電磁感應原理不難推出，變壓器鐵芯所能夠傳輸的功率與磁通變化的頻率成正比。因此，如果提高變壓器的工作頻率，那麽變壓器鐵芯的體積便可以大幅度縮小，重量減輕，並且提高電源的效率，降低各種損耗。自從七十年代以來，高頻電源的發展非常迅猛。但另一方面，工作頻率的提高會導致變壓器鐵芯鐵損的急劇增大。要解決這個問題，一是降低鐵芯的工作磁感，二是採用更好的軟磁材料。通常，高頻變壓器鐵芯不能再使用矽鋼片，而是要用損耗更小的鐵鎳合
27、金（坡莫合金）、鐵氧體或者非晶合金,鐵芯CORE高、低頻、COIL,高頻類：鐵粉芯Ferrite coreFerrite core用於高頻變壓器 它是一種帶有尖晶石結晶狀結構的陶磁體，此種尖晶石為氧化鐵和其它二價的金屬化合物.如kFe2O4(k代表其它金屬)，目前常使用的金屬有錳(Mn)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鎂(Ng)、銅(Cu).其常用組合如錳鋅(Mn Zn)系列、鎳鋅(Ni Zn)系列及鎂鋅(Mg Zn)系列.此種材具有高導磁率和阻抗性的物性，其使用頻率範圍由1kHz到超過200kHz.,鐵芯CORE高、低頻、COIL,低頻類：矽鋼片(LAMINATION)EI型、UI型、C型、口型.
28、口型矽鋼片常在功率較大的變壓器中使用，它絕緣性能好，易於散熱，同時磁短路，主要用於功率大於5001000W和大功率變壓器中.由兩個C型矽鋼片組成一套矽鋼片稱為CD型矽鋼片，用CD型矽鋼片製作的電源變壓器在截面積相同的條件下，窗口愈越高，變壓器功率越大.由四個C型矽鋼片組成一套矽鋼片稱為ED型矽鋼片.E型矽鋼片又稱殼型或日型矽鋼片，它的主要優點是初、次級線圈共同一個線架，有較高的窗口佔空系數(佔空系數Km：銅線淨截面積和窗口面積比);矽鋼片對繞組形成保護外殼，使繞組不易受到機械傷損傷;同時矽鋼片散熱面積較大，變壓器磁場發散較少.但是它的初次級漏感較大，外來磁場乾擾也較大，此外，由於繞組平均周長較
29、長，在同樣圈數和鐵芯截面積條件下，EI型鐵芯的變壓器所用的銅線較多.,鐵芯CORE矽鋼片的組裝方式,有交疊法和對疊法兩種；交疊法是將矽鋼片的開口一對一交替地分佈在兩邊，這種疊法比較麻煩，但矽鋼片間隙小，磁阻小，有利於增大磁通，因此電源變壓器都採用這種方法.對疊法常用於通有直流電流的場合，為避免直流電流引起飽和，矽鋼片之間需要留有空隙，因此對疊法將E片與I片各放一邊，兩者之間的空隙可用紙片來調節,濾波電感、扼流圈及電抗器,在穩壓電源和開關電源中，為了消除晶體管整流產生的巨大紋波、得到平滑的直流輸出而使用的器件。我們知道，電感就是一個通交流電的螺線管線圈（可以含有鐵芯）。由於線圈在通電的瞬間會產生
30、感應電壓，而該感應電壓的反向是反抗所通電流形成的磁通，因此電感器件對變化的電流存在一種阻礙作用，使其不能通過，這稱為感抗。所通信號變化越快，感抗就越大，因此電感器件的特點是信號的頻率越高，器件對該信號的阻礙就越強。如果對電感通上一個直流信號，那麽器件對信號沒有阻礙。電感器件對交流電的阻礙作用使用在電源上，安裝在整流後的電路中，可以擋住交流信號，而讓直流信號通過，仿佛是把交流信號過濾掉了。所以，電感（或者電感和其他元器件的組合）又稱為濾波器。因為電感鐵芯工作在交直流疊加狀態，所以鐵芯不但要承受交流信號的磁化，而且還有直流電流的磁化（稱為偏磁）。這時，鐵芯既要有較高的導磁率，用來產生電感量，以阻止
31、交流信號的通過，又要防止因直流信號的偏磁導致鐵芯被磁化到飽和。為了做到這一點，經常採用的手段是把鐵芯切口，這樣可以使鐵芯在較大直流電流磁化時不飽和。另外就是採用粉末做的鐵芯。粉末鐵芯一般是用軟磁材料的粉末和粘接劑、絕緣劑壓製成的。由於粉末顆粒之間被粘接劑和絕緣劑隔離開來，鐵芯雖然被壓製成了一個整體，但實際上磁路是斷開的，就好象在鐵芯的磁路上開了許多小小的切口，這樣也就防止了鐵芯被磁化飽和。,COIL,A.TOROID環形鐵芯：將O型疊片而成，或由矽鋼片捲繞而成.此種鐵芯對繞線來說非常不易.B.R CORE棒狀鐵芯C.DRUM CORE：鼓形鐵芯.,磁性基本現象,從“磁性來源”中我們瞭解到，某些
32、原子的核外電子的自旋磁矩不能抵消，從而產生剩餘的磁矩。但是，如果每個原子的磁矩仍然混亂排列，那麽整個物體仍不能具有磁性。只有所以原子的磁矩沿一個方向整齊地排列，就象很多小磁鐵首尾相接，才能使物體對外顯示磁性，成為磁性材料。這種原子磁矩的整齊排列現象，就稱為自發磁化。既然磁性材料內部存在自發磁化，那麽是不是物體中所有的原子都沿一個方向排列整齊了呢？當然不是，否則，凡是鋼鐵等就會永遠帶有磁性，成為一塊大磁鐵，永遠能夠相互吸引了（實際上，兩塊軟鐵不會自己相互吸引）。事實上，磁性材料絕大多數都具有磁疇結構，使得它們沒有磁化時不顯示磁性。,磁疇,所謂磁疇，是指磁性材料內部的一個個小區域，每個區域內部包含
33、大量原子，這些原子的磁矩都象一個個小磁鐵那樣整齊排列，但相鄰的不同區域之間原子磁矩排列的方向不同，如右圖所示。各個磁疇之間的交界面稱為磁疇壁。宏觀物體一般總是具有很多磁疇，這樣，磁疇的磁矩方向各不相同，結果相互抵消，向量和為零，整個物體的磁矩為零，它也就不能吸引其他磁性材料。也就是說磁性材料在正常情況下並不對外顯示磁性。只有當磁性材料被磁化以後，它才能對外顯示出磁性。既然磁疇內部的磁矩排列是整齊的，那麽在磁疇壁處原子磁矩又是怎樣排列的呢？在疇壁的一側，原子磁矩指向某個方向，假設在疇壁的另一側原子磁矩方向相反。那麽，在疇壁內部，原子磁矩必須成某種形式的過渡狀態。實際上，疇壁由很多層原子組成。為了
34、實現磁矩的轉向，從一側開始，每一層原子的磁矩都相對於磁疇中的磁矩方向偏轉了一個角度，並且每一層的原子磁矩偏轉角度逐漸增大，到另一側時，磁矩已經完全轉到和這一側磁疇的磁矩相同的方向。,居裏溫度,對於所有的磁性材料來說，並不是在任何溫度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一個臨界溫度Tc，在這個溫度以上，由於高溫下原子的劇烈熱運動，原子磁矩的排列是混亂無序的。在此溫度以下，原子磁矩排列整齊，產生自發磁化，物體變成鐵磁性的。利用這個特點，人們開發出了很多控制元件。例如，我們使用的電飯鍋就利用了磁性材料的居裏點的特性。在電飯鍋的底部中央裝了一塊磁鐵和一塊居裏點為105度的磁性材料。當鍋裏的水分幹了以後，
35、食品的溫度將從100度上升。當溫度到達大約105度時，由於被磁鐵吸住的磁性材料的磁性消失，磁鐵就對它失去了吸力，這時磁鐵和磁性材料之間的彈簧就會把它們分開，同時帶動電源開關被斷開，停止加熱。,磁性材料的反磁化,假設把磁性材料逐步磁化，隨著磁場的增大，磁感應強度也增加，一直到飽和。然後逐步減小外磁場，外磁場減小，肯定會使材料的磁感降低，但磁感並不沿a原路返回，而是沿另一曲線降低。也就是說，在從飽和點減小外磁場時，相應的磁感要高於初始磁化時的磁感，似乎是磁感的減小比磁場的降低“落後”或者“滯後”了。磁性材料的這種特性稱為磁滯現象。磁滯現像是磁性材料的一個極其重要的特徵。由於磁滯現象，如果磁性材料從
36、飽和點撤掉外磁場，也就是說使外磁場返回到零，那麽材料的磁感不能同時降低到零，而是仍然存在一部分磁感Br，稱為剩餘磁感應強度，簡稱剩磁。之所以存在剩磁現象，是因為外磁場減小後，材料內部的磁矩不能完全轉回原來的方向，而是由於種種阻力會停留在先前的某個方向。這就是所謂的不可逆磁化。只有在極低的磁場中材料才可能發生完全的可逆磁化，一般情況下的磁化都不是完全可逆的。如果有意地想讓磁感返回到零，可以對材料施加反向磁場。施加反向磁場，磁感就會進一步降低，並且在某個特徵磁場Hc處磁感恰好為零，這個磁場稱為矯頑力。如果繼續增大反向磁場，磁感則也會反向，並且隨著反向磁場的增大而逐漸趨向反向飽和點。同樣，從反向飽和
37、點逐漸降低反向磁場，磁感會沿飽和曲線，最後又到達正向飽和點。這樣，外磁場正負變化一周，磁感變化一周，這條閉合曲線稱為磁滯回線。磁滯回線所包含的面積代表外磁場對材料所消耗的能量，稱為磁滯損耗。,TUBE,1.TEFLON 2.矽質玻璃纖維套管(Silicon Glass Fiber Sleeving Character)3.矽膠套管(Silicon Rubber Tube),TEFLON,鐵弗龍為塑膠中耐溫最高(280300)最耐強酸、強鹼、最抗粘、最滑溜耐磨之工程塑膠材料，而廣泛用於機械，汽車，電子，化工閥門等零件.鐵弗龍為訊號、儀控綱路及耐熱之電線電纜的最佳絕緣材料，成功用於各類家電用品(微
38、波爐、電烤箱、吹風機、電鍋)，通訊設備/電腦、各類化學、機械及電氣/電子工業領域.其中 Teflon Insulation Sleeving 由於耐高溫、耐電壓(300V)而廣泛用於航太、汽車、醫療、電子變壓器、通訊等科技工業.Teflon insulation sleeving是變壓器進出線絕緣的最佳材料L Type：Wall thickness：0.15mm0.2mm Dielectric strength：3600VT Type：Wall thickness：0.3mm0.35mm Dielectric strength：7200VS Type：Wall thickness：0.5mm0
39、.60mm Dielectric strength：12000V,TEFLONCharacteristic,矽質玻璃纖維套管(Silicon Glass Fiber Sleeving Character),矽質玻璃纖維套管是以無鹼性玻璃纖維紗編織成管，經特殊的一種樹脂浸塗處理，再以適當之溫度烘乾而製成，它具有極佳之電氣絕緣性，且耐燃耐溫、耐電壓、耐濕、在零下50低溫時仍能保持柔軟.在高溫200250亦不損電氣之特性，另皮膜十分強韌，而曲折.適用H級馬達、乾式變壓器、炭刷、冷凍機、冷氣機、投射燈、鹵素燈、吸頂燈、落地燈及發熱體之導線、機械高溫配線和保護所適用。矽質玻璃纖維套管在變壓器中常用於CT
40、絕緣，其耐油性、抗剪性、耐磨性極佳，耐酸鹼、水、液態氧、有機溶劑;耐溫180，耐電壓1.5KV。,矽質玻璃纖維套管(Silicon Glass Fiber Sleeving Character),矽膠套管(Silicon Rubber Tube),.,矽膠套管耐溫在-70至200，抗拉強度為1000psi;伸長率為300%;耐火、自熄;抗剪穿性、耐磨性好;耐酸、水、植物油、動物油佳;稍耐碳化氫油及汽油;耐電壓4000V.矽膠套管常用於：1變壓器絕緣套管;2電熱絕緣套管3 耐高溫套管,TAPE構造,電氣膠帶的基本結構：分離塗層(Release Coating)、帶基/基材(Backing)、塗底
41、劑(Primer Coating)、粘劑(Adhesive).,圖4.1,TAPE分類,以基材的不同分類有：環氧膠帶(epoxy tape)、聚酸亞胺膠帶(polyimide tape)、聚四氟乙烯膠帶(PTFE Tape)、乙烯樹脂膠帶(Vinyi Tapy)、聚酯薄膜(Polyeseter Taye)、強化纖維膠帶(Filament Tape)、合成物薄膜(Composite Tape)、玻璃布(Glass Cloth)、乙醋酸布(Acetate Cloth)、紙帶(Paper),TAPE特性及用途,環氧膠帶(epoxy tape)環氧膠帶抗焊接、抗穿刺、質薄、絕緣強度高、從形性好，UL認
42、可耐溫程度達150及防燃.這種結構的膠帶功能廣泛，有利於減輕庫存成本其HI-POT在5KV以上.聚酸亞胺膠帶(polyimide tape)這種膠帶以聚酸亞胺為-帶基/基材的膠帶適用於COIL、纏結的電線和電容器.它能扺受極大的溫差，保持其物理及電氣性能不變.其熱固硅/矽的壓敏膠粘劑提高聚酸亞胺膠帶的穩定性.其耐溫為180，HI-POT為7.5KV 聚四氟乙烯膠帶(PTFE Tape)這些耐高溫薄膜膠帶在溫差極大時使用仍可保持其性能不變，收縮程度低，扺禦化學物質性能極低、抗電弧能力高、且不含碳化物質.其耐溫為80，其HI-POT為9.5KV.,TAPE特性及用途,乙烯樹脂膠帶(Vinyi Ta
43、pe)乙烯膠帶楺合了聚氯乙烯帶基的靈活性及具備優良的電氣絕緣性能.它的絕緣強度高，抗濕氣、紫外線、磨損、腐蝕、鹼和混合物.其壓敏橡膠粘劑適用溫差能力良好.此不褪色膠帶能迅速辨認電流相位、導線、管導和 安全地帶.乙烯膠帶提供主要電絕緣達600伏特之高，亦可用於高壓電纜電線纏結和電視消磁COIL的封裝操作.HI-POT8KV 最高可達12KV.聚酯薄膜(Polyeseter Taye)適用於薄質、耐用和高介電/耐電壓強度材料時的絕緣用途.它必須比醋酸脂薄膜膠帶耐溫度.聚脂薄膜膠帶從形性高、有極佳的抗化學品、抗化劑和防潮能力，並可扺受切割及磨損.耐溫130 HI-POT：5KV 強化纖維膠帶(Fil
44、ament Tape)適用於需要聚脂薄膜的高介電強度/高耐電壓和玻璃布膠帶的高度機械強度的情況.它的延展強度低、韌度高和抗撕裂，在130或以下範圍使用這種膠帶，比使用玻璃布膠帶的成本為低.它可用來固定引線及端子板，並可纏結COIL.,TAPE特性及用途,合成物薄膜(Composite Tape)這種結構結合聚脂薄膜的高介電/耐電壓強度和抗撕裂性質以及無紡聚酯薄墊的軟墊特性，並備有三種厚度可供選擇.這種膠帶即我們常說的44#醋酸布(ACT)，其耐溫為130，HI-POT：5.5KV玻璃布(Glass Cloth)玻璃布膠帶用途最廣泛且從形性最佳，它在紡織產品中最耐熱和韌力最高，並能級效地吸收電氣
45、絕緣漆和樹脂其耐溫130以上，HI-POT：3KV乙醋酸布(Acetate Cloth)這些悅目膠帶適用於COIL包封.從形性高.能扺受105之高溫，乙醋酸布並能有效地吸收樹脂和絕緣漆.HI-POT：3.5KV紙帶(Paper)這些膠帶具軟墊功能，抗穿刺和韌度高.其縐紋及纖維帶基物料具有極高從形性，用於COIL包封及105或以下溫度範圍.HI-POT：2KV,WIRE,聚脂瓷漆包線(.)聚脂瓷漆包線是以耐熱的Terephthalic Polyester 樹脂為主體的油脂為絕緣皮膜烤漆於導體而成.特性：耐熱性比合成樹(P.V.F.)漆包線、U.E.W.漆包線優越耐藥性(鹼性除外)、耐溶性優良機械
46、強度可與合成樹脂(P.V.F.)媲美力率、誘電率可與U.E.W.漆包線媲美耐鹼性、耐濕性比合成樹脂漆包線(P.V.F),WIRE,聚胺基甲酸脂漆包(U.E.W.)聚胺基甲酸脂漆包是以Polyure thane樹脂為主體的油脂為絕緣皮膜，烤漆於導體而成.其最大的特點為皮膜在300以上時，能於短時間內溶解，所以可不剝皮而作焊接工作.耐熱性比合樹脂(P.V.F.)漆包線優越(E種)機械強度可與合成樹脂(P.V.F.)漆包線比美.特性：耐熱性比合成樹(P.V.F.)漆包線優越因能不剝皮作焊接工作，故可提高工作效率耐酒精系列溶劑比一般漆包線差稍許，但實用上並無影響,WIRE,聚亞胺聚脂E.I.W.漆包線
47、塗料為Polyester-imide樹脂作成.具有高熱安定性和高介質強度特性：耐熱沖擊性良好 耐磨性佳、柔軟性好耐熱性及耐化學藥品性佳耐冷R-12及R-22,WIRE,聚亞胺醯胺漆包線(.)塗料為Polyamide-imide樹脂作成，有優的穩熱性 特性：耐熱性優耐磨性佳 耐化學藥品性佳耐冷R-12及R-22,WIRE,自融性聚胺脂漆包線（）融著性U.E.W.漆包線是U.E.W漆包線上面再加一層熱可塑性皮膜特性：具有U.E.W.漆包線的全部特點可與層間紙粘著，防止線間之滑落,WIRE,油性樹脂漆包線（）油性樹脂瓷漆包線是最早普遍被使用之漆包線，以天然樹脂與乾性油為主的油質為絕緣皮膜，依規定厚度
48、烤漆於導體而成特性：在漆包線中，體積最小，可使COIL輕巧化.節約使用材料降低成本耐水性優良，耐濕性佳，短期負熱載性佳 因耐溶性劑，耐油性差，故浸油時有選擇溶劑的必要耐磨性比其它漆包線差，不適於笨重的繞線作業,WIRE,聚乙烯醇縮甲醛漆包線（）聚乙烯醇縮甲醛漆包線(P.V.F.)是以合成樹脂漆包線中最早開發一種，以Polyving.formal樹脂為主體，另附加硬化性樹脂的油脂為絕緣皮膜烤漆於導體而成特性：絕緣皮膜極為強熱性比合成樹(P.V.F.)漆包線、U.E.W.漆包線優越 耐藥性(鹼性除外)、耐溶性優良 機械強度可與合成樹脂(P.V.F.)媲美力率、誘電率可與U.E.W.漆包線比美耐鹼性
49、、耐濕性比合成樹脂漆包線(P.V.F),WIREOthers,2UEW耐溫120，可以直接焊錫;而PEW耐溫155，180，焊錫時須脫皮絲包線用於顯示器，不耐潮 絞線用來取代較粗的單芯線 a.換算公式：股數*數x1.155(系數)=?(線徑)For example 0.6x4P=1.386 thus 4x0.6x1.155=1.386 b.50cm至少25絞，絞數多則DC.R高,檢驗標準針孔試驗,WIRE捲線試驗,WIRE伸長試驗,WIRE 種類及用途,WIRE 種類及用途,EPOXY,用途：在變壓器中，膠用於接合固定或灌注膠的儲存與使用方法：膠放置久未使用，會有沉澱現象，使用前先攪拌均勻部分
50、種類的膠需冷藏儲存(在包裝外會標明保存溫度510)有固體或結晶現象時，應先攪拌或加溫至2535使之軟化 凡化學品都有使用期限，逾期化學品不宜使用 膠的種類環氧樹脂系EPOXY RESIN 矽銅系 厭氧系氰壓克力脂：瞬間膠水熱熔膠：封固零件或接點,EPOXY分類,膠按其組成不同分為單劑型、雙劑型和三劑型(不常使用)單劑型：製造廠商已將樹脂與硬化劑調好，其化學孌化過程緩慢，通常需要冷藏，使用後加熱使其硬化雙劑型：樹脂與硬化劑分開，可於室溫下保存使用時將二劑依正確比例混合，必須攪抖均勻，否則烘烤不乾.正確比率混合且經攪拌均勻之膠，通常要在室溫下即可硬化，故需視使用量調合，以免浪費,EPOXY灌注,升
