提高效率是对电源和电子变压器的普遍要求

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提高效率是对电源和电子变压器的普遍要求。虽然，从单个电子变压器来看，损耗不
大。例如，100VA 电源变压器，效率为98%时，损耗只有2W 并不多。但是成十万个、成
百万个电源变压器，总损耗可能达到上十万W，甚至上百万W。还有，许多电源变压器一
直长期运行，年总损耗相当可观，有可能达到上千万kW·h。显然，提高电子变压器的效率，
可以节约电力。节约电力后，可以少建发电站。少建发电站后，可以少消耗煤和石油，可
以少排放CO2，SO2，NOx，废气，污水，烟尘和灰渣，减少对环境的污染。既具有节约
能源，又具有保护环境的双重社会经济效益。因此，提高效率是对电子变压器的一个主要
要求。
电子变压器的损耗包括磁芯损耗(铁损)和线圈损耗(铜损)。铁损只要电子变压器投入工
作，一直存在，是电子变压器损耗的主要部分。因此，根据铁损选择磁芯材料，是电子变
压器设计的主要内容，铁损也成为评价软磁材料的一个主要参数。铁损与电子变压器磁芯
的工作磁通密度和工作频率有关，在介绍软磁材料的铁损时，必须说明是在什么工作磁通
密度下和什么工作频率下的损耗。例如，P0.5/400，表示在工作磁通密度0.5T 和工作频率
400Hz下的铁损。P0.1/100k表示在工作磁通密度0.1T和工作频率100kHz下的铁损。
软磁材料包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗。涡流损耗又与材料的电阻率ρ成反比。
ρ 越大，涡流损耗越小。各种软磁材料的ρ 从大到小的顺序为：锰锌铁氧体为108～
109μΩ·cm，铁镍基非晶合金为150～180μΩ·cm，铁基非晶合金为130～150μΩ·cm，钴基非
晶合金为120～140μΩ·cm，高磁导坡莫合金为40～80μΩ·cm，铁硅铝合金为40～60μΩ·cm，
铁铝合金为30～60μΩ·cm，硅钢为40～50μΩ·cm，铁钴合金为20～40μΩ·cm。
因此，锰锌铁氧体的ρ比金属软磁材料高106～107倍，在高频中涡流小，应用占优势。
但是当工作频率超过一定值以后，锰锌铁氧体磁性颗粒之内的绝缘体被击穿和熔化，ρ变得
相当小，损耗迅速上升到很高水平，这个工作频率就是锰锌铁氧体的极限工作频率。
金属软磁材料厚度变薄，也可以降低涡流损耗。根据现有的电子变压器使用金属软磁
材料带材的经验，工作频率和带材厚度的关系为：工频50～60Hz 用0.50～0.23mm(500～
230μm)，中频400Hz 至1kHz 用0.20～0.08mm(200～80μm)，1kHz 至20kHz 用0.10～
0.025mm(100～25μm)，中高频20kHz至100kHz用0.05～0.015mm(50～15μm)，高频100kHz
至1MHz用0.02～0.005mm(20～5μm)，1MHz以上，厚度小于5μm。金属软磁材料带材只
要降到一定厚度，涡流损耗可显著减少。不论是硅钢、坡莫合金，还是钴基非晶合金和微
晶纳米晶合金都可以在中、高频电子变压器中使用，和锰锌铁氧体竞争。