電子變壓器：與上下游企業(yè)共同進步

　　近30年來，各種門類的電子產(chǎn)品幾乎都在向著高頻化、高效率、低損耗和高性價比方向發(fā)展，使得傳統(tǒng)的EI、C型磁心電子變壓器的生存空間變窄變小。因此，在我國大陸的電子變壓器產(chǎn)量中傳統(tǒng)型仍占很大比例的情況下，必須以改革和創(chuàng)新的精神，加大其更新?lián)Q代的腳步，否則，內(nèi)地的電子變壓器行業(yè)還會較長時間地處于“打工”地位。

正經(jīng)歷三個層次更新?lián)Q代

　　在某種意義上講，我國的電子變壓器產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷著三個層次的更新?lián)Q代：第一層次是立體變壓器(即傳統(tǒng)型普通變壓器)向平面型變壓器的革新，平面變壓器的體積重量比傳統(tǒng)型減小了80%，已形成5W-20kW/20kHz～2MHz的產(chǎn)品系列，其效率的典型值可達98%。第二層次更新是片式變壓器的批量生產(chǎn)。片式變壓器的高度進一步降低，基本實現(xiàn)了扁平化。它們適合于電流在100A以上的低壓大電流電源的要求。其結構一般采用一個初級繞組多個磁心代替?zhèn)鹘y(tǒng)的一個磁心多個繞組。多個磁心的初級繞組串聯(lián)達到降壓與隔離的要求，其內(nèi)部溫升低于平面變壓器，只有10℃左右；可以安裝在額定溫升高一些的PCB等基板上。第三層次更新則是薄膜變壓器的研制設計成功。由于采用薄膜結構，更好地實現(xiàn)了低高度，一般小于1mm，工作頻率超過1MHz，達10 MHz～100MHz。薄膜變壓器可以采用集成電路工藝制造，故成本并不比片式變壓器高，薄膜變壓器是廣泛使用的直流開關電源變壓器的發(fā)展方向。

　　大家已注意到，目前，從傳統(tǒng)型普通立體變壓器發(fā)展到平面變壓器、片式變壓器和薄膜變壓器只是一個發(fā)展進步過程，它們各自有著自己的應用范圍和市場定位，并非一種類型完全替代了另一類。如目前的普通型電子變壓器的使用量和產(chǎn)量仍然很大；平面變壓器已形成系列和批量，正在推廣使用；片式電子變壓器還處于少量品種的小批量試生產(chǎn)之中；薄膜變壓器則還處于開發(fā)研究階段。

與上下游產(chǎn)品共同進步

　　首先，軟磁材料向高端產(chǎn)品升級換代且逐步規(guī)模化發(fā)展

　　高端元器件的開發(fā)生產(chǎn)需要高端原材料的支持。影響電子變壓器性能指標的主要原材料是磁性材料。所以，電子變壓器電感器行業(yè)十分關注軟磁材料尤其是其高端材料的發(fā)展。近幾年來，我國軟磁材料產(chǎn)業(yè)有了長足進步，已有一些大中型軟磁企業(yè)進入了世界先進行列，軟磁材料總產(chǎn)量和中低檔軟磁產(chǎn)品在國際市場上已占絕對優(yōu)勢，高檔次軟磁產(chǎn)品也已開始形成國際競爭力，可以說，整個軟磁行業(yè)已開始由大向強轉(zhuǎn)變。

　　上游原材料產(chǎn)品的發(fā)展進步，為電子變壓器行業(yè)及產(chǎn)品的升級提供了良好的基礎條件。

　　其次，國內(nèi)整機行業(yè)及產(chǎn)品正在轉(zhuǎn)型升級，必將拉動電子變壓器行業(yè)與產(chǎn)品的市場與技術發(fā)展。

　　電子變壓器的技術與產(chǎn)品隨整機產(chǎn)品的發(fā)展，其應用領域不斷擴大，這就為自身的發(fā)展提供了市場與技術空間，例如各種電子計算機及其外圍設備、有線無線與移動通信設備、汽車電子設備、醫(yī)用電子設備與儀器等都有寬廣的市場和技術發(fā)展空間，而新興的一些行業(yè)與技術如高清晰度電視、液晶類產(chǎn)品、數(shù)碼產(chǎn)品等等的高速發(fā)展態(tài)勢已經(jīng)形成。這些產(chǎn)業(yè)領域，都離不開各類電源，因此，電子變壓器技術和市場與它們具有同樣的發(fā)展?jié)摿κ呛翢o疑問的。

產(chǎn)品升級換代提出新要求

　　從使用角度而言，電子產(chǎn)品的設計越來越個性化與多元化，門類、品種、型號多。電子變壓器的設計制造必須適應這種潮流與原則。目前，電子變壓器的設計制造必須注意到如下一些要求：

　　第一，結構設計，總的趨向是小薄輕，適合于SMT安裝要求。對電子變壓器設計者來說，小薄輕是在三大被動元件中最為困難的。為了達到小型化指標要求，首選措施是提高電源的工作頻率，目前的工作頻率為20kHz～100MHz以上。選擇高的工作頻率，隨之而來的是高頻損耗和電磁噪聲的增大，這就需要采用新的高端磁性材料和抗電磁干擾器件來克服，這將使電子變壓器及電源設計復雜化。

　　第二，電子變壓器設計要把工作效率、生產(chǎn)效率放在重要位置。提高電子變壓器的工作效率與生產(chǎn)效率是環(huán)保與節(jié)能的具體落實。在電子變壓器設計中，要求的工作效率為：100W以下的小功率直流開關電源的效率>85%；中大功率直流開關電源的工作效率應大于90%。電子變壓器和電感器的損耗占電源功率的15%左右，所以要求電子變壓器的工作效率>95%～98%。電子變壓器的空載損耗和空載電流是電子設備待機損耗的主要因素，因此，要求電子變壓器的空載損耗最好小于2%。提高電子變壓器工作效率的設計還必須解決其發(fā)熱少散熱快等問題。

　　第三，與其他任何產(chǎn)品一樣，成本是電子變壓器設計必須面對的問題。電子變壓器除了應在低損耗、小尺寸、高效率、穩(wěn)定可靠等方面適應現(xiàn)代電子設備要求外，低價位是市場競爭的必要條件。降低變壓器成本，設計是基礎。設計時原材料的采用、結構形式對成本起主導作用，工藝設備和工藝過程設計，在線測試設備與路線設計等等都應以最低成本為前提。

　　第四，最大限度地采用標準件。目前，傳統(tǒng)變壓器設計的標準化率較高，而在平面、片式和薄膜電子變壓器的設計中，則較多地偏向于整機產(chǎn)品的技術與安裝要求，對標準化率沒有嚴格要求。提高設計的標準化率，當前要抓好兩方面的工作，一是加快行業(yè)標準的制定，二是設計師要善于利用現(xiàn)有標準件和設計手段。

　　第五，在有些材料(如銅材)漲價并維持在高價位的情況下，尋找一些較低價位的材料來替代，如以銅包鋁導線替代銅導線。 （中國電子學會元件分會電子變壓器技術部秘書長 姜德清）