第一講:TDK PC47材料對T8 LED燈管變壓器性能提升分析
發布時間:2011-11-11 來源:CNT Networks
要點提示:
本次講解共分為五個部分:首先是LED變壓器製品特點分析,介紹變壓器所使用的高性能材料,然後是深化設計工具的應用和活用,最後是LED照明變壓器製品的圖示。下圖T8、T10 LED燈(deng)管(guan)的(de)解(jie)體(ti),我(wo)們(men)通(tong)過(guo)解(jie)體(ti)發(fa)現(xian)變(bian)壓(ya)器(qi)使(shi)用(yong)的(de)一(yi)些(xie)特(te)點(dian)。首(shou)先(xian)是(shi)它(ta)體(ti)積(ji)比(bi)較(jiao)小(xiao),使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)比(bi)較(jiao)密(mi)閉(bi),對(dui)於(yu)溫(wen)度(du)的(de)要(yao)求(qiu)比(bi)較(jiao)高(gao),對(dui)體(ti)積(ji)也(ye)有(you)要(yao)求(qiu)。同(tong)樣(yang)在(zai)特(te)性(xing)方(fang)麵(mian)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)比(bi)較(jiao)高(gao)。綜(zong)合(he)以(yi)上(shang)幾(ji)個(ge)特(te)點(dian),會(hui)采(cai)用(yong)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)高(gao)Bs材料。對於線材的使用,要用CLSS-F 155度耐熱等級的線材。固定的方式會采用點膠固定磁芯和線圈。現在的製品已經可以達到8mm,使變壓器下沉,總體高度可到8mm。

圖1:采用高飽和磁通密度的材料,變壓器可以做的更小
PC47有更高的飽和磁通密度和更低的損耗
下麵對高性能的材料做一個簡單介紹。LED變壓器的係統需要高飽和磁通密度和低損耗的特點,TDK開發了一個PC47係xi列lie的de變bian壓ya器qi材cai料liao,它ta的de發fa展zhan方fang向xiang就jiu是shi下xia圖tu箭jian頭tou所suo指zhi的de方fang向xiang,縱zong軸zhou是shi飽bao和he度du磁ci通tong密mi度du和he低di損sun耗hao。這zhe邊bian是shi我wo們men對dui比bi市shi麵mian一yi些xie通tong用yong的de磁ci芯xin變bian壓ya器qi,和heTDKxianzaisuoyanfahebuduangengxinchanpintexingdebijiao。congyouxiajiao,fenhongsededianshimuqianshichangshangchangyongdeyixiecailiaodexingneng,hengzuobiaoshicitongliang,zongzuobiaoshibaohedemidu。womenkeyifaxiancongxianzaishichangshangzhexiefenhongsededianshizai500Core Loss,磁通密度在380,跟TDK PC40材料是相當的。PC47材已經有很大的改善,在420的磁通密度,在250左右的Core Loss,也就是說相比通常所用的係列有比較大的改善。
圖2:與其它材料,PC47有更高的飽和磁通密度和更低的損耗
PC47材質的飽和電流大於普通材質PC40
圖3展示了高性能PC47yingyongzaibianyaqishangsuochanshengdexingnengquxian,hengzuobiaoshidianliu,tongguobianyaqidedianliuzhi,zongzuobiaoshidianganzhi。womenkeyifaxiansuizhedianliuzengda,ganzhizaishuaijian。womenkeyizhidao,ruguobianyaqidedianganshuaijiandaoyidingdeshihoukenenghuishixiao。zhezhangtuwomenkeyimingxiandekandao,PC40和PC47有比較大的差距。假設電感值為300時,PC40材的電流達到2.7A左右,PC47材係列電流達到了約3.2A,也就是說,使用高性能PC47材質的飽和電流將會遠遠大於普通材質的性能。
圖3:PC47材質的飽和電流大於普通材質PC40
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PC47在100℃的磁芯損耗相比PC40降低了約40%
右圖是溫度與磁芯損耗的關係圖,隨著溫度的上升,在100度以前呈下降趨勢,也就是說隨著溫度的升高,磁芯損耗是越來越低的,超過100度左右以後磁芯損耗又會增加。而LED變壓器使用範圍在70-100度之間,根據不同的應用領域和各種型號有所不同。同樣可以發現PC47的磁芯損耗在100℃的磁芯損耗僅為250KW/m3、相比PC40材料,改善了約40%。根據使用條件的不同,PC47能實現降低5℃~10℃左右的發熱。
圖4:PC47在100℃的磁芯損耗相比PC40降低了約40%,可改善發熱
高密度的PC47可以實現變壓器更小的體積和重量
至於高性能材質的研發,設計的原理,材質研發出來,它的密度更大。拿PC40材和PC47材兩個材質高倍放大鏡成像的對比,可以發現左邊PC40材質有很多黑色的點。那些點是間隙,粒子之間存在很多間隙。右邊PC47材質黑點比PC40材小,也就是說PC47材密度會遠遠大於PC40材質,從而降低磁芯損耗,提高變換效率,降低發熱。基於材料開發及燒製因素(燒製方法、溫度條件)的最適度,實現材料的高密度設計。
活用高性能材質的優點,以EER28市麵上最常用的一種變壓器型號分析。由於密度更大,我們可以使變壓器更輕、更小。比如在同樣功率的情況下,用高性能材質體積和重量會比普通材質更小。這邊僅以EER28為例,我們將以ECO2225係列可以取代市場上的EER28,重量有45%的消減。
圖6:ECO2225取代EER28,重量有45%的消減
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改善後的磁芯形狀提高了磁力線的應用效率
同樣從性能和形狀上有獨特的設計,下圖對磁場、bianyaqizaigongzuoshidecilixianfenbuzhuangkuangzuolefenxi。zuobianzhezhangtukeyikandaoshenlansedebufendaibiaocilixianmeiyoufenbu。teshuxingzhuangdesheji,keyikandaobichangguideyangxiaodeduo,dadazengjialezhenggecilixiandeyingyong,tigaolecilixiandeyingyongxiaolv。tongyangduiyuLED,T8和球泡燈的係統,會發現對於變壓器的工作效率有比較高的要求,要求到90W以上,或者要到80多W,我們這裏也務必要使用高性能的鐵氧體去滿足這樣的需求。
圖7:采用PC47材料的TDK獨有的磁芯的形狀
我wo們men介jie紹shao下xia先xian進jin的de高gao自zi動dong化hua卷juan材cai生sheng產chan線xian。首shou先xian從cong卷juan線xian到dao後hou麵mian外wai觀guan測ce定ding都dou實shi現xian了le高gao自zi動dong化hua的de操cao作zuo,全quan部bu用yong機ji械xie完wan成cheng,而er不bu像xiang以yi往wang一yi人ren一yi台tai機ji械xie而er且qie很hen嘈cao雜za的de進jin行xing作zuo業ye,而er是shi用yong了le各ge種zhong機ji器qi去qu取qu代dai它ta。這zhe主zhu要yao是shi兩liang個ge優you點dian:首先它品質比較穩定,能控製卷線散亂、jiaodaisanluandefasheng,kejianshaobianyaqitexingdebujunheng。tongshitashengchanxiaolvtigao,bushourenyuanzengjianjizuoyerenyuanshulianchengdudeyingxiang,suishinengandinggongying,shishengchanchannengdedaodadadetigao。
這邊是對手卷和自動化卷線的個性對比(對比分析圖可下載演講資料)。我wo們men可ke以yi發fa現xian其qi實shi對dui變bian壓ya器qi來lai講jiang,電dian感gan值zhi和he漏lou感gan值zhi是shi對dui其qi影ying響xiang比bi較jiao大da的de兩liang個ge課ke題ti因yin素su。從cong下xia麵mian漏lou感gan的de分fen析xi,發fa現xian不bu同tong的de時shi間jian卷juan出chu來lai的de特te性xing有you差cha異yi,跟gen他ta的de手shou法fa控kong製zhi和he工gong作zuo環huan境jing有you關guan係xi,這zhe樣yang子zi造zao成cheng產chan品pin卷juan出chu來lai參can差cha不bu齊qi。自zi卷juan張zhang力li有you參can數shu的de設she定ding,可ke以yi一yi年nian、一年以後,甚至兩年、sannianzaiquzuo,dounengbaochihenhaowendingdeshuiping。tongyangzaiqiehuanfangmian,biruyigechanpinwozhegeyueyaoshengchan,sangeyueyaozaishengchan。ruguoshishoujuan,xinlaideyuangongxuyaoyouyigeshuliandudeguocheng,kenengxuyaosangeyuecainenghenhaodezuochuyigechanpin。jiqidehua,zhegezuoyeyuanzhiqidaobanyundezuoyong,tabacailiaofangdaojiqishang,zuowanyihouyounaxialai,zheyangdantianjiunengdadaozuihaodezhuangtai。
對於變壓器的設計規格設定我們也開發了一套係統的設計軟件,裏麵存有跟IC廠商最新型號的參數、各ge個ge頻pin率lv等deng所suo需xu要yao的de設she計ji參can數shu,還hai有you各ge種zhong新xin的de磁ci性xing參can數shu在zai裏li麵mian,我wo們men隻zhi需xu要yao把ba變bian壓ya器qi的de參can數shu輸shu入ru到dao這zhe個ge軟ruan件jian裏li麵mian,再zai按an一yi鍵jian生sheng成cheng,就jiu可ke以yi給gei出chu我wo們men的de建jian議yi規gui格ge和he卷juan。變bian壓ya器qi的de設she計ji基ji本ben上shang就jiu是shi基ji於yu以yi上shang三san點dian完wan成cheng的de:首先是高性能材料的應用,活用PC47材的特長,然後根據客戶的需求以及用途的不同開發各自的型號和特殊的型號,再使用高自動化卷線的工法和設計工具、支援工具及構造的活用完成變壓器的設計。 這邊列出來的是目前在市場上各類LED所對應的TDK產品,TDK都擁有能滿足其工藝和尺寸要求的變壓器。這邊是T8管跟球泡燈最常用變壓器尺寸的展示。
以上是所有的內容,謝謝大家。更詳盡的圖表分析,請下載資料:
http://m.0-fzl.cn/whitepaper/download?id=776
問: PC47材質是TDK自己的,還是我們在市麵上可以買得到?
答:這是TDK自己的材質,是有專利的。
問: PC47材料現在隻做標準品牌,還是可以定製,能提供打樣服務嗎?
答:可ke以yi,也ye會hui有you定ding製zhi,打da樣yang也ye沒mei問wen題ti。製zhi造zao工gong廠chang是shi在zai廈sha門men,但dan我wo們men送song樣yang的de速su度du效xiao率lv會hui很hen快kuai,因yin為wei我wo們men花hua了le很hen大da精jing力li專zhuan門men做zuo了le一yi個ge部bu門men,它ta是shi專zhuan門men服fu務wu於yu市shi場chang客ke戶hu打da樣yang和he前qian期qi的de送song樣yang。
- T8、T10 LED燈管對變壓器的性能要求
- PC47有更高的飽和磁通密度和更低的損耗
- PC47材質的飽和電流大於普通材質PC40
- PC47在100℃的磁芯損耗相比PC40降低了約40%
- 高密度的PC47可以實現變壓器更小的體積和重量
- 改善後的磁芯形狀提高了磁力線的應用效率
本次講解共分為五個部分:首先是LED變壓器製品特點分析,介紹變壓器所使用的高性能材料,然後是深化設計工具的應用和活用,最後是LED照明變壓器製品的圖示。下圖T8、T10 LED燈(deng)管(guan)的(de)解(jie)體(ti),我(wo)們(men)通(tong)過(guo)解(jie)體(ti)發(fa)現(xian)變(bian)壓(ya)器(qi)使(shi)用(yong)的(de)一(yi)些(xie)特(te)點(dian)。首(shou)先(xian)是(shi)它(ta)體(ti)積(ji)比(bi)較(jiao)小(xiao),使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)比(bi)較(jiao)密(mi)閉(bi),對(dui)於(yu)溫(wen)度(du)的(de)要(yao)求(qiu)比(bi)較(jiao)高(gao),對(dui)體(ti)積(ji)也(ye)有(you)要(yao)求(qiu)。同(tong)樣(yang)在(zai)特(te)性(xing)方(fang)麵(mian)使(shi)用(yong)效(xiao)率(lv)比(bi)較(jiao)高(gao)。綜(zong)合(he)以(yi)上(shang)幾(ji)個(ge)特(te)點(dian),會(hui)采(cai)用(yong)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)高(gao)Bs材料。對於線材的使用,要用CLSS-F 155度耐熱等級的線材。固定的方式會采用點膠固定磁芯和線圈。現在的製品已經可以達到8mm,使變壓器下沉,總體高度可到8mm。

圖1:采用高飽和磁通密度的材料,變壓器可以做的更小
PC47有更高的飽和磁通密度和更低的損耗
下麵對高性能的材料做一個簡單介紹。LED變壓器的係統需要高飽和磁通密度和低損耗的特點,TDK開發了一個PC47係xi列lie的de變bian壓ya器qi材cai料liao,它ta的de發fa展zhan方fang向xiang就jiu是shi下xia圖tu箭jian頭tou所suo指zhi的de方fang向xiang,縱zong軸zhou是shi飽bao和he度du磁ci通tong密mi度du和he低di損sun耗hao。這zhe邊bian是shi我wo們men對dui比bi市shi麵mian一yi些xie通tong用yong的de磁ci芯xin變bian壓ya器qi,和heTDKxianzaisuoyanfahebuduangengxinchanpintexingdebijiao。congyouxiajiao,fenhongsededianshimuqianshichangshangchangyongdeyixiecailiaodexingneng,hengzuobiaoshicitongliang,zongzuobiaoshibaohedemidu。womenkeyifaxiancongxianzaishichangshangzhexiefenhongsededianshizai500Core Loss,磁通密度在380,跟TDK PC40材料是相當的。PC47材已經有很大的改善,在420的磁通密度,在250左右的Core Loss,也就是說相比通常所用的係列有比較大的改善。

圖2:與其它材料,PC47有更高的飽和磁通密度和更低的損耗
PC47材質的飽和電流大於普通材質PC40
圖3展示了高性能PC47yingyongzaibianyaqishangsuochanshengdexingnengquxian,hengzuobiaoshidianliu,tongguobianyaqidedianliuzhi,zongzuobiaoshidianganzhi。womenkeyifaxiansuizhedianliuzengda,ganzhizaishuaijian。womenkeyizhidao,ruguobianyaqidedianganshuaijiandaoyidingdeshihoukenenghuishixiao。zhezhangtuwomenkeyimingxiandekandao,PC40和PC47有比較大的差距。假設電感值為300時,PC40材的電流達到2.7A左右,PC47材係列電流達到了約3.2A,也就是說,使用高性能PC47材質的飽和電流將會遠遠大於普通材質的性能。

圖3:PC47材質的飽和電流大於普通材質PC40
PC47在100℃的磁芯損耗相比PC40降低了約40%
右圖是溫度與磁芯損耗的關係圖,隨著溫度的上升,在100度以前呈下降趨勢,也就是說隨著溫度的升高,磁芯損耗是越來越低的,超過100度左右以後磁芯損耗又會增加。而LED變壓器使用範圍在70-100度之間,根據不同的應用領域和各種型號有所不同。同樣可以發現PC47的磁芯損耗在100℃的磁芯損耗僅為250KW/m3、相比PC40材料,改善了約40%。根據使用條件的不同,PC47能實現降低5℃~10℃左右的發熱。

圖4:PC47在100℃的磁芯損耗相比PC40降低了約40%,可改善發熱
高密度的PC47可以實現變壓器更小的體積和重量
至於高性能材質的研發,設計的原理,材質研發出來,它的密度更大。拿PC40材和PC47材兩個材質高倍放大鏡成像的對比,可以發現左邊PC40材質有很多黑色的點。那些點是間隙,粒子之間存在很多間隙。右邊PC47材質黑點比PC40材小,也就是說PC47材密度會遠遠大於PC40材質,從而降低磁芯損耗,提高變換效率,降低發熱。基於材料開發及燒製因素(燒製方法、溫度條件)的最適度,實現材料的高密度設計。

圖5:PC47相比PC40有更高的材料密度
活用高性能材質的優點,以EER28市麵上最常用的一種變壓器型號分析。由於密度更大,我們可以使變壓器更輕、更小。比如在同樣功率的情況下,用高性能材質體積和重量會比普通材質更小。這邊僅以EER28為例,我們將以ECO2225係列可以取代市場上的EER28,重量有45%的消減。

圖6:ECO2225取代EER28,重量有45%的消減
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改善後的磁芯形狀提高了磁力線的應用效率
同樣從性能和形狀上有獨特的設計,下圖對磁場、bianyaqizaigongzuoshidecilixianfenbuzhuangkuangzuolefenxi。zuobianzhezhangtukeyikandaoshenlansedebufendaibiaocilixianmeiyoufenbu。teshuxingzhuangdesheji,keyikandaobichangguideyangxiaodeduo,dadazengjialezhenggecilixiandeyingyong,tigaolecilixiandeyingyongxiaolv。tongyangduiyuLED,T8和球泡燈的係統,會發現對於變壓器的工作效率有比較高的要求,要求到90W以上,或者要到80多W,我們這裏也務必要使用高性能的鐵氧體去滿足這樣的需求。

圖7:采用PC47材料的TDK獨有的磁芯的形狀
我wo們men介jie紹shao下xia先xian進jin的de高gao自zi動dong化hua卷juan材cai生sheng產chan線xian。首shou先xian從cong卷juan線xian到dao後hou麵mian外wai觀guan測ce定ding都dou實shi現xian了le高gao自zi動dong化hua的de操cao作zuo,全quan部bu用yong機ji械xie完wan成cheng,而er不bu像xiang以yi往wang一yi人ren一yi台tai機ji械xie而er且qie很hen嘈cao雜za的de進jin行xing作zuo業ye,而er是shi用yong了le各ge種zhong機ji器qi去qu取qu代dai它ta。這zhe主zhu要yao是shi兩liang個ge優you點dian:首先它品質比較穩定,能控製卷線散亂、jiaodaisanluandefasheng,kejianshaobianyaqitexingdebujunheng。tongshitashengchanxiaolvtigao,bushourenyuanzengjianjizuoyerenyuanshulianchengdudeyingxiang,suishinengandinggongying,shishengchanchannengdedaodadadetigao。
這邊是對手卷和自動化卷線的個性對比(對比分析圖可下載演講資料)。我wo們men可ke以yi發fa現xian其qi實shi對dui變bian壓ya器qi來lai講jiang,電dian感gan值zhi和he漏lou感gan值zhi是shi對dui其qi影ying響xiang比bi較jiao大da的de兩liang個ge課ke題ti因yin素su。從cong下xia麵mian漏lou感gan的de分fen析xi,發fa現xian不bu同tong的de時shi間jian卷juan出chu來lai的de特te性xing有you差cha異yi,跟gen他ta的de手shou法fa控kong製zhi和he工gong作zuo環huan境jing有you關guan係xi,這zhe樣yang子zi造zao成cheng產chan品pin卷juan出chu來lai參can差cha不bu齊qi。自zi卷juan張zhang力li有you參can數shu的de設she定ding,可ke以yi一yi年nian、一年以後,甚至兩年、sannianzaiquzuo,dounengbaochihenhaowendingdeshuiping。tongyangzaiqiehuanfangmian,biruyigechanpinwozhegeyueyaoshengchan,sangeyueyaozaishengchan。ruguoshishoujuan,xinlaideyuangongxuyaoyouyigeshuliandudeguocheng,kenengxuyaosangeyuecainenghenhaodezuochuyigechanpin。jiqidehua,zhegezuoyeyuanzhiqidaobanyundezuoyong,tabacailiaofangdaojiqishang,zuowanyihouyounaxialai,zheyangdantianjiunengdadaozuihaodezhuangtai。
對於變壓器的設計規格設定我們也開發了一套係統的設計軟件,裏麵存有跟IC廠商最新型號的參數、各ge個ge頻pin率lv等deng所suo需xu要yao的de設she計ji參can數shu,還hai有you各ge種zhong新xin的de磁ci性xing參can數shu在zai裏li麵mian,我wo們men隻zhi需xu要yao把ba變bian壓ya器qi的de參can數shu輸shu入ru到dao這zhe個ge軟ruan件jian裏li麵mian,再zai按an一yi鍵jian生sheng成cheng,就jiu可ke以yi給gei出chu我wo們men的de建jian議yi規gui格ge和he卷juan。變bian壓ya器qi的de設she計ji基ji本ben上shang就jiu是shi基ji於yu以yi上shang三san點dian完wan成cheng的de:首先是高性能材料的應用,活用PC47材的特長,然後根據客戶的需求以及用途的不同開發各自的型號和特殊的型號,再使用高自動化卷線的工法和設計工具、支援工具及構造的活用完成變壓器的設計。 這邊列出來的是目前在市場上各類LED所對應的TDK產品,TDK都擁有能滿足其工藝和尺寸要求的變壓器。這邊是T8管跟球泡燈最常用變壓器尺寸的展示。
以上是所有的內容,謝謝大家。更詳盡的圖表分析,請下載資料:
http://m.0-fzl.cn/whitepaper/download?id=776
問: PC47材質是TDK自己的,還是我們在市麵上可以買得到?
答:這是TDK自己的材質,是有專利的。
問: PC47材料現在隻做標準品牌,還是可以定製,能提供打樣服務嗎?
答:可ke以yi,也ye會hui有you定ding製zhi,打da樣yang也ye沒mei問wen題ti。製zhi造zao工gong廠chang是shi在zai廈sha門men,但dan我wo們men送song樣yang的de速su度du效xiao率lv會hui很hen快kuai,因yin為wei我wo們men花hua了le很hen大da精jing力li專zhuan門men做zuo了le一yi個ge部bu門men,它ta是shi專zhuan門men服fu務wu於yu市shi場chang客ke戶hu打da樣yang和he前qian期qi的de送song樣yang。
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