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節(jié)能燈用磁環(huán)電感的主要參數(shù)及選擇
2012年06月08日 08:36點擊：2388來源：中山市五環(huán)電感廠>>進入該公司展臺
節(jié)能燈用磁環(huán)電感的主要參數(shù)及選擇
1概述
緊湊型熒光燈在中國的生產(chǎn)已經(jīng)有十幾年的歷史了，由于其外形結構緊湊、體積小、節(jié)能*，再加上政府能源部門的大力推廣和政策扶持，現(xiàn)在已成為照明行業(yè)的主力軍，通常稱之為節(jié)能燈。
在節(jié)能燈中，都會用到脈沖變壓器。它的控制作用在于（圖1）：當通過它初級繞組的電流增加到一定的時候，磁環(huán)達到飽和，其有效磁導率迅速下降，初級電感迅速減小，此時電流變化速率為負，兩次級繞組為反向繞線，故此時其感應電壓也反向，導致兩個三極管的工作狀況轉(zhuǎn)換，導通的轉(zhuǎn)為截止，截止的轉(zhuǎn)為導通，電路完成一個周期。
目前應用的節(jié)能燈電路中，幾乎全部是采用Mn-Zn鐵氧體磁環(huán)制作脈沖變壓器，它是節(jié)能燈的關鍵元件。
2磁環(huán)的參數(shù)要求
鑒于磁環(huán)在節(jié)能燈中的重要性，目前節(jié)能燈生產(chǎn)廠家都對所應用的磁環(huán)提出了自己的參數(shù)要求，歸納起來，主要有以下幾類：
2.1電感L
電感是對磁環(huán)的zui基本要求，也是影響節(jié)能燈功率的主要因素。
2.2電感L和Q值
對磁環(huán)提出Q值要求，主要以南海華星光電為代表。其理由是：，在電感和電阻一定的情況下，Q值決定振蕩頻率。要準確測試磁環(huán)的Q值，必須對磁環(huán)進行繞線后才能測試，同時對于線徑、線長、測試設備、測試環(huán)境都必須有統(tǒng)一的規(guī)定，方具有可比性。因為磁性材料業(yè)界尚未有多匝測試的設備，故Q值分檔在大生產(chǎn)上難以實現(xiàn)，只能靠磁環(huán)生產(chǎn)廠家用生產(chǎn)工藝來保證。因此，到目前為止，對磁環(huán)進行Q值要求的節(jié)能燈廠家并不多。
2.3電感L和綜合因子
對磁環(huán)提出綜合因子要求，主要以中山古鎮(zhèn)節(jié)能燈制造廠家較多。綜合因子是杭州伏達測試技術研究所提出的，據(jù)稱是將Hc、Br、Bs、μm根據(jù)作用大小，進行加權處理，得出一個數(shù)值，表征磁環(huán)對能量傳輸能力的大小。綜合因子數(shù)值大，磁環(huán)對能量傳輸?shù)哪芰痛?，zui后反映對三極管的驅(qū)動能力也大。
作者針對綜合因子做了以下測試：從同批次生產(chǎn)的T9×5×3中取樣500只，用UI9702進行分檔（測試條件為：40KHz，0.9A），然后從各檔次中抽出5只對其測試電感（測試條件：10KHz，50mv，1Ts，HP4284），對比電感與綜合因子之間的關系，結果見表1：
經(jīng)過對比可以發(fā)現(xiàn)，綜合因子分檔，其實就是對電感進行分檔。
2.4電感L和居里溫度Tc
節(jié)能燈部件由于受燈管熱量的烘烤及電路元器件的自身損耗的發(fā)熱，會使燈內(nèi)溫度達80-100℃，甚至更高；而磁環(huán)升溫到居里溫度時，電感會急劇降低，導致節(jié)能燈不能正常工作，因此部分廠家對磁環(huán)的居里溫度提出了要求。
居里溫度是磁性材料十分重要的參數(shù)，但是沒有較好的高低溫控制設備是難以準確判定的。目前為止，多數(shù)提出居里溫度要求的節(jié)能燈廠家是采用將磁環(huán)繞線后放置于熱液中升溫，觀察電感的變化來粗略估計的。
綜上所述，目前節(jié)能燈生產(chǎn)廠家對磁環(huán)提出的各種技術要求都只是從使用者個人的關注點及設備狀況出發(fā)，并未對磁性材料有全面的了解及規(guī)范。磁性材料器件是非標準件，有復雜的生產(chǎn)過程，其參數(shù)隨使用要求的不同也會有所不同。
3磁環(huán)電感的選擇
從磁性材料角度來看，作者認為選擇節(jié)能燈用磁環(huán)應注意以下幾點：
3.1μi-T（L-T）曲線
節(jié)能燈使用溫度在常溫～100℃。隨著溫度的升高，三極管的電流放大系數(shù)增加，漏電流增大，功率增大，與環(huán)境溫度形成正反饋，易使三極管產(chǎn)生熱擊穿。為了保證節(jié)能燈性能的穩(wěn)定，磁環(huán)必須具有μi-T曲線平緩或負溫度系數(shù)（在使用溫度段，磁環(huán)的電感隨溫度升高呈下降趨勢）的特性。μi-T曲線由生產(chǎn)磁環(huán)所用的磁性材料的配方所決定。
3.2 Bs、Br、Hc等參數(shù)
以上參數(shù)決定磁滯回線的矩形度，在節(jié)能燈中主要影響三極管的啟閉時間。另外，磁滯回線的對稱性，直接決定了磁環(huán)感應電流的正、負半周的對稱性。Bs、Br、Hc等參數(shù)主要由生產(chǎn)磁環(huán)所用的材料的配方?jīng)Q定，同時與生產(chǎn)磁環(huán)的燒結設備有很大關系。
3.3居里溫度Tc
居里溫度是指鐵氧體從亞鐵磁性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判誀顟B(tài)的臨界溫度，由磁性材料的配方?jīng)Q定，但隨著初始磁導率的升高呈下降趨勢。當磁環(huán)所在的環(huán)境溫度接近居里溫度時，其電感將會急劇降低，導致節(jié)能燈停止工作；為了防止此類情況發(fā)生，在確保磁環(huán)電感的同時，必須考慮所用材料的居里溫度。
3.4磁環(huán)特性的一致性
磁環(huán)特性的一致性直接影響到與三極管的配合性、整燈功率的均勻性，是所有節(jié)能燈生產(chǎn)廠家都關注的問題。目前節(jié)能燈生產(chǎn)廠家規(guī)定的Q值分檔、綜合因子分檔都是為了提高磁環(huán)特性的一致性，確保節(jié)能燈的光通量達到一定的范圍，滿足使用者的要求。從磁環(huán)的生產(chǎn)角度來看，磁環(huán)特性的一致性主要由生產(chǎn)工藝決定。
綜上所述，磁性材料的重要參數(shù)*是由其配方和燒結設備及工藝決定的。因此對于磁環(huán)的選擇，也即是對磁
緊湊型熒光燈在中國的生產(chǎn)已經(jīng)有十幾年的歷史了，由于其外形結構緊湊、體積小、節(jié)能*，再加上政府能源部門的大力推廣和政策扶持，現(xiàn)在已成為照明行業(yè)的主力軍，通常稱之為節(jié)能燈。
在節(jié)能燈中，都會用到脈沖變壓器。它的控制作用在于（圖1）：當通過它初級繞組的電流增加到一定的時候，磁環(huán)達到飽和，其有效磁導率迅速下降，初級電感迅速減小，此時電流變化速率為負，兩次級繞組為反向繞線，故此時其感應電壓也反向，導致兩個三極管的工作狀況轉(zhuǎn)換，導通的轉(zhuǎn)為截止，截止的轉(zhuǎn)為導通，電路完成一個周期。
目前應用的節(jié)能燈電路中，幾乎全部是采用Mn-Zn鐵氧體磁環(huán)制作脈沖變壓器，它是節(jié)能燈的關鍵元件。
2磁環(huán)的參數(shù)要求
鑒于磁環(huán)在節(jié)能燈中的重要性，目前節(jié)能燈生產(chǎn)廠家都對所應用的磁環(huán)提出了自己的參數(shù)要求，歸納起來，主要有以下幾類：
2.1電感L
電感是對磁環(huán)的zui基本要求，也是影響節(jié)能燈功率的主要因素。
2.2電感L和Q值
對磁環(huán)提出Q值要求，主要以南海華星光電為代表。其理由是：，在電感和電阻一定的情況下，Q值決定振蕩頻率。要準確測試磁環(huán)的Q值，必須對磁環(huán)進行繞線后才能測試，同時對于線徑、線長、測試設備、測試環(huán)境都必須有統(tǒng)一的規(guī)定，方具有可比性。因為磁性材料業(yè)界尚未有多匝測試的設備，故Q值分檔在大生產(chǎn)上難以實現(xiàn)，只能靠磁環(huán)生產(chǎn)廠家用生產(chǎn)工藝來保證。因此，到目前為止，對磁環(huán)進行Q值要求的節(jié)能燈廠家并不多。
2.3電感L和綜合因子
對磁環(huán)提出綜合因子要求，主要以中山古鎮(zhèn)節(jié)能燈制造廠家較多。綜合因子是杭州伏達測試技術研究所提出的，據(jù)稱是將Hc、Br、Bs、μm根據(jù)作用大小，進行加權處理，得出一個數(shù)值，表征磁環(huán)對能量傳輸能力的大小。綜合因子數(shù)值大，磁環(huán)對能量傳輸?shù)哪芰痛?，zui后反映對三極管的驅(qū)動能力也大。
作者針對綜合因子做了以下測試：從同批次生產(chǎn)的T9×5×3中取樣500只，用UI9702進行分檔（測試條件為：40KHz，0.9A），然后從各檔次中抽出5只對其測試電感（測試條件：10KHz，50mv，1Ts，HP4284），對比電感與綜合因子之間的關系，結果見表1：
經(jīng)過對比可以發(fā)現(xiàn)，綜合因子分檔，其實就是對電感進行分檔。
2.4電感L和居里溫度Tc
節(jié)能燈部件由于受燈管熱量的烘烤及電路元器件的自身損耗的發(fā)熱，會使燈內(nèi)溫度達80-100℃，甚至更高；而磁環(huán)升溫到居里溫度時，電感會急劇降低，導致節(jié)能燈不能正常工作，因此部分廠家對磁環(huán)的居里溫度提出了要求。
居里溫度是磁性材料十分重要的參數(shù)，但是沒有較好的高低溫控制設備是難以準確判定的。目前為止，多數(shù)提出居里溫度要求的節(jié)能燈廠家是采用將磁環(huán)繞線后放置于熱液中升溫，觀察電感的變化來粗略估計的。
綜上所述，目前節(jié)能燈生產(chǎn)廠家對磁環(huán)提出的各種技術要求都只是從使用者個人的關注點及設備狀況出發(fā)，并未對磁性材料有全面的了解及規(guī)范。磁性材料器件是非標準件，有復雜的生產(chǎn)過程，其參數(shù)隨使用要求的不同也會有所不同。
3磁環(huán)電感的選擇
從磁性材料角度來看，作者認為選擇節(jié)能燈用磁環(huán)應注意以下幾點：
3.1μi-T（L-T）曲線
節(jié)能燈使用溫度在常溫～100℃。隨著溫度的升高，三極管的電流放大系數(shù)增加，漏電流增大，功率增大，與環(huán)境溫度形成正反饋，易使三極管產(chǎn)生熱擊穿。為了保證節(jié)能燈性能的穩(wěn)定，磁環(huán)必須具有μi-T曲線平緩或負溫度系數(shù)（在使用溫度段，磁環(huán)的電感隨溫度升高呈下降趨勢）的特性。μi-T曲線由生產(chǎn)磁環(huán)所用的磁性材料的配方所決定。
3.2 Bs、Br、Hc等參數(shù)
以上參數(shù)決定磁滯回線的矩形度，在節(jié)能燈中主要影響三極管的啟閉時間。另外，磁滯回線的對稱性，直接決定了磁環(huán)感應電流的正、負半周的對稱性。Bs、Br、Hc等參數(shù)主要由生產(chǎn)磁環(huán)所用的材料的配方?jīng)Q定，同時與生產(chǎn)磁環(huán)的燒結設備有很大關系。
3.3居里溫度Tc
居里溫度是指鐵氧體從亞鐵磁性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判誀顟B(tài)的臨界溫度，由磁性材料的配方?jīng)Q定，但隨著初始磁導率的升高呈下降趨勢。當磁環(huán)所在的環(huán)境溫度接近居里溫度時，其電感將會急劇降低，導致節(jié)能燈停止工作；為了防止此類情況發(fā)生，在確保磁環(huán)電感的同時，必須考慮所用材料的居里溫度。
3.4磁環(huán)特性的一致性
磁環(huán)特性的一致性直接影響到與三極管的配合性、整燈功率的均勻性，是所有節(jié)能燈生產(chǎn)廠家都關注的問題。目前節(jié)能燈生產(chǎn)廠家規(guī)定的Q值分檔、綜合因子分檔都是為了提高磁環(huán)特性的一致性，確保節(jié)能燈的光通量達到一定的范圍，滿足使用者的要求。從磁環(huán)的生產(chǎn)角度來看，磁環(huán)特性的一致性主要由生產(chǎn)工藝決定。
綜上所述，磁性材料的重要參數(shù)*是由其配方和燒結設備及工藝決定的。因此對于磁環(huán)的選擇，也即是對磁
磁環(huán)電感
磁環(huán)是電子電路中常用的抗干擾元件，有一定的阻抗特性，對于高頻噪聲有很好的抑制作用，并有防輻射功能。一般使用鐵氧體材料（Mn－Zn）制成。
目錄
- 磁環(huán)電感的檢驗方法
- 磁環(huán)電感的選用
- 磁環(huán)電感的抗干擾功能
- 磁環(huán)電感的檢驗方法
- 1 磁環(huán)外觀可在正常光照條件下用目測法檢查。
2 磁環(huán)的外形尺寸用精度為0.02mm的游標卡尺在正常光照條件下進行檢驗。
3 磁環(huán)的綜合因子用“CF-3A型磁環(huán)分選儀”測量，激勵電流設定為2.，頻率40KHz。
4 磁環(huán)的4圈電感量用“YD2810D型LCR數(shù)字電橋”在1 KHz頻率下進行測量。
5 磁環(huán)的感生電動勢用“UI100型高頻功率源”和“UI9720磁性材料動態(tài)分析系統(tǒng)”在規(guī)定條件下,進行測量。
6 磁環(huán)居里點用“YD2810D型LCR數(shù)字電橋”和精密烘箱進行測量。
- 磁環(huán)電感的選用
- 不同的磁材會有不同的磁導率,不同的溫度特性。其中溫度特性是zui重要的，因為一支節(jié)能燈在工作中,磁環(huán)必須經(jīng)歷常溫、高溫（高達 100℃）、低溫,然后在高溫當中恒定工作。但是,不同材料的溫度曲線會有很大的差別,磁導率低的會在前半端呈現(xiàn)得比較平坦,磁導率較高的會顯得比較陡峭;不同的溫度里,飽和磁感應強度 BS 的變化也會不同,假設在常溫下 3K 材料的 BS 值為 200,但是在 100℃時BS 值會上升至 300.同樣在常溫下 2.5K 材料的BS 值為200,但是在100℃時BS 值才只有250。溫度的變化會引起BS 值u、H、HC 的變化;BS 值的變化會引起節(jié)能燈線路工作狀態(tài)的變化;BS 值升高會引起三極管得到的驅(qū)動電流降低。因此,在110V 的線路中,如果選取用了BS 值在高溫時變化比較大的磁環(huán),便會引發(fā)燈在高溫時,關掉再馬上打開,燈便不能啟動了;燈管兩端燈絲發(fā)紅,因為燈管不能啟動;功率會是額定功率的兩倍。另由于燈管不能正常啟動,兩端燈絲的溫度便會升得很高（將近300℃以上）這樣便會把塑料件燒掉。若選用了 BS 值隨溫度變化不大的磁環(huán),即磁導率不高的磁環(huán),便可解決上述問題。但磁導率的高與低又有另外一個問題需考慮：就是它的損耗問題，一般磁導率高的象 5K、10K 的磁環(huán),它的損耗都很小,做成成品脈沖后，因為它的磁路阻抗比較小,延遲時間也比較小，它的輸出波型可以做得很好,但它適應上述溫度問題時就顯得力不從心；選用磁導率較低時,它的表面性能雖不及 5K、10K 的好,但它不會出現(xiàn)燈啟動時不能啟動的現(xiàn)象。江門粉末2.5K磁環(huán)適宜做110V直接驅(qū)動的燈;志通電子3K磁環(huán)適宜做220V的燈。為什么呢?原因是110V 直接驅(qū)動電路容易引發(fā)熱啟動問題;而220V 電路沒有熱啟動問題。江門粉末的磁環(huán)對溫度的干擾變化不大,而 220V 的節(jié)能燈需要在高溫時適當把功率降下來,就需要適當減小三極管的驅(qū)動電流,避免燈在高溫,高壓時燒掉。假設溫度升高,三極管的放大倍數(shù)升高,電流升高,燈功率加大。這時就需要把功率適當調(diào)節(jié)下來,選用志通 3K 磁環(huán),它對溫度的升高比較敏感,溫度升高時BS 跟著升高,三極管的驅(qū)動電流減小,燈功率降低，保證溫升與燈功率的矛盾。
- 磁環(huán)電感的抗干擾功能
- 磁環(huán)是電子電路中常用的抗干擾元件, 對于高頻噪聲有很好的抑制作用, 一般使用鐵磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特性,一般在低頻時阻抗很小,當信號頻率升高磁大家都知道,信號頻率越高,越容易輻射出去（要買的電腦機箱也是要減小電磁泄漏）,而一般的信號線都是沒有屏蔽層的,那么這些信號線就成了很好的天線,接收周圍環(huán)境中各種雜亂的高頻信號,而這些功率電感-磁環(huán)線圈-色環(huán)電感-貼片電感-磁珠電感-變壓器-疊層電感-電子新聞信號疊加在本來傳輸?shù)男盘柹?/span>,甚至會改變原來傳輸?shù)挠杏眯盘?/span>.那么在磁環(huán)作用下,使正常有用的信號很好的通過,又能很好的抑制高頻干擾信號的通過。
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