开关电源与磁性元器件之间的对话
2005-01-28 10:33:52
来源:电子变压器与电感网
随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化,率先完成计算机的电源换代,进入90年代开关电源进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源,更促进了开关电源技术的迅速发展,人们逐渐认识到磁性元件不仅是电源中的功能元件,同时其体积、重量、损耗在整机中也占相当比例。由于开关电源在市场发展中主要追求的指标是效率高、体积小、成本低,因此对使用的变压器也需要能够满足轻量、高效、高密度化的要求。本期对话邀请开关电源整机制造企业与电子变压器生产企业就电子变压器产品品质、技术指标、制造工艺、供求关系等问题进行对话交流……
——对话栏目主持/翟东
作为供应商,请问贵司为开关电源整机制造企业及相关客户提供的产品有哪些?生产的产品获得了哪些安规认证?
我司主要提供产品为各种电感线圈及小型变压器。
我司专业生产音响、电视机、冰箱、洗衣机、空调、电脑、VCD、DVD、军工、各类仪器、通讯、信息产业及各种家用电器中使用的线性电源变压器、高频变压器、滤波器、行推动、电感线圈、环型电源变压器、电源适配器、手机充电器、形状电源等。我们的客户都是整机客户,有新科、南京夏普、厦新、UT斯达康、天津LG、上海广电等。在产品认证上,我们的优势显而易见,获得了原机械电子工业部颁发的生产许可证;通过了中国电工委员会的CCC安全认证;并通过了UL、GS/TUV、CE审察;多个系列的产品取得了UL、GS/TUV、CE、EMC认证.建立了完善的质保体系,通过了QCCECC赛宝中心质量体系认证.2000年元月投资50万美元在上海建立了元器件生产厂,自己拥有的安规认证实验室,分别可以代理UL、CSA、GS/TUV、CE、FCC、TUV/EMC、CE/EMC、FDA 等多项国际认证.
我们公司从使用的磁芯材料上分类的话主要提供:滤波器、电感线圈、高频变压器、电源转换器、硅钢片低频变压器等。目前我们公司产品全部符合国家的长城认证,并按照ISO9000管理程序运作管理,同时一般都能按照供应商的要求取得相关认证。
电子变压器行业属于劳动密集型,其产品品质一直是用户最为关注的,请问贵司是如何提升产品品质的?
变压器生产属劳动密集型行业﹐提升产品品质除要建立完善的品质管理系统制度外﹐更主要的是对员工的培训与教育﹐在公司制度上保证员工队伍的稳定性﹐完善的管理制度加熟练的员工是产品品质最重要的保证﹐另一方面要不断更新设备改善工治具以保证制程能力,在管理方面要推行ISO,SPC, ERP系统等监察流程,同时需要不断去寻找品质相对稳定和效绩高规格的材料。
产品品质是一个企业的生命,我司主要是从生产硬件和管理软件两大方面来狠抓质量的。生产硬件上,公司从日本、台湾购置了专业检测变压器的综合测试仪器;管理软件上,每种产品均有一套严格明确的QC质量控制图,其对进料、绕制、含浸、检测、包装、品管抽检等全部工序严格的规定,使每一只产品在任何一个状态均得到管控。
产品品质已经包括了设计品质、制程品质、环境、人员品质等。任何一个环节出错都可能造成品质上的缺陷,所以我司在管理以及监督的力度上都力求做到实处。对于质量指标,我们一直是非常重视的,在此我们简要说明一下部分产品指标可以达到的参数:有气隙电感量: L值=300μH±10%,LK<10μH,Z>200kΩ。H1-POT TEST:PRI TO SEC AC:3.0kV/5mA/1 min & PRI TO CORE AND SEC TO CORE AC:1.5kV/5mA/1 min。
今年原材料价格不断上涨,使处于中游的变压器生产企业面临着来自各方面的压力,而客户依然要求降低成本、提高效能,请问贵司在这方面是如何看待这个问题的?具体的解决途径有那些?
在材料价格不断上涨,而客户要求降价的双重压力下,我司采取的应对策略主要是从三个方面着手:1、开发新产品,如小型的SMD电感及变压器等,取代旧的规格型号使客户降低部件成本。2 、设备更新及工治具改善提升生产效率及制程能力从而降低生产成本。3、 原材料方面尽量本土化,与国内的知名材料企业建立长期稳定的合作关系,即降低成本又能保证品质。
原材料的价格上涨,使我们磁性器件企业同时承受着成本增加和利润下降的双重挤压。为了解决这种困境,我司加强与上游原材料及生产设备供应商的合作,同时节省企业运营成本、提高生产效率、合理控制开工率,在产品领域里,做大做强或配套化、多做高利润的产品、少做小利润的产品。最后是致力于提高企业综合竞争力,加强技术投入,开发高附加值的产品,提高产品档次,提高产品市场竞争力,维持自身产品的独特性。
今年国内原材料市场确实出现了不断上涨的局面,铜的价格已经上涨了15~20%左右;而锡条的价格更是上涨了一倍左右,从30元左右涨到60多元;PVC电线的价格不断上涨。而客户却要求维持价格不变,或者只允许价格提高2~3%,为变压器及电感线圈生产商带来巨大的压力,为了应对利润日薄和避开价格竞争,我司在开关电源产品方面更多的为客户提供新产品的定制服务;电源产品的性能以满足用户工作要求为宜,不必过分地追求高指标同时合理地选择元器件、原材料,尽可能地降低成本;另外我司非常重视人才资源管理,走以人为本之路。
随着信息产业技术的迅猛发展,在具有商业意义的电源用功率铁氧体材料领域,所有新材料体系的发展都涉及到材料磁导率和控制材料损耗这一课题。因为在整机应用时要进一步降低低功率转换信号传输所产生的各种能量损耗,请问贵公司是怎样适应这些变化的?在选材上有何标准?
开关电源变压器用功率铁氧体材料,现在电路设计频率大多在100-300kHz,一般用PC40 或PC44材质即可,当然开始有公司设计用更高频率的电路,使同样输出功率体积更小、损耗更低而采用PC50材质。但主要还要考虑性价比及成本上的考量。
我们公司对原材料厂商有严格的考核评审程序,也积累了很丰富的材料检测经验。主要与合进、正杰、南京898、越峰、常州大洋等供应商合作,绝缘漆我们使用有经UL认可的日立公司的绝绝漆。开关电源变压器是开关形式稳压电源中使用的一种电子变压器,由于它工作在高功率、高磁通密度条件下,所以通常选用磁导率为1500~2500的锰锌铁氧体材料,在选用磁性参数时主要应该考虑饱和磁感应强度Bs、高磁通密度下的功率损耗、高频工作状态下的功率损耗及高温下的功率损耗等。
①CORE:主要测量饱和度、导磁率、磁损、涡流损、铜损等剩磁。高温与常温进行承认对比。一般使用:TDK-PC30、PC40、飞利浦-3C80、3C90、于瑞-VC-IH、VC-7、韩国-MZ2、MZ4、越峰A07、A10等。②BOBBIN:主要进行耐压测试检验,采购于合进、树林、凤吾、品翔等厂家。MAGNET WIRE:主要进行针孔实验和高压测试检验,材料采购于大平洋、开联。③TAPE:主要进行高压测试及断裂程度检验,采购于亚华等厂商。随着开关电源小型化和工作频率的提高,由于涡流损耗PC∞f2(频率),因而降低涡流损耗对高频电源变压器尤为重要,当工作频率达到200kHz~500kHz时,涡流损耗常常占支配地位,从而要求铁氧体材料的电阻率要高。
市场变化是迅速的,器件行业的技术、价格等方面的竞争也异常激烈。供应商只能以机械式的触动方法来反应市场显然已经不能适应形势,供应商不仅要有满足我们客户需要的能力,更要有“预测”我们的客户需要的能力。针对这种发展趋势,我们也请问一下供应商,你们对整机企业有哪些沟通、协作上的要求及建议呢?
作为器件生产商希望与整机厂有长远和密切的合作关系,整机企业在设计开发阶段,能够请组件厂商参与配合这样能使整机的设计在性价比上更合理,且设计试样效率更高。
每个行业都有自己专业的知识领域,作为供货商不可能很明白整机企业产品的趋势,所以双方进行信息的交流很重要,我们在产品开发的初期与客户进行密切的意见交换,以了解客户的需求,进一步以我们专业的领域提供给客户建议,进而达成客户所要的。另一方面我们也会提供客户我们产品的未来技术走向,以供客户在新的产品中能将此新技术运用,使产品更具竞争优势。
元器件行业的竞争几乎不可避免,这对整机行业来说应该是件好事。它可以在设计开发阶段要求供应商更多的参与,从而设计出优质、价廉的产品,而不是事后把降低成本的责任全部推向供应商。
主持人:随着电力电子设备的迅猛发展,开关电源的应用领域也越来越宽广,请贵司谈谈未来开关电源的发展应用前景?
开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义
开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体(Mn-Zn)材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度(Bs)下获得高的磁性能,而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源工作效率。
模块化是开关电源发展的总体趋势,可以采用模块化电源组成分布式电源系统,可以设计成N+1冗余电源系统,并实现并联方式的容量扩展。针对开关电源运行噪声大这一缺点,若单独追求高频化其噪声也必将随着增大,而采用部分谐振转换电路技术,在理论上即可实现高频化又可降低噪声,但部分谐振转换技术的实际应用仍存在着技术问题,故仍需在这一领域开展大量的工作,以使得该项技术得以实用化。
在开关电源领域,一些相关技术在不断革新,例如功率系数的校正、相位调制、高频电源、零和零电流转换以及单片式转换调节器等,所有这些改进,都使开关电源的性能和效率大为提高,使其应用范围大拓宽,在新兴的通信领域大有用武之地。
随着电力电子的发展开关电源的应用将越来越广泛,开关电源的需求也会更大,将来开关电源要求体积小功率大损耗小,其可靠性更高,其中核心组件-开关变压器的要求更是如此。
生产制造变压器的同行企业很多,我们在行业中积极广泛地吸取行业内的新信息、新工艺。质量的竞争是未来的市场竞争,我们会不断在工厂的硬件、软件上狠下功夫,坚持不懈地将产品品质做好。开关电源向着高频小型化、高效率、高可靠性趋势发展,同样我们也因为这个趋势的发展从技术上、管理上、服务上都做好准备。
开关电源是电子变压器主要服务对象之一,由于开关电源市场在中国迅速的发展,对电子变压器提出了高效率、小体积、低成本的要求,我司将立足节能和环保的开发原则,致力于生产高效率、小体积的变压器产品,由于变压器和电感器的小型化是目前技术突破的最大难点,我司将与行业内的专家们一样,共同关注着这个问题的解决。
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