1 引言
为了优化数字用户线路（DSL）技术，保证高速互联网接入网在信号传输过程中具有更高的传输速率，更小的传输损耗和更小的信号失真，EPCOS 公司开发了多种新型的软磁铁氧体磁性器件。新开发设计的磁心结构减小了尺寸，降低了成本，同时，经过改进的磁性材料，其性能将可以进一步优化信号线路变压器和分离器的性能。用这种磁性材料设计的磁性器件和附件都完全相匹配，并且符合欧洲国家和北美国家的相关技术要求和安全标准。
在互联网新的应用中，诸如电视电话会议与电信通讯动态网页的下载以及应用软件的下载时，在中心局（CO）到用户端（CPE）的“最后一公里”需要很大的传输带宽。在这种情况下，可以通过数字用户线路（DSL）技术，提高在传统的电话双绞线上的数字信号传输的速率来实现目标。目前，通常采用的是三种 DSL 技术，即 ADSL、SHDSL 和 VDSL。在这三种接入网技术中，铁氧体器件是其所需要使用的关键器件。这类器件有利于增加信号传输的距离，改善直流偏置下的综合带宽业务数字网和传统的电话业务（ISDN/POTS）分离器（Splitter）的性能。
EPCOS 公司用改进了性能的铁氧体材料 T66、T57 和 N45 研制开发了新型磁心 EPX 和 EPO，不仅提高了器件的电气性能，还有效减小了尺寸和节省了安装空间，因此可以增加用户线路接口卡的布线密度。EPCOS 公司还开发了多种附件提供给客户选用，例如新型磁心 EPX、EPO 等使用的配套骨架，在节省布板空间方面也做了优化设计。这些优化设计符合诸如 EN60950 等相关的技术条件和安全标准，也满足安全规范方面要求的电气间隙和爬电距离的要求。
2 网络变压器选用的铁氧体材料和零件
在 DSL 网络变压器设计中，用 T38 软磁铁氧体材料制作的 EP13 型心是其首选。针对网络变压器新的应用要求，EPCOS 公司又开发了采用 T66 等新型铁氧体材料的、可更紧凑封装的 EPX 型磁心。用这类新型磁心做成的网络变压器在给定的传输速率下，可以有效的延长信号传输的距离。
EPCOS 公司开发生产的 N45 铁氧体材料在室温下具有更高的饱和磁感应强度 Bs。因此，在相同性能的情况下，用其设计制作的分离器可以有效的减小体积。在印制电路板的（PCB）布置中，可以减小占空间面积而增加元器件数量，最终降低了设备的成本。

2.1 磁心失真因子寻踪
用于 DSL 线路的网络变压器，减小其总谐波失真（THD）是提高线路传输速率的关键技术，磁心结构形状对总谐波失真的影响可以采用磁心的失真因子（CDF）来描述。通过对磁心形状进行优化设计，可以有效的减小其先真因子。与 EP 型磁心形状比较，新型磁心在同样的封装尺寸时，其总谐波失真有明显的改善（见图 2 所示）。用 EP07 型磁心取代 EP7 型磁心时，THD 明显地减小了，同时，传输距离进一步延长（见图 3 所示）。
经优化设计的 EPX 型磁心非常适合应用于中心局（Co）用户端。这是因为线路板上的布线密度进一步增加了，而中心局用户端设备（CPE）要求使用的变压器高度更低。EP013 型磁心是 EP13 型磁心的改进型低高度产品，其高度比 EP13 型更低，所以更适合于用户端应用的需要。同时，EP13型所使用的所有绕组和线圈骨架都能和 EP013 型磁心完全通用，并不影响其任何性能。
DSL 线路使用的传输线变压器，必须具有严格的电感因子公差。EP013 和 EPX10 型磁心与 EP13、EP10 型磁心的电感因子公差是一致的，而且，EPX7/9 磁心的电感因子公差还比 EP7 磁心的电感因子公差更严格一些。EPX7/9 型磁心的几何特性允许其电感因子公差与 EP13 相同。
2.2 DSL 线路传输速率不同，则应采用不同铁氧体材料磁心的变压器
与 ADSL 技术比较，SHDSL 技术是一种传输速率自适应的技术。当传输距离增加时，其传输带宽会自动变窄以便降低传输比率。当语音通道被插入数据流时，其起始带宽为 0Hz。所以，与 ADSL 线路变压器比较，其总谐波失真（THD）更小，变压器要求的频率更低，带宽更窄。由于 T57 铁氧体材料具有较好的磁滞损耗——温度特性，因此，T57 铁氧体材料更适合使用于 SHDSL 传输线变压器；而 ADSL 的通频带位于音频通道之上，高于 SHDSL 的频率范围（28kHz~1.1MHz）。因为在点频上测试总谐波失真的指标不能充分反应出变压器的性能，故需要在试验中实际测量变压器的性能。新的 T66 铁氧体材料是专门为 ASDL 技术开发的，实际测试其性能可见，无论是传输的速率还是传输的距离都有明显提升。新的 T66 铁氧体材料与原来采用的 T38 铁氧体材料的性能比较情况见图 4 所示。
利用 T66、T57 和 N45 等新的铁氧体材料的优良性能，并经过优化设计的磁心的几何形状，在同样的电气性能指标时，可以使得变压器的结构尺寸更加小型化。采用新型材料制成的 EPX7 磁心，可以替代用传统铁氧体材料制成的 EP13 磁心而变压器性能不会下降。
2.3 用作分离器磁心的新型铁氧体材料
用作分离器的磁心，主要的性能要求是在电流叠加下具有稳定的电感值。只要提高了铁氧体材料的饱和磁感应强度就可以提高磁心的电流叠加特性。在目前市场上销售的软磁铁氧体材料中，新型铁氧体材料 N45 是在室温下可以得到饱和磁感应强度最高的铁氧体磁心材料。作为 ADSL 和 SHDSL 线路使用的铁氧体材料的关键参数见图 5 所列。
2.4 通讯变压器绕组骨架的优化设计
对于变压器的设计，尤其是应用于电信技术的变压器设计中，以下要求越来越重要了。
1) 设计中必须贯彻能够满足各区域国家要求的技术标准和安全规范，绪如 EN60950，IEC950，UL1950/CSA950，AS/NZS3260 等等。
2) 必须满足各种尺寸的要求，尤其是变压器外径尺寸的最大高度必须满足开槽高度要求（比如：12.7mm）。
3) 电气间隙和爬电距离是变压器设计必须重视的问题。EPCOS 公司开发的绕组系列骨架（如 EPX7/9，EPX9/9/9，EPX10，EP13，EP013）完全满足 EN60950 的如下要求：
a. 附加绝缘值
b. 250V 的交流工作电压
c. 污染等级
d. 初、次级绕组间的爬电距离
e. 初、次组绕组间 2mm 宽度的电气间隙
f. 耐压 1500VAC
初、次级绕组之间爬电距离的计算，取决于绝缘材料的漏电起痕指数。选用高漏电起痕指数（CTI）值的绝缘材料，可以减小爬电距离。在一般情况下，热塑性绝缘材料具有较高的漏电起痕指数值（≥600V），但因为这种材料不具备阻燃性，因此，不能满足 UL94-VO 的安全规范要求。虽然热固性塑料具有良好的热阻燃性，但又存在脆性大易破碎等缺陷。所以，在设计时，一般采用折衷的办法——选用较低漏电起痕指数值的塑料，并且严格按要求设计所必需的爬电距离。EPX7/9 线圈骨架是藉在磁心和引线角之间开槽来增加爬电距离的（见图 6 所示）。当然，电气间隙和爬电距离同样重要。在设计变压器的初、次组绕组结构时，必须考虑它们之间的距离要求。
因为欧盟地区国家所付诸实施的电子和电气设备要求无铅化等相关法规法令，EPCOS 公司所开发提供的所有线圈骨架如 EP5、EP7、EP7/9、EPX9/919、EPX10 等等，都已达到了 ROHS 指令等的要求，其锡焊部位都是采用纯锡（SN100）覆盖，引线也是采用的纯锡电镀工艺。同时，该公司所开发设计的所有产品的引线和端头也都将过渡到无铅化。
3 结论
EPCOS 公司针对 DSL 技术发展的要求，研制开发了多种性能优异的磁心及其线圈骨架，而且其中的 EPX 和 EPO 型磁心达到了小型化要求。实际测试得到的数据表明，新型 EPX 磁心比传统的 EP 型磁心具有更优异的性能。在 ADSL 技术应用中，新型铁氧体材料 T66 制成的磁性元件的传输距离和传输速率都有明显的提高。新型磁心形状 EPX 以及新型铁氧体材料 T66、T57、N45 在 DSL 技术的传输线变压器小型化方面都有里程碑式的贡献。所设计的新型绕组骨架获得了在不增加元件整体高度的情况下增加了电气间隙和爬电距离的效果；绕组引线采用无铅镀覆工艺技术，满足了 ROSH 指令等无铅化的技术与安全规范要求。
EPCOS 公司研发生产的铁饼体材料和制成品具有下列优点：
1) 具有多种可以满足低高度/或减小封装体积的磁心形状。
2) 对应用于 DSL 技术等的电信产品的铁氧体材料性能进行了优化。
3) 设计生产的附件满足相关标准的要求，和新型磁心完全匹配。
（参考资料：EPCOS 公司产品指南）