0 前言
如何提高开关电源的效率、减小其体积、增大其功率传输能力、减少铜材的消耗，是电子变压器行业关切的主题。尤其是在当前国际能源及资源价格持续上涨，国内又大力提倡建立节约型社会的大背景下，节能环保、降低耗材的积极意义更加突显。作为电子变压器的核心组件的磁性材料必须跟随整个行业的技术发展，不断进行技术创新，丰富品种、提高性能，以适应行业对磁性材料提出的不断提高的技术要求。
风华高科微硕公司开发的新材料 PG182A 是一种 MnZn 基的高温高饱和磁通密度（即高温高 Bs）材料。具有其它材料所不具备的独特优良性能，若能正确理解并使用好这种特性，在不少场合都可取得很好的效果。现举几例应用与大家共享。
1 高温高 Bs 材料在 HID 灯电子镇流器中的应用
HID 灯称为高强度气体放电灯，它具有很高的亮度和很高的光效。据相关数据，普通白炽灯的发光效率约为 20 lm/W，荧光灯约为 60 lm/W，而 HID 灯可达 80～140 lm/W。因其高亮度和高光效，十分适合用作汽车照明灯、船舶航行探照灯以及广场、工地、运动场、仓库等宽广场地的照明。HID 灯需要专门的电子镇流器驱动才能正常工作，它对镇流器的要求至少包括：① 能输出足够大的功率；② 能承受 HID 点亮时的瞬时冲击大电流。电子镇流器能否达到这两点要求，很大程度上取决于电子镇流器中所使用的磁性材料——磁芯的电磁性能优劣与否。

图 1

大的输出功率意味着大的输出电流。线圈中过大的电流可能会导致磁芯的饱和，从而使其导磁能力下降，磁芯导磁能力的变化最直接的反映是电感量的跌落。事实表明，MnZn 软磁铁氧体的磁导率与线圈中激磁电流存在如图 1 所示的关系。从图 1 中可以看出，磁芯的导磁能力（或电感量）随着线圈中激磁电流的增加是先增加到一个最大值后快速下降，这时候我们称磁芯已被“饱和”。要使镇流器能够正常工作，磁芯导磁能力（或电感量）的减落必须小于一个定值，一般要求小于 15%。在大电流下，磁芯的 Bs 值越高，其抗饱和能力就越强，导磁能力（或电感量）减落就越小。众所周知，磁芯正常工作的平衡温度并不是室温，而是在 100℃ 左右的高温下。在高温下，一般的 MnZn 软磁铁氧体材的 Bs 与室温下相比会有一个比较大的下降。在 10kHz，250A/m 的测试条件下，市面上常见的 PC40、PC44 类功率材料 Bs 一般已经下降到了 350mT 左右。而对于高温高 Bs 材料，如风华微硕公司开发的高性能高温高 Bs 材料 PG182A，在相同条件下，Bs 值一般可达 420mT 以上，明显高于通用的 PC40、PC44 类材料。因此，用此材料作为磁芯制成的电子镇流器，其抗饱和的能力会显优于市场主流的软磁铁氧体 PC40、PC44 类材料。
HID 在点亮的短暂时间内，会有一个明显高于正常工作电流的瞬间冲击电流，它也会导致磁芯产生瞬间“饱和”现象，与上面的分析一样，这也要求磁芯材料具有很高的 Bs 值来减轻或避免这种“饱和”现象的发生。
2 高温高 Bs 特性对磁性器件功率传输能力的提升
2.1 在正激式电子变压器主变压器以及输出滤波电感等电路中，磁芯工作于磁滞回线的第一象限中。当开关管导通时，电感线圈中电流逐渐上升，磁芯的磁通密度被上升的电流从 Br 推向工作磁通密度 Bm，当开关管关闭时，电感线圈（或复位线圈）中的电流又将磁芯的磁通密度从Bm 逐渐复位到 Br，从而有工作磁通偏移量 ΔB=Bm-Br 如图 2 所示。

图 2

磁性器件的功率传输能力公式为
Pth∝kfAeΔB
（式中 Pth 为功率传输能力，k 为系数，f 为工作频率，Ae 为磁芯有效磁路截面积）
从功率传输能力公式可以看出，可用 ΔB 的值越大，功率传输能力应越强。当前，市面上主流的 PC40、PC44 类功率软磁铁氧体材料，其在 1194A/m 的测试条件下，Bs 会下降到 390mT 左右，而在 10kHz，250A/m 的测试条件下，100℃ 时的 Bs 一般会下降到了 350mT 左右。在实际设计中，磁芯材料的工作平衡温度一般为 100℃ 左右的高温，若磁芯材料的高温 Bs 高，那么工作磁通密度 Bm 就可以选得大一些，也就是说工作磁通偏移量 ΔB=Bm-Br 可设计得大一些。
从功率传输能力公式可知，在同等条件下，磁性器件的功率传输能力与 ΔB 成正比。也就是说，使用高温高 Bs材料制成电感器件的磁芯，可显著提高器件的功率传输能力，或者说传输同样的功率，使用高温高 Bs 材料作为电感器件的磁芯，可将磁器件做得更短小轻薄。
2.2 在推挽式电子变压器、半桥、全桥类电路中，磁芯工作在整条磁滞回线上，如图 3 所示。

图 3

磁性器件的传输功率能力公式仍然为
Pth∝kfAeΔB
此时的 ΔB=2Bm，
在这种场合中，使用高温高 Bs 材料，也可得到 2.1 中所述的好处。
3 高温高 Bs 特性可减少电子变压器铜线消耗
电感器件主要由线圈、骨架、磁芯三部分组成，如在2.1 和 2.2 所述的应用电路中，根据法拉第定律，变压器的初级线圈匝数 Np 按以下原则选取：
VdcTon=LmΔI=NpAeΔB 或者 Np = VdcTon/（AeΔB）
（式中 Vdc 为输入端直流电压，Ton 为开关管导通时