1 引言
电子变压器问世已有140多年历史了。随着电子技术与电子产品的快速发展与进步,电子变压器适应其需要不断在更新换代,尤其是20世纪下半叶以来,电子变压器更新换代的速度加快,传统的EI型、UI型插片式变压器因其制造工艺简单价格较低仍在大量使用。上世纪60年代,C型、卷绕环型磁心进入市场并很快被电子整机产品采用。但因C型磁心变压器的噪声较大、磁心加工工艺较复杂,启动冲击电流大,品质一致性差等而给整机用户带来一些麻烦。同时,以上EI型、UI型、C型、环型磁心变压器共同存在体积大,重量重等缺陷,在电子产品逐步向小型轻量化发展中限制了它们的使用范围。1990年代,由日本发明的R型圆截面磁心变压器在我国推广应用,它较好地解决了EI型、C型等磁心电子变压器存在的一些缺陷。R型磁心变压器具有漏感小、损耗低、温升低、噪声小、结构简单、安全可靠等优势,因此,它们迅速取代了部分上述传统类型磁心的电子变压器。
近30年来,各种门类的电子产品几乎都在向着高频化、高效率、低损耗和高性价比方向发展,例如电子计算机及其外部设备、有线通讯、程控交换机、户内通讯等设备、家用电器、工业及办公自动化设备、金融电子设备、汽车电子产品、医疗电子设备与仪器、数字化电子产品等等都使得传统的EI、C型磁心电子变压器的生存空间变窄变小。因此,在我国大陆的电子变压器产量中传统型仍占很大比例的情况下,必须以改革和创新的精神,加大其更新换代的脚步。而且,我国电子整机产品的发展,客观上为电子变压器的更新换代提供了需求的广泛而坚实的基础,尤其是市场条件。目前,在产品更新换代的意义上讲,我国的电子变压器产业正经历着三个层次的技术进步:第一层次是立体变压器(即传统型普通变压器)向平面型变压器的革新,平面变压器的体积重量比传统型减小了80%,已形成5W-20kW/20kHz~2MHz的产品系列,其效率的典型值可达98%;第二层次更新是片式变压器的批量生产。片式变压器的高度进一步降低,基本实现了扁平化。它们适合于电流在100A以上的低压大电流电源的要求。其结构一般采用一个初级绕组多个磁心代替传统的一个磁心多个绕组。多个磁心的初级绕组串联达到降压与隔离的要求,其内部温升低于平面变压器,只有10℃左右;可以安装在额定温升高一些的PCB等基板上。第三层次更新则是薄膜变压器的研制设计成功。由于采用薄膜结构,更好地实现了低高度,一般小于1mm,工作频率超过1MHz,达10~100MHz。薄膜变压器可以采用集成电路工艺制造,故成本并不比片式变压器高,薄膜变压器是广泛使用的直流开关电源变压器的发展方向。
大家已注意到,目前,从传统型普通立体变压器发展到平面变压器、片式变压器和薄膜变压器只是一个发展进步过程,它们各自有着自己的应用范围和市场定位,并非一种类型的产品完全替代了另一类产品。如目前的普通型电子变压器的使用量和产量仍然很大,而且,从电子变压器的工作原理和多种用途的角度来看,在其原材料没有本质的变革之前,是不会被彻底淘汰的。平面变压器已形成系列和批产,正在推广使用;片式电子变压器还处于少量品种的小批量试生产之中;薄膜变压器则还处于开发研究阶段。就这些方面而言,电子变压器的市场具有非常广阔的时空,而对我国大陆的电子变压器行业来说,发展、更新换代又是刻不容缓的,否则,电子变压器产品与技术强国的梦想就难以实现,那么,还会较长时间处于“打工者”的位置上。