電源類(lèi)元器件滿(mǎn)足平板電視薄型化需求

　　近年來(lái)，數字家電日益普及，整機快速向小型化、輕量化方向發(fā)展，尤其是平板電視框架薄型化趨勢更為顯著(zhù)。在這種情況下，電源電路部分必需小型化、薄型化。作為其解決方案之一，TDK充分發(fā)揮所擁有的從原材料開(kāi)發(fā)到應用工程的整套技術(shù)，開(kāi)發(fā)出新型變壓器，實(shí)現了變壓器產(chǎn)品的小型化、薄型化，且已批量生產(chǎn)。這次開(kāi)發(fā)的是電源用變壓器、功率因素改善用扼流圈、線(xiàn)路濾波器三個(gè)產(chǎn)品。將這些產(chǎn)品用于平板電視的電源電路部分，它可使電源電路印刷電路板的部件裝配高度從以前的25mm～30mm降至15mm以下，實(shí)現了薄型化。

　　元器件緊盯整機發(fā)展方向

　　一般而言，對電源類(lèi)元器件的要求有以下三點(diǎn)：第一，能滿(mǎn)足整機產(chǎn)品的小型化、薄型化需求；第二，能降低成本，以應對當前不斷高漲的原材料價(jià)格；第三，降低二氧化碳排放量，減輕對環(huán)境的污染，實(shí)現高可靠性。傳統的電源用變壓器產(chǎn)品均是分別設計鐵氧體磁芯和變壓器以滿(mǎn)足用戶(hù)的要求，然而采用這種設計體制難以有效地達到上述三個(gè)目的。

　　TDK充分發(fā)揮公司垂直整合模式的強勢，根據整機發(fā)展動(dòng)向來(lái)判斷電源電路的需求，對變壓器鐵氧體磁芯進(jìn)行優(yōu)化，并且從特性和結構的平衡性、加工工藝、安裝技術(shù)、自動(dòng)化以及提高生產(chǎn)率的角度重新考量產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。

　　TDK長(cháng)年來(lái)一直從事鐵氧體材料的開(kāi)發(fā)研究。與其他的鐵氧體相比，MnZn系列鐵氧體具有高磁導率、低損耗、飽和磁通密度高等特點(diǎn)。諸如鐵芯損耗和初磁導率等磁性特性大多具有結構敏感性，極易受到化學(xué)成分、細微結構等因素的影響。為了制造出高性能的鐵氧體，控制細微結構用的工藝技術(shù)極為重要。

　　通過(guò)對材料的不純物控制、材料的混合粉碎、燒結剖面圖等的研究，TDK已能控制燒結磁芯的高密度化、陽(yáng)離子缺陷量和納處理的晶界，從而獲得高飽和磁通密度并降低了損耗。例如，在“PC47”材質(zhì)中，晶界上形成厚度為 2nm～3nm的均勻的非晶態(tài)層，從而鐵芯損耗特性非常優(yōu)異，與“PC40”材質(zhì)相比，“PC47”材質(zhì)鐵芯損耗特性改善(降低)40%，飽和磁通密度特性約提高8%。

　　此外，TDK還采用磁性向異性常數的控制技術(shù)，具有諸如“PC95”材質(zhì)的最適合汽車(chē)用的鐵芯損耗溫度特性，開(kāi)發(fā)出具有滿(mǎn)足各種需求特征的材料。

　　TDK開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品選擇“PC47”為最佳材質(zhì)，能在“小型化”、“薄型化”、“低成本”、“環(huán)保”、“高可靠”等各方面達到開(kāi)發(fā)的目標。

　　新品提升平板電視用電效率

　　以下以平板電視用電源電路為例，分別對三個(gè)產(chǎn)品的最優(yōu)化和小型化過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

　　諧振變壓器用于主電源電路部分的電壓變換，將源自PFC(功率因數校正)電路輸出的電壓變換成提供給面板用的電壓以及各系統電路部分的電壓，因此必須可應對低電壓大電流。此外，為了實(shí)現小型化、薄型化，鐵氧體磁芯要具有低損耗，即使在高飽和磁通密度條件下也能控制發(fā)熱量，這就要有效地利用 “PC47”材質(zhì)特性，采用這一材質(zhì)能獲得以下三個(gè)效果：

　　第一，降低發(fā)熱量。與通用材質(zhì)相比，“PC47”材質(zhì)約降低損失170kW/m 2，只需更換磁芯即可降低溫度。平板電視用電源對溫升規定非常嚴格，長(cháng)期過(guò)度升溫，會(huì )使焊接接合部分的金屬產(chǎn)生老化，導致性能受到極大影響。這種降低發(fā)熱的措施可以提高產(chǎn)品的可靠性，還能降低二氧化碳排放量。

　　第二，實(shí)現小型化。鐵芯損耗降低了40%，所以使用比傳統磁通密度高約20%的磁鐵芯，其發(fā)熱還可控制在同等或以下。這樣通過(guò)擴大磁通密度的使用范圍，可縮小截面積。例如，EER35與EER30～EER32的重量比可減小40%，同時(shí)減少線(xiàn)材使用量。這樣既可大大節省資源，同時(shí)還能降低銅損，換言之也就是提高了電源效率。

　　第三，實(shí)現薄型化。如前所述，能縮小截面積，意味著(zhù)在安裝面積與以往相同的情況下，降低該部分的高度，實(shí)現了薄型化。

　　功率改善用扼流圈一般用于有效利用電力方面。為了通過(guò)大電流，且應對高電壓，在小型化、薄型化方面要求鐵氧體磁芯具有高飽和磁通密度特性。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，TDK開(kāi)發(fā)出了新型磁芯結構，適合薄型化的諧振變壓器和功率因素改善用扼流圈。通過(guò)該產(chǎn)品的薄型化，模擬從傳統結構向薄型化磁芯磁通密度變化，設計更嚴密，實(shí)現了小型化薄型化。

　　線(xiàn)路濾波器必須在寬廣范圍內維持電阻特性，而且必須對干擾能確保高衰減量。提高量產(chǎn)能力以保證供貨穩定，保持降低繞線(xiàn)偏差所產(chǎn)生的特性穩定性，這些均是必須解決的課題。此外作為加工勞務(wù)費提高的對策，必須對手動(dòng)繞線(xiàn)的結構進(jìn)行改善。作為其解決對策，此次產(chǎn)品開(kāi)發(fā)由傳統的環(huán)形鐵芯變更為幀形型環(huán)形鐵芯(FT磁芯)，采用自動(dòng)繞線(xiàn)結構，實(shí)現最適合的獨創(chuàng )繞線(xiàn)方法。

　　另外在傳統的環(huán)形鐵芯橫置的情況下，使用黏合劑固定線(xiàn)圈和基座，需經(jīng)過(guò)干燥將黏合劑硬化干燥。而本次開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品采用固定結構，不使用黏合劑，無(wú)需干燥過(guò)程，而且還采用了融入生態(tài)學(xué)的工藝。在輕量化方面，力求磁芯重量、線(xiàn)圈骨架和基座的樹(shù)脂材料使用量最適合，產(chǎn)品重量比原有產(chǎn)品約輕6%。

　　這次所開(kāi)發(fā)的薄型產(chǎn)品以及傳統產(chǎn)品，能滿(mǎn)足30英寸至55英寸的薄型和普及型LCD(液晶)電視以及PDP(等離子)電視，產(chǎn)品系列還在繼續擴大。