面向大功率開關(guān)電源器件的鐵硅粉芯關(guān)鍵生產(chǎn)工藝開發(fā)

1、合肥工業(yè)大學(xué)科技成果面向大功率開關(guān)電源器件的鐵硅粉芯關(guān)鍵生產(chǎn)工藝開發(fā)所屬領(lǐng)域 電子信息、新材料成果簡(jiǎn)介鐵硅粉芯是一種新型復(fù)合軟磁材料，主要用于替代傳統(tǒng)開了氣隙的硅鋼、鐵氧體及非晶等材料，作為電感器和電抗器的磁芯，用于對(duì)直流疊加要求較高的大功率光伏逆變器、風(fēng)電變流器、電動(dòng)汽車充電機(jī)、變頻空調(diào)、有源濾波器、UPS電源等新能源與節(jié)能電力電子系統(tǒng)。鐵硅粉芯在器件中的作用是實(shí)現(xiàn)電磁能量轉(zhuǎn)換，其與繞制線圈一起組成的各種磁性器件在電力電子系統(tǒng)中起到功率因數(shù)校正和濾波等作用，是開關(guān)電源器件中最重要的磁組件之一。鐵硅粉芯具有良好的直流偏置特性，在大電流下能保有高感量和低損耗，從而保證器件具有高轉(zhuǎn)換效率、低損耗及

2、低溫升。項(xiàng)目產(chǎn)品目前正在中試。2015年已完成全磁導(dǎo)率系列鐵硅粉芯的絕緣、壓制、退火、噴涂等關(guān)鍵工藝的開發(fā)。應(yīng)用創(chuàng)新用鐵硅粉芯替代傳統(tǒng)開了氣隙的硅鋼、鐵氧體和非晶等磁芯，繞制成電感器和電抗器，主要用于制作面向新能源與節(jié)能領(lǐng)域的大功率開關(guān)電源電力電子器件。新型鐵硅粉芯通過控制微觀氣隙的分散分布，避免了傳統(tǒng)磁芯的宏觀氣隙，從而克服了器件發(fā)熱集中、噪音大、電磁干擾大等一系列問題；同時(shí)鐵硅粉芯通過對(duì)合金磁粉的絕緣包覆，大幅提高了磁芯的電阻率，使磁芯兼具低渦流損耗和高飽和磁通密度，因此使得兼具高功率密度、高頻、小體積、低損耗的開關(guān)電源器件的開發(fā)與應(yīng)用成為可能。技術(shù)創(chuàng)新1、開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的納米氧化物和自旋零禁帶氧化物等粉末絕緣輔料的添加工藝，使鐵硅粉芯產(chǎn)品損耗呈現(xiàn)負(fù)溫度特性，從而有效抑制器件的溫升和能耗；2、開發(fā)了高強(qiáng)度鐵硅粉芯的特種固體粘結(jié)劑添加工藝及配套的退火和噴涂工藝，摒棄了粉芯傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝必需的樹脂浸潤(rùn)工序，同時(shí)實(shí)現(xiàn)將倒角工序調(diào)至退火工序之前，完全改變了傳統(tǒng)軟磁粉芯的生產(chǎn)工藝流程，避免了粉芯產(chǎn)品內(nèi)部殘留有有機(jī)物和內(nèi)應(yīng)力，使粉芯不會(huì)出現(xiàn)老化、電感異常升高以及表面絕緣不良等問題；3、開發(fā)了粒度配比