环氧树脂和固化剂混合比例计算新解.docx

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环氧树脂和固化剂混合比例计算新解

环氧树脂和固化剂混合比例计算新解

2009-04-0214:

37

理论上，1个环氧和1个胺氢配比，实际上一般都会是环氧比胺氢略多，大约为1.2:

1。

这个是原理，这个懂得了，就很好办了。

　　目前环氧一般以环氧值标示，把它换算成环氧当量，环氧当量＝100/环氧值，环氧当量就是含1mol环氧基的树脂的质量。

胺类固化剂目前多以胺值标示，把它换算成胺氢当量，胺氢当量＝56000/胺值，胺氢当量就是含1mol活泼氢的树脂的质量。

那么环氧树脂和固化剂混合比例计算就是环氧当量和胺氢当量之比。

注意，这里指得是纯树脂，如果有溶剂，就把各自除以固含量，再配比，如果是反应型的稀释剂，又当另计。

其它类型的固化剂，也可用此模型。

　　举例：

环氧E－44，环氧值，0.44，固含量：

70%，固化剂胺值240，固含量60%

　　环氧当量=100/0.44=227.3，胺氢当量＝56000/240=233.3，那应该是这样配比，227.3/0.7:

233.3/0.6=324.7:

388.8

非反应型稀释剂啊。

环氧树脂固化剂系列

环氧树脂单组份粘接系列产品型号特性和用途颜色混合比例粘度（40℃）可使用时间25℃/100g硬化条件OKT-9015耐酸碱优秀，用于蓄电池红黑酸淡黄100：

50350cps35mins25℃×6h     或60℃/2hOKT-9632高粘度饰品用胶无色透明100：

40-50500-550cps60mins25℃×24h     或60℃/2hOKT-9628高触变性饰品用弧面胶无色透明100：

5080-100cps60mins25℃×24h     或60℃/2hOKT-9026耐黄变、硬度高玻璃工艺胶无色透明100：

50220cps30-35mins25℃×6h     或50℃/2hOKT-9027硬度高、光泽好，用打磨胶固化剂无色透明100：

30350-400cps30mins25℃×6h     或50℃/2hOKT-9015低粘速固化水晶滴胶固化剂无色透明2：

1150cps25-30mins25℃×6h     OKT-9026固化快、硬度高适用冲浪板披覆胶无色透明100：

50100-150cps20mins25℃×4h     OKT-9100快速高粘室温固化剂浅黄色100：

1002500cps20mins25℃×4h     OKT-9208耐酸碱好，用于蓄电池中盖胶浅褐色100：

5038cps30mins25℃×6h     OKT-9308光泽亮、硬度高用于环氧地坪面漆浅黄色100：

5025cps70mins25℃×12h     OKT-9508用于环氧地坪底漆、管道防腐浅褐色100：

5035cps12mins25℃×4h     OKT-9618透明、耐黄变，用于水晶滴液无色透明100：

50110cps55mins25℃×10h-12h     OKT-9309高粘防垂流用于石材干挂胶浅黄色100：

503000cps15mins25℃×4h-5h     OKT-9008用于电子灌封胶、电气性能好深褐色100：

5045cps35mins25℃×8h     或60℃×1hOKT-9415硬度高、光泽亮，用于环氧地坪面涂浅黄色100：

50100cps35mins25℃×8h     OKT-9590光泽亮、硬度高、配比小、与塑胶附着密度强 浅褐色 100：

30   30cps  40mins25℃×10h     

由环氧改性硝基树脂配以酯、醇、烃类混合溶剂及颜填料配制而成。

主要特性                常温自干，干燥速度快，漆膜也可低温烘干；

                        漆膜坚硬，附着力强；

                        具有较好的耐油性和防腐性；

                        装饰性强，耐防腐性能稳定持久；

                        施工方便，能喷涂、刷涂、淋涂等。

用    途                用于变压器内壁。

也可用于涂有环氧底漆的金属表面，作防大气腐蚀之用。

                        是化工设备防腐、金属制品防锈的最佳品种，推荐用于户内。

基本参数                颜色                       各色              

                        光泽                       中光                                               

                        固体份含量                 50~65％                    

                        干膜厚度                   40μm                   

                        理论用量                   120g/m2                                                                                             

                        闪点                       25℃

                        干燥时间（25℃）           表干≤2h，实干≤20h

复涂间隔时间            底材温度                   5℃     25℃     40℃

                        最    短                   24h     12h      8h

                        最    长                   不限制

表面处理                所有表面必须清洁、干燥且无污染。

应按照ISO8504进行评估和处理。

涂有车间底漆的钢材      清洁、干燥和完好的经认可的车间底漆。

涂有油漆的表面          清洁、干燥和完好的配套底漆，请咨询上海仲鈺实业技术部。

其它表面                该产品用于其它底材，请咨询上海仲鈺实业技术部

浅谈高频变压器设计

2009年01月19日08:

41生意社

生意社01月19日讯 电力设备变压器电子变压器电源变压器功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要软磁电磁器件，电源技术中和电力电子技术中到广泛应用。

最近客户高频变压器这一块提出问题，我们来浅谈一下高频变压器设计。

  高频电源变压器设计原则

高频电源变压器作为一种产品，自然带有商品属性，高频电源变压器设计原则和其他商品一样，是具体使用条件下完成具体功能中追求性能价格比最好。

可能偏重性能和效率，可能偏重价格和成本。

现，轻、薄、短、小，成为高频电源发展方向，是强调降低成本。

其中成为一大难点高频电源变压器，更需要这方面下功夫。

高频电源变压器“设计要点”一文中，只谈性能，不谈成本，不能不说是一大缺憾，能认真考虑一下高频电源变压器设计原则，追求更好性能价格比，传送不到10VA单片开关电源高频变压器，应当设计出更轻、薄、短、小方案来。

不谈成本，市场价值规律是无情！

许多性能好产品，往往价格不能为市场接受而遭冷落和淘汰。

往往一种新产品最后被成本否决。

一些“节能不节钱”产品为什么市场上推广不开值大家深思。

   产品成本，包括材料成本，生产成本，还包括研发成本，设计成本。

，节约时间，经验，对高频电源变压器铁损铜损比例、漏感与激磁电感比例原边和副边绕组损耗比例、电流密度提供一些参考数据，对窗口填充程度、绕组导线和结构推荐一些方案，有什么不好？

为什么一定要按步就班来回进行推算和仿真，才概念错误？

作者曾20世纪80年代中开发高频磁放大器式开关电源，以温升最低为条件，对高频电源变压器进行过优化设计。

热阻难以确定，结果与试制样品相差甚远，不不再次修正。

现有些公司磁芯产品说明书中，缩短用户设计高频电源变压器时间，有列出简化设计公式，有用表列出磁芯某种工作频率下传送功率。

这种既为用户着想，又推广公司产品双赢行为，是完全符合市场规律行为，决什么需要辨析错误概念。

问题是提供参考数据，推荐方案是否是经验总结？

有没有普遍性？

包括“辨析”一文中提出一些说法，都需要实践检验，才能站住脚。

   3高频电源变压器设计要求

以设计原则为出发点，可以对高频电源变压器提出四项设计要求：

使用条件，完成功能，提高效率，降低成本。

   3.1使用条件

   使用条件包括两方面内容：

可靠性和电磁兼容性。

以前只注意可靠性，现环境保护意识增强，必须注意电磁兼容性。

   可靠性是指具体使用条件下，高频电源变压器能正常工作到使用寿命为止。

一般使用条件对高频电源变压器影响最大是环境温度。

有些软磁材料，居里点比较低，对温度敏感。

例如锰锌软磁铁氧体，居里点215℃，磁通密度、磁导率和损耗都随温度发生变化，除正常温度25℃而外，还要给出60℃、80℃、100℃时各种参考数据。

，锰锌软磁铁氧体磁芯温度限制100℃以下，也就是环境温度为40℃时，温升只允许低于60℃，相当于A级绝缘材料温度。

与锰锌软磁铁氧体磁芯相配套电磁线和绝缘件，一般都采用E级和B级绝缘材料。

电磁兼容性是指高频电源变压器既不产生对外界电磁干扰，又能承受外界电磁干扰。

电磁干扰包括可闻音频噪声和不可闻高频噪声。

高频电源变压器产生电磁干扰主要原因之一是磁芯磁致伸缩。

磁致伸缩大软磁材料，产生电磁干扰大。

例如锰锌软磁铁氧体，磁致伸缩系数λS为21×10-6（负六次方），是取向硅钢7倍以上，是高磁导坡莫合金和非晶合金20倍以上，是微晶纳米晶合金10倍以上。

锰锌软磁铁氧体磁芯产生电磁干扰大。

高频电源变压器产生电磁干扰主要原因还有磁芯之间吸力和绕组导线之间斥力。

这些力变化频率与高频电源变压器工作频率一致。

工作频率为100kHz左右高频电源变压器，没有特殊原因是不会产生20kHz以下音频噪声。

既然提出10W以下单片开关电源音频噪声频率，约为10kHz-20kHz，一定有其原因。

没有画出噪声频谱图，具体原因说不清楚，由高频电源变压器本身产生可能性不大，没有必要采用玻璃珠胶合剂粘合磁芯。

屏蔽是防止电磁干扰，增加高频电源变压器电磁兼容性好办法。

阻止高频电源变压器电磁干扰传播，设计磁芯结构和设计绕组结构也应当采取相应措施，只靠加外屏蔽带并不一定是最佳方案，它只能阻止辐射传播干扰，不能阻止传导传播干扰。

   3.2完成功能

   高频电源变压器完成功能有三个：

功率传送、电压变换和绝缘隔离。

   功率传送有两种方式。

第一种是变压器功率传送方式，加原绕组上电压，磁芯中产生磁通变化，使副绕组感应电压，使电功率从原边传送到副边。

功率传送过程中，磁芯又分为磁通单方向变化和磁通双方向变化两种工作模式。

单方向变化工作模式，磁通密度从最大值Bm变化到剩余磁通密度Br，从Br变化到Bm。

磁通密度变化值△B=Bm-Br。

提高△B，希望Bm大，Br小。

双方向变化工作模式磁通度从+Bm变化到-Bm，从-Bm变化到+Bm。

磁通密度变化值△B=2Bm，提高△B，希望Bm大，但不要求Br小，是单方向变化工作模式双方向变化工作模式，变压器功率传送方式都不直接与磁芯磁导率有关，第二种是电感器功率传送方式，原绕组输入电能，使磁芯激磁，变为磁能储存起来，然后去磁使副绕组感应电压，变成电能释放给负载。

传送功率决定于电感磁芯储能，而储能又决定于原绕组电感。

电感与磁芯磁导率有关，磁导率高，电感量大，储能多。

而不直接与磁通密度有关。

功率传送方式不同，要求磁芯参数不一样，高频电源变压器设计中，磁芯材料和参数选择仍然是设计一个主要内容。

电压变换原边和副边绕组匝数比来完成。

功率传送是那一种方式，原边和副边电压变换比等于原和副绕组匝数比。

绕组匝数设计成多少，不改变匝数比，就不影响电压变换。

绕组匝数与高频电源变压器漏感有关。

漏感大小与原绕组匝数平方成正比。

绝缘隔离原边和副边绕组绝缘结构来完成。

保证绕组之间绝缘，必须增加两个绕组之间距离，降低绕组间耦合程度，使漏感增大。

还有，原绕组一般为高压绕组，匝数不能太少，否则，匝间层间电压相差大，会引起局部短路。

这样，匝数有下限，使漏感也有下限。

总之，高频电源变压器绝缘结构和总体结构设计中，要统筹考虑漏感和绝缘强度问题。

3.3提高效率

提高效率是现对电源和电子设备普遍要求。

从单个高频电源变压器来看，损耗不大。

例如，100VA高频电源变压器，效率为98%时，损耗2W，并不多。

成十万个，成百万个高频电源变压器，总损耗可能达到上十万W，上百万W。

还有，许多高频电源变压器一直长期运行，年总损耗相当可观，有可能达到上千万kWh。

这样，高频电源变压器提高效率，可以节约电力。

节约电力后，可以少建发电站。

少建发电站后，可以少消耗煤和石油，可以少排放废气、废水、烟尘和灰渣，减少对环境污染。

既具有节约能源，又具有环境保护双重社会经济效益。

提高效率是高频电源变压器一个主要设计要求，一般效率要提高到95%以上，损耗要减少到5%以下。

   高频电源变压器损耗包括磁芯损耗（铁损）和绕组损耗（铜损）。

有人关心变压器铁损和铜损比例。

这个比例是随变压器工作频率发生变化。

变压器外加电压不变，工作频率越低，绕组匝数越多，铜损越大。

50Hz工频下，铜损远远超过铁损。

例如：

50Hz100kVAS9型三相油浸式硅钢电力变压器，铜损为铁损5倍左右。

50Hz100kVASH11型三相油浸式非晶合金电力变压器，铜损为铁损20倍左右。

   正铁损是高频电源变压器损耗主要部分，铁损选择磁芯材料是高频电源变压器设计一个主要内容。

铁损也成为评价软磁芯材料一个主要参数。

铁损与磁芯工作磁通密度工作频率有关，介绍软磁磁芯材料铁损时，必须说明什么工作磁通密度下和什么工作频率下损耗。

用符号表示时，也必须标明：

Psπ其中工作磁通密度B单位是T（特斯拉），工作频率f单位是Hz（赫芝）。

例如Pos/doo表示工作磁能密度为0.5T，工作频率为400Hz时损耗。

又例如（）表示工作磁通密度为0.1T，工作频率为100kHz时损耗。

铁损还与工作温度有关，介绍软磁磁芯材料铁损时，必须指明它工作温度，特别是软磁铁氧体材料，对温度变化比较敏感，产品说明书中都要列出25℃至100℃铁损。

   软磁材料饱和磁通密度并不完全代表使用工作磁通密度上限，常常是铁损限制使用工作磁通密度上限。

新电源变压器用软磁铁氧体材料分类标准中把允许工作磁通密度和工作频率乘积B×f，作为材料性能因子，并说明性能因子条件下允许损耗值。

新分类标准性能因子把软磁铁氧体材料分为PW1、PW2、PW3、PW4、PW5五类，性能因子越高，工作频率越高，极限频率也越高。

参考链接

高频电源变压器磁芯的设计原理

2008年11月27日09:

37生意社

生意社11月27日讯 

1引言

电子信息产业的迅速发展，对高频开关式电源不断提出新的要求。

据报导，全球开关电源市场规模已超过100亿美元[1]。

通信、计算机和消费电子产品是开关电源的三大主力市场。

庞大的开关电源市场主要由AC/DC和DC/DC开关电源两部分组成。

据预测，AC/DC开关电源全球销售收入将从1999年的91亿美元增加到2004年的122亿美元，年平均增长率为5.9%。

低功率（0～300W）的AC/DC将面向增长平稳的消费电子产品和计算机市场；大功率（750～1500W）的AC/DC电源将面向增长强劲的电信市场。

DC/DC电源约占整个开关电源市场的30%，但计算机与通信技术的快速融合，带动了DC/DC模块式电源的迅速增长。

预计今后几年，DC/DC电源模块增长速度将超过AC/DC电源，有人估计，中国今后五年，DC/DC电源模块市场年增长将达15%，增长主要是在电信领域。

开关式电源技术发展趋势是高密度、高效率、低噪声，以及表面贴装化。

无论是AC/DC或DC/DC电源，除了功率晶体管外，由软磁铁氧体磁芯制成的主变压器、扼流圈及其它电感器（如抗噪声滤波器）是极重要的元件，其磁性能和尺寸直接关系到电源的转换效率和功率密度等。

在变压器设计中，主要包括绕组设计和磁芯设计。

本文拟重点讨论涉及主变压器磁芯设计中应考虑的通过功率、性能因子、热阻等参数，并对降低磁芯总损耗提出了材料微观设计应考虑的方法。

2　电源变压器磁芯性能要求及材料分类

为了满足开关电源提高效率和减小尺寸、重量的要求，需要一种高磁通密度和高频低损耗的变压器磁芯。

虽然有高性能的非晶态软磁合金竞争，但从性能价格比考虑，软磁铁氧体材料仍是最佳的选择；特别在100kHz到1MHz的高频领域，新的低损耗的高频功率铁氧体材料更有其独特的优势。

为了最大限度地利用磁芯，对于较大功率运行条件下的软磁铁氧体材料，在高温工作范围（如80～100℃），应具有以下最主要的磁特性：

1）高的饱和磁通密度或高的振幅磁导率。

这样变压器磁芯在规定频率下允许有一个大的磁通偏移，其结果可减少匝数；这也有利于铁氧体的高频应用，因为截止频率正比于饱和磁通密度。

2）在工作频率范围有低的磁芯总损耗。

在给定温升条件下，低的磁芯损耗将允许有高的通过功率。

附带的要求则还有高的居里点，高的电阻率，良好的机械强度等。

新发布的“软磁铁氧体材料分类”行业标准（等同IEC61332：

1995），将高磁通密度应用的功率铁氧体材料分为五类，见表1。

每类铁氧体材料除了对振幅磁导率和功率损耗提出要求外，还提出了“性能因子”参数（此参数将在下面进一步叙述）。

从PW1～PW5类别，其适用工作频率是逐步提高的，如PW1材料，适用频率为15～100kHz，主要应用于回扫变压器磁芯；PW2材料，适用频率为25～200kHz，主要应用于开关电源变压器磁芯；PW3材料，适用频率为100～300kHz；PW4材料适用频率为300kHz～1MHz；PW5材料适用频率为1～3MHz。

现在国内已能生产相当于PW1～PW3材料，PW4材料只能小量试生产，PW5材料尚有待开发。

众所周知，变压器的可传输功率Pth正比于工作频率f，最大可允许磁通密度Bmax（或可允许磁通偏移ΔB）和磁路截面积Ae，并表示为

Pth=CfBmaxAeWd

（1）

式中，C为与开关电源电路工作型式有关的系数（如推挽式C=1；正向变换器C=0.71；反向变换器C=0.61）；Wd为绕组设计参数（包含电流密度S，占空因子fCu，绕组截面积AN等）。

这里，我们重点讨论（fBmaxAe）参数（暂不讨论绕组设计参数Wd）。

增大磁芯尺寸（增大Ae）可提高变压器通过功率，但当前开关电源的目标是在给定通过功率下要减小尺寸和重量。

假定固定温升，对一个给定尺寸的磁芯，通过功率近似正比于频率。

图1示出变压器可传输功率Pth与频率f的关系。

提高开关频率除了要应用快速晶体管以外，还受其它电路影响所限制，如电压和电流的快速改变，在开关电路中产生扩大的谐波谱线，造成无线电频率干扰，电源的辐射。

对变压器磁芯来说，提高工作频率则要求改进高频磁芯损耗。

图1中N67材料（西门子公司）比N27材料有更低的磁芯损耗，允许更大的磁通密度偏移ΔB，因而变压器可传输更大的功率。

图2示出磁芯损耗与频率的关系。

磁芯总损耗PL与工作频率f及工作磁通密度B的关系由下式表示：

PL=KfmBnVe

（2）

式中，n是Steinmetz指数，对功率铁氧体来说，典型值是2.5；指数m=1～1.3（当磁损耗单纯地由磁滞损耗引起时，m=1；当f=10～100kHz时，m=1.3；当f＞100kHz时，m将随频率增高而增大，见图2，这个额外损耗是由于涡流损耗或剩余损耗引起的）。

很明显，对于高频运行的铁氧体材料，要努力减小m值。

式中，常数CB与指数n是与磁芯材料有关的系数；Ve为有效体积；Rth为热阻。

4工作磁通密度

变压器工作磁通密度（可允许磁通密度偏移）受两方面限制：

首先是受磁芯损耗引起的可允许温升△θFe的限制；另一方面，也受铁氧体材料饱和磁通密度值的限制。

对单端正向型变压器，工作磁通密度△B=Bm-Br；对推挽式变压器，工作磁通密度△B=2Bm。

根据

（2）式，当工作磁通密度提高时，磁芯损耗将以2.5次方指数上升，从而造成变压器温升，因此设计的工作磁通密度首先受磁芯温升值限制，其关系式为

当计算出的磁通密度值较高时，△B还应受磁芯材料可允许磁通密度偏移△Badm（此值与材料高温下Bs值相对应）所限制。

在这里，必须注意对不等截面磁芯（如E型磁芯），在最小横截面Amin处有较高的磁通密度。

为避免磁芯饱和，还必须按下式计算：

由（3）、（4）式所得到的最小磁密偏移值，即为可允许的变压器工作磁通密度值。

改进“性能因子”可从降低材料高频损耗着手，已发现对应性能因子最大值的频率与材料晶粒尺寸d、交流电阻率ρ有关，如图4所示，考虑到涡流损耗与d2/ρ之间的关系，两者结果是相一致的。

5材料性能因子

由铁氧体磁芯制成的变压器，其通过功率直接正比于工作频率f和最大可允许磁通密度Bmax的乘积（

（1）式）。

很明显，对传输相同功率来说，高的（fBmax）乘积允许小的磁芯体积；反之，相同磁芯尺寸的变压器，采用高（fBmax）的铁氧体材料，可传输更大的功率。

我们将此乘积称为“性能因子”（PF），这是与铁氧体材料有关的参数，良好的高频功率铁氧体显示出高的（fBmax）值。

图3示出德国西门子公司几种铁氧体材料的性能因子（PF）与频率的关系，功率损耗密度定为300mW/cm3（100℃），可用来度量可能的通过功率。

可以看到，经改进过的H49i材料在900kHz时达到最大的（fBmax）为3700HzT，比原来生产的H49材料有更高的值，而N59材料则可使用到f=1MHz以上频率。

6热阻式中，S为磁芯表面积；d为磁芯尺寸；α为表面热传导系数；λ为磁芯内部热传导系数。

由（6）式可见，对电源变压器用的铁氧体材料，必须具有低的功率损耗和高的热传导系数。

实际测量表明，图5所示的N67材料显示高的热导性。

从微观结构考虑，高的烧结密度，均匀的晶粒结构，以及晶界里有足够的Ca浓度的材料，将具有高的热导性。

图6示出不同磁芯形状、尺寸、重量m对变压器热阻的影响。

从磁芯尺寸、形状考虑，较大磁芯尺寸具有低的热阻，其中ETD磁芯具有优良的热阻特性；另外无中心孔的RM磁芯（RM14A）显示出比有中心孔磁芯（RM14B）更低的热阻。

为了得到最佳的功率传输，变压器温升通常分为二个相等的部分：

磁芯损耗引起的温升△θFe和铜损引起的温升△θCu。

关于磁芯总损耗与温升的关系如图5所示。

对相同尺寸的磁芯（RM14磁芯），采用不同的铁氧体材料（热阻系数不同），其温升值是不同的，其中N67材料有比其它材料更低的热阻。

于是，磁芯温升与磁芯总损耗的关系可用下式表示：

　△θFe=Rth·PFe（5）

式中，Rth即为热阻，定义为每瓦特总消散时规定热点处的温升（K/W）。

铁氧体材料的热传导系数，磁芯尺寸及形状对热阻有影响，并可用下述经验公式来表示：

对高频电源变压器磁芯，磁芯设计时应尽量增加暴露表面，如扩大背部和外翼，或制成宽而薄的形状（如低矮形RM磁芯，PQ型磁芯等），均可降低热阻，提高通过