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平面變壓器的應用以及發展

發布時間:2021-10-27   瀏覽次數:91返回

一、什么是平面變壓器

平面變壓器是一種新型的高頻鐵氧體電感元件,已經在工業上進行了嘗試。由于平面變壓器的方形形狀,適合平面安裝,設計方便,可以使各種電子產品輕便小巧。與常規變壓器相比,平面變壓器除了結構體積上的優勢之外,還具有電流密度高、效率高、漏感低、發熱量小、散熱性好等優點。

基于這些性能優勢,平面變壓器備受關注,并在消費電子產品、汽車電子產品、醫療設備、工業控制等多個領域實現了小規模應用。

在消費類電源領域,采用傳統的繞組改造設計,變壓器占據快充電源內部空間近三分之一,不便于產品小型化設計。但是如果用平板變壓器來設計同樣功率的快充產品,不僅布局更簡單,而且體積也可以優化。


二、平面變壓器在氮化鎵快充中的應用。

隨著高功率快充對能量密度比的極端要求以及氮化鎵第三代半導體在快充方面的應用,功率器件的開關頻率得到了很大的提高,頻率超過100KHz成為新的起點。開關頻率的提高也給變壓器的選擇帶來了新的挑戰。

根據充電頭網絡對氮化鎵快充的拆解可以看出,平面變壓器不僅大規模商業化,還呈現出兩種應用類型,即簡單PCB+磁芯的組合和PCB+磁芯+同步整流電路的組合。兩者在具體使用上都有各自的優勢,也呈現出不同的應用代表。

先來看看簡單PCB+磁芯組合的平面變壓器。這種變壓器具有通用性強、便于大規模生產的特點,在大功率、快充時經??梢钥吹?。

我們來看看PCB+磁芯+同步整流電路的平面變壓器。這種變壓器最近在大功率充電器中得到了應用,與以往的平面變壓器不同的是,變壓器上的PCB也承載著電路的劃分,這說明上面有很多電阻、電容和功率器件。


三、高密度快充帶動了平面變壓器的市場需求

平面磁學是多物理量的矢量表現形式,也是學術界的一個創新研究領域。使用平面變壓器是高頻高功率密度功率轉換產品中較經濟的解決方案之一。

尤其是近兩年消費電源領域,隨著USB PD快充市場的爆發和氮化鎵技術的成熟,效率高、大功率、小體積電源產品成為市場發展的新趨勢。平面變壓器逐漸成為廣大工程師青睞、眾多行業標桿企業認可的器件,并開始在PD快充、氮化鎵快充產品中展現才華。

根據充電器網此前的拆解數據,目前很多一線手機品牌、 PC品牌都將平面變壓器導入到各種快充電源中,并與很多主流機型合作開發標準充電器,以達到更高的功率密度,讓配件更輕便便攜。

隨著行業的發展趨勢和眾多標桿品牌的推廣,平面變壓器正在被越來越多的第三方快充配件企業應用于高密度快充電源產品中,市場需求與日俱增。


四、平面變壓器研發取得重大突破

與傳統的繞線變壓器相比,平面變壓器的設計需要很強的理論水平和經驗。不僅研發設計難度大,而且制造成本高,成為阻礙平面變壓器行業規?;l展的重要因素。

一方面市場需求不斷增加,另一方面應用門檻較高,平面變壓器的大規模商用需要通過技術革命實現成本平民化。

在平面變壓器方面積累了多年的研究和技術,將多年的經驗轉化為EDA設計和仿真軟件,使平面變壓器設計工程師可以通過仿真軟件模擬實際的電路,使平面變壓器的設計更加合理、更加簡單、更加可靠,形成了一套高效、簡單的EDA仿真技術,從而提高設計效率,快速響應客戶需求。

自主研發的無人駕駛平面變壓器生產線,集成物聯網、電氣自動化、機械自動化等多項技術,形成跨平臺自動化生產系統,大大提高了平面變壓器的生產效率和產品性能的一致性。

不僅產品質量高度可控、可見、可追溯,而且基于柔性磁電生產線的產品成本比普通同類型平面變壓器可降低20%左右。平民化的成本優勢大大降低了平面變壓器的應用門檻,有助于加速平面變壓器的推廣。

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