不知道大家有沒(méi)有注意到近充電器越來(lái)越薄了。各大公司都推出了真正意義上的超薄充電器，并成功將充電器厚度縮小到原來(lái)的一半，只有1CM左右。超薄餅干充電器攜帶很是方便，可以很方便地[敏感詞]褲兜，改變了人們對(duì)豆腐塊充電器的印象。
在不久前，充電頭網(wǎng)分享了精密合金電阻在快充中的應(yīng)用，今天我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)快充中的平面變壓器。
充電器可以做得很薄，電容器也很小。只有體積足夠小的電容才能滿足超薄充電器嚴(yán)格的體積要求。但是要實(shí)現(xiàn)超薄充電器的設(shè)計(jì)，還有另外一個(gè)重要的前提，那就是平面變壓器。
先看這個(gè)充電器，傳統(tǒng)的繞線變壓器，無(wú)論是初級(jí)還是次級(jí)都有很大一部分浪費(fèi)空間。充電器的高度也由變壓器決定?？梢哉f(shuō)，在平面變壓器廣泛應(yīng)用之前，實(shí)現(xiàn)超薄充電器設(shè)計(jì)是不可能的。
在50W餅干充電器中，充電器采用了疊層PCB制作的平面變壓器，通過(guò)電路板的鏤空和一系列輕薄設(shè)計(jì)，后實(shí)現(xiàn)了10.5mm的厚度。
通過(guò)對(duì)比上述兩種充電器的拆卸，可以看出平面變壓器在減少充電器厚度方面確實(shí)很有奇效。
什么是平面變壓器
平面變壓器是一種成熟的變壓器形式，通過(guò)在多層PCB上使用印刷銅箔代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繞線式變壓器線圈，平面變壓器的名稱(chēng)由此而來(lái)。平面變壓器由于PCB緊密貼附在磁芯上，散熱性能優(yōu)異，可以更快地傳導(dǎo)電流流動(dòng)產(chǎn)生的熱量，提高變壓器的功率，節(jié)省空間，提高充電器的功率密度。
平面變壓器通常采用多層PCB方式，線圈印制在多層PCB內(nèi)部，具有一致性好、電阻低、漏電感低、分布電容小、絕緣好等優(yōu)點(diǎn)。便于標(biāo)準(zhǔn)化快速生產(chǎn)，節(jié)省充電器空間，提高性能。
平面變壓器不僅僅是變壓器
隨著氮化鎵快充功率密度的不斷提高，充電器的內(nèi)部設(shè)計(jì)也在不斷變化。傳統(tǒng)充電器只有一塊電路板，所有元件都焊接在上面。然而，為了追求高功率密度的氮化鎵快充，通常會(huì)在內(nèi)部組合焊接幾個(gè)PCB，增加了電路板的面積，減小了體積。
平面變壓器也是用PCB板制做的，那么，平面變壓器能起到電路板的作用嗎？答案是肯定的，充電頭網(wǎng)絡(luò)選擇了三種具有代表性的拆卸模型，表明平面變壓器還可以起到小板的作用、焊接元件和增加PCB可用面積。
66W氮化鎵超薄充電器內(nèi)部有一個(gè)平面變壓器，次級(jí)上焊接了同步整流電路和輸出濾波電容。
120W閃充充電器內(nèi)部的平面變壓器焊接有初級(jí)開(kāi)關(guān)管和次級(jí)同步整流電路。
65W 1A1C氮化鎵快充充電器內(nèi)部的平面變壓器，次級(jí)焊接協(xié)議芯片和USB-C母座，背面焊接同步整流電路。
平面變壓器不只可以減小充電器的尺寸，還可以用作焊接元件的印刷電路板。平面變壓器的靈活特性完全符合高功率密度和快速充電的設(shè)計(jì)。
平面變壓器散熱性強(qiáng)
線圈的熱量通過(guò)PCB傳導(dǎo)到導(dǎo)熱膠傳導(dǎo)到磁芯，然后對(duì)磁芯散熱。這使得平面變壓器具有優(yōu)異的散熱性能，可以有效避免傳統(tǒng)繞線變壓器骨架的熱量積累。
使用平面變壓器可以提高充電器的輸出功率，保障大功率輸出的低溫升，提高充電器的功率密度。不只是超薄充電器采用平面變壓器來(lái)滿足外形設(shè)計(jì)，一些小型氮化鎵快速充電器內(nèi)部也采用平面變壓器來(lái)獲得高效率、低發(fā)熱和小尺寸的優(yōu)勢(shì)。
充電頭網(wǎng)總結(jié)
平面變壓器不僅僅是氮化鎵快充的專(zhuān)利，氮化鎵快充就像一個(gè)試驗(yàn)田一樣，承載著很多新型器件的產(chǎn)品驗(yàn)證。比如氮化鎵技術(shù)、疊層電容和散熱技術(shù)等，很多新技術(shù)都是基于快充上，并通過(guò)市場(chǎng)應(yīng)用得到推廣。
通過(guò)將平面變壓器應(yīng)用于氮化鎵快充，平面變壓器與傳統(tǒng)的繞線變壓器相比表現(xiàn)出了很大的性能優(yōu)勢(shì)。實(shí)現(xiàn)了高頻化、小體積、高功率密度的快充設(shè)計(jì)，在快充上的應(yīng)用拓展了更多的應(yīng)用范圍。
未來(lái)的平面變壓器具有功率密度高、一致性好等諸多優(yōu)勢(shì)，將提高能效、縮小體積、實(shí)現(xiàn)更具競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)計(jì)，并將在新能源等行業(yè)占據(jù)更多市場(chǎng)。
