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(jīng)在工業(yè)上進(jìn)行了嘗試。由于平面變壓器的方形形狀,適合平面安裝,設(shè)計(jì)方便,可以使各種電子產(chǎn)品輕便小巧。與常規(guī)變壓器相比,平面變壓器除了結(jié)構(gòu)體積上的優(yōu)勢之外,還具有電流密度高、效率高、漏感低、發(fā)熱量小、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。
基于這些性能優(yōu)勢,平面變壓器備受關(guān)注,并在消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了小規(guī)模應(yīng)用。
在消費(fèi)類電源領(lǐng)域,采用傳統(tǒng)的繞組改造設(shè)計(jì),變壓器占據(jù)快充電源內(nèi)部空間近三分之一,不便于產(chǎn)品小型化設(shè)計(jì)。但是如果用平板變壓器來設(shè)計(jì)同樣功率的快充產(chǎn)品,不僅布局更簡單,而且體積也可以優(yōu)化。
二、平面變壓器在氮化鎵快充中的應(yīng)用。
隨著高功率快充對(duì)能量密度比的[敏感詞]要求以及氮化鎵第三代半導(dǎo)體在快充方面的應(yīng)用,功率器件的開關(guān)頻率得到了很大的提高,頻率超過100KHz成為新的起點(diǎn)。開關(guān)頻率的提高也給變壓器的選擇帶來了新的挑戰(zhàn)。
根據(jù)充電頭網(wǎng)絡(luò)對(duì)氮化鎵快充的拆解可以看出,平面變壓器不僅大規(guī)模商業(yè)化,還呈現(xiàn)出兩種應(yīng)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(yōu)勢,也呈現(xiàn)出不同的應(yīng)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(qiáng)、便于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn),在大功率、快充時(shí)經(jīng)??梢钥吹?。
我們來看看PCB+磁芯+同步整流電路的平面變壓器。這種變壓器近在大功率充電器中得到了應(yīng)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(dòng)了平面變壓器的市場需求
平面磁學(xué)是多物理量的矢量表現(xiàn)形式,也是學(xué)術(shù)界的一個(gè)創(chuàng)新研究領(lǐng)域。使用平面變壓器是高頻高功率密度功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品中較經(jīng)濟(jì)的解決方案之一。
尤其是近兩年消費(fèi)電源領(lǐng)域,隨著USB PD快充市場的爆發(fā)和氮化鎵技術(shù)的成熟,效率高、大功率、小體積電源產(chǎn)品成為市場發(fā)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(yè)標(biāo)桿企業(yè)認(rèn)可的器件,并開始在PD快充、氮化鎵快充產(chǎn)品中展現(xiàn)才華。
根據(jù)充電器網(wǎng)此前的拆解數(shù)據(jù),目前很多一線手機(jī)品牌、 PC品牌都將平面變壓器導(dǎo)入到各種快充電源中,并與很多主流機(jī)型合作開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)充電器,以達(dá)到更高的功率密度,讓配件更輕便便攜。
隨著行業(yè)的發(fā)展趨勢和眾多標(biāo)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(yè)應(yīng)用于高密度快充電源產(chǎn)品中,市場需求與日俱增。
四、平面變壓器研發(fā)取得重大突破
與傳統(tǒng)的繞線變壓器相比,平面變壓器的設(shè)計(jì)需要很強(qiáng)的理論水平和經(jīng)驗(yàn)。不僅研發(fā)設(shè)計(jì)難度大,而且制造成本高,成為阻礙平面變壓器行業(yè)規(guī)?;l(fā)展的重要因素。
一方面市場需求不斷增加,另一方面應(yīng)用門檻較高,平面變壓器的大規(guī)模商用需要通過技術(shù)革命實(shí)現(xiàn)成本平民化。
在平面變壓器方面積累了多年的研究和技術(shù),將多年的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為EDA設(shè)計(jì)和仿真軟件,使平面變壓器設(shè)計(jì)工程師可以通過仿真軟件模擬實(shí)際的電路,使平面變壓器的設(shè)計(jì)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(shù),從而提高設(shè)計(jì)效率,快速響應(yīng)客戶需求。
自主研發(fā)的無人駕駛平面變壓器生產(chǎn)線,集成物聯(lián)網(wǎng)、電氣自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化等多項(xiàng)技術(shù),形成跨平臺(tái)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng),大大提高了平面變壓器的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品性能的一致性。
不僅產(chǎn)品質(zhì)量高度可控、可見、可追溯,而且基于柔性磁電生產(chǎn)線的產(chǎn)品成本比普通同類型平面變壓器可以減少20%左右。平民化的成本優(yōu)勢大大減小了平面變壓器的應(yīng)用門檻,有助于加速平面變壓器的推廣。