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平面变压器的应用以及发展

发布时间:2021-10-27   浏览次数:80返回

一、什么是平面变压器

平面变压器是一种新型的高频铁氧体电感元件,已经在工业上进行了尝试。由于平面变压器的方形形状,适合平面安装,设计方便,可以使各种电子产品轻便小巧。与常规变压器相比,平面变压器除了结构体积上的优势之外,还具有电流密度高、效率高、漏感低、发热量小、散热性好等优点。

基于这些性能优势,平面变压器备受关注,并在消费电子产品、汽车电子产品、医疗设备、工业控制等多个领域实现了小规模应用。

在消费类电源领域,采用传统的绕组改造设计,变压器占据快充电源内部空间近三分之一,不便于产品小型化设计。但是如果用平板变压器来设计同样功率的快充产品,不仅布局更简单,而且体积也可以优化。


二、平面变压器在氮化镓快充中的应用。

随着高功率快充对能量密度比的极端要求以及氮化镓第三代半导体在快充方面的应用,功率器件的开关频率得到了很大的提高,频率超过100KHz成为新的起点。开关频率的提高也给变压器的选择带来了新的挑战。

根据充电头网络对氮化镓快充的拆解可以看出,平面变压器不仅大规模商业化,还呈现出两种应用类型,即简单PCB+磁芯的组合和PCB+磁芯+同步整流电路的组合。两者在具体使用上都有各自的优势,也呈现出不同的应用代表。

先来看看简单PCB+磁芯组合的平面变压器。这种变压器具有通用性强、便于大规模生产的特点,在大功率、快充时经常可以看到。

我们来看看PCB+磁芯+同步整流电路的平面变压器。这种变压器最近在大功率充电器中得到了应用,与以往的平面变压器不同的是,变压器上的PCB也承载着电路的划分,这说明上面有很多电阻、电容和功率器件。


三、高密度快充带动了平面变压器的市场需求

平面磁学是多物理量的矢量表现形式,也是学术界的一个创新研究领域。使用平面变压器是高频高功率密度功率转换产品中较经济的解决方案之一。

尤其是近两年消费电源领域,随着USB PD快充市场的爆发和氮化镓技术的成熟,效率高、大功率、小体积电源产品成为市场发展的新趋势。平面变压器逐渐成为广大工程师青睐、众多行业标杆企业认可的器件,并开始在PD快充、氮化镓快充产品中展现才华。

根据充电器网此前的拆解数据,目前很多一线手机品牌、 PC品牌都将平面变压器导入到各种快充电源中,并与很多主流机型合作开发标准充电器,以达到更高的功率密度,让配件更轻便便携。

随着行业的发展趋势和众多标杆品牌的推广,平面变压器正在被越来越多的第三方快充配件企业应用于高密度快充电源产品中,市场需求与日俱增。


四、平面变压器研发取得重大突破

与传统的绕线变压器相比,平面变压器的设计需要很强的理论水平和经验。不仅研发设计难度大,而且制造成本高,成为阻碍平面变压器行业规模化发展的重要因素。

一方面市场需求不断增加,另一方面应用门槛较高,平面变压器的大规模商用需要通过技术革命实现成本平民化。

在平面变压器方面积累了多年的研究和技术,将多年的经验转化为EDA设计和仿真软件,使平面变压器设计工程师可以通过仿真软件模拟实际的电路,使平面变压器的设计更加合理、更加简单、更加可靠,形成了一套高效、简单的EDA仿真技术,从而提高设计效率,快速响应客户需求。

自主研发的无人驾驶平面变压器生产线,集成物联网、电气自动化、机械自动化等多项技术,形成跨平台自动化生产系统,大大提高了平面变压器的生产效率和产品性能的一致性。

不仅产品质量高度可控、可见、可追溯,而且基于柔性磁电生产线的产品成本比普通同类型平面变压器可降低20%左右。平民化的成本优势大大降低了平面变压器的应用门槛,有助于加速平面变压器的推广。

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