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平面变压器在快充上的应用

发布时间:2021-11-03   浏览次数:77返回

不知道大家有没有注意到最近充电器越来越薄了。各大公司都推出了真正意义上的超薄充电器,并成功将充电器厚度缩小到原来的一半,只有1CM左右。超薄饼干充电器携带很是方便,可以很方便地插入裤兜,改变了人们对豆腐块充电器的印象。

在不久前,充电头网分享了精密合金电阻在快充中的应用,今天我们就来说说快充中的平面变压器。

充电器可以做得很薄,电容器也很小。只有体积足够小的电容才能满足超薄充电器严格的体积要求。但是要实现超薄充电器的设计,还有另外一个重要的前提,那就是平面变压器。

先看这个充电器,传统的绕线变压器,无论是初级还是次级都有很大一部分浪费空间。充电器的高度也由变压器决定。可以说,在平面变压器广泛应用之前,实现超薄充电器设计是不可能的。

在50W饼干充电器中,充电器采用了叠层PCB制作的平面变压器,通过电路板的镂空和一系列轻薄设计,最终实现了10.5mm的厚度。

通过对比上述两种充电器的拆卸,可以看出平面变压器在减少充电器厚度方面确实很有奇效。


什么是平面变压器

平面变压器是一种成熟的变压器形式,通过在多层PCB上使用印刷铜箔代替传统的绕线式变压器线圈,平面变压器的名称由此而来。平面变压器由于PCB紧密贴附在磁芯上,散热性能优异,可以更快地传导电流流动产生的热量,提高变压器的功率,节省空间,提高充电器的功率密度。

平面变压器通常采用多层PCB方式,线圈印制在多层PCB内部,具有一致性好、电阻低、漏电感低、分布电容小、绝缘好等优点。便于标准化快速生产,节省充电器空间,提高性能。


平面变压器不仅仅是变压器

随着氮化镓快充功率密度的不断提高,充电器的内部设计也在不断变化。传统充电器只有一块电路板,所有元件都焊接在上面。然而,为了追求高功率密度的氮化镓快充,通常会在内部组合焊接几个PCB,增加了电路板的面积,减小了体积。

平面变压器也是用PCB板制做的,那么,平面变压器能起到电路板的作用吗?答案是肯定的,充电头网络选择了三种具有代表性的拆卸模型,表明平面变压器还可以起到小板的作用、焊接元件和增加PCB可用面积。

66W氮化镓超薄充电器内部有一个平面变压器,次级上焊接了同步整流电路和输出滤波电容。

120W闪充充电器内部的平面变压器焊接有初级开关管和次级同步整流电路。

65W 1A1C氮化镓快充充电器内部的平面变压器,次级焊接协议芯片和USB-C母座,背面焊接同步整流电路。

平面变压器不仅可以减小充电器的尺寸,还可以用作焊接元件的印刷电路板。平面变压器的灵活特性完全符合高功率密度和快速充电的设计。


平面变压器散热性强

线圈的热量通过PCB传导到导热胶传导到磁芯,然后对磁芯散热。这使得平面变压器具有优异的散热性能,可以有效避免传统绕线变压器骨架的热量积累。

使用平面变压器可以提高充电器的输出功率,保证大功率输出的低温升,提高充电器的功率密度。不仅超薄充电器采用平面变压器来满足外形设计,一些小型氮化镓快速充电器内部也采用平面变压器来获得高效率、低发热和小尺寸的优势。


充电头网总结

平面变压器不仅仅是氮化镓快充的专利,氮化镓快充就像一个试验田一样,承载着很多新型器件的产品验证。比如氮化镓技术、叠层电容和散热技术等,很多新技术都是基于快充上,并通过市场应用得到推广。

通过将平面变压器应用于氮化镓快充,平面变压器与传统的绕线变压器相比表现出了很大的性能优势。实现了高频化、小体积、高功率密度的快充设计,在快充上的应用拓展了更多的应用范围。

未来的平面变压器具有功率密度高、一致性好等诸多优势,将提高能效、缩小体积、实现更具竞争力的设计,并将在新能源等行业占据更多市场。

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