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订单超2000万!平面变压器高频损耗怎么解决
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订单超2000万!平面变压器高频损耗怎么解决

2022-08-08 11:11:47 来源: 作者:丘水林 点击:2570

【哔哥哔特导读】在追逐大功率,小体积,高效率过程中,造型方正、方便设计、适合平面贴装的平面变压器是业内一直在尝试使用的一种新型电子元件,可使各类型电子产品实现轻薄小型化,各大电子变压器厂商看到了平面变压器未来的巨大的潜力,纷纷入局。

近日,聚能创芯利用氮化镓的高频特性优势,推出了两款基于全套自研氮化镓器件的300KHz高频氮化镓快充参考设计,其中磁性元器件解决方案则来自于国内知名电子变压器企业四川经纬达。

 

经纬达65W 氮化镓快充平面变压器

经纬达65W 氮化镓快充平面变压器

据了解,目前经纬达有4个能够独立设计平面变压器的设计工程师,可提供氮化镓充电器用平面变压器、共模电感、PFC电感在内的磁性元器件整体设计方案,解决不同功率段快充需求。

经纬达从2020年年底开始初步导入氮化镓配套磁性元器件解决方案设计,2021年2月产品进入量产阶段,7月开始正式批量供货,到2022年3月平面变压器营收已超2000万元。仅5月以来,新增订单就超过1000万元。

经纬达120W 氮化镓快充平面变压器

 

经纬达65W 氮化镓快充平面变压器

目前氮化镓快充超过100KHz的频率成为新起点,聚能创芯这两款氮化镓快充设计参考频率更是达到300KHz。随着功率器件功率器件的开关频率大幅提升,高频情况下各种寄生参数逐渐影响快充效率,如何消寄生参数影响,降低高频损耗,提升快充效率是电子变压器厂商急需解决的问题。

高频损耗问题克服难度相对较高,需要电子变压器厂商优化原有设计结构,因为频率越高,穿透深度的要求也更高,铜箔的厚度需要得更薄,以降低趋肤效应带来的影响。

针对如何解决平面变压器高频损耗、提升快充效率这一难题,经纬达李胜东提到,除了选用DMR96A等高频磁材外,在平面变压器的设计方面也做出了多重优化。

第一,充分考量高频所带来寄生参数的影响。比如针对高频的情况下EMC、EMI的处理难度更高,那我们会考虑一些更优秀的磁材结构来做出设计,协助电源工程师解决电磁干扰问题。

第二,通过PCB叠层结构降低交流阻抗,因为交流电阻是影响平面变压器损耗最主要的因素。

第三,降低分布电容,提高电源MOSFET效率。如果集成电容过大,会导致MOSFET发热厉害,进一步电源效率降低。

第四,设计的过程对参数进行初期的热仿真和磁仿真,验证设计的可行性。同时,通过仿真也可以了解平面变压器的损耗到底有多少,进而降低平面变压器的损耗,提升平面变压器效率。

经纬达采用新一代变压器设计技术,设计出的平面变压器,与相同的有效体积的传统线绕型变压器相比,其平面变压器的热阻下降高达50%。

电子变压器设计过程中,不光有趋肤效应,还有临近效应的影响,两者会对电子变压器厂商设计能力提出极高要求,需要电子变压器厂商充分考量和取舍,以形成满足性能要求,且成本较低能够产业化的产品设计方案。

 

 

 

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