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敢为人先 创世富尔是如何引领磁性元件磁集成技术风向的
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敢为人先 创世富尔是如何引领磁性元件磁集成技术风向的

2024-10-29 16:09:59 来源:电子变压器与电感网 作者:丘水林

【哔哥哔特导读】2021年便已实现车载OBC磁集成产品的量产,创世富尔将如何通过磁集成技术改变电源行业生态,并确立自身的领先优势?

自2023年新能源汽车厂商开启价格战以来,这波内卷逐渐蔓延至所有终端领域,加上上游材料涨价,让电感、变压器企业面临前所未有的成本压力。如何找到一种可以快速降低生产成本的方式,成为电感、变压器企业最迫切的需求。

磁集成破解电源行业三大难题

正是在这样的背景下,大功率电感、变压器的磁集成开始引起广大从业者的重视。

以车载OBC为例,目前业界主流的电路拓扑为经典的前级PFC+后级LLC,其中PFC电路中的电感、LLC电路中的主变压器和谐振电感,均可分别进行集成,进而有效降低磁性元件的数量、体积乃至总体成本,从而帮助OBC整机企业实现降本增效。

效率、体积与成本始终是电源企业的核心需求,而磁集成技术恰好可以帮助电源企业同时满足这三大核心诉求。可以说,磁集成技术的普及应用,正在逐步改变着整个电源行业,带来一场深刻的降本增效创新浪潮,磁集成也由此成为当前磁性元件行业最具热度的话题。

磁集成先锋2021年率先量产

磁集成技术的热度虽然自去年年底才逐渐显现,不过,有那么一批企业,早在多年前就以深刻意识到磁集成技术在减少磁性元件数量、体积和成本方面具有的极大潜力,并率先进行了相关布局,深圳市创世富尔电子有限公司(下称“创世富尔”)就是其中之一。

早在2019年,创世富尔就已开始布局磁集成产品,2021年,创世富尔首款磁集成技术应用于高性能电动汽车车载充电机经典桥式LLC电路拓扑的磁集成产品PQ60便已成功量产,实现典型输入85-265VAC,输出电压范围200-400VDC,功率11KW,整机效率达96%以上。

汽车电子磁件磁集成 LLC Transformer+Inductor,图源:创世富尔

汽车电子磁件磁集成 LLC Transformer+Inductor,图源:创世富尔

该磁集成技术方案采用PQ型结构磁芯,将传统的谐振电感与主变压器集成在一起,最大化磁芯窗口利用率的同时,有效地平衡了变压器铁损和铜损。

磁集成中变压器有漏感低、体积小、效率高等优点;谐振电感电感量控制精度高;对开关管应力要求低,可靠性高,体积对比同等功率磁件较小。

变压器部分初次级绕组均使用膜包绞合线并绕,并排列单层,有利于产品漏感控制,改善电源动态性能;绕组线圈在磁芯外层,线圈与模块灌封的导热胶充分接触,有效解决传统变压器内层线圈与导热胶无法接触造成的散热不良问题,固而解决因变压器线苞散热不良造成的烧机问题,有效提升磁集成产品可靠性。

汽车电子磁件磁集成 LLC Transformer+Inductor,图源:创世富尔

汽车电子磁件磁集成 LLC Transformer+Inductor,图源:创世富尔

磁集成后,整体的体积减少了约35%,功率密度大大提高,成本降低了约20%。

汽车电子磁件磁集成 LLC Transformer+Inductor,图源:创世富尔

汽车电子磁件磁集成 LLC Transformer+Inductor,图源:创世富尔

产品升级引领磁集成创新风向

率先介入新能源市场加上多年的积累,目前新能源相关磁性元件在创世富尔的营收结构中已成为绝对主力,新能源汽车+光伏类磁性元件占比已超过80%。

以新能源汽车为例,目前2.2kW、3.3kW、6.6kW和11kW配套的磁性元件,创世富尔均已实现量产,尤其是供应给国内重卡车载逆变器的磁性元件,市场占有率超70%的装机规模,产品的品质及可靠性均经受住了市场的长期考验。

自2023年以来,随着越来越多整机客户开始引入磁集成产品,创世富尔也不断推陈出新,逐步丰富和完善磁集成产品线,磁集成技术的应用从相对比较成熟的汽车OBC向光伏、储能应用方案拓展,目前已有多个方案进入光伏、储能主流客户供应体系,批量推向市场。

据了解,目前创世富尔针对新能源汽车、光伏等领域已推出EQ50、PQ50、UU80等多个系列磁集成产品。

UU80磁集成系列产品图,图源:创世富尔

UU80磁集成系列产品图,图源:创世富尔

高效生产 开发更适合自动化的产品结构

再好的想法,若无法落地也失去了意义。尽管磁集成产品有着诸多优势,但在具体的工艺实现上,仍面临这不小的挑战。

目前磁集成产品,基本上以客制化为主,在整机客户预研阶段就需要磁性元件深度配合,除了需要磁性元件具备强大的研发设计能力外,对自动化生产也提出了较高的要求。

为此,创世富尔还开发出了更适合自动化生产的串联膜包线线饼结构,并不断引进自动焊锡机、自动点胶机、自动灌胶机、自动脱漆机、自动测试系统等新的生产设备,提高产品生产自动化程度。

此外,为了让客户用的放心,创世富尔还持续增添新的实验设备,以提高磁集成产品可靠性和一致性。

创世富尔新增实验设备,图源:Big-Bit资讯

创世富尔新增磁集成技术实验设备,图源:Big-Bit资讯

小结

目前,创世富尔的变压器、电感主要围绕两个发展方向,一个是规模化、标准化,适用于自动化作业;另一个就是快速满足客户需求的多品种、小批量定制化产品,尤其是后者,是创世富尔产品的特色,也是其持续发展的方向,包括目前创世富尔已率先开始研发集成三个乃至更多个磁性元件的高集成度产品。

PQ45三合一磁集成系列产品图,图源:创世富尔

PQ45三合一磁集成系列产品图,图源:创世富尔

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