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，一直在行業(yè)內(nèi)嘗試使用。由于平面變壓器呈方形，適合平面貼裝，設(shè)計(jì)方便，可使各種電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)輕薄小巧。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(shì)之外，還具有電流密度高、效率高、漏電感低、發(fā)熱量低、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。
基于這些性能優(yōu)勢(shì)，平面變壓器在消費(fèi)電子產(chǎn)品、汽車(chē)電子產(chǎn)品、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域備受關(guān)注，并實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模應(yīng)用。
在消費(fèi)類(lèi)電源領(lǐng)域，采用傳統(tǒng)繞組變壓器設(shè)計(jì)的快充電源，變壓器要求占據(jù)近三分之一的內(nèi)部空間，不利于產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)。但如果采用平面變壓器設(shè)計(jì)的同功率快充產(chǎn)品，不僅布局更簡(jiǎn)單，而且體積可以?xún)?yōu)化。
二、平面變壓器在氮化鎵快充中的應(yīng)用
隨著大功率快充對(duì)能量密度比的[敏感詞]要求，以及氮化鎵第三代半導(dǎo)體在快充中的應(yīng)用，功率器件的開(kāi)關(guān)頻率大大提高，頻率超過(guò)100KHz成為新的起點(diǎn)。開(kāi)關(guān)頻率的提高也給變壓器的選擇帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
根據(jù)充電頭網(wǎng)對(duì)氮化鎵快充的拆解，平面變壓器不僅大規(guī)模商用，還呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單的PCB+磁芯組合和PCB+磁芯+同步整流電路組合的兩種應(yīng)用類(lèi)型。兩者在具體使用上都有各自的優(yōu)勢(shì)，也呈現(xiàn)出不同的應(yīng)用代表。
先來(lái)看看簡(jiǎn)單的PCB+磁芯組合平面變壓器。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)，在大功率快充中經(jīng)常可以看到。
我們?cè)賮?lái)看看PCB+磁芯+同步整流電路的平面變壓器。這種變壓器近也被應(yīng)用于大功率充電器，與以往的平面變壓器不同，變壓器上的PCB也承載著電路的劃分，這說(shuō)明上面有很多阻容和功率器件。
三、高密度快充驅(qū)動(dòng)平面變壓器的市場(chǎng)需求
平面磁學(xué)是一種多物理量的矢量表示，也是學(xué)術(shù)界的一個(gè)創(chuàng)新研究領(lǐng)域。使用平面變壓器是目前高頻高功率密度功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品中很經(jīng)濟(jì)的解決方案之一。
尤其是在近兩年消費(fèi)電源領(lǐng)域，隨著USB PD快充市場(chǎng)的爆發(fā)和氮化鎵技術(shù)的成熟，高效率、大功率、小體積的電源產(chǎn)品成為市場(chǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)。平面變壓器逐漸成為工程師青睞的器件，得到了眾多行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的認(rèn)可，并開(kāi)始在PD快充、氮化鎵快充產(chǎn)品中展露才華。
根據(jù)此前充電器頭網(wǎng)的拆解數(shù)據(jù)，目前眾多一線(xiàn)手機(jī)品牌、PC都在各種快充電源中引入了平面變壓器，并配合收件箱標(biāo)配充電器幾款主流機(jī)型的開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)更高的功率密度，讓配件更輕薄、便攜。
從[敏感詞]拆解的66W超級(jí)快充可以看出，內(nèi)置的平面變壓器只占整個(gè)PCB板模塊不到四分之一，節(jié)省了空間，后讓充電器更加緊湊。
由于采用了內(nèi)置平面變壓器，50W餅干氮化鎵快充實(shí)現(xiàn)了超薄的機(jī)身設(shè)計(jì)，整機(jī)厚度只有10毫米，這對(duì)于傳統(tǒng)的繞線(xiàn)變壓器來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是不可能的。除了超薄機(jī)身，平面變壓器還幫助充電器實(shí)現(xiàn)了高達(dá)1.48W/cm的功率密度，成為高功率密度的標(biāo)桿。
在行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和眾多標(biāo)桿品牌的推動(dòng)下，平面變壓器正被越來(lái)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，市場(chǎng)需求日益增加。
四、平面變壓器在研發(fā)上取得重大突破
與傳統(tǒng)的繞組變壓器相比，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，而且制造成本偏高，已經(jīng)成為了阻礙平面變壓器行業(yè)大規(guī)模發(fā)展的重要因素。
一方面市場(chǎng)需求不斷增加，另一方面應(yīng)用門(mén)檻較高，平面變壓器的大規(guī)模商用迫切需要通過(guò)技術(shù)革命實(shí)現(xiàn)成本平民化。
某公司在平面變壓器方面積累了多年的研究技術(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(guò)仿真軟件來(lái)模擬實(shí)際的電路，使平面變壓器設(shè)計(jì)更合理、更簡(jiǎn)單、更可靠，形成一套高效、簡(jiǎn)易的EDA仿真技術(shù)，提高設(shè)計(jì)效率，從而快速響應(yīng)客戶(hù)需求。
某公司自主研發(fā)的無(wú)人化平面變壓器生產(chǎn)線(xiàn)，將物聯(lián)網(wǎng)、電氣自動(dòng)化、機(jī)械自動(dòng)化等多項(xiàng)技術(shù)融合在一起，形成跨平臺(tái)的自動(dòng)化生產(chǎn)體系，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(jiàn)、可追溯，而且基于柔性磁電生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)品成本比普通同類(lèi)型平面變壓器可減少20%左右。平民化的成本優(yōu)勢(shì)大大減小了平面變壓器的應(yīng)用門(mén)檻，有助于加速平面變壓器的普及。
五、柔性磁電生產(chǎn)線(xiàn)適用于各種平面變壓器的開(kāi)發(fā)
據(jù)了解，柔性磁電生產(chǎn)線(xiàn)可用于開(kāi)發(fā)不同類(lèi)型的平面變壓器產(chǎn)品，覆蓋不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
充電頭網(wǎng)絡(luò)概述
平面變壓器是大功率、高功率密度快充充電器的趨勢(shì)，與傳統(tǒng)變壓器相比，使用平面變壓器比較顯著的優(yōu)勢(shì)是可以縮小體積、增強(qiáng)散熱、減小變壓器溫升。然而，生產(chǎn)成本是目前限制平面變壓器普及的主要因素。
經(jīng)過(guò)多年的努力，在平面變壓器領(lǐng)域取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，使得平面變壓器的成本逐漸平民化，具有很大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)化潛力。優(yōu)良的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和自動(dòng)化無(wú)人生產(chǎn)線(xiàn)可以提高出貨速度，保證質(zhì)量，幫助平面變壓器在大功率快充充電器領(lǐng)域普及。
