【嗶哥嗶特導(dǎo)讀】在追逐大功率，小體積，高效率過程中，造型方正、方便設(shè)計(jì)、適合平面貼裝的平面變壓器是業(yè)內(nèi)一直在嘗試使用的一種新型電子元件，可使各類型電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)輕薄小型化，各大電子變壓器廠商看到了平面變壓器未來的巨大的潛力，紛紛入局。

　　近日，聚能創(chuàng)芯利用氮化鎵的高頻特性優(yōu)勢(shì)，推出了兩款基于全套自研氮化鎵器件的300KHz高頻氮化鎵快充參考設(shè)計(jì)，其中磁性元器件解決方案則來自于國(guó)內(nèi)知名電子變壓器企業(yè)四川經(jīng)緯達(dá)。

　　經(jīng)緯達(dá)65W 氮化鎵快充平面變壓器

　　據(jù)了解，目前經(jīng)緯達(dá)有4個(gè)能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)平面變壓器的設(shè)計(jì)工程師，可提供氮化鎵充電器用平面變壓器、共模電感、PFC電感在內(nèi)的磁性元器件整體設(shè)計(jì)方案，解決不同功率段快充需求。

　　經(jīng)緯達(dá)從2020年年底開始初步導(dǎo)入氮化鎵配套磁性元器件解決方案設(shè)計(jì)，2021年2月產(chǎn)品進(jìn)入量產(chǎn)階段，7月開始正式批量供貨，到2022年3月平面變壓器營(yíng)收已超2000萬元。僅5月以來，新增訂單就超過1000萬元。

　　經(jīng)緯達(dá)65W 氮化鎵快充平面變壓器

　　目前氮化鎵快充超過100KHz的頻率成為新起點(diǎn)，聚能創(chuàng)芯這兩款氮化鎵快充設(shè)計(jì)參考頻率更是達(dá)到300KHz。隨著功率器件功率器件的開關(guān)頻率大幅提升，高頻情況下各種寄生參數(shù)逐漸影響快充效率，如何消寄生參數(shù)影響，降低高頻損耗，提升快充效率是電子變壓器廠商急需解決的問題。

　　高頻損耗問題克服難度相對(duì)較高，需要電子變壓器廠商優(yōu)化原有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，因?yàn)轭l率越高，穿透深度的要求也更高，銅箔的厚度需要得更薄，以降低趨膚效應(yīng)帶來的影響。

　　針對(duì)如何解決平面變壓器高頻損耗、提升快充效率這一難題，經(jīng)緯達(dá)李勝東提到，除了選用DMR96A等高頻磁材外，在平面變壓器的設(shè)計(jì)方面也做出了多重優(yōu)化。

　　第一，充分考量高頻所帶來寄生參數(shù)的影響。比如針對(duì)高頻的情況下EMC、EMI的處理難度更高，那我們會(huì)考慮一些更優(yōu)秀的磁材結(jié)構(gòu)來做出設(shè)計(jì)，協(xié)助電源工程師解決電磁干擾問題。

　　第二，通過PCB疊層結(jié)構(gòu)降低交流阻抗，因?yàn)榻涣麟娮枋怯绊懫矫孀儔浩鲹p耗最主要的因素。

　　第三，降低分布電容，提高電源MOSFET效率。如果集成電容過大，會(huì)導(dǎo)致MOSFET發(fā)熱厲害，進(jìn)一步電源效率降低。

　　第四，設(shè)計(jì)的過程對(duì)參數(shù)進(jìn)行初期的熱仿真和磁仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性。同時(shí)，通過仿真也可以了解平面變壓器的損耗到底有多少，進(jìn)而降低平面變壓器的損耗，提升平面變壓器效率。

　　經(jīng)緯達(dá)采用新一代變壓器設(shè)計(jì)技術(shù)，設(shè)計(jì)出的平面變壓器，與相同的有效體積的傳統(tǒng)線繞型變壓器相比，其平面變壓器的熱阻下降高達(dá)50%。

　　電子變壓器設(shè)計(jì)過程中，不光有趨膚效應(yīng)，還有臨近效應(yīng)的影響，兩者會(huì)對(duì)電子變壓器廠商設(shè)計(jì)能力提出極高要求，需要電子變壓器廠商充分考量和取舍，以形成滿足性能要求，且成本較低能夠產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。