平面變壓器研發(fā)取得重大進(jìn)展，高密度快充帶動(dòng)市場(chǎng)需求

一、什么是平面變壓器

平面變壓器是業(yè)內(nèi)一直在嘗試使用的一種新型高頻鐵氧體電感元件。由于平面變壓器造型方正，適合于平面貼裝，方便設(shè)計(jì)，并可使各類(lèi)型電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)輕薄小型化。

與常規(guī)的變壓器相比，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、漏感低、發(fā)熱量小、散熱性好等優(yōu)點(diǎn)。

基于這些性能優(yōu)勢(shì)，平面變壓器已經(jīng)在消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制等多種領(lǐng)域引起重視及并實(shí)現(xiàn)小規(guī)模應(yīng)用。

在消費(fèi)類(lèi)電源領(lǐng)域，采用傳統(tǒng)繞線變壓的設(shè)計(jì)的快充電源，變壓器幾乎需要占據(jù)將近三分之一的內(nèi)部空間，不便于產(chǎn)品的小型化設(shè)計(jì)。而如果使用平面變壓器設(shè)計(jì)的同功率快充產(chǎn)品，不僅布局更加簡(jiǎn)單，而且體積也可以得到優(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)能量密度比的極致要求，加上氮化鎵第三代半導(dǎo)體在快充上的應(yīng)用，功率器件的開(kāi)關(guān)頻率大幅提升，超過(guò)100KHz的頻率成為新起點(diǎn)。開(kāi)關(guān)頻率的提升，也對(duì)變壓器的選型帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。

根據(jù)對(duì)氮化鎵快充的拆解可見(jiàn)，平面變壓器不但得以大規(guī)模商用，并且呈現(xiàn)出了兩種應(yīng)用類(lèi)型，分別是單純PCB+磁芯組合，以及PCB+磁芯+同步整流電路的組合。兩者在具體使用中各有千秋，也呈現(xiàn)出不同的應(yīng)用代表。

先來(lái)看看單純PCB+磁芯組合平面變壓器。這類(lèi)變壓器具有通用性強(qiáng)，方便大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)，在大功率快充中能經(jīng)?？吹健?/p>

再來(lái)看看PCB+磁芯+同步整流電路的平面變壓器。這類(lèi)變壓器近期也開(kāi)始在大功率充電器中應(yīng)用，跟以往的平面變壓器不一樣的地方，在于變壓器上的PCB也承載了電路的分工，可見(jiàn)上面有眾多阻容和功率器件。

三、高密度快充帶動(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現(xiàn)形式，也是學(xué)術(shù)界一直創(chuàng)新研究的領(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)品中最經(jīng)濟(jì)的解決方案之一。

尤其是在近兩年的消費(fèi)類(lèi)電源領(lǐng)域，隨著USB PD快充市場(chǎng)的爆發(fā)以及氮化鎵技術(shù)的成熟，高效率、高功率、小體積的電源產(chǎn)品成為了市場(chǎng)發(fā)展新風(fēng)向。

平面變壓器也逐漸成為備受廣大工程師青睞的器件，并獲得眾多行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)認(rèn)可，開(kāi)始在PD快充、氮化鎵快充產(chǎn)品中大顯身手。

拆解數(shù)據(jù)顯示，目前華為、小米、三星、OPPO、vivo、聯(lián)想等眾多一線手機(jī)品牌、PC品牌均已經(jīng)在多款快充電源中導(dǎo)入平面變壓器，并配合開(kāi)發(fā)了多款主流機(jī)型的inbox標(biāo)配充電器，以實(shí)現(xiàn)更高的功率密度，讓配件更輕便、易攜帶。

平面變壓器是三星充電器中的?？停瑥?5W的三星AFC快充開(kāi)始，就已經(jīng)大量導(dǎo)入平面變壓器，也開(kāi)創(chuàng)了平面變壓器在快充上大規(guī)模商用的先河，可見(jiàn)三星對(duì)平面變壓器情有獨(dú)鐘。

華為也推出了多款內(nèi)置平面變壓器的超級(jí)快充充電器，從最新的66W超級(jí)快充拆解可見(jiàn)，內(nèi)置的平面變壓器只占據(jù)了整個(gè)PCB板模塊的四分之一不到，非常節(jié)省空間，最終讓充電器實(shí)現(xiàn)了更加緊湊的設(shè)計(jì)。

得益于內(nèi)部平面變壓器的采用，OPPO 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)厚度僅10mm，這也是傳統(tǒng)的繞線變壓器根本無(wú)法做到的。除了超薄的機(jī)身，平面變壓器還幫助這款充電器實(shí)現(xiàn)了高達(dá)1.48W/cm？的功率密度，并成為高功率密度的標(biāo)桿。

在行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)以及眾多標(biāo)桿品牌的推動(dòng)下，平面變壓器開(kāi)始被越來(lái)越多的第三方快充配件企業(yè)應(yīng)用在高密度快充電源產(chǎn)品中，市場(chǎng)需求量也日益增加。

四、平面變壓器研發(fā)取得重大突破

相比傳統(tǒng)的繞線變壓器而言，平面變壓器的設(shè)計(jì)需要很強(qiáng)的理論水平及經(jīng)驗(yàn)。不僅研發(fā)設(shè)計(jì)難度高，而且制造成本偏高，這也成為了阻礙平面變壓器產(chǎn)業(yè)規(guī)?；l(fā)展重要因素。

一方面是日益增加的市場(chǎng)需求，另一方面是居高不下應(yīng)用門(mén)檻，平面變壓器的大范圍商用亟待通過(guò)技術(shù)革命實(shí)現(xiàn)成本的平民化。

深圳市柔性磁電技術(shù)有限公司在平面變壓器有著多年研究技術(shù)積累，并將多年的經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成EDA設(shè)計(jì)及仿真軟件，讓平面變壓器設(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，形成了一套高效、簡(jiǎn)捷的EDA仿真技術(shù)，提高設(shè)計(jì)效率，以便快速響應(yīng)客戶需求。

柔性磁電公司自主研發(fā)的無(wú)人化平面變壓器生產(chǎn)線將物聯(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)系統(tǒng)，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，而且相比普通的同類(lèi)型平面變壓器，基于柔性磁電生產(chǎn)線的產(chǎn)品成本大約可以降低20%左右。平民化的成本優(yōu)勢(shì)，大幅降低了平面變壓器應(yīng)用的門(mén)檻，有助于加速平面變壓器的普及。

五、柔性磁電生產(chǎn)線適用于各種平面變壓器開(kāi)發(fā)

據(jù)了解，柔性磁電公司的生產(chǎn)線可用于開(kāi)發(fā)不同類(lèi)型的平面變壓器產(chǎn)品，涵蓋不同的應(yīng)用領(lǐng)域。以下是柔性磁電針對(duì)快充電源領(lǐng)域推出的幾款平面變壓器案例：

此款輸出功率為25W的平面變壓器采用R19磁芯，適用于反激拓?fù)浼軜?gòu)快充電源的開(kāi)發(fā)，開(kāi)關(guān)頻率800kHz，初級(jí)電感量300μH，隔離電壓3KVAC。

此款平面變壓器輸出功率為65W，采用RXCD17.5磁芯，適用于反激拓?fù)浼軜?gòu)，開(kāi)關(guān)頻率400kHz，初級(jí)電感量300μH，隔離電壓3KVAC。

具備75W輸出功率的平面變壓器采用EDBI25.4磁芯，適用于有源鉗位拓?fù)浼軜?gòu)， 開(kāi)關(guān)頻率400kHz，初級(jí)電感量105μH，隔離電壓3KVAC。

此款平面變壓器支持最大138W輸出功率，搭配PQ3230磁芯，適用于反激拓?fù)浼軜?gòu)，開(kāi)關(guān)頻率400kHz，初級(jí)電感量300μH，隔離電壓3KVAC。

總結(jié)

平面變壓器是大功率、高功率密度快充充電器的趨勢(shì)，使用平面變壓器相比傳統(tǒng)變壓器，最明顯的優(yōu)勢(shì)可減小體積、增強(qiáng)散熱、降低變壓器溫升。不過(guò)生產(chǎn)成本是目前限制平面變壓器普及的主要因素。

深圳市柔性磁電技術(shù)有限公司經(jīng)過(guò)多年的努力，在平面變壓器領(lǐng)域取得了重大的進(jìn)展，使平面變壓器成本逐步趨于平民化，極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)及產(chǎn)業(yè)化潛力。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)加上自動(dòng)化無(wú)人生產(chǎn)線，可提高出貨速度，保證質(zhì)量，助力平面變壓器在大功率快充充電器領(lǐng)域普及。

責(zé)任編輯：PSY