Whitepaper zur Planartransformator-Technologie

1、FUNKTIONSEINFÜHRUNG

Definition:
Ein Planartransformator ist ein Hochfrequenztransformator, der mit einer speziellen Struktur und einem speziellen Verfahren hergestellt wird und auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion arbeitet. Im Vergleich zu herkömmlichen gewickelten Transformatoren sind der Kern und die Wicklung eines Planartransformators beide planare Strukturen mit den Vorteilen geringer Größe, geringem Gewicht und einfacher Integration.

Struktur:

1. Magnetkern: normalerweise aus Hochfrequenz-Leistungsferritmaterialien wie E-Typ, RM-Typ, EC, ETD und EER-Typ.

2. Wicklung: Die Wicklung besteht aus einer mehrschichtigen Leiterplatte (PCB) oder wird mithilfe von Kupferfolie zu einer mehrschichtigen Spule gefaltet.

3. Isoliermaterial: Die Wicklungen sind mit dünnen Isolierfolien (z. B. Mylar, Nomex oder Kapton) isoliert.

Funktion:
Spannungsumwandlung, Stromumwandlung, Impedanzumwandlung, Isolation, Spannungsregelung;

Struktur: Vorteile:

• Hohe Leistungsdichte: kleine Größe, hohe Leistungsdichte.

• Hohe Effizienz: Die Effizienz kann mehr als 98 % erreichen.

• Geringe Streuinduktivität: kleine Streuinduktivität, etwa 0,2 % der Primärinduktivität.

• Gute Wärmeableitung: kurze Wärmekanalentfernung und große Wärmeableitungsfläche.
• Geringe EMI-Strahlung: Gute Kernabschirmung zur Reduzierung elektromagnetischer Störungen.
• Einfach zu integrieren: Geeignet für die Oberflächenmontage und einfach für die automatisierte Produktion.

Hauptanwendungsgebiete

1. Fahrzeuge mit neuer Energie
• 800-V-Hochspannungs-Schnellladesystem
• Integrierter DC/DC-Wandler
• BMS-Batteriemanagementsystem

2. Stromversorgung für Rechenzentrum/Kommunikation
• 48V→12V DC-Umwandlung
• PoE++-Stromversorgung
• 5G-Basisstation-HF-Stromversorgung

3. Unterhaltungselektronik
• Galliumnitrid-Schnellladung
• Stromversorgung des AR/VR-Geräts

4. Luft- und Raumfahrt
• Strahlungsbeständiges Design
• Großer Temperaturbereich von 55℃~+200℃

3、PRODUKTPARAMETER

4、PRODUKTRAHMEN

1. Magnetkern:
• Funktion: Bereitstellung eines Magnetkreises zur Realisierung elektromagnetischer Induktion.
• Material: Üblicherweise werden Hochfrequenz-Leistungsferritmaterialien wie E-Typ, RM-Typ, EC-, ETD- und EER-Typ verwendet.
• Funktion: Der Magnetkern ist die Kernkomponente des Transformators und verantwortlich für die Umwandlung der eingegebenen elektrischen Energie in magnetische Energie und dann in elektrische Ausgangsenergie.

2. Wicklung:
• Funktion: Umsetzung von Spannung und Strom.
• Aufbau: Die Wicklung besteht meist aus mehrlagigen Leiterplatten (PCBs) oder wird mittels Kupferfolie zu mehrlagigen Spulen gefaltet.
• Funktion: Die Wicklung ist in Primärwicklung und Sekundärwicklung unterteilt. Die Primärwicklung empfängt die Eingangsspannung und die Sekundärwicklung gibt die erforderliche Spannung aus.

3. Isolationsschicht:
• Funktion: Verhindert Kurzschlüsse und Leckagen zwischen Wicklungen.
• Material: Zu den häufig verwendeten Isoliermaterialien gehören Mylar, Nomex oder Kapton.
• Funktion: Die Isolationsschicht gewährleistet die elektrische Isolierung zwischen den Wicklungen und verbessert die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Transformators.

4. Abschirmschicht:
• Funktion: Reduzieren Sie elektromagnetische Störungen und verbessern Sie die elektromagnetische Verträglichkeit.
• Material: Meist werden metallische Werkstoffe wie Kupfer oder Aluminium verwendet.
• Wirkung: Die Abschirmschicht kann die elektromagnetischen Störungen des Transformators auf den externen Stromkreis effektiv reduzieren und auch die Auswirkungen externer elektromagnetischer Störungen auf den Transformator verringern.

5. Kühlsystem:
• Funktion: Stellen Sie sicher, dass der Transformator während des Betriebs eine angemessene Temperatur beibehält.
• Struktur: Das Kühlsystem kann Kühlkörper, Lüfter oder Flüssigkeitskühlgeräte umfassen.
• Wirkung: Das Kühlsystem trägt dazu bei, die Effizienz und Lebensdauer des Transformators zu verbessern und Ausfälle durch Überhitzung zu verhindern.

6. Eingangspins und Ausgangspins:
• Funktion: Den Transformator an den externen Stromkreis anschließen.
• Aufbau: Der Eingangspin ist mit der Primärwicklung verbunden und der Ausgangspin ist mit der Sekundärwicklung verbunden.
• Wirkung: Der Pin ist die Schnittstelle zwischen dem Transformator und dem externen Stromkreis, um die Ein- und Ausgabe elektrischer Energie sicherzustellen.

1. Unterhaltungselektronik:
• Smartphones: Wird in Schnelllade-Netzteilen verwendet, um eine hohe Leistungsdichte und ein miniaturisiertes Design zu erreichen.
• Laptops: Wird in Netzteilen verwendet, um die Effizienz der Stromumwandlung und die Tragbarkeit zu verbessern.
• Tablets: werden in Energieverwaltungsmodulen verwendet, um eine effiziente und stabile Stromversorgung bereitzustellen.
• Digitalkameras: werden in internen Leistungsmodulen verwendet, um Miniaturisierung und hohe Effizienz zu erreichen.

2. Kommunikationsausrüstung:
• Basisstationen: werden in Basisstations-Leistungsmodulen verwendet, um eine effiziente und stabile Stromversorgung bereitzustellen.
• Router: werden in Leistungsmodulen verwendet, um eine effiziente Leistungsumwandlung zu erreichen.
• Schalter: werden in Leistungsmodulen verwendet, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten.

3. Automobilelektronik:
• Elektrofahrzeuge: werden in Bordladegeräten und DC/DC-Wandlern verwendet, um eine hohe Leistungsdichte und einen hohen Wirkungsgrad zu gewährleisten.
• Ladesäulen: werden in Leistungsmodulen für Ladesäulen verwendet, um schnelles Laden und hohe Effizienz zu erreichen.

4. Medizinische Ausrüstung:
• Medizinische Instrumente: werden in internen Leistungsmodulen verwendet, um einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Geräuschentwicklung zu gewährleisten.
• Tragbare medizinische Geräte: werden in Leistungsmodulen verwendet, um Miniaturisierung und hohe Effizienz zu erreichen.

5. Industrielle Kontrolle:
• Industrielle Stromversorgung: Wird in Leistungsmodulen verwendet, um eine hocheffiziente und hochzuverlässige Stromversorgung bereitzustellen.
• Automatisierungsausrüstung: Wird in Leistungsmodulen verwendet, um eine hohe Effizienz und Miniaturisierung zu erreichen.

6. Luft- und Raumfahrt:
• Avionikausrüstung: Wird in internen Leistungsmodulen verwendet, um eine hocheffiziente und hochzuverlässige Stromversorgung bereitzustellen.
• Satellitenkommunikationsausrüstung: Wird in Leistungsmodulen verwendet, um eine hohe Effizienz und Miniaturisierung zu erreichen.

7. Erneuerbare Energie:
• Solarwechselrichter: Wird in Stromumwandlungsmodulen in Wechselrichtern verwendet, um eine hohe Effizienz und Miniaturisierung zu erreichen.
• Windenergiesystem: Wird in Stromumwandlungsmodulen in Frequenzumrichtern verwendet, um einen hohen Wirkungsgrad und eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten.