Livre blanc sur la technologie des transformateurs planaires

1、INTRODUCTION À LA FONCTION

Définition :
Un transformateur planaire est un transformateur haute fréquence fabriqué avec une structure et un processus spéciaux et fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique. Par rapport aux transformateurs bobinés traditionnels, le noyau et l'enroulement d'un transformateur planaire sont tous deux des structures planaires, présentant les avantages d'une petite taille, d'un poids léger et d'une intégration facile.

Structure :

1. Noyau magnétique : généralement constitué de matériaux de ferrite de puissance haute fréquence, tels que le type E, le type RM, l'EC, l'ETD et le type EER.

2. Enroulement : L'enroulement est constitué d'un circuit imprimé (PCB) multicouche ou plié en une bobine multicouche à l'aide d'une feuille de cuivre.

3. Matériau isolant : Les enroulements sont isolés avec de fines feuilles isolantes (telles que Mylar, Nomex ou Kapton).

Fonction :
Conversion de tension, conversion de courant, conversion d'impédance, isolation, régulation de tension ;

Structure : Avantages :

• Densité de puissance élevée : petite taille, densité de puissance élevée.

• Haute efficacité : l'efficacité peut atteindre plus de 98 %.

• Faible inductance de fuite : petite inductance de fuite, environ 0,2% de l'inductance primaire.

• Bonne dissipation thermique : courte distance entre les canaux thermiques et grande zone de dissipation thermique.
• Faible rayonnement EMI : bon blindage du noyau pour réduire les interférences électromagnétiques.
• Facile à intégrer : adapté au montage en surface et facile à la production automatisée.

Principaux domaines d'application

1. Véhicules à énergies nouvelles
• Système de charge rapide haute tension 800 V
• Convertisseur DC-DC intégré
• Système de gestion de batterie BMS

2. Alimentation du centre de données/communication
• Conversion 48 V → 12 V CC
• Alimentation PoE++
• Alimentation RF pour station de base 5G

3. Electronique grand public
• Charge rapide en nitrure de gallium
• Alimentation de l'appareil AR/VR

4. Aérospatiale
• Conception résistante aux radiations
• Large plage de température de 55 ℃ à + 200 ℃

3、PARAMÈTRES DU PRODUIT

4、CADRE DU PRODUIT

1. Noyau magnétique :
• Fonction : Fournit un circuit magnétique pour réaliser une induction électromagnétique.
• Matériau : Des matériaux de ferrite de puissance haute fréquence sont généralement utilisés, tels que le type E, le type RM, le type EC, ETD et EER.
• Fonction : Le noyau magnétique est le composant central du transformateur, responsable de la conversion de l'énergie électrique d'entrée en énergie magnétique, puis en énergie électrique de sortie.

2. Enroulement :
• Fonction : Réaliser la conversion de tension et de courant.
• Structure : Le bobinage est généralement constitué de cartes de circuits imprimés (PCB) multicouches ou plié en bobines multicouches à l'aide d'une feuille de cuivre.
• Fonction : L'enroulement est divisé en enroulement primaire et enroulement secondaire. L'enroulement primaire reçoit la tension d'entrée et l'enroulement secondaire produit la tension requise.

3. Couche isolante :
• Fonction : Prévenir les courts-circuits et les fuites entre les enroulements.
• Matériau : Les matériaux isolants couramment utilisés comprennent le Mylar, le Nomex ou le Kapton.
• Fonction : La couche isolante assure l'isolation électrique entre les enroulements et améliore la sécurité et la fiabilité du transformateur.

4. Couche de protection :
• Fonction : Réduit les interférences électromagnétiques et améliore la compatibilité électromagnétique.
• Matériau : Des matériaux métalliques tels que le cuivre ou l'aluminium sont généralement utilisés.
• Effet : La couche de blindage peut réduire efficacement les interférences électromagnétiques du transformateur avec le circuit externe, ainsi que l'impact des interférences électromagnétiques externes sur le transformateur.

5. Système de refroidissement :
• Fonction : Assurer que le transformateur maintient une température appropriée pendant le fonctionnement.
• Structure : Le système de refroidissement peut inclure des dissipateurs thermiques, des ventilateurs ou des dispositifs de refroidissement liquide.
• Effet : Le système de refroidissement contribue à améliorer l'efficacité et la durée de vie du transformateur et à prévenir les pannes causées par une surchauffe.

6. Broches d'entrée et broches de sortie :
• Fonction : Connecter le transformateur au circuit externe.
• Structure : La broche d'entrée est connectée à l'enroulement primaire et la broche de sortie est connectée à l'enroulement secondaire.
• Effet : La broche est l'interface entre le transformateur et le circuit externe pour assurer l'entrée et la sortie de l'énergie électrique.

1. Electronique grand public :
• Smartphones : utilisés dans les adaptateurs d'alimentation à charge rapide pour obtenir une densité de puissance élevée et une conception miniaturisée.
• Ordinateurs portables : utilisés dans les adaptateurs secteur pour améliorer l'efficacité de la conversion d'énergie et la portabilité.
• Tablettes : utilisées dans les modules de gestion de l'alimentation pour fournir une alimentation efficace et stable.
• Appareils photo numériques : utilisés dans les modules d'alimentation internes pour obtenir une miniaturisation et un rendement élevé.

2. Équipements de communication :
• Stations de base : utilisées dans les modules d'alimentation des stations de base pour fournir une alimentation efficace et stable.
• Routeurs : utilisés dans les modules d'alimentation pour obtenir une conversion de puissance efficace.
• Commutateurs : utilisés dans les modules d'alimentation pour fournir une prise en charge stable de l'alimentation.

3. Electronique automobile :
• Véhicules électriques : utilisés dans les chargeurs embarqués et les convertisseurs DC-DC pour fournir une densité de puissance élevée et un rendement élevé.
• Piles de chargement : utilisées dans les modules d'alimentation pour charger les piles afin d'obtenir une charge rapide et un rendement élevé.

4. Matériel médical :
• Instruments médicaux : utilisés dans les modules d'alimentation internes pour fournir une puissance à haut rendement et à faible bruit.
• Équipement médical portable : utilisé dans les modules de puissance pour obtenir une miniaturisation et un rendement élevé.

5. Contrôle industriel :
• Alimentation industrielle : utilisée dans les modules d'alimentation pour fournir une alimentation électrique à haut rendement et haute fiabilité.
• Équipement d'automatisation : utilisé dans les modules de puissance pour obtenir un rendement élevé et une miniaturisation.

6. Aérospatiale :
• Équipement avionique : utilisé dans les modules d'alimentation internes pour fournir une alimentation électrique à haut rendement et haute fiabilité.
• Équipement de communication par satellite : utilisé dans les modules de puissance pour obtenir un rendement élevé et une miniaturisation.

7. Énergie renouvelable :
• Onduleur solaire : utilisé dans les modules de conversion de puissance des onduleurs pour obtenir un rendement et une miniaturisation élevés.
• Système d'énergie éolienne : utilisé dans les modules de conversion de puissance des convertisseurs de fréquence pour fournir un rendement élevé et une fiabilité élevée.