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  • 2024-11-18 10:12
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    【哔哥哔特导读】深耕磁集成领域多年,铭普光磁有哪些成功量产的磁集成方案?目前在实际量产过程中,最大的挑战又是什么? 2024年10月,业界首个磁集成技术专场会议——2024磁集成技术创新与应用研讨会在深圳国际会展中心(宝安新馆)圆满落幕,东莞铭普光磁股份有限公司(下称“铭普光磁”)研发总监李礼鹏现身研讨会现场,并奉上了《新能源汽车领域的磁集成解决方案》的精彩主题演讲。 东莞铭普光磁股份有限公司李礼鹏 本文将带大家深度回顾李礼鹏演讲的精彩内容。 01.磁集成原理、目的及其优势 磁集成技术是将两个或多个分立磁性元件(如电感、变压器等)绕制在一副磁芯上,通过合理设计磁芯结构和绕组布局,实现多个磁件的集成,从结构上集中在一起,以减小磁性元件的体积、重量,以及减少出脚数量,并改善电源性能。 从集成方式分看,分为物理集成和磁路集成,前者为多器件拼接在一个底座或外壳上,而后者是将多器件共用一副磁芯,集成难度更高,对磁集成产品设计能力要求也更高。 磁集成技术经过近多年的发展和演变,尽管已经取得了一定的成果和突破,但在理论研究、技术应用和产业化方面,仍有很大的发展空间;未来磁集成技术有望在更广泛的领域内发挥更大的作用,包括但不限于新能源汽车、充电桩,光储逆变器,大功率电源等关键领域。 磁集成的目的主要体现在以下五个方面: 1.缩小磁元件的尺寸; 2.降低磁元件的损耗; 3.减少磁元件的数量; 4.降低磁元件的成本; 5.提高电源的效率。 而磁集成的优势则主要体现在以下几个方面: 一是减小系统体积与重量。集成化设计可让磁集成技术将多个磁性元件集成到一个模块中,显著减少了系统的总体积和重量;采用高性能磁性材料和结构优化,进一步减小了磁性元件的体积和重量;通过合理的布局设计,充分利用空间,进一步减小系统的整体尺寸。 二是增强系统可靠性与安全性。主要体现在两个点,其一是磁集成解决方案减少了磁性元件之间的连接点,从而降低了故障发生的概率;其二是采用高强度和高可靠性的材料制造磁性元件,提高了系统的整体可靠性。 三是降低制造成本与维护费用。磁集成技术减少了磁性元件数量、引脚、连接点等,可简化生产工艺流程;通过优化设计和制造工艺,提高了产品的生产良率;磁集成解决方案的模块化设计使得维护更加便捷,降低了维护费用和时间成本。总体而言,可大大降低磁性元件企业的制造成本。 02.新能源汽车磁集成发展现状 近年来,随着新能源汽车行业的快速发展,磁集成技术在车载充电机(OBC)、直流充电桩(DCDC)广泛应用,有效减少了磁器件的体积,极大的提高了功率密度,是目前磁集成技术应用最成熟的领域。 在新能源汽车的车载充电机中,磁集成技术被广泛应用于PFC电路和LLC谐振电路中,以减小体积、降低重量并提高效率。通过集成PFC电感和谐振电感等磁性元件,实现了电源系统的小型化和高效化。 直流变换器(DCDC)也广泛采用了磁集成技术。通过将变压器与电感集成在一起,减少了磁性元件的数量和体积,从而提高了功率密度和可靠性。同时,磁集成技术还有助于降低DCDC变换器的损耗和温升,提高其工作效率和稳定性。 此外,充电桩模块电源也广泛采用磁集成技术,目前应用最多的就是LLC电路中把主变压器和谐振电感集成在一起,磁性元件产品体积小了,集成后生产效率更高,PCB布局也更加灵活。 未来,随着全球对环保和可持续发展的日益重视,新能源汽车市场将迎来持续增长,磁集成解决方案作为提升新能源汽车性能和效率的关键技术,其市场需求也将随之增加。 在新能源汽车市场中,高性能、高效率的产品将更受消费者欢迎。不同车型、不同应用场景对磁集成解决方案的需求也将更加多样化。 因此,磁集成解决方案需要不断提升产品性能,提供更加定制化的产品和服务,以满足市场对高性能产品、客制化服务的需求。 03.铭普光磁部分磁集成案例 铭普在磁集成技术领域深耕多年,与多个应用领域头部企业长期深入合作,提供磁集成磁性元件解决方案,在车载OBC及汽车充电桩变压器电感磁集成技术广泛应用。 3.3kW车载OBC应用CLLC电路(5合1) 3.3kw车载OBC主变压器、谐振电感5合1磁集成产品 这款产品采用5合1磁集成,集成了主变压器、2颗谐振电感以及PFC和DCDC电路中的磁性元件,尺寸仅为 178*44*46mm,有效地减少了磁性元件数量和体积,降低了加工成本,对电源企业而言安装也更方便。 6.6kW车载OBC应用CLLC电路(3合1) 6.6kW车载OBC主变压器+谐振电感三合一磁集成产品 这是一款主变压器+谐振电感3合1磁集成,尺寸为112*51*49mm,采用连绕方式,两端各只有两个引脚(集成前8个引脚),制造工艺实现上更简单,安装更也更便捷。 22kW车载OBC三相磁集成变压器 22kw车载OBC三相磁集成变压器 这款产品为22kw车载OBC三相变压器磁集成方案,产品尺寸为88.4*193.5*59.6mm。李礼鹏透露,目前铭普光磁也正在探索在每一路实现主变压器+谐振电感磁集成后,再进行三合一磁集成,实现6个磁性元件的一体化高度集成方案。 充电桩LLC电路主变压器三合一集成方案 这是一款应用于充电桩LLC电路的三相主变压器三合一磁集成方案,三颗变压器共用了一个磁芯底座,节省了两块磁芯,产品尺寸为104*66*51mm。李礼鹏提到,“这里有个需要注意的地方,因为电流相位差的问题,中间线圈跟两边线圈绕线方向是不一样的,否则共用的磁芯发热就会非常厉害。” 04.磁集成面临的制造工艺挑战 磁集成解决方案涉及复杂的制造工艺,如绕线、焊接、装配等,自动化生产难度更高,需确保各环节的精度和一致性。 通常情况下,如果产品的尺寸较大,那么像电气间隙和爬电距离这样的要求就比较容易满足。 但当磁性元件产品体积越来越小,且电压不断升高,爬电距离就需要不断增大,这种情况下就需要加入各种各样的绝缘材料以满足安规要求,这对工艺的挑战是非常大的。 2019年前后,由于客户的产品需要同时满足高性能、大功率、小体积要求,封装尺寸逼近极限,铭普光磁开始尝试采用变压器集成谐振电感的方式——也就是目前最流行的磁集成方式,并最终实现客户提出的目标和要求。 以LLC为例,磁集成后,铭普光磁电感与变压器连绕的方式,减少了变压器原边2个引脚,客户在PCB板上可以少开2个孔,少装一个器件。李礼鹏也提到,“这种方式对于自动化生产是相对不友好的,尤其是这个绕线方式,难度更高。” 05. 结语 从目前行业现状来看,更复杂的自动化生产工艺,在一定程度上削弱了磁集成节省材料带来的降本效果,这正是磁性元件企业与电源企业博弈的关键点,需要产业链上下游企业更紧密的配合,在产品研发阶段将自动化制造的可行性纳入考量,实现最大化降本。 本文为哔哥哔特资讯原创文章,未经允许和授权,不得转载
  • 热度 1
    2024-8-27 15:16
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    【哔哥哔特导读】随着磁集成技术逐渐普及应用,让原来不那么受重视的EMC得到越来越多企业的关注,磁性元件企业是否有对应的办法? 磁集成让边缘产品站到了“C位” 近两年随着行业越来越卷,磁集成技术凭借着在降低产品成本、缩小产品体积方面的优势,受到越来越多企业的关注。 但任何事物都具有两面性,磁集成技术的应用也带来了新的挑战,那就是电子产品的EMC越来越不好过了。 一是磁集成产品的应用限定了功率器件在PCB板上的位置。 此前独立的磁性元件,工程师可以依据一定的逻辑和规律较为灵活的排放各种元器件在PCB板上的位置,而磁集成产品打破了原有的这种排放规则,且基本限定死了功率器件位置,这也导致功率器件的VDS,即D极和S极产生的快速变化电压也成了新增干扰源。 二是元器件相互干扰现象更加严重。 由于磁集成产品体积缩小,各元器件之间的距离更加紧密,这也导致各个元器件之间形成了的噪声干扰变得更大,原来因为距离产生的“美”变成相互干扰和拆台。 三是从磁性元件本身杂散电容更大且更为复杂。 独立的磁性元件,其杂散电容主要由原边和副边的分布电容产生,来源单一,处理起来也比较容易。而磁集成产品集成了多个磁性元件,比如变压器+电感、电感+电感等等,导致杂散电容更大更复杂,处理起来也更棘手。 四是针对这些问题的前沿理论研究较少。 虽然磁集成技术由来已久,但此前一直停留在小功率磁集成产品的小批量应用,大功率磁集成产品的磁集成更处于起步阶段,相关的理论研究非常少,目前即便是头部整机企业也处于摸着石头过河的阶段。 对整机企业而言,找到优秀的EMC磁件供应商,是推动磁集成产品落地不可或缺的一步。 而好的EMC磁件,离不开好的抗干扰磁芯。抗干扰磁芯也称为铁氧体磁芯或EMI磁芯,主要由铁氧体材料(如锰锌铁氧体Mn-Zn和镍锌铁氧体Ni-Zn)制成,这些磁集成材料具有较高的磁导率和损耗特性,其作用相当于低通滤波器,可有效解决电源线、信号线和连接器的射频干扰抑制问题。 但由于此前EMC磁件一直属于相对“边缘化”的小众产品,目前不管是国内还是国外,专业从事抗干扰磁芯生产的磁集成企业不多。 湖州科峰磁业有限公司(下称“科峰”)恰恰是一家抗干扰磁芯专业制造商,且是磁集成领域的佼佼者。 二十年如一日 专注抗干扰磁芯 能将一个“边缘化”的磁集成产品产能规模做到一流磁芯企业的规模,科峰自有其独到之处。 科峰副董事长、总经理倪学鸿告诉我们,“从2001年成立至今,我们始终心无旁骛,专注于做好抗干扰磁芯,一点一点积累自己的磁集成技术优势。” 二十多年的磁集成技术发展历程中,科峰除了始终专注抗干扰磁芯的生产制造,更注重磁集成技术研发和创新,通过持续的磁集成技术升级和创新,从而树立了其在抗干扰磁芯领域的技术领先地位,形成磁集成技术上的独特护城河。 磁芯材料全面。 从磁集成材料角度看,科峰的磁集成产品涵盖了 导电布、铁氧体、金属磁粉芯 等各种材质的抗干扰磁芯产品。 磁导率覆盖范围广。 目前科峰的磁芯产品,其磁导率覆盖20-5000H/m,可满足各领域不同磁导率的应用需求。 频率范围宽。 从低频到中频、到高频、到甚高频,从K赫兹到G赫兹级别的抗干扰磁芯,科峰已实现全面覆盖。 产品规格种类多。 目前已超过 1500多种规格型号 的抗干扰磁芯,且几乎每天都有新样品诞生。 产能规模庞大。 科峰具备 月产能600余吨、年产能超过8000吨 的规模,仅从产能绝对数量上看,还不足以跻身磁材一流企业行列,但能以一个相对“边缘化”的磁芯产品,将产能规模做到仅次于几家头部磁材企业,科峰在抗干扰磁芯领域,已属于绝对的王者。 独一档的服务能力 正是得益于多年来积累的磁集成产品和技术优势,让科峰在服务客户的过程中,给了客户完全不一样的体验。 出色的EMC定制化方案。 磁集成技术发展至今,科峰已脱离简单卖磁集成产品的阶段,更多地参与到了客户前期EMC解决方案的磁集成技术研发和设计当中。而这种前期磁集成技术研发的配合能力,恰恰当前终端客户最为看重的能力之一,也是检验一家磁集成企业在某一领域行业地位的重要指标。 更有意思的是,近年来业内也掀起了一股转型新能源的浪潮,按照倪学鸿的说法,科峰也在2019年正式进军新能源领域。但实际上,早在十余年前,其抗干扰磁芯产品就已随着磁元件企业进入到海光、华为等品牌客户的磁集成产品中。 直到某一天有客户拿着逆变器方案找到科峰配合设计EMC方案,才猛然发现自家的抗干扰磁芯早已在光伏领域应用多年而不自知,大有列强竟是我自己的既视感。 3天出样。 由于磁芯产品种类多、材质齐全,科峰在出样速度上同样遥遥领先,普通的定制抗干扰磁芯3天即可出样,重新开模的定制抗干扰磁芯也可7-10天提供磁集成样品。 结语 能够二十年如一日地坚持做一件事,并将这件事做好,这不就是我们一直推崇的工匠精神吗?尤其是在国内每年新企业如雨后春笋、但平均寿命仅3年左右的大环境下,大浪淘沙依然能够屹立不倒,这本就是一件了不起的事情。 用倪学鸿的话讲,“大公司有大公司的生存方式, 我们民营企业有民营企业的亮点,就是要抓住大公司无法满足的空档竞争,见缝插针 。” 无论竞争如何激烈,磁集成市场规模始终在那里。如何找准自身定位,精心打磨具有自主知识产权的磁集成产品,实现差异化竞争,科峰或许为我们广大中小型企业发展壮大打造了一个不错的样板。 尤其是随着磁集成在大功率电源产品的逐渐普及,加上磁集成产品功能的复杂化,也让EMC的磁集成设计重心从满足整机检测认证标准,渐渐转向保障复杂磁路环境中的关键功能和性能的可靠实现及确保新技术的落地,未来抗干扰磁芯或将迎来自己的春天。 本文为哔哥哔特资讯原创文章,未经允许和授权,不得转载
  • 热度 4
    2023-9-16 14:45
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    用导磁好的硅钢材料。磁芯是指由各种氧化铁混合物组成的一种烧结磁性金属氧化物。 磁芯用来导磁,如一般电源中的低频变压器类铁芯,开关电源及高频场合中的变压器类中的高频磁芯。 平时在电子设备的电源线或信号线一端或者两端看到的磁环就是共模扼流圈。共模扼流圈能够对共模干扰电流形成较大的阻抗,而对差模信号没有影响(工作信号为差模信号),因此使用简单而不用考虑信号失真问题。并且共模扼流圈不需要接地,可以直接加到电缆上。
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    2022-4-24 17:21
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      【哔哥哔特导读】“科彼特杯2021’第九届大中华区电子变压器电感器电源适配器行业年度评选”颁奖盛典时间,由于疫情影响改期,现通知如下:   尊敬的与会代表:   近期新冠疫情仍然严峻复杂,出于配合市政府防疫要求和保障市民健康安全考虑,行业评选组委会决定调整“科彼特杯2021’第九届大中华区电子变压器电感器电源适配器行业年度评选”颁奖盛典时间,会议地点在深圳不变。具体时间和地点,待后续视疫情进展,我们再另行通知!   对于会期的更改给大家带来的不便,我们深表歉意,也希望与会嘉宾理解。疫情之下,绝无事外之人,行业发展遇阻,也亟待疏通。让我们共同坚守,守望相助,共盼盛宴如约而至,见证行业榜样的力量。主办方也将更加专注精力,精心完善各项事宜,力争让活动办得更加完美。   春耕万象新,顺颂时祺!      本文为哔哥哔特资讯原创文章,如需转载请在文前注明来源
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    2021-12-10 15:24
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      近年来,家用电器、工业电源、汽车电子、5G基站电源等终端厂商频频要求上游磁性元器件厂商降低产品损耗,提高器件性能,同时可以更快响应下游研发需求,磁芯作为磁性元器件核心材料,自然成为上游研发攻坚环节。   江西耀润磁电科技有限公司(下称“江西耀润”)在国内有着20年磁芯研发生产历程,秉持“精雕细琢”的工匠精神,成长为国内诸多品牌终端的原材料供应商。本期《走进企业》,我们一行来到江西耀润武宁厂区,该公司总经理陈国良、副总经理汤小明先后接受了我们的采访。      江西耀润2011年落户于江西省九江市武宁县工业园,据陈国良介绍,他们是一家以研发、制造、销售为一体的软磁铁氧体磁芯生产企业,具有年生产8000吨软磁铁氧体磁芯的生产能力。其产品广泛应用于消费电子、家用电器、照明行业、汽车电子,以及5G通讯领域,目前与国内外许多一些品牌企业都有合作。      据介绍,江西耀润包括许多基层领导在内的80-90%员工都是武宁本地人,较好的避免了春节人员回流影响生产的情况,今年疫情发生后,江西耀润员工到位及时,他们的生产得以迅速恢复。   完善的研发架构   从地理区位来看,武宁隶属磁电专业相对聚集的华中地区,而华南是磁芯需求的重要窗口,江西耀润抓住了这两个特点,形成了以武宁为研发中心、以中山、江门为营销中心,全国多点布局的发展脉络。   他们还与华中科技大学有广泛合作,华科硕博研究生与耀润密切合作,共用实验室、共享实验数据。汤小明告诉记者,江西耀润拥有完善的研发团队,他们还聘请了华中科技大学教授冯则坤老师作为他们的总工程师,由冯老师担任领导,开辟新材料、新项目。   由于江西耀润与华中科技大学合作密切,他们一些新的项目的材料会提供到华科,协助他们针对一些特殊领域的应用测试、研究,如军品项目等。   他们还计划未来在实验室开辟一条小批量的生产线,用于新品研发试样,汤小明说,“这样,我们做出来的原材料就可以马上在实验室里面直接成型出来”,在江西耀润,他主要负责对应客户一些实际应用,开发案的处理,包括一些技术问题的沟通。   江西耀润拥有的制粉线,他们帮助他们在研发部分与电源厂相互配合,电源厂有什么需求,他们就可以根据对方需求来提供原材料。“另外我们公司有自己的雕刻机,当原材料做出来了之后,我马上应客户的要求进行产品打样,快速送样”,这也是江西耀润追求快速反应市场需求的重要措施。      此外,今年8月份,北京大学武宁籍教授到访武宁,江西耀润与其商洽启动博士后工作站,推动武宁人才引进,目前正在提交材料给政府审批,未来他们还将建立软磁材料中心,研发方向将不拘泥于锰锌软磁铁氧体。   低损耗材性能达标 更多新材推向高端市场   江西耀润从2000年成立至今,二十载峥嵘岁月,几经调整转型,他们把产品应用终端重点放在消费电子、工业电源、新能源等几个大方向,未来还将进一步向5G、及其衍生出的诸多高端市场推动。      汤小明表示,5G通信对于磁芯厂商来说,主要将之分为通信终端市场和5G基站电源模块,目前他们已经正在开发该市场产品,有些产品已向客户送样。   针对5G基站电源里的小模块电源、大型的供电电源模块。江西耀润在与客户一起设计不同的形状,根据他们的要求,结合江西耀润新材料去设计,“在5G小模块电源方面,我们现在已经有一些设计方案,在客户那边推广。”   针对大模块电源,目前他们采用了YR98A的低损耗材料,用这个材料来稳定供电性能。据介绍,YR98A材料是他们由一个国家项目引申而来的,它在0-140度的损耗要求都比较低。汤小明告诉记者,他们已将该产品送往九所做测试,今年九月中旬,他通过九所测试数据了解到,他们的产品初步已经符合他们的要求。目前,他们正紧跟几家电源厂送样配合。   江西耀润也正在极力推广YR950等特殊新材料应用到更多市场,去年,江西耀润还成立了专门应对服务器行业的事业部,用YR950、81148等高BS材料来生产服务器所需电感器磁芯,目前该项目已实现正常量产。“像YR98A、YR950、YR48C三个高BS低损耗这些相关的材料。以及YR58B等材料的市场推广,量产的开拓,我们预计后面又会增加一条窑炉,这个窑炉跟现在的炉子不一样,是专门用于产品设计,为了做一些特殊产品而去改装的炉子。”   智能制造与智能管理双管齐下   近两年,江西耀润董事长还着手加强了企业智能制造水平,应对当前行业发展趋势。在成型、磨床、上料、视觉检测等环节,引进了大量的自动化设备。      记者在耀润生产车间看到较为齐全的产品模具、磨床、窑炉、钟罩炉等生产设备,在检测车间,有交流测试系统、直流测试系统、BS分析仪、荧光分析仪,激光粒度测试仪一系列软磁铁氧体检测全套设备。      作为一家客户群体遍布全国各地的磁芯企业,江西耀润还引进了行业领先智能生产管理系统,采用数据中心指挥、终端数据扫描采集等先进管理技术,用于生产流程管理,可实现一键查看并指挥管理着产品生产的各个环节。   用汤小明的话陈述便是:“这个系统综合了ERP跟SPC的数据统计,从原料投料一直到出货都是唯一的条码,就像人的身份证一样。客户问这批产品的生产数据,哪怕我在外面出差,我可以打开电脑去直接可以查看他数据,发给他看我们生产的过程,哪个员工生产的,哪台生产设备,什么时候生产的,中间有没有出品质问题。”   通过这一系列规范化流程作业,江西耀润一改以往的粗犷式手工作业模式,减少了错误损失,提高了工作效率与品质,管理效益得到了明显的提升。从2013年到现在,他们就连续获得国家高新技术企业称号,陈国良承诺,“未来我们将一如既往不断增加研发投入,引入先进的自动化设备,生产出更加符合市场需求的各高端产品,服务于大众。 ”   作为有着20年发展历史的磁性材料企业,江西耀润的发展见证了国产软磁材料的创新轨迹,在5G、大数据、物联网的推动下,江西耀润看中了未来更多高端的终端市场机遇,他们推出的新材料也得到国家鉴定机构的认可,目前也在推动该材料与一些国际知名电源厂商接洽合作,且已取得颇有成效的进展,期待他们未来能在稳固现有市场的基础上,让国产软磁材料走向更多高端市场。
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