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  • 2024-7-15 17:07
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    【哔哥哔特导读】在当前价格战愈发激烈的市场中,慧创是如何同时实现高功率、高频率、小体积、高可靠性,以帮助客户降低生产成本的? 在 2024 年 6 月的台湾国际电脑展这个极具影响力的舞台上,慧创,这家专注于研发制作高频变压器和电感的专业制造商,如一颗璀璨之星,吸引了众多目光。慧创作为国内一家优秀的民营磁性元件企业,在与Supermicro、Cooler Master等世界一流磁性元件企业的互动配合中彰显出了非凡的特质与强大的实力。 慧创产品应用场景,图源:慧创 从磁性元件产品技术的维度深入剖析,慧创始终保持着对创新的不懈追求,持续攻坚,深入钻研,攻克了包括高效能磁芯材料的创新应用、线圈绕制工艺的精益求精等一系列磁性元件关键技术难题,在高频变压器和电感的研发进程中,成功突破了效率、体积、散热、静音等诸多技术瓶颈,进而有力地保障了磁性元件产品在性能表现和稳定运行上达到顶尖水准。 开发新型磁材提高产品效率 针对整机客户关注的效率问题,慧创联合磁材供应商共同对磁性元件性能进行优化,开发了宽温兼高温、高Bs、高频率(10KHz-1MHz),高DC BIAS、低CORE LOSS的新型磁材,兼具高稳定性、高强度和高可靠性。 更小的体积和更好的散热 此外,慧创还通过外在的散热材料使用在磁性元件产品本体,加速磁性元件散热,同时在相同功率下,实现了磁性元件更小的体积和更高的功率密度。 同功率下,功率密度更高,体积更小,图源:慧创 利用外在的散热装置,本体散热,取消风扇,达到静音效果更佳,图源:慧创 全自动化柔性制造 更好地满足客户降本需求 目前,各个领域终端市场都面临着巨大的价格竞争压力,为了更有效的降低使用成本和提高产品性能,慧创站在终端使用者和智造端的角度上配合客户的前沿开发,线圈绕制采用全自动化设备及柔性自动化设备,保证磁性元件产品一致性,具有高可靠性。 慧创柔性自动化制造车间 凭借自身坚实的磁性元件技术底蕴以及高度的灵活性和适应性,慧创能够迅速且精准地领会并满足客户各种复杂且高要求的需求,并可为客户提供设计评审、设计验证、数据仿真、失效分析、设计反馈等一系列服务,无论是在磁性元件产品设计过程中的协同创新环节,还是在生产流程的紧密衔接方面,慧创都能做到与合作伙伴天衣无缝般的完美对接。 慧创柔性自动化制造车间 涉及到大功率电源磁性元件时,慧创的优势更是展露无遗。通过对客户应用场景的深度洞察和对技术要求的细致把握,通过对客户应用场景的深度洞察和对技术要求的细致把握,慧创能够量身定制极具针对性的解决方案,确保磁性元件与整个电源系统实现完美契合。 慧创始终坚持高频化、集成化、模块化和自动化的产品开发路径,为客户提供高可靠性的磁性元件产品。 结语 展望未来,慧创将始终如一地秉持创新精神,不遗余力地提升技术水平,以更为卓越的产品和服务与行业客户建立紧密的合作关系。在与世界一流磁性元件企业的激烈竞争与深度配合中,慧创将继续挥毫泼墨,书写属于自己的辉煌篇章,为高频变压器和电感行业的蓬勃发展贡献关键力量,也让更多的磁性元件行业客户深入全面地了解慧创这家充满活力与创新能力的国内优秀民营磁性元件企业。 本文为哔哥哔特资讯原创文章,未经允许和授权,不得转载
  • 2024-7-9 17:44
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    【哔哥哔特导读】为什么说磁集成将会是大功率电源产品趋势?因为终端价格战越来越激烈,只有磁集成才能同时解决电源企业的三大核心竞争需求。 终端持续“卷”价格 储能价格正式步入0.5元时代。从价格战的角度来看,储能领域自2023年起就已经进入“0.5元/Wh时代”,并且价格战在不断加剧,2024年储能系统价格继续走低。6月份中国华电集团2024年第一批磷酸铁锂电化学储能系统框架采购开标,共吸引73家电源企业投标,电源平均报价0.598元/Wh,最低报价0.495元/Wh,再度创下新低。 新能源汽车价格战再度升级。刚结束的618年中大促,往年打折的基本都是数码3C产品,而今年却变成了汽车。比亚迪、理想、极氪、埃安、五菱、小鹏、零跑等国产品牌在此前多轮降价的前提下,再次推出了大力度优惠活动。惨烈的价格战,叠加上游材料涨价,对磁性元件等上游供应商形成双重挤压,电源成本压力可想而知。 现在正是新能源汽车市场发展的关键阶段。2024年自主品牌累计份额56%,相对于去年同期增加6.6个百分点。5月自主品牌批发市场份额64%,较去年同期增长9.2个百分点。当我们的新能源汽车产品性能实现碾压后,必须通过价格战撕下外资车企百年的品牌积累,因此在接下来的一段时间内,这种价格的压力必将持续存在。 这不仅给电源企业带来盈利上的压力,也倒逼电源企业提升综合实力和创新能力,在一定程度上也加速了电源产品技术的优化和行业洗牌,过度的低价竞争还可能对电源行业安全和健康发展造成隐患。 大功率化推高电源成本 除了终端电源产品价格的压力,随着电源不断朝大功率发展,也推高了电源自身的成本。大功率趋势下,一方面整体电源电路拓扑更加复杂,使用的元器件数量也越来越多。比如随着储能系统功率增大,目前双路三相的储能逆变器,PFC电路中仅电感就需要3颗,还是大电感,LLC电路中又需要4颗谐振电感,复杂化的电路结构也让元器件用量飙升,电源产品成本随之水涨船高。 另一方面,单颗元器件的体积和重量也越来越大,比如集中式光伏逆变器里面的那颗电抗器,小的几千克,大的已高达几十千克,块头越来越大的元器件;再比如充电桩模块电源,电路拓扑与储能电源类似,40kW模块电源已到30kg,在功率不断增加的情况下,目前40kW充电桩模块电源中的主变压器、谐振电感均采用了加工工艺更为复杂的膜包绞合线等等,这些都在进一步推高电源产品成本。 电源模块化发展导致尺寸接口迭代速度变慢 电源模块化发展这个很好理解,比如车载OBC的3.3/6.6/11.2/22kW,充电桩的15/20/30/40/60kW,储能的5/10/50/125/250kW等等,均在朝模块化、平台化发展,以满足终端企业不同系列电源产品的兼容性,这也导致这些模块电源产品形成了固定的尺寸、接口,而且在模块电源的迭代之际依然会保留这种接口、尺寸,至少在初期会保留过渡期,以保证终端电源产品顺利迭代。 优优绿能产品总监朱翔在采访时就表示,为了让客户更平滑地升级,优优绿能的模块电源,30kW和40kW是同尺寸、同接口的,这么大功率的超充系统,对于模块电源产品的功率密度、功率等级,包括单瓦的成本要求都越来越高。 这种电源产品规划路径和设计思路应该是模块电源企业的常用做法,至于60kW模块电源产品是否继续沿用相同的尺寸和规格我们还不得而知。 ▲一充电桩模块电源企业产品技术路线图 但哪怕是现在市面上最主流的30/40kW模块电源产品,其体积也依然是偏大的。以某家代表电源企业40kW模块电源为例,尺寸为457*381*128mm,而新国标充电桩功率上限已提高至900kW,如果采用当前市面常见的模块电源,需要23个才能实现,仅模块电源部分体积就已达457*762*1536mm(双排排列方式),而目前市面还是以30kW模块电源为主流,其体积将更大。 在终端市场卷价格的行情下,迫切需要对不断上涨的电源成本进行有效管控。有没有一种办法可以短期内立竿见影地降低储能产品生产成本呢?还真让行业的工程师找到了一个行之有效的方法,答案就是:磁集成! 磁集成降本高达30% 经过多年的发展,开关电源的电路拓扑也日渐成熟,电源整体的架构已有多年没有太大变化,比如目前比较火热的新能源汽车、光伏、储能、充电桩等领域的开关电源,从电路拓扑架构层面而言,大体上都采用了PFC功率电路+LLC谐振电路的电源结构。 而这也给磁集成技术留下了很好的发挥空间。中国电源学会磁技术专业委员会名誉主任委员、福州大学陈为教授表示,磁集成技术在LLC电路中的电源应用相对较多,且发展较为成熟,从实际电源应用情况来看,磁集成技术在性能、品质等方面均能满足光储行业的要求。 比如从目前部分推出光储逆变器磁集成解决方案的电源产品看,双交错逆变方案中LLC电路的电感用量可从原来的6颗减少至3颗;双路三相的逆变器中,网侧PFC功率电路中3颗电感可集成为1颗,LLC谐振电路中电源电感用量可从8颗减少至4颗,不仅元器件数量大大减少,体积也大大缩小。 有实验结果表明,采用磁集成技术后,磁性元件体积和重量分别减少了25.68%和43.82%,显著提高了电源的功率密度,电源成本也可降低10%-30%。 磁集成挑战依然不小 看到这有人就会问了,既然磁集成技术这么好,为啥以前没人用?那还不是因为以前价格卷的没哪里厉害,没有人愿意放着现成的成熟电源方案不用,却跑去把所有认证流程走一遍! 随着电源价格竞争逐步升级,以前看似多此一举的操作,现在已变得越来越有性价比,甚至香了! 对于整个电源产业链而言,虽然说磁集成技术有了可行性和经济效益,但想要落地却并非易事。 首要的挑战就是磁集成产品的设计问题。磁集成产品的应用,也将磁性元件行业推进到了精细化计算的阶段,电源设计和电源计算的复杂化,也让电源工程师越来越难以分心兼顾,亟需在众多磁性元件供应商中遴选出在电源产品预研阶段具备设计配合能力的供应商。 其次则是产品生产工艺挑战。既然是预研阶段深度配合的产品,肯定是高度客制化以保证产品竞争力的,这也意味着现有产线很有可能无法满足生产需求,需要对产线进行升级,甚至研发配套的自动化产线。 结语 综合来看,磁集成可同时解决电源企业成本、效率和体积三大核心竞争需求,在终端越来越卷的情况下,磁集成技术将在大功率电源产品中得到广泛应用。如何甄选出具备产品开发配合能力,并解决产品生产工艺问题的供应商,将会是接下来电源企业实现降本增效,树立竞争优势的关键。 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
    2024-7-7 16:42
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    【晒一波电源】反激电源多路输出的RCD吸收电路调整
    反激电源多路输出原理图如下: 重点讨论红色圈圈的RCD电路的调整,如何调整参数达到合理的数值。 R6=3.3K 1206封装,R31=3.3K 1206封装,C32=200V/100NF 1206封装,D8=ES1D,200V,1A,SMT封装。 机箱对充,满载200A,充放电(25℃)温升测试,发现RCD温升过高,温升数据如下: 充电温升数据如下, 放电温升数据如下, 用示波器实测C32=200V/100NF 1206封装的实际波形,未有起到有效吸收漏感造成的电压尖峰,下面的C32电压波形看到,电容的电压没有放完就进入下一个循环,在温度和波形的见证下,可见电容参数不合理。 决定调整RCD的参数,直到合理范围为止, 首先加大R6,R31的电阻,测试C32的波形如下,C32=22nF,R31=10K,R6=10K,同时监测了MOS管的Vds波形,观察一下电压尖峰的变化。 常温下测试的温度数据如下: 充电温升数据如下, 放电温升数据如下, 数据的整理分析,温度数据还是有些偏高,原理图预留了MOS管的放电回路,增加了驱动电阻R7=100Ω,给MOS管弄个放电回路,加速MOS管的关断,如图。 调整了RCD参数,C32=22nF,R31=3.3K,R6=3.3K,同时监测了MOS管的Vds波形,观察一下电压尖峰的变化,测试C32的波形如下, 没有加R7的波形如下,最大值Vds=72.4V, 有加R7的波形如下,最大值Vds=57.1V, 可见R7加不加,对Vds的电压尖峰影响很大,从而可以影响RCD的参数调整效果,最终确定RCD的参数C32=22nF,R31=3.3K,R6=3.3K,R7=100Ω,测试波形如下, 常温下,充放电的温度测试数据如下, 和起初的数据对比,明显优化了很多,MOS管从86.53,87.63优化到了64.88,64.62。 其他温升数据也优化不少,RCD的,还有控制IC的,副边二极管D33。
  • 热度 5
    2024-6-2 22:14
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    电源产品研发与公司的规模有比较大的正相关性,在小企业里做产品流程相对会比较节约,主要是以产品老化结果来确认,因为相应的测试设备是无法与大规模的公司相比的。但在市场也有小企业存在必要,很多客户所用的产品要求很低,所以对价格非常的在乎。在这里主要讲述个人所在企业的大概流程,对大企业出来的人来说可以不必深究。同时这里也先说明下,这里是不可能把所有的细节都写下来的,特别是一些很多刚入行的人都想要一个很具体的计算公式或方法,比如说变压器的各项参数的计算,环路结构里各电阻电容的具体数值的计算,因为要写的话,也大部分是和各类电源书籍里所用的公式是一样的,所以还不如让看到的人去看专业电源书更合适。这里所讲的也是个觉得,只是相对来说比较重要的来进行讲述,如有遗漏与错误也请同行指正补充。 本人所讲的产品是工业设备上用的模块电源,DC-DC类,反激式隔离型且是小功率产品,标称10W,输入电压为宽电压,这里所说的宽电压是相对定电压来说的。 下面就来具体说下流程: 1、收到产品相应的规格参数,具体参数如下图所示,这里不进行重复描述。(需要对客户每一个参数都要认真的审核,是否能达到,咨询产品使用的环境等,还有一项重要的就是价可也要评估,这一项最好是各部门负责人配合出结果)这些参数是如何来评审的,或许有很多相关的说法,但我个人觉得的,一个公司只要不是新成立的,这些都是比较快解决的,主要是通过以往或正在量产的相近似产品进行评估。 上面图示的参数是一款比较常规且难度不高的,且公司也有相似的产品在量产,因此说是比较容易的一个型号产品。 2. 依产品相关的参数规划评估出相应的方案,有条件的可以先仿真。选择IC时注意是输入与输出电压,IC是有输入电压限制的有些人叫启动电压,其要在我们产品的输入电压范围内。还有温度等也要注意。UC2843 是一款非常经典的PWM IC,开关电路里需要用外置MOS管,这里就需要评估MOS的各项参数并进行选技。根据公司的相关产品研发经验,这款IC在其外围电路也是比较稳定可靠的,例如环路方面有比较多的总结可借签(公司以前的人亲身调试的总结),当然需要对这款IC的各项参数及其内部的原理框架要非常熟悉与掌握,这样在调试过程才会比较顺利。下面图有UC2843B的管脚定义。其工作原理,我这里想忽略,因为各项管脚的定义及内容框架在DATASHEET里有非常详细的介绍。 变压器骨架与磁芯的计算从理论上来讲挺复杂的,但工程上我们还是用经验总结的, 我选择的是EE16,实际老化过程还是可以满足要求的。 还有一个重点是变压器匝数的计算,我只用两张以前培训资料里的PPT截图来总结(这里是引用 21世纪电源网上的网络资料)。其中要注意的这里有个前提是电流模式是CCM模式,其里面是讲方法,不是我的模块电源的变压器的具体参数计算。 还有一处的计算是输出电压到IC VFB电阻的计算,CS、OUTPUT、RT/CT采样电阻或电容的选择可参照顾IC里的手册,反馈环路的计算也是参照IC里的推存阻值与容值,然后再调试测试。 3、下面是原理图与PCB图的绘制,注意尺寸与布线及针脚位置。 4. 出BOM,AD里可以自动出BOM,核对完成后再做下一步; 5. 物料采购,这里列出 PCB的相关参数,其它物料很多应该是公司有库存的,只有部分需要重新采购;PCB要求如下: 工艺要求: (1)双面PCB,板厚:0.8mm;尺寸:50*24mm;(尺寸误差+0.1mm/-0.2mm)。Vcut深度=ToPlayer层Bottomlayer层各切1/4。 (2)FR-4板材,1盎司铜层,过孔敷绿油(在焊盘上面的除外);绿油镀锡工艺。 (3)拼板:4*6 (24PCS) (4)数量: (5).要求时间: 6. SOP制作,包括,钢网,PCB元件丝印图,变压器绕制说明书,贴片注意项,测试项目等 7、检测规格书制作: 在以上准备好之后就是制作样品进行调试,是贴片全部完成后焊针脚,检查,上电测试以上的检测项目,如有不合格需要对样品进行修改参数,再测试,重复这两个动作直到测试结果符合要求,最后要进行产品老化,我们一般的产品是连续72个小时。当然根据客户的实际要求,有些还不止上述测试项目,如有些还需要盐雾实验,冷热冲击实验等。以上过程是个大概的过程,不是非常详细。 下面是一些调试过程的图片,主要是示波器的测试图片: 最后一张是产品图。 以上是个人对模块电源工作描述,肯定还有需要改进的,望大家相互交流一起进步。
  • 热度 2
    2024-4-24 10:51
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    随着集成电路的低压、大电流化而转向分散电源系统 DC-DC转换器大体上分为绝缘型和非绝缘型。为了防止触电,电源的输入和输出端的某处需要做绝缘处理。变压器的电源端线圈和负载端线圈是电绝缘的。绝缘型用于变压器,非绝缘型则是不用于变压器的小型转换器(非绝缘型的输出电压很低,没有触电危险)。 让1个DC-DC转换器具有多端输出功能,提供所有重量的DC电压的技术并不难实现。不过,这种系统在效率和成本上都难以算是优秀。因此,主流的DC-DC转换器(绝缘型)会暂时降低中间电压,在此用多个小型DC-DC转换器进行分流,从而提供需求的多种DC电压。这称为分散电源系统。 例如通信设备和电脑等IT设备的电源系统,它们由将商用交流转换为直流的AC-DC开关电源(AC-DC电源)和多个用来转换直流电压的DC-DC转换器构成。在以前,通信设备和电脑中的AC-DC开关电源会分部将电压转换为DC 48V和DC 12V,并用DC-DC转换器将这种总线电压转换为所需的DC电压(5V或3.3V等)。但是这种系统难以适应低压、大电流的集成电路。这是因为输入和输出的电压差距过大,效率就会降低。此外,为了提高集成电路处理速度而提高频率的话,DC-DC转换器和集成电路间的连接线的影响(电阻和电感成分)也就变得无法忽视。为了避免这些问题,就需要尽可能地将DC-DC转换器配置在离集成电路近的位置(POL,即Point of Load)。不过,装有散热板的DC-DC转换器难以做到这点。 电源的设计就是与发热的斗争。提高效率就是减少热损耗,减少热损耗的话就不需要冷却扇和散热板了。并且,如果做成小型的载板式的话,就能安装在电路板上面了。因此,首先通过绝缘型DC-DC转换器得到中间电压,再用多个非绝缘型小型载板式DC-DC转换器分流的分散电源系统就得到了人们的采用。 AC-DC电源模块可简便而灵活地实现分散电源系统 在电源设备里,经常使用简单且小巧的模块化产品。将它与电源集成电路和周边的控制电路制作成一个封装,就称为电源模块。电源模块大多是以“块”为单位的规定尺寸产品。其外表是封装在盒子内的长方体,类似砖块,整块尺寸比香烟稍长(TDK-Lambda采用的尺寸为长116.8mm、宽61mm、高12.7mm)此外,1/2、1/4、1/8、1/16的尺寸分别称作半块、四分块、八分块、十六分块。 此外还存在DC-DC转换器的前端装有AC-DC整流部的AC-DC电源模块。TDK-Lambda的PFE系列将高性能的AC-DC前端与DC-DC转换器集成为一体,做成整块尺寸(部分为初始尺寸),并将其称为PFHC(或PFC)。这是日本首款拥有高谐波电流抑制和功率因数改善功能的AC-DC电源模块。商业交流电并非完全的正弦波,而是包含了高谐波(基本频率整数倍的波),呈现扭曲状态。这也是功率因数和转换效率下降的原因之一。PFHC的功能就是抑制这种高谐波,改善功率因数。 PFE系列不仅具有高功率,还采用传导散热设计,无需冷却扇,大幅提升了电源设计的自由度。它既可以单独作为总线转换器使用,也可以与多个非绝缘型DC-DC转换器组合,构成各种分散电源系统。它最适合用于工业设备、通信设备等的小型高效电源。 现代社会的无数电子设备都需要它的支持。能源转换必然伴随着能耗损失,但哪怕将电源转换效率提升1%,也能让全世界实现巨大的节能效果,并为CO2减排做贡献。在电力电子学的最前线,凭借材料技术、电路技术、模拟的散热设计等,人们不断追求着各种形式的能耗减少极限。 来源:TDK
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