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村田pdqb變壓器:直流充電樁強勁的心臟

作者:馬紅中(村田電子貿易(深圳)有限公司 研發經理)時間:2021-01-17來源:電子產品世界收藏

隨著中國國家領導人在聯合國第75 屆大會承諾中國2060年要實現碳中和,中國國務院2020 年11 月2 日正式發布《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》,新能源汽車在中國必定迎來新一輪的蓬勃發展。

本文引用地址:http://www.834653.tw/article/202101/422143.htm

阻礙新能源汽車普及的主要因素之一是充電時間長,在加油站加油的時間大概5分鐘左右,而普通的AC 要6~8 個小時充滿,DC 快充可以大大地減少充電時間。20~30 分鐘可以充電80%(如圖1)。

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圖1 AC與DC充電時間比較

即使30 分鐘可以充滿,相對于加油還是多花了幾倍的時間。而且為了減少排隊的時間,DC 的需求量是海量級的。因此在寸土寸金的大城市,減小的體積,提高土地利用率就很有必要了。

要減小電源體積,提高工作頻率是最有效的方法。現在一些半導體開關管可以滿足高頻率、大功率的要求,如GaN、SiC 等,但是傳統的制約了電源的高頻化。

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村田pdqb:直流充電樁強勁的心臟馬紅中 (村田電子貿易(深圳)有限公司 研發經理)傳統的大功率的導線是絞線或者銅箔,成型方式是由內到外繞制。這種結構由2 個主要缺點,①鄰近效應導致的交流損耗大,線圈里的磁場強度隨著層數的增加而增大,交流損耗和磁場強度的平方成正比。②線包中間的磁場強度最大,損耗和發熱量最高,而且線包中間的熱量很難散掉, 容易在線包中間形成熱點。傳統變壓器的這些缺點, 很難工作在高頻率( 如50 kHz),制約了DC 充電樁的小型化和高效率化。

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為此,村田開發了pdqb 繞線技術,采用膜包扁線做導體,成型方式是初級次級由下到上層層堆疊,而且初級次級層層交叉,提高了變壓器的耦合能力,消除了鄰近效應,變壓器的效率可以達到99.5%;這種結構的散熱好,不容易形成熱點,工作頻率可以高達250 kHz,滿足了DC 充電樁的小型化,高效率化的要求。采用pdqb 的變壓器,圈數比從1:1 到1:10。絕緣能力高達10 kV,工作電壓(50~1 000) V。

其功率范圍在(30~400) kW 之間,除了可以應用在DC 充電樁,還可以應用在軌道交通,再生能源,智能電網和醫療器材上。

(注:本文來源于科技期刊《電子產品世界》2021年第1期。)



關鍵詞: 充電樁 變壓器

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