村田pdqb變壓器：直流充電樁強(qiáng)勁的心臟

隨著中國國家領(lǐng)導(dǎo)人在聯(lián)合國第75 屆大會承諾中國2060年要實(shí)現(xiàn)碳中和，中國國務(wù)院2020 年11 月2 日正式發(fā)布《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》，新能源汽車在中國必定迎來新一輪的蓬勃發(fā)展。

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 充電樁要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）。

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 充電樁的需求量是海量級的。因此在寸土寸金的大城市，減小充電樁的體積，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(xiàn)在一些半導(dǎo)體開關(guān)管可以滿足高頻率、大功率的要求，如GaN、SiC 等，但是傳統(tǒng)的變壓器制約了電源的高頻化。

村田pdqb變壓器：直流充電樁強(qiáng)勁的心臟馬紅中 （村田電子貿(mào)易(深圳)有限公司 研發(fā)經(jīng)理）傳統(tǒng)的大功率變壓器的導(dǎo)線是絞線或者銅箔，成型方式是由內(nèi)到外繞制。這種結(jié)構(gòu)由2 個主要缺點(diǎn)，①鄰近效應(yīng)導(dǎo)致的交流損耗大，線圈里的磁場強(qiáng)度隨著層數(shù)的增加而增大，交流損耗和磁場強(qiáng)度的平方成正比。②線包中間的磁場強(qiáng)度最大，損耗和發(fā)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(diǎn)。傳統(tǒng)變壓器的這些缺點(diǎn), 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。

為此，村田開發(fā)了pdqb 繞線技術(shù)，采用膜包扁線做導(dǎo)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(yīng)，變壓器的效率可以達(dá)到99.5%；這種結(jié)構(gòu)的散熱好，不容易形成熱點(diǎn)，工作頻率可以高達(dá)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(shù)比從1:1 到1:10。絕緣能力高達(dá)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(yīng)用在DC 充電樁，還可以應(yīng)用在軌道交通，再生能源，智能電網(wǎng)和醫(yī)療器材上。

（注：本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2021年第1期。）