村田pdqb變壓器：直流充電樁強勁的心臟

隨著(zhù)中國國家領(lǐng)導人在聯(lián)合國第75 屆大會(huì )承諾中國2060年要實(shí)現碳中和，中國國務(wù)院2020 年11 月2 日正式發(fā)布《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃(2021-2035)》，新能源汽車(chē)在中國必定迎來(lái)新一輪的蓬勃發(fā)展。

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

圖1 AC與DC充電時(shí)間比較

即使30 分鐘可以充滿(mǎn)，相對于加油還是多花了幾倍的時(shí)間。而且為了減少排隊的時(shí)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?，F在一些半導體開(kāi)關(guān)管可以滿(mǎn)足高頻率、大功率的要求，如GaN、SiC 等，但是傳統的變壓器制約了電源的高頻化。

村田pdqb變壓器：直流充電樁強勁的心臟馬紅中 （村田電子貿易(深圳)有限公司 研發(fā)經(jīng)理）傳統的大功率變壓器的導線(xiàn)是絞線(xiàn)或者銅箔，成型方式是由內到外繞制。這種結構由2 個(gè)主要缺點(diǎn)，①鄰近效應導致的交流損耗大，線(xiàn)圈里的磁場(chǎng)強度隨著(zhù)層數的增加而增大，交流損耗和磁場(chǎng)強度的平方成正比。②線(xiàn)包中間的磁場(chǎng)強度最大，損耗和發(fā)熱量最高，而且線(xiàn)包中間的熱量很難散掉， 容易在線(xiàn)包中間形成熱點(diǎn)。傳統變壓器的這些缺點(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(kāi)發(fā)了pdqb 繞線(xiàn)技術(shù)，采用膜包扁線(xiàn)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(diǎn)，工作頻率可以高達250 kHz，滿(mǎn)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(wǎng)和醫療器材上。

（注：本文來(lái)源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2021年第1期。）