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近日，聚能創(chuàng)芯利用氮化鎵的高頻特性優(yōu)勢，推出了兩款基于全套自研氮化鎵器件的300KHz高頻氮化鎵快充參考設計，其中磁性元器件解決方案則來自于國內知名電子變壓器企業(yè)四川經緯達。

經緯達65W 氮化鎵快充平面變壓器

據了解，目前經緯達有4個能夠獨立設計平面變壓器的設計工程師，可提供氮化鎵充電器用平面變壓器、共模電感、PFC電感在內的磁性元器件整體設計方案，解決不同功率段快充需求。

經緯達從2020年年底開始初步導入氮化鎵配套磁性元器件解決方案設計，2021年2月產品進入量產階段，7月開始正式批量供貨，到2022年3月平面變壓器營收已超2000萬元。僅5月以來，新增訂單就超過1000萬元。

經緯達65W 氮化鎵快充平面變壓器

目前氮化鎵快充超過100KHz的頻率成為新起點，聚能創(chuàng)芯這兩款氮化鎵快充設計參考頻率更是達到300KHz。隨著功率器件功率器件的開關頻率大幅提升，高頻情況下各種寄生參數逐漸影響快充效率，如何消寄生參數影響，降低高頻損耗，提升快充效率是電子變壓器廠商急需解決的問題。

高頻損耗問題克服難度相對較高，需要電子變壓器廠商優(yōu)化原有設計結構，因為頻率越高，穿透深度的要求也更高，銅箔的厚度需要得更薄，以降低趨膚效應帶來的影響。

針對如何解決平面變壓器高頻損耗、提升快充效率這一難題，經緯達李勝東提到，除了選用DMR96A等高頻磁材外，在平面變壓器的設計方面也做出了多重優(yōu)化。

第一，充分考量高頻所帶來寄生參數的影響。比如針對高頻的情況下EMC、EMI的處理難度更高，那我們會考慮一些更優(yōu)秀的磁材結構來做出設計，協(xié)助電源工程師解決電磁干擾問題。

第二，通過PCB疊層結構降低交流阻抗，因為交流電阻是影響平面變壓器損耗最主要的因素。

第三，降低分布電容，提高電源MOSFET效率。如果集成電容過大，會導致MOSFET發(fā)熱厲害，進一步電源效率降低。

第四，設計的過程對參數進行初期的熱仿真和磁仿真，驗證設計的可行性。同時，通過仿真也可以了解平面變壓器的損耗到底有多少，進而降低平面變壓器的損耗，提升平面變壓器效率。

經緯達采用新一代變壓器設計技術，設計出的平面變壓器，與相同的有效體積的傳統(tǒng)線繞型變壓器相比，其平面變壓器的熱阻下降高達50%。

電子變壓器設計過程中，不光有趨膚效應，還有臨近效應的影響，兩者會對電子變壓器廠商設計能力提出極高要求，需要電子變壓器廠商充分考量和取舍，以形成滿足性能要求，且成本較低能夠產業(yè)化的產品設計方案。