Описание проекта
Заказчик — производитель модулей для зарядных станций. В его 30-кВт модуле постоянного тока при полной мощности наблюдался повышенный нагрев трансформатора, что приводило к росту оборотов вентилятора и шума, а также не позволяло достичь новых требований по энергоэффективности.
Технические задачи
- Частота переключения 100 кГц, необходимо одновременное снижение потерь в магнитопроводе и меди;
- Ограниченное пространство внутри модуля — габариты трансформатора не могут быть увеличены;
- Требуется 100% прохождение испытаний высоким напряжением и длительное старение при полной нагрузке;
- Большой годовой объем, стабильность характеристик и своевременность поставок.
Наше решение
Использование низкопотерного ферритового сердечника и обмотки литцендратом:
- Пересмотрен выбор марки сердечника с учетом рабочего магнитного потока и частоты — потери в магнитопроводе снижены на ~20%;
- Первичная и вторичная обмотки выполнены литцендратом для уменьшения потерь от скин-эффекта на высокой частоте;
- Сэндвич-намотка снижает индуктивность рассеяния и уменьшает выбросы напряжения на ключах;
- Увеличен путь утечки по каркасу, заливка высокотеплопроводным эпоксидным компаундом улучшает отвод тепла.
Результаты
- КПД при полной нагрузке повышен с 96,2% до 98,0% — цель по энергоэффективности достигнута;
- Снижение температуры горячей точки трансформатора на 11°C, после уменьшения оборотов вентилятора уровень шума заметно снизился;
- 100% прохождение испытаний высоким напряжением и старения при полной нагрузке; при серийном производстве годовой объем поставок превысил 200 000 шт.;
- Решение распространено на платформу заказчика мощностью 60 кВт.