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鋒創(chuàng)高頻變壓器提升開關(guān)電源效率
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發(fā)布時(shí)間：2025-08-04
在能源節(jié)約與環(huán)保要求日益嚴(yán)格的當(dāng)下，開關(guān)電源的效率提升成為工業(yè)領(lǐng)域的重要課題。作為開關(guān)電源的重要部件，高頻變壓器的性能直接決定著能量轉(zhuǎn)換效率。上海鋒創(chuàng)實(shí)業(yè)有限公司憑借在磁性材料應(yīng)用與變壓器設(shè)計(jì)領(lǐng)域的技術(shù)突破，研發(fā)出高效高頻變壓器，將開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率提升至 96% 以上，為工業(yè)設(shè)備、新能源系統(tǒng)等場景的節(jié)能運(yùn)行提供了關(guān)鍵支撐。
開關(guān)電源在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用，但其能量損耗問題長期存在。傳統(tǒng)高頻變壓器因磁芯損耗、繞組損耗占比過高，導(dǎo)致開關(guān)電源在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)效率多維持在 88% - 92%，大量電能以熱能形式浪費(fèi)。以一臺(tái) 10kW 的工業(yè)開關(guān)電源為例，若效率提升 4 個(gè)百分點(diǎn)，每年可減少約 350 度的電力損耗。同時(shí)，低效變壓器產(chǎn)生的熱量還會(huì)增加散熱系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致設(shè)備體積增大、故障率上升。鋒創(chuàng)通過深入分析變壓器損耗構(gòu)成（磁芯損耗占 40%、繞組損耗占 50%、其他損耗占 10%），從材料、結(jié)構(gòu)、工藝三方面制定優(yōu)化方案。
鋒創(chuàng)高頻變壓器的重要突破在于磁芯材料創(chuàng)新。采用超微晶納米晶合金帶材替代傳統(tǒng)鐵氧體磁芯，這種材料的磁導(dǎo)率是鐵氧體的 5 倍以上，矯頑力為鐵氧體的 1/10，在 20kHz - 100kHz 高頻段的磁芯損耗降低 60%。通過特殊的退火工藝處理，磁芯在工作溫度（-40℃至 125℃）范圍內(nèi)的磁性能穩(wěn)定性提升 30%，避免因溫度變化導(dǎo)致的損耗波動(dòng)。搭配定制化磁芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) —— 采用 “分段式磁路” 減少漏磁，使磁芯利用率提升至 90%，進(jìn)一步降低無效能耗。
在繞組設(shè)計(jì)上，鋒創(chuàng)采用 “多層扁平銅線” 替代傳統(tǒng)漆包線，通過增大導(dǎo)線截面積與縮短電流路徑，將繞組電阻降低 25%；同時(shí)，繞組采用 “交錯(cuò)繞制工藝”，使原邊與副邊繞組的耦合系數(shù)提升至 0.98，減少漏感（控制在 1% 以下），避免高頻開關(guān)時(shí)的電壓尖峰損耗。針對(duì)大電流輸出場景，開發(fā) “空心電感輔助繞組” 結(jié)構(gòu)，通過磁場補(bǔ)償進(jìn)一步降低繞組損耗，使整體轉(zhuǎn)換效率提升 3 - 5 個(gè)百分點(diǎn)。
為驗(yàn)證產(chǎn)品效能，鋒創(chuàng)將高頻變壓器應(yīng)用于 200W - 5kW 系列開關(guān)電源進(jìn)行測試。結(jié)果顯示，200W 電源在 220V 輸入、24V 輸出工況下，效率從傳統(tǒng)的 90% 提升至 96.5%；5kW 電源在滿載運(yùn)行時(shí)，效率達(dá)到 95.8%，較行業(yè)平均水平高 4 個(gè)百分點(diǎn)。某數(shù)據(jù)中心在更換搭載鋒創(chuàng)變壓器的電源后，100 臺(tái)服務(wù)器的年度電費(fèi)支出減少約 2.8 萬元，同時(shí)電源散熱風(fēng)扇的啟停頻率降低 60%，設(shè)備壽命延長至原來的 1.5 倍。
針對(duì)不同應(yīng)用場景，鋒創(chuàng)提供多樣化高頻變壓器解決方案：新能源汽車充電樁款支持寬電壓輸入（200 - 450VAC），適配充電樁的快速充放電需求；工業(yè)自動(dòng)化款采用隔離設(shè)計(jì)，絕緣強(qiáng)度達(dá) 5kV，滿足設(shè)備安全規(guī)范；通信基站款則通過輕量化設(shè)計(jì)（重量較傳統(tǒng)產(chǎn)品減輕 30%），適應(yīng)基站的空間限制。所有產(chǎn)品均通過 UL、CE 認(rèn)證，符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)。
鋒創(chuàng)研發(fā)負(fù)責(zé)人表示，高頻變壓器的效率提升技術(shù)將向更多領(lǐng)域延伸 —— 未來計(jì)劃將納米晶材料應(yīng)用于光伏逆變器變壓器，進(jìn)一步降低光伏系統(tǒng)的能量損耗；同時(shí)開發(fā) “智能變壓器”，集成溫度傳感器與狀態(tài)監(jiān)測功能，通過物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)反饋運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)。該產(chǎn)品的推出，不強(qiáng)化了鋒創(chuàng)在電力電子領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，更以實(shí)際行動(dòng)響應(yīng) “雙碳” 目標(biāo)，為工業(yè)節(jié)能降碳提供了可落地的技術(shù)方案。
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