Contesto del progetto
Il cliente è un fornitore di soluzioni audio per autoveicoli con sede nella Cina meridionale, che fornisce moduli amplificatori di classe D da 4×65W per un produttore automobilistico OEM. La soluzione originale utilizzava un trasformatore audio generico che presentava un'elevata distorsione armonica totale a piena potenza con alimentazione a 12,8V, particolarmente evidente nella gamma delle basse frequenze, oltre a distorsione transitoria causata dalla saturazione del nucleo durante l'avviamento a -40℃.
Sfide tecniche
- Lo spazio all'interno del veicolo è limitato: il trasformatore deve adattarsi al layout PCB esistente con un'altezza massima di 24mm;
- Temperatura operativa da -40℃ a +105℃, con deriva controllata delle proprietà magnetiche;
- Superamento di test di tenuta dielettrica a 1500V e di vibrazioni e cicli termici secondo standard automotive;
- Scadenze ravvicinate: solo 8 settimane dalla definizione del progetto alla produzione in serie.
La nostra soluzione
Abbiamo selezionato un nucleo in permalloy ad alta permeabilità magnetica in sostituzione dell'originale nucleo in acciaio al silicio, riprogettato il rapporto spire e la struttura degli strati, e adottato una resina ad alta temperatura per il processo di impregnazione sottovuoto:
- Rapporto spire ricalibrato in base alla curva di guadagno dell'amplificatore del cliente, con una riserva del 30% sulla densità di flusso magnetico nella gamma delle basse frequenze;
- Avvolgimento segmentato con doppio nastro isolante: capacità interstrato ridotta di circa il 25%, con miglioramento della fase nelle alte frequenze;
- Schermatura metallica collegata a terra per sopprimere l'accoppiamento del rumore di commutazione dell'amplificatore;
- Primi campioni completati in 3 giorni; dopo i test su banco del cliente, avvio della produzione pilota.
Risultati consegnati
- Distorsione armonica totale a piena potenza ridotta dallo 0,8% a meno dello 0,15%, con il miglioramento più marcato nella gamma delle basse frequenze;
- Nessuna saturazione magnetica all'avviamento a freddo a -40℃; deriva dell'induttanza inferiore al 3% dopo 500 cicli termici;
- Test di tenuta dielettrica superati a 1500V/1min; consegna in serie di 80.000 unità con tasso di difettosità inferiore a 0,3‰;
- Il cliente ha successivamente adottato questa serie anche per un altro amplificatore subwoofer sulla stessa piattaforma.