Contesto del progetto
Il cliente è un produttore di moduli per stazioni di ricarica. Nel suo modulo DC da 30kW, la temperatura del trasformatore a piena potenza era eccessivamente elevata, causando un aumento della velocità delle ventole e del rumore, mentre l'efficienza faticava a soddisfare i nuovi standard energetici.
Sfide tecniche
- Frequenza di commutazione di 100kHz: richiesta una riduzione simultanea delle perdite nel nucleo magnetico e nel rame;
- Spazio limitato all'interno del modulo: il volume del trasformatore non poteva essere aumentato;
- Superamento del 100% del test di isolamento ad alta tensione e del test di invecchiamento a pieno carico prolungato;
- Elevato volume di produzione annuale: necessaria una consistenza stabile e capacità di consegna affidabile.
La nostra soluzione
Adozione di nucleo in ferrite di potenza a basse perdite e avvolgimento con filo di Litz:
- Riselezione del grado del nucleo magnetico in base al flusso di lavoro effettivo e alla frequenza, con una riduzione delle perdite nel nucleo di circa il 20%;
- Utilizzo di filo di Litz per avvolgimenti primario e secondario, riducendo le perdite nel rame dovute all'effetto pelle ad alta frequenza;
- Avvolgimento a sandwich per ridurre l'induttanza di dispersione e migliorare i picchi di tensione sui transistor di commutazione;
- Bobina con maggiore distanza di dispersione e riempimento con epossidica ad alta conducibilità termica per ottimizzare il percorso di dissipazione del calore.
Risultati consegnati
- Efficienza a pieno carico migliorata dal 96,2% al 98,0%, soddisfacendo gli obiettivi di efficienza del cliente;
- Riduzione della temperatura del punto caldo del trasformatore di 11°C, con conseguente riduzione evidente del rumore del modulo grazie alla diminuzione della velocità delle ventole;
- Superamento del 100% dei test di isolamento ad alta tensione e di invecchiamento a pieno carico; oltre 200.000 unità consegnate annualmente dopo l'avvio della produzione in serie;
- La soluzione è stata estesa alla piattaforma da 60kW del cliente.