平板变压器在军事和航空航天中的应用

2019年08月03日

   在过去十年左右的时间里, 平板变压器的使用在军事和航空应用中得到迅速增长。在军用和航空航天(mi - aero)应用方面通常要求器件在封装小,重量轻情况下具备多种性能。平板变压器是一个很好的选择应用,空间和重量节省是至关重要的。除了封装、厚度和重量方面,在高频应用下也需要有理想功率密度。一般来说,平板变压器比传统的线绕变压器的额定功率要好。在这些应用中,元件的热量管理是关键,因此平板变压器铁芯的大表面积和平面绕组散热效果好,成为理想的散热部件。

 

  一些制造商,包括S电子,从过去商业和Mil-Aero应用的设计中吸取经验,开发出符合严格标准、要求和规格的变压器。

 

在不增加重量的情况下提高性能,促进平板变压器技术的发展

燃料成本、商用航空配件、在不增加重量的情况下提高性能是驱动平板变压器产品在Mil-Aero应用中增长的因素。

为适应更加严格的要求,在许多现有设计里更加倾向于在同等的物理空间里做一个重新的封装和设计,系统的整体功能没有变化,但是新的设计包含重量减轻和空间节省  图1显示了一些最新的平板变压器设计。

图1 平板变压器的特点

 

从历史上看,为商用航天附件提供动力的电源制造商不得不使用更大的部件尺寸来为系统提供更多的动力。现在业界的趋势是提出这样一个问题:“功率元件如何在缩小尺寸的同时还能提供更多的功率?”

 

在电力应用中,较小尺寸的组件会产生额外热量的附加产品,为使组件正常工作和组件延长寿命,这些热量必须被消耗掉,平板变压器部件更小,运行温度更高——但它们也更容易冷却,由于其平面和开放式的设计,该部件可以通过安装在散热片上来冷却,或者通过引导周围的空气流动来帮助冷却,相比之下,传统的变压器是包绕式的,所以产生的内热更难消除

 

应当指出,一些航空航天应用仍然需要线绕产品,因为平板无法取代所有频率范围,电流传感应用,和功率转换要求。线绕变压器往往比较便宜,因此它们被用于成本敏感的应用,例如用于飞行烹饪设备的商业航空配件。

 

能源管理和乘客配件也推动了向平板化的趋势

我们还看到商业航空航天应用于乘客电动座椅配件和隔间,要求电源供电适合空间最可能小的地方。

 

与电子的其他领域一样,向微型化的趋势在Mil-Aero应用中发挥了作用,并对变压器的设计产生了影响。当由变压器供电的装置或设备变得更小时,需要更多的电力才能使其工作。随着设备变得越来越小,可能需要更多的电力来做同样的工作。从历史上看,要做更多的事情就必须做得更大,这限制了终端客户的能力。现在,平板变压器可以集成更多的组件,因为组件可以通过低轮廓的表面挂载设计获得更高的电力。

 

定制平板变压器的具体要求的应用

平板变压器的设计必须可靠、轻便、低调、高效,但这只是开始。开发合适的平板变压器设计需要优化重量、尺寸和材料,以满足特定的应用。

 

例如:在太空应用中,重量真的很关键,在军事应用中,在恶劣的环境中,热量可能起更大的作用。用于空间的部件不同于地面雷达单元的,也不同于飞机单元的。不管怎样,平板变压器的设计和功能对这些应用至关重要。

 

在这个市场上,标准设计的数量非常少,而使设计适应客户需求的能力是非常重要的。除了变压器工程师外,制造商还必须具备包装和测试能力,以满足美国军事标准(MIL-STD)的要求,而Standex-Meder电子公司具备这些能力。

 

电子产品已经开发了一个“伙伴,解决,并交”的方法,从一个广泛的平面和线绕工程、包装和测试经验去开发组件,以提供各种应用需求

 

工程专家通过与客户进行详细的讨论,包括包装、如何设计变压器以及如何安装,策略性地进行合作。原型和测试通常是等式的一部分。例如,工程总部拥有一个完整的内部环境测试实验室,所有的测试都是为了支持他们在美国北部和世界各地的Mil-Aero客户。内部测试实验室的可用性意味着可以以更低的成本更快地进行测试。

 

ITAR产品可以在美国生产,在墨西哥的磁学设施可以进行更高的量产。这对于覆盖不同小众市场、广泛需求和容量的客户来说非常方便。

 

工程应用专家还执行原型化,以构建样本并对其进行修改,以满足特定的应用需求。然而,在许多情况下,工程师可以通过在过去成功的基础上开发可行的设计来节省原型时间,而不必通过反复试验和勘误测试来验证想法。此外,在Mil-Aero市场上的新工艺和新技术经常被集成到商业产品中。

 

fvigor电子公司还为航空航天应用提供定制的绕丝产品,特别是对成本敏感的商业航空配件,这些配件必须满足比家庭用品更严格的要求,例如飞机上的咖啡机和微波炉。

 

此外,Mil-Aero制造商也面临着降低成本和缩短交货时间的压力。一些供应商正在努力提供增值服务,帮助最终客户实现这一目标。例如,fvigor为终端用户提供更大的组件,将其平板变压器安装在框架上,或向变压器添加支架和其他部件。这就加快了他们的装配时间,以降低劳动力成本的形式节省了时间和金钱。

 

平板变压器技术通常比线绕技术成本更高,但在Mil-Aero市场上,对小型低轮廓封装性能的需求推动了设计。制造商正致力于开发定制的平面设计,以适应特定应用的工程和包装要求。

来源:东莞市丰炜电子有限公司
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