Contexte du projet
Le client est un fabricant de modules pour bornes de recharge. Sur son module de charge DC 30kW, l'élévation de température du transformateur en pleine charge était trop élevée, entraînant une augmentation de la vitesse du ventilateur et du bruit, tandis que le rendement peinait à répondre aux nouvelles exigences d'efficacité énergétique.
Défis techniques
- Fréquence de découpage de 100kHz, exigeant une réduction simultanée des pertes dans le noyau magnétique et des pertes cuivre ;
- Espace interne limité du module, le volume du transformateur ne pouvant être augmenté ;
- Obligation de passer un test d'isolation haute tension à 100 % et un vieillissement prolongé en pleine charge ;
- Volume annuel important, exigeant une constance de qualité et une capacité de livraison fiables.
Notre solution
Adoption d'un noyau en ferrite de puissance à faibles pertes et d'un bobinage en fils de Litz :
- Re-sélection de la nuance du noyau selon le flux magnétique de travail réel et la fréquence, réduisant les pertes dans le noyau d'environ 20 % ;
- Utilisation de fils de Litz pour les enroulements primaire et secondaire, réduisant les pertes cuivre dues à l'effet de peau à haute fréquence ;
- Bobinage en sandwich réduisant l'inductance de fuite et limitant les pics de tension sur les interrupteurs ;
- Augmentation des distances d'isolement sur le support de bobinage et injection d'un epoxy thermoconducteur haute performance pour améliorer le chemin de dissipation thermique.
Résultats livrés
- Rendement en pleine charge porté de 96,2 % à 98,0 %, conforme aux objectifs d'efficacité énergétique du client ;
- Élévation de température au point chaud du transformateur réduite de 11 ℃, permettant une réduction de la vitesse du ventilateur et une baisse notable du bruit de l'ensemble ;
- Tests d'isolation haute tension à 100 % et vieillissement en pleine charge entièrement réussis, avec une livraison annuelle dépassant 200 000 unités en production de série ;
- Cette solution a été étendue à la plateforme 60kW du client.