平面变压器项目可行性研究

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1、11. 总 论1.1 项目提出的背景平面变压器是在 20 世纪 80 年代开始研制，并在 90 年代中期开始投入使用的一种新铁氧体电感元件。由于平面变压器适合于平面贴装，是电子产品实现轻薄小型化的主要产品。同时，与常规的变压器相比，平面变压器不但有结构上的优势，而且还具有功率密度高、效率高、漏电低、散热性好以及成本低等优点（其具体情况如表 11） 。所以，随着电子技术的不断发展，平面变压器的应用已经表 11：平面变压器的优越性能表优越性 具体性能高度低、体积小、重量轻 一般高度均小于 20mm,每 100W 约重 15g.高功率密度 比同类型的传统变压器高 3 倍功率适应范围大 5W25KW高

2、电压量 次级升压可以达到 20KV 以上高电流量 每层绕组可以达到 200A高效率 效率可达 95%99%低漏感 初级电感的 0.2%以下低 EMI 辐射 有效的磁芯屏蔽工作频率范围宽 20KHz2MHz工作温度范围宽 -400C1300C热传导效果好 散热面积大组装性能好 便于安装在印制板上从单一的通讯领域迅速扩展到笔记本电脑、汽车电子、医疗电子、安全系统、工业控制、数码像机、数字化电视、变频器、逆变器、各种 AC/DC、DC/DC 变换器以及军用雷达等多种领域。在电子设备的电源方面，常规变压器常常会占据很大的体积，采用铁氧体磁芯的变压器体积会大大减小。但是最近推向市场的模块电源，对变压器的

3、要求更加严格，如小尺寸、低高度、高的输出电流、低的输出电压、小的电磁辐射以及良好的结构稳定性等等，所有这些性能在采用平面变压器后都可以得到实现。这种变压器采用低尺寸的 RM 型铁氧体磁芯，选用高频功率铁氧体材料制成，在 500700KHz 高频下有比较低的磁芯损耗。在绕组结构方面，由于高频积集肤效应影响和通过大电流（如 12A30A）的要求，普通的绕线技术已经不能适应。新设计的采用平面多层印刷电路板叠合而成的绕阻，由于其具有低2的电流铜阻、低的漏感和分布电容，则可以满足高频谐振电路的要求，而且由于 RM 型磁芯的良好磁屏蔽，可以获得抑制射频干扰的良好效果。采用上述平面变压器研制成功的 560W

4、 功率范围的 DC/DC 变换器，已经大量的被应用在电信系统的插卡式板上电源。在汽车工业方面，氙弧灯镇流器采用的是 DC/DC 变换器，是平面变压器一个重要的应用领域。这一变换器要求将汽车的电池电压由 12V 升高到 100V，由于汽车特殊的电气和机械环境，对变压器的设计和制造工艺要求提出了更为严格的要求。如高的环境温度、大的加速力以及高的瞬时电流容量（有时高达100A）和高的工作频率等，而由于 E 型铁氧体磁芯具有较大的绕组空间，可以允许大的电流通过，所以采用这种磁芯研制成功的平面变压器则可以满足车辆的要求，这一绕组结构也同样采用多层印刷电路板技术，目前这种平面变压器已经在中高挡轿车中开始使

5、用。宽带传输方面，以因特网为中心的宽带通讯市场目前正在快速增长，传输系统已经由数字技术代替传统的模拟技术，这种综合的业务数字网络（ISDN）给用户提供了一个高度宽带的语言、文字、数据以及图像通讯的共用平台。当电话用户与中心交换局之间采用数字化传输技术时，铁氧体电感元件是必不可少的，如接口变压器、隔离变压器以及线路扼流圈等。接口变压器实际上是一个传输矩形脉冲的宽带变压器，要求有大的初级电感和和低的漏感，绕组要有高度的对称性，同时绕组之间要有较强的耦合和小的分布电容等，有的接口变压器要承受直流叠加，则可以采用低损耗的滤波器用的铁氧体材料，或者是高饱和磁通密度的功率铁氧体材料。由于电信网络要求较高的

6、安全性，因而要防止电压浪涌和闪电冲击，变压器的抗电强度应能承受 34KV 的高压。而所有这些特性都是平面变压器所具备的。根据这一特点此类平面变压器通常使用RM、EP 、罐形以及环型铁氧体磁芯，采用高磁导率铁氧体材料制成。同时在新一代家用开发方面，随着数字化、网络化的发展，数字电视将开辟在有线电视上进行交互作用的功能，为此就需要大量的宽带电感元件，如阻抗变换器、耦合器和分离器等。通过卫星电视也可以实现类似的功能，但是频率要求覆盖 4MHz2400MHz 的宽频带，而采用铁氧体双磁芯研制成功的平面变压器则可以满足上述要求。总之，随着电子技术的不断发展，小型化、平面化的电感铁氧体元件，将会大量的涌入

7、市场。目前，国外许多厂商正在生产并进一步研制开发新型的平面变压器，如以色列的 Payton 公司、美国的 West Coast 公司、Transpower Tech 公司、Pulse Tech 公司、日本的 Yokogawa 公司、韩国的 ISU 公司、马来亚的 Galaxy Powerg 公司、英国的 Planar Magnetis 公司、以及西门子和菲力浦公司等都在生产不同型号和不同规格的平面变压器。其中以色列的 Payton 公司是世界上目前3最大的平面变压器生产商，约占据了全球市场份额的 30%。如此同时，国内许多厂家也开始涉足这一领域，如广东东莞的大众电子公司、深圳的海光公司（Hig

8、h Light）等也已经开始生产 10W750W 系列产品。现在，平面变压器的生产品种已经涉及到常规变压器（用插针）的各个方面，如功率变压器、宽带变压器和阻抗匹配变压器等。目前，平面变压器有三种不同的制造方式：1）绕线式平面变压器，这种方式与常规的变压器绕线方式一样，适合于高频、高压变压器的制作；2）铜箔式平面变压器，这种方式是利用铜箔作绕组，折叠成多层线圈，适合于制造低压、大电流的变压器；3）多层印刷板式平面变压器，这种变压器是采用印刷电路板制造工艺，在多层板上形成螺旋式线圈，适合于制造性能比较稳定的中小功率的变压器。三种平面变压器以第三种的制造成本和技术含量最高，但是也最能发挥平面变压器的

9、优势。由于前两种产品具有成本低、易生产等优点，所以在中国平面变压器的制造商都倾向于这两种产品的生产，而国外的众多制造商都偏向于后一种产品的生产，以便获取更大的利润空间，但是由于其销售价格偏高（Payton 产品在中国市场的平均价格为 1520 美元） ，所以在国内市场的中低档产品中一般很少选用，同时，由于产品的系列化程度较低，在可能替代的传统变压器中，目前的替代率只有 10%左右，所以在国际市场上留下了较大的市场空间。鉴于上述情况提出了建立平面变压器生产厂的设想1.2 项目的指导思想1.2.1 实现规模经营，取得最佳效益作为开关电源中的电子元件，平面变压器是一种目前正在被大力发展和推广应用的换

10、代产品，其主要的应用对象是模块电源。根据目前国内外开关电源尤其是模块电源的发展趋势，以及同类产品的销售价格，只有实现规模生产降低生产成本，才能占领更多的市场份额，使企业取得最佳的经济效益。1.2.2 采用先进的工艺及设备，确保实现规模经营和最佳经济效益为确保实现规模经营并且以较低的生产成本生产出高质量的产品，使产品的各项性能指标均处于国际上同类产品的领先地位，必须采用先进的生产工艺和设备。1.2.3 选择技术含量高附加值高的产品，确保企业取得最佳经济效益根据平面变压器目前的生产状况，由于国内生产厂家的技术和工艺水平有限，能与国外同等厂商竞争的不多，同时，国外厂商的生产成本以及销售成本偏高，几乎

11、没有专一的生产厂家（只是公司的一种产品） ，产量偏低（Paytong4公司目前的产量大约为 12000 只/ 天） ，所以，投资者应选择目前生产工艺相对复杂，技术含量较高的多层印刷电路板式（PCB） ，作为企业的主导产品和市场切入点，以期占有较大的市场份额，从而使企业取得最佳的经济效益。1.2.4 遵守国家的法律法规以及相关政策，遵守市场规则1.3 编制依据1.3.1 甲方提供的可行性报告业务约定书1.3.2 模块电源近几年来的国际市场销售情况平面变压器主要是用于模块电源，模块电源的市场变化将直接影响到平面变压器的产量以及价格。依据全球五大洲模块电源近几年的市场变化情况，以及平面变压器在模块电

12、源中所占的权重，以全球市场的 60%来确定产品的生产规模。1.3.3 多层印刷电路板式平面变压器的结构和制造工艺1.3.4 有关专家和生产厂家技术人员的咨询1.3.5 国内外同类产品的生产及销售情况1.3.6 相关的技术资料和国际互联网中的相关信息1.3.7 国家的法律法规以及相关财政和税务政策1.4 生产大纲及建设范围1.4.1 生产大纲1.4.1.1 生产大纲的编制原则企业生产是企业管理的核心所在，其编制原则是，将企业的整个生产过程紧密的结合在一起，为创造企业的最佳经济效益。 1.4.1.2 生产计划由于平面变压器不是一种终极产品，所以，产品的生产在很大程度上是依据开关电源生产厂商的需求。

13、由于需求的不同，为缩小生产周期，要求生产计划必须要有针对性和预见性，并以此来平衡安排各种产品的生产种类以及原材5料的供应。1.4.1.3 原材料供应在产品计划决定生产最终产品的数量之后，要根据产品对原材料的消耗量，计算整个生产周期所需要的原材料数量，并留有合理的库存，以备下一个生产周期使用，原材料供应量中应充分考虑采购和自加工的数量，尽量少占有的流动资金。1.4.1.4 生产能力企业规模以及生产能力是依据目前市场的具体情况、产品成本以及今后市场的发展空间而制定的，从效益成本上考虑，企业必须有一个最小的生产能力指标。因此，在生产计划以及原材料计划（包括自加工）下达之后，要计算所有的工作的总负荷，

14、用于确定生产计划和原料计划在企业生产能力上是否是可行的。1.4.1.5 车间控制企业的生产计划和原料供应计划下达后，相应的生产车间要自我制定出动态的作业计划，要根据产品规格以及加工工艺的不同，分配到不同的生产线和班组。1.4.1.6 产品标准由于平面变压器是一个比较新的产品，而且只是开关电源中的一个元器件，目前还没有相关的产品标准可以参照，所以，企业只能根据客户的需求去高质量的完成产品。1.4.2 建设范围平面变压器是一种加工工艺相对简单的产品，因而，对于一个新企业而言，建设范围主要包括：生产厂房 3000m2） 、物流库 (500m2)、办公楼 (5002)、职工宿舍（2000m 2） 、职

15、工食堂（500m 2）等主要构筑物以及生产线的建设。对于电力、交通以及前期的场地处理，由于投资地点不详，所以无法做出估计，但是可以在企业投资规模中按总费用的 5%进行计算。1.5 主要结论和主要经济技术指标1.5.1 主要结论1.5.1.1 市 场6平面变压器作为传统变压器的替代型产品，随着电子技术的不断发展，有着广阔的发展空间。根据目前的市场调查，平面变压器在模块电源中对传统变压器的替代率尚不到 10%，所以只是模块电源就对平面变压器提供了无限商机，况且随着技术的不断发展，平面变压器将会在整个开关电源领域得到广应用。1.5.1.2 生产规模Payton 公司作为全球上最大的平面变压器制造商，

16、目前约占据了全球市场的 30%，公司的产品从 5W20KW 、20KHz2MHz ，形成了一个相对完整的产品系列，并且拥有多项比较先进的产品专利，目前的生产规模约为 400 万只/年。，根据目前的市场分析其建设规模应在 300 万只400 万只/ 年以上。同时，根据市场分析及预测，随着时间的延续，在 2003 年市场将达到 2700 万只，而到2004 年全球的平面变压器市场将达到 3600 万只，根据这一点具体情况，为确保企业具有与国际上同类生产厂家的竞争能力，企业在 2004 年应具有生产1000 万只的生产能力，以此作为企业的合理经济规模，同时，应充分考虑未来市场的发展空间，正式投入生产后根据市场的发展情况，应进一步扩大生产能力，由此而形成企业的最佳经济规模。1.5.1.3 产 品平面变压器的规格比较多，但是目前市场上的主导产品主要是集中在 300W以下，而对大功率的需求量还比较少，所以根据国内外生产厂商的产品分布，建议企业在正式生产的两年内将 100W300W 的 PCB 平面变压