未来2年片式网络变压器将成主流 助力网络设备解决挑战

原标题:未来2年片式网络变压器将成主流 助力网络设备解决挑战

全球数据规模爆发带动了交换机、路由器和无线产品等网络设备的市场需求,与此同时5G网络的大规模建设正在开启,这也将对无线网络设备、光通信设备和IP设备产生拉动效应。

然而,传统网络变压器已经难以满足网络设备的小型化、模块化、高品质等发展需求。东莞铭普光磁股份有限公司董事长杨先进认为,未来2-3年新的网络变压器技术必将取代传统产品。

网络设备面临新挑战

在“提速降费”和“宽带中国”政策的持续推动下,运营商对网络升级改造的需求将保持稳定,有效带动网络设备市场未来需求。与此同时,网络设备市场还受到数据中心(具备服务器和交换机)大规模建设,以及消费电器、工业以太网设备等市场需求的推动。

不过,网络设备也面临着新的技术要求。

比如,随着数据中心增加,LAN 接口的数量也随之增加,因此网端设备的安装组件需更小、更薄,而且也需具备更好地设计灵活性。

另外,由于万兆交换机的物理层芯片和网络变压器都针对交换设备的应用而设计的,导致封装体积大导致无法应用在SFP+模块,功耗大而超出SFP+设备的功耗设计要求。因此急需将磁件与插座进行集成以缩小体积,同时大幅提高EMI噪音屏蔽性,实现更可靠的连接。

与此同时,宽带正在不断的提速升级,而且高达 10 Gb/s传输速率的以太网标准得以建立,企业和消费者对无线信号的稳定性要求越来越高,这就要求设备必须能够提供良好的产品品质保障。

传统网络变压器难以满足需求

网络变压器是通信设备中不可缺少的重要部件。它主要应用于网络交换机、路由器、服务器、网卡、集线器、ADSL、 VDSL 数字设备、EOC 终端、网络机顶盒、智能电视、网络摄像机和主板等设备, 起到信号耦合,阻抗匹配,波形修复,信号杂波控制和高电压隔离等作用。

由于网络设备需要更小型化、模块化和高品质的安装组件,网络变压器作为一个关键组件,其特性也有必要对应下一代以太网。杨先进董事长透露,从客户的设计需求来看,5G设备网络变压器的形态、样式等各方面都发生了很大的改变。

总体而言,在服务器及路由器方面,网络变压器需要进一步满足高速对应、高可靠性需求,在笔记本电脑、数码电视、HDD 记录器以及游戏机方面需要进一步小型化、低背化,而在应用领域则要求在广大的温度范围内进一步提高性能。

然而传统的网络变压器在面对这些新挑战方面表现地捉襟见肘。随着社会的发展、通信领域科技的进步、低碳环保理念的倡导以及消费者消费习惯的改变与提升,传统网络变压器的体积、构造、速率及性能已远不能满足当今社会的需要。

首先,自动化程度低。杨先进董事长认为,传统网络变压器属于劳动力密集型的产品,随着中国劳动力越来越紧缺,人工成本越来越高,这种手工参与的制造方式难以满足市场需求,并且要品质上实现突破是很难的。

据铭普光磁工程部产品经理石洪雄介绍,传统网络变压器采用环形磁芯,受环形形状的制约,很难利用自动绕线工艺,很大程度上只能依靠手工制作。而另一方面,手工绕线涉及到人工参与,会影响品质稳定性,难以提高量产。

其次,交期不稳定。随着交换机、路由器、机顶盒、消费电子、智能家居、数码电视机等各种网络设备的需求进一步扩大,网络变压器的稳定供应成了市场一大需求。但是,环形磁芯由于受其形状前提的限制,卷线的自动化极其困难,而且受制于工人流动性影响,无法应对市场需求。

另外,还存在安全隐患。传统网络变压器包括绝缘封装体和多个磁环线圈组件。随着网络变压器的尺寸越来越小,功能要求越来越高,绝缘壳体内的电子元件越来越多。那么,在生产过程中,传统网络变压器的磁环线圈元件上的包线有可能会被破坏。这会导致网络模块在雷击时,线圈组上所产生的瞬间高压,可能会突破漆包线的绝缘层而耦合至另一线圈组,进而造成网络设备的损坏。

片式网络变压器应运而生

针对市场的这些需求变化,一些网络变压器企业开始做出变革,一种新型的网络变压器——片式网络变压器应运而生。

杨先进董事长认为,片式网络变压器很好地解决了传统技术所存在的问题,它在产品结构、工艺设计、原材料改进、生产动化等方面有重大改进。这对变压器企业的设计能力、工艺水平将提出了很高的挑战,实现片式产品的量产需要很大研发投入和技术创新。

石洪雄指出,片式网络变压器在降低成本、品质可靠性、供货稳定性和设计灵活性等方面,都可以解决传统劳动密集型产品的瓶颈。

首先,片式网络变压器使用工字型和I型磁芯分开组装的方式,采用自动绕线机在工字型磁芯上完成绕组的绕制,绕组线头和线尾分别点焊与工字型磁芯两侧的焊盘上,然后把I型磁芯顶盖通过自动贴片机用胶水粘接到工字型磁芯顶部。

因此,与传统结构相比较,更有利于实现脉冲变压器的自动化生产,不仅可以解决传统变压器手工绕制的困境,从而大幅提高生产效率,降级生产成本,而且可以解决传统变压器由于手工制作造成的产品一致性不佳的问题。

其次,由于采用新结构和自动化生产方式,片式网络变压器可以将工艺流程从传统的26个以上,缩短到8个,大大减少人为操作,缩减成本,加快生产速度,而且品质一致性更好。

另外,片式网络变压器可以跟片式电感一样,直接焊接主板上来代替原来的传统网络变压器,因此能够节省成本和空间,布板也更灵活。

铭普光磁作为网络变压器行业的龙头企业之一,一直以来都专注从事传统网络变压器的生产和研发,而早在两年前,他们就开始主动“自我革命”,推出自动绕线工艺的片式网络变压器,以替代传统网络变压器。杨先进董事长说:“片式网络变压器是铭普未来发展中非常重要的支点。”他甚至认为,未来2到3年之内,片式网络变压器将取代传统产品,而铭普也会全力往这方向发展。

据石洪雄透露,铭普的片式网络变压器产品已经成功推出了2年,而且已有很多用户在使用片式网络变压器。

但受制于生产规模等各种原因,目前网络变压器还没有大面积铺开。杨董事长认为自动化设备问题是阻碍其快速发展的最大瓶颈。他表示,“铭普已经引进了许多设备来解决自动化生产问题。而且铭普还与设备供应商一起开发研究,优化设备,提高产品的稳定性,并尽可能把设备成本降低。”

他深信,铭普今年下一批相关设备交付生产后,很多重要网络设备客户将会大批量使用片式网络变压器,而铭普也会继续加大网络变压器的自动化生产水平,以协助推动网络设备市场的繁荣。

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