創(chuàng)新型分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器已取代傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器
發(fā)布時(shí)間：2021-11-15 19:04
自1990年雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)10Bas-T規(guī)格確立后,以太網(wǎng)絡(luò)變壓器變成雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)電路中必不可或缺的元器件，且雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)規(guī)格在這三十年來(lái)快速發(fā)展，其傳輸速率由十兆、百兆發(fā)展到四萬(wàn)兆(40G)。另外，在2015年前網(wǎng)絡(luò)變壓器依照元器件外觀(guān)，分成插件模組、貼模組與整合模組三大類(lèi)，基本都是由線(xiàn)圈組件與機(jī)構(gòu)件組成，以上統(tǒng)稱(chēng)為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器。
一傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器種類(lèi)
就電路架構(gòu)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器的線(xiàn)圈是由一個(gè)帶中心抽頭的信號(hào)變壓器(T1)與一個(gè)共模濾波器(T2)組成，但是也有包括多個(gè)共模濾波器或是三線(xiàn)共模濾波器、自耦變壓器等組件所組成，通常一般使用者并不清楚其所使用網(wǎng)絡(luò)變壓器的電路架構(gòu)，所以一旦在使用過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題，要自行快速排除問(wèn)題并不容易。
二典型傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器架構(gòu)
傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器，不論是哪一個(gè)種類(lèi)，都是采用在環(huán)形鐵芯繞成不同組數(shù)的漆包線(xiàn)而形成變壓器、共模濾波器等組件。由于結(jié)構(gòu)的限制，環(huán)型鐵芯不易自動(dòng)化繞線(xiàn)，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器所采用的環(huán)型鐵芯又相對(duì)較小，更增加自動(dòng)化難度，因此雖然許多廠(chǎng)商嘗試將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器的線(xiàn)圈繞線(xiàn)自動(dòng)化，但仍是成效不佳，還是維持人工繞制為主。
線(xiàn)圈組件僅占傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器制程的三分之一，后續(xù)還有理線(xiàn)、焊錫、烘烤與灌膠等等許多步驟，才能完成將線(xiàn)圈組件與機(jī)構(gòu)組件整合成為傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器。簡(jiǎn)而言之，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器生產(chǎn)步驟繁復(fù)、需要大量人工、加上外部結(jié)構(gòu)樣式繁多，使得傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器一直存在著品質(zhì)問(wèn)題多、品項(xiàng)多、庫(kù)存管理困難與周期性缺貨等問(wèn)題;傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器制造商近年來(lái)雖然持續(xù)努力想要?jiǎng)?chuàng)新及改善，仍然未有重大突破。
在后網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊WiFi、4G與5G、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)擴(kuò)展下，整體有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)RJ45的接口數(shù)依然大幅成長(zhǎng)，且往高速化發(fā)展，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)變壓器的需求與成本壓力仍持續(xù)增加。
終于在2015年左右出現(xiàn)突破性的分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器，將鐵芯由環(huán)型改成工字型鐵芯，才完成網(wǎng)絡(luò)變壓器全自動(dòng)化生產(chǎn)的重大突破。雖然以工字型鐵芯全自動(dòng)化生產(chǎn)的線(xiàn)圈組件，早在2000年左右即已出現(xiàn)，并且發(fā)展多年，但對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器制造商來(lái)說(shuō)，此種制程卻是全新的挑戰(zhàn)。
三分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器結(jié)構(gòu)創(chuàng)新
一般傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器產(chǎn)業(yè)鏈須分成鐵芯廠(chǎng)、線(xiàn)包廠(chǎng)與網(wǎng)絡(luò)變壓器組裝廠(chǎng)三個(gè)不同生產(chǎn)廠(chǎng)家分段完成，但以分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器則是可以實(shí)現(xiàn)從鐵芯到成品由一家廠(chǎng)家獨(dú)立完成;也就是說(shuō)，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器廠(chǎng)商如果要生產(chǎn)分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器則需要建立鐵芯材料與全自動(dòng)化繞線(xiàn)生產(chǎn)的能力，而原先具備工字型鐵芯全自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)圈組件的電感廠(chǎng)商,雖然具有生產(chǎn)能力,但是對(duì)于網(wǎng)絡(luò)變壓器的應(yīng)用并不熟悉，因此，如何提供最佳特性分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器組件則成為其最大的挑戰(zhàn)。
西北臺(tái)慶憑借40多年的磁性材料經(jīng)驗(yàn)與成熟的工字型線(xiàn)圈生產(chǎn)工藝，在分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器發(fā)展初期即積極投入量產(chǎn)及應(yīng)用測(cè)試設(shè)備，提供客戶(hù)分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)多年努力，在分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器的市占率已高達(dá)95%以上。
四全球分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器使用數(shù)量
2017年起，在各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的多樣化及快速變化帶動(dòng)下，使得網(wǎng)絡(luò)變壓器需求旺盛。網(wǎng)絡(luò)變壓器作為網(wǎng)端設(shè)備必備元器件，在下游需求增溫與多變狀況下，除了需求增加外，也被要求對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)須更為快速;而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器由于人工成本上漲、招工困難、制程復(fù)雜與種類(lèi)繁多等問(wèn)題，已無(wú)法應(yīng)付市場(chǎng)低成本與快速反應(yīng)的需求。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器的缺貨情況由往年農(nóng)歷假期前后的季節(jié)性缺貨，演變成對(duì)市場(chǎng)需求變化反應(yīng)不及的不定時(shí)缺貨，幸而有全自動(dòng)化生產(chǎn)的分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器補(bǔ)足缺口，讓整體市場(chǎng)的供應(yīng)不成問(wèn)題。
2019年底突然爆發(fā)的疫情，因?yàn)榫蛹肄k公、在線(xiàn)學(xué)習(xí)及視頻會(huì)議的需求大幅增加，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的需求高漲，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)變壓器的需求突然大幅增加，缺貨問(wèn)題更加明顯。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器因?yàn)樾枰罅咳肆?，在疫情下更無(wú)法快速提升產(chǎn)能，甚至受疫情影響產(chǎn)出減少。西北臺(tái)慶由于多年布局分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器，全自動(dòng)化生產(chǎn)并不受疫情影響，且能短時(shí)間以倍數(shù)提高出貨量來(lái)供應(yīng)市場(chǎng)需求，即便如此，長(zhǎng)期仍然無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)缺口，迄今網(wǎng)絡(luò)變壓器供應(yīng)狀況仍甚為緊張。
在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器持續(xù)缺貨無(wú)法解決后，2021年起原先少量投入或新進(jìn)投入分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器的電感廠(chǎng)商或傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器廠(chǎng)商，開(kāi)始進(jìn)入分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器市場(chǎng)，并進(jìn)行重點(diǎn)推廣。
就技術(shù)面來(lái)說(shuō)，分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器的結(jié)構(gòu)是用帶有電極工字型鐵芯經(jīng)過(guò)繞線(xiàn)后，可以直接貼于PCB上。以電路結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)可以分成兩種:
A.與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器同樣由信號(hào)變壓器(T1)與共模濾波器(T2)組成，目前稱(chēng)為電感式變壓器。
B.與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器不同，由電容、共模濾波器與自藕變壓器組成，目前稱(chēng)為電容式變壓器。
就分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器方案的成本與空間來(lái)說(shuō)，電容式方案遠(yuǎn)優(yōu)于電感式方案;在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器的替代性，則是電感式方案遠(yuǎn)優(yōu)于電容式方案。因此，在選擇分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器供應(yīng)商時(shí)，以能同時(shí)供應(yīng)電容式與電感式方案廠(chǎng)家優(yōu)先。
五分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器電路創(chuàng)新
雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)展多年，因?yàn)榧夹g(shù)持續(xù)演變，使得不同芯公司或同一芯公司所產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)芯對(duì)于網(wǎng)絡(luò)變壓器的規(guī)格要求略有差異。同時(shí)以太網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，正常運(yùn)作需同時(shí)考慮到軟體、固件、芯設(shè)計(jì)、PCB布局及EMC問(wèn)題?？蛻?hù)使用傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器時(shí)，有許多供應(yīng)商型號(hào)可以選用，但在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器與芯廠(chǎng)商未能提供足夠技術(shù)支持的情況下，經(jīng)常采用試錯(cuò)法來(lái)解決問(wèn)題，因而導(dǎo)致傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器型號(hào)眾多，客戶(hù)物料管理不易。
分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器的發(fā)展，除了解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)變壓器無(wú)法自動(dòng)化生產(chǎn)的問(wèn)題外，也希望能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)變壓器規(guī)格單一化，這時(shí)如何調(diào)整設(shè)計(jì)就變成一個(gè)重要的課題，因此供應(yīng)商需要有足夠的技術(shù)支持能力與經(jīng)驗(yàn)。以電容式分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，目前僅有少數(shù)公司具有專(zhuān)利，當(dāng)使用電容式分離式網(wǎng)絡(luò)變壓器需要注意是否會(huì)侵權(quán)。
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