Was ist ein planarer Transformator?

Ein planarer Transformator ist im Wesentlichen ein Transformator, der Flachwicklungen verwendet, in der Regel auf einer Leiterplatte, anstelle von Kupferdraht, um die Spulen zu bilden.  Die Leiterplattenkonstruktion schafft einen anderen Formfaktor, der einige einzigartige Vorteile und ein paar Kompromisse bietet.

Was sind die Vorteile von planaren Transformatoren?

Der Formfaktor planarer Transformatoren bietet mehrere Vorteile, darunter:

1. Niedriges Profil – die Wicklungen sind flach, so dass ein kürzeres Wickelfenster. Dies kann auch bedeuten, dass der Kern für eine größere Querschnittsfläche und größere Fläche oben und unten ausgelegt werden kann, um die Wärmeabfuhr aus dem Transformator zu erleichtern.

2. Hervorragende Wiederholbarkeit der Konstruktion – die Leiterplattenwicklungen sind sehr wiederholbar, was die parasitären Effekte wie Leckageinduktivität und Interwinding-Kapazität vorhersehbarer und wiederholbarer macht.

3. Hohe Isolation – Die Leiterplattenkonstruktion ermöglicht eine erhöhte Isolierung zwischen Wicklungsschichten.

4. Hocheffizient (typ 99% +), in einer leichten kompakten Form.

Was sind einige der Kompromisse von Planar Transformers?

Planare Transformatoren bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Formfaktortransformatoren, aber es gibt einige Kompromisse:

1. Die Leiterplatte nimmt mehr vom Wickelfenster ein und begrenzt die Gesamtzahl der Umdrehungen, die auf ein bestimmtes Paket passen können. Aus diesem Grund werden planare Transformatoren in der Regel für Hochfrequenztransformatoranwendungen (>100kHz) gewählt, da mit zunehmender Frequenz die Anzahl der Umdrehungen auf jeder Wicklung in der Regel abnimmt.

2. Höhere Interwinding-Kapazität: Da es sich bei den Wicklungen um flache Leiterplattenspuren handelt, kann die Kapazität von einer Schicht zur nächsten höher sein als herkömmliche Transformatoren.

3. Größere anfängliche Werkzeuginvestitionen sind erforderlich, um alle Wicklungen auf mehreren Leiterplattenschichten zu verlegen. Standard-Transformator-Paketmaterialien sind leicht verfügbar und kundenspezifische Versionen können leicht gewickelt werden. Planare Transformatoren erfordern häufig PCB-Einrichtungsgebühren, und daher sind benutzerdefinierte planare Transformatoren seltener.

Was sind einige der Anwendungen von planaren Transformatoren?

In der Leistungselektronik steigt die Nachfrage nach höherer Effizienz und Leistungsdichte.  Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass Hochfrequenzmagnete so klein wie möglich sind und in elektronische Schaltungen und Geräte integriert werden.  Daher werden planare Transformatoren in immer mehr Branchen eingesetzt, die traditionelle Drahtwickeltransformatoren einsetzen:

· Switch Mode Netzteile (SMPS) sowohl AC/DC als auch DC/DC

· Luft- und Raumfahrt, Avionik

· Unterhaltungselektronik

· Elektrofahrzeuge

· Industrielle Energiesysteme

· Solarwechselrichter, Windgeneratoren

· Fernmeldeanlagen

· Batterieladegeräte

· LED-Beleuchtung

· Medizinprodukte

· Geräte

· Schweißwechselrichter

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