Hochfrequenz-/SMPS-Transformatoren

Ein SMPS-Transformator ist ein Hochfrequenztransformator für Schaltnetzteile und leistungselektronische Wandler. Er überträgt Energie zwischen getakteten Stromkreisen, passt Spannungen an und ermöglicht eine galvanische Trennung. Seine Auslegung ist unmittelbar an Topologie und Schaltfrequenz gebunden.

SMPS-Transformatoren arbeiten bei deutlich höheren Frequenzen und können deshalb wesentlich kompakter aufgebaut werden. Dafür reagieren sie empfindlicher auf Wicklungsgeometrie, Kernverluste, Schaltflanken, Streuinduktivität und parasitäre Kapazitäten. Ein Netztransformator lässt sich nicht ohne Neuauslegung als Hochfrequenztransformator einsetzen.

Ein Flyback-Transformator, auch Sperrwandlertransformator oder Flyback-Übertrager genannt, speichert während der Einschaltphase Energie im Magnetkreis und überträgt sie während der Ausschaltphase auf die Sekundärseite. Der Magnetkreis besitzt dafür häufig einen definierten Luftspalt. Die Auslegung unterscheidet sich grundlegend von direkt übertragenden Topologien.

Streuinduktivität beschreibt den Anteil des magnetischen Flusses, der nicht alle gekoppelten Wicklungen durchsetzt. Sie kann Spannungsspitzen, Schaltverluste und EMV-Verhalten beeinflussen. Wicklungsaufbau, Isolation und Kopplung müssen deshalb gemeinsam optimiert werden.

Kapazitive Kopplung zwischen Wicklungen kann hochfrequente Gleichtaktströme und Störaussendungen übertragen. Eine Verringerung der Kapazität kann jedoch die magnetische Kopplung und Streuinduktivität beeinflussen. Die richtige Balance richtet sich nach Schaltung, Isolation und EMV-Ziel.

Ja. Ein Hochfrequenztransformator kann mehrere Sekundär- und Hilfswicklungen enthalten. Für jede Wicklung müssen Spannung, Strom, Regelbezug, Isolation und Phasenlage eindeutig festgelegt werden.

Benötigt werden Topologie, Eingangsspannungsbereich, Ausgangsspannungen und -ströme, Leistung, Schaltfrequenz, Tastverhältnis, Regelverfahren, gewünschte Induktivität, zulässige Verluste, Temperaturbereich, Isolation, Bauraum und Anschlusstechnik. Ein vollständiger Schaltplan erleichtert die sichere Auslegung.

Ja. Ein vorhandenes Datenblatt, eine Zeichnung, ein Schaltplan oder ein Muster kann als Ausgangspunkt dienen. Die elektrische Funktion, Isolation, thermische Belastung und mechanische Integration werden geprüft und in eine dokumentierte, fertigungsgerechte Ausführung überführt.