Hoogfrequent-/SMPS-transformatoren

Een SMPS-transformator is een hoogfrequente transformator voor schakelende voedingen en vermogenselektronische omvormers. Hij draagt energie over tussen gepulseerde stroomcircuits, past spanningen aan en zorgt voor galvanische scheiding. Het ontwerp ervan hangt rechtstreeks samen met de topologie en de schakelfrequentie.

SMPS-transformatoren werken bij aanzienlijk hogere frequenties en kunnen daarom veel compacter worden gebouwd. Daar staat tegenover dat ze gevoeliger zijn voor de wikkelingsgeometrie, kernverliezen, schakelflanken, strooinductiviteit en parasitaire capaciteiten. Een nettransformator kan niet zonder herontwerp als hoogfrequentietransformator worden ingezet.

Een flyback-transformator, ook wel flyback-omzetter of flyback-transformator genoemd, slaat tijdens de inschakelfase energie op in het magnetische circuit en geeft deze tijdens de uitschakelfase door aan de secundaire zijde. Het magnetische circuit heeft hiervoor vaak een bepaalde luchtspleet. Het ontwerp verschilt fundamenteel van direct overdragende topologieën.

Verspreidingsinductie beschrijft het deel van de magnetische flux dat niet door alle gekoppelde wikkelingen loopt. Dit kan spanningspieken, schakelverliezen en het EMC-gedrag beïnvloeden. De opbouw van de wikkelingen, de isolatie en de koppeling moeten daarom gezamenlijk worden geoptimaliseerd.

Capacitieve koppeling tussen wikkelingen kan hoogfrequente common-mode-stromen en storingsemissies overbrengen. Een vermindering van de capaciteit kan echter van invloed zijn op de magnetische koppeling en de strooinductie. De juiste balans hangt af van het circuit, de isolatie en de EMC-doelstelling.

Ja. Een hoogfrequentietransformator kan meerdere secundaire en hulpwikkelingen bevatten. Voor elke wikkeling moeten de spanning, de stroom, het regelreferentiepunt, de isolatie en de fasehoek eenduidig worden vastgelegd.

De volgende gegevens zijn nodig: topologie, ingangsspanningsbereik, uitgangsspanningen en -stromen, vermogen, schakelfrequentie, duty cycle, regelmethode, gewenste inductie, toegestane verliezen, temperatuurbereik, isolatie, inbouwruimte en aansluittechniek. Een volledig schakelschema vergemakkelijkt een veilige ontwerpberekening.

Ja. Een bestaand gegevensblad, een tekening, een schakelschema of een prototype kan als uitgangspunt dienen. De elektrische werking, isolatie, thermische belasting en mechanische integratie worden gecontroleerd en omgezet in een gedocumenteerde, productiegereed ontwerp.