ПЕЧАТНАЯ PCB - Что такое PCB-трансформатор?

Трансформаторная плата PCB (трансформатор печатной платы) является новым типом технологии трансформатора. Он заменяет конструкцию обмотки в традиционных трансформаторах печатью проводящих материалов на ПХД для формирования катушек, обеспечивая высокую интеграцию и миниатюризацию и обеспечивая сильную поддержку миниатюризации и эффективности электронного оборудования.

1. Технический принцип PCB трансформатора

Электромагнитный принцип

Конструкция PCB трансформатора основана на законе Фарадея электромагнитной индукции, то есть, когда ток в катушке меняется, в прилегающей катушке будет генерирована индуцированная электромотивная сила. Это основа для работы трансформатора. В PCB трансформатора первичная катушка и вторичная катушка магнитно соединяются через магнитное ядро для достижения преобразования напряжения и тока.

Выбор материала

Трансформаторная плата обычно использует магнитные материалы в качестве ядра, такие как феррит или мягкие магнитные композитные материалы. Эти материалы обладают высокой магнитной проницаемостью и характеристиками с низкими потерями, которые помогают повысить эффективность трансформатора. Кроме того, плата PCB должна иметь хорошие электрические и механические свойства, а материал обмотки должен выбрать соответствующий диаметр провода и материал в соответствии с характеристиками текущего размера и частоты.

Конструкция катушки

Катушка является главным компонентом PCB трансформатора, и они печатаются на PCB в определенном узоре. Конструкция катушки должна учитывать плотность тока, количество крутов катушки и макет катушки, чтобы обеспечить, что производительность трансформатора соответствует требованиям конструкции. Между слоями ПХД существуют "проходящие отверстия" для взаимосоединения обмоток, а повороты между обмотками соединяются последовательно или параллельно через "проходящие отверстия".

Коэффициент соединения и частотный ответ

Коэффициент соединения является показателем эффективности передачи энергии между первичными и вторичными катушками трансформатора. В конструкции PCB трансформатора коэффициент соединения улучшается путем оптимизации макета и соотношения поворотов катушки. Частотный ответ зависит от физического размера платы трансформатора и электрических характеристик катушки. Рабочая частота должна учитываться при проектировании, чтобы обеспечить хорошую производительность трансформатора в требуемом диапазоне частот.

Тепловое управление и интеграция

Поскольку PCB трансформатора генерирует тепло, когда он работает, необходимо учитывать тепловое управление. При проектировании может потребоваться добавить теплоотводник или использовать материал с высокой теплопроводностью, чтобы помочь рассеять тепло. Одним из преимуществ PCB трансформатора является его высокая интеграция. Он может быть интегрирован на одной и той же ПХД с другими электронными компонентами, тем самым снижая объем и вес всей системы.

трансформатор PCB

2. Процесс изготовления PCB трансформатора

Процесс изготовления PCB трансформатора является сложным и точным процессом, который включает в себя несколько этапов, включая проектирование, выбор материала, резку, обмотку, сборку, сварку и испытание.

Конструкция: Во-первых, плоский трансформатор должен быть спроектирован в соответствии с спецификациями и требованиями. Это включает в себя определение количества слоев, размера и формы трансформатора, узора обмотки и других параметров конструкции.

Выбор материала: Плоские трансформаторы ПХД могут состоять из независимых стандартных накладных схем или небольших компонентов многослойной платы ПХД или интегрироваться в мощную многослойную плату ПХД. Выбранные материалы должны соответствовать требованиям многослойности (4-12 слоев), низкой высоты (2-3 мм) и высокого тока обмотки.

Резка и сборка: Кремниевые стальные листы являются основным материалом трансформатора. После предварительной обработки их необходимо разрезать и собрать в соответствии с требованиями к проектированию. В этом процессе рабочим необходимо использовать точные инструменты и оборудование для резки, чтобы гарантировать, что размер и форма кремниевых стальных листов соответствуют требованиям.

Обмотка: Обмотка является еще одним важным компонентом трансформатора. Планарные трансформаторы обычно используют ядра типа E, типа RM, EC, ETD и EER, изготовленные из высокочастотных мощных ферритных мягких магнитных материалов. Во время процесса обмотки надо контролировать напряжение и скорость обмотки катушки, чтобы обеспечить равномерность и герметичность катушки.

Изоляционная обработка: После завершения обмотки требуется изоляционная обработка для обеспечения безопасности и надежности трансформатора. Это обычно включает в себя такие меры, как нанесение изоляционной краски, использование изоляционной ленты или изоляционной бумаги.

Сборка сварки: Сборка катушки и ядра вместе и сварка их для обеспечения прочности соединения.

Испытание и отладка: Наконец, трансформатор должен быть испытан и отладлен, чтобы убедиться, что его производительность соответствует требованиям конструкции. Это включает испытание теплового сопротивления, испытание индуктивности утечки и испытание плотности мощности и т.д.

Проверка качества: Только после строгого контроля процесса и проверки качества могут быть произведены высококачественные продукты трансформатора.

3. Точки проектирования PCB трансформатора

Дизайн макета

В конструкции PCB инвертора высокой мощности 6 кВт макет трансформатора имеет решающее значение. Трансформатор должен быть расположен как можно ближе к части питания, чтобы уменьшить длину линии электроснабжения, уменьшить влияние сопротивления и индуктивности и повысить эффективность. В то же время следует рассмотреть хорошую конструкцию рассеивания тепла, такую как подходящий теплоотводник или площадь рассеивания тепла. Расположение вокруг трансформатора должно учитывать электромагнитное экранирование и уменьшать радиочастотные помехи, чтобы избежать воздействия на систему и окружающее электронное оборудование.

Дизайн рассеивания тепла

Трансформатор будет генерировать много тепла при работе с высокой мощностью, поэтому должно быть зарезервировано достаточно места для установки теплоотвода или обеспечения хорошего потока воздуха, чтобы избежать перегрева трансформатора. Медные ПХД или теплоотводники могут использоваться для обеспечения того, чтобы тепло могло эффективно проводиться и рассеиваться.

Проводка и экранирование

Входные и выходные концы трансформатора должны использовать широкие и короткие проводы PCB как можно больше, чтобы уменьшить сопротивление и индуктивность и уменьшить потери. Если условия позволяют, рассмотреть возможность размещения плоскости земли и экранизирующей крышки вокруг трансформатора, чтобы эффективно уменьшить электромагнитное излучение и помехи приема.

4. Перспективы применения PCB трансформатора

Трансформаторная печатная плата имеет широкие перспективы применения во многих областях из-за своего небольшого размера, легкого веса, высокой интеграции и стабильной производительности.

Портативные электронные устройства: С популяризацией портативных электронных устройств требования к миниатюризации и высокой эффективности источников питания становятся все выше и выше. Трансформаторная плата может удовлетворить этот спрос и обеспечить стабильное питание для мобильных телефонов, планшетов и других устройств.

Новые энергетические транспортные средства: Новые энергетические транспортные средства имеют чрезвычайно высокие требования к эффективности и надежности энергосистемы. Трансформаторная плата может применяться к системе зарядки, системе привода двигателя и т.д. транспортных средств новой энергии для улучшения производительности и стабильности системы питания.

Системы возобновляемых источников энергии: в системах возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра, трансформаторные ПХД могут использоваться для достижения преобразования напряжения и тока и повышения эффективности преобразования энергии.

Промышленная автоматизация: в области промышленной автоматизации трансформаторные ПХД могут использоваться в управлении двигателем, подаче питания датчика и т.д. для улучшения производительности и надежности оборудования.