In dieser Antwort wird ein Schaltnetzteil mit einem Transformator erwähnt, der im Bereich von 10 MHz arbeitet, um die Größe zu verringern.
Wie würde ein solcher Transformator ausgelegt sein? Hätte es immer noch ein einfaches altes Design mit einem Kern und Wicklungen, nur kleiner, oder hätte es ein alternatives Design?
Das Design eines Transformators bei 10 s MHz ist nicht das Hauptproblem, wenn ein Schaltnetzteil mit einer solchen hohen Frequenz betrieben werden soll. Es gibt viele Ferrite, die als Kernmaterial verwendet werden können und bei dieser Frequenz nicht besonders verlustbehaftet sind. Das größte Problem wird darin bestehen, die kapazitive Kopplung zwischen der Primär- und Sekundärwicklung sowie zwischen Teilen jeder Wicklung zu minimieren. Dies könnte einen Toroid erfordern, bei dem jede Wicklung nicht ganz die Hälfte des Toroids überspannt, so dass zwischen diesem Zeitpunkt und den Enden jeder Wicklung ein gewisser Abstand besteht.
Das eigentliche Problem sind Schaltverluste. Wenn der gesamte Schaltzyklus nur 100 ns oder weniger beträgt, ist eine Schaltübergangszeit von 10 bis 20 ns signifikant. Wenn der Schalter ein FET ist, bedeutet das Laden und Entladen des Gates 10 M mal pro Sekunde einen signifikanten Strom. Schnelle Teile kosten im Allgemeinen mehr und benötigen mehr Leistung zum Fahren. Während der Induktor schön klein gemacht werden kann, begrenzt der Wirkungsgradverlust bei dieser Frequenz die Größe aufgrund von Wärmeableitungsproblemen.
Es klingt sinnvoll, einen Blick auf ein Resonanzdesign zu werfen. Dies könnte tatsächlich dazu führen, dass die parasitäre Kapazität jeder Transformatorwicklung mit einiger Klugheit verwendet wird.
Bei Dutzenden von Megahertz können Sie einen planaren Transformator entwerfen, der Leiterplattenspuren als Wicklungen verwendet.
HF-Transformatoren gibt es in vielen Größen und Formen. Für < 1 Watt sehen Sie sich an, wie Kabelfernsehtransformatoren beispielsweise für den Betrieb von 5 MHz bis 500 MHz ausgelegt sind. Die Wicklungsrichtung, die Anzahl der Windungen, die Ferrit-Eigenschaften und die Konfiguration der einzelnen oder nicht isolierten Teile spielen eine Rolle für die Leistung. Die Impedanzanpassung bietet noch speziellere Eigenschaften der Richtungsisolation oder des Rückflussverlusts, die für Zweiwegesignale und das Erhalten eines kleinen Samples wie -20 dB oder das Aufteilen des Signals in zwei Pfade und das Transformieren der Spannung 2: 1 nützlich sind. mit 75 Ohm Quellen und 150 Ohm R intern.
Diese Fotos zeigen einen ähnlichen Transformator, der mit einem 100-Ohm-Differential für 50-Ohm-Verbindungen als "Richtkoppler oder -teiler" oder als 2: 1-Leistungstransformator mit 3,5 dB Verlust hergestellt wurde. HF-Transformatorschema ( Splitter)
Für mehr Leistung werden unterschiedliche Kerne und Drahtgrößen berücksichtigt, und die Geometrie hängt vom Windungsverhältnis ab. Zur Reduzierung der Kapazität werden Bi-Filar-Wicklungen und Trifilar-Wicklungen verwendet. Dutzende anderer Methoden sind akzeptabel. Wenden Sie sich an Mini-Circuits Labs. Fotos