Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Transformatory impulsowe z systemem izolacji UL

Article Image
W porównaniu z klasycznymi zasilaczami liniowymi, zasilacze impulsowe (SMPS) wyróżniają się większą sprawnością, mniejszymi wymiarami i wagą, szerszym zakresem dopuszczalnych napięć wejściowych oraz lepszą stabilizacją napięcia wyjściowego, co ma szczególne znaczenie przy współpracy z urządzeniami elektronicznymi o ściśle określonym przedziale dopuszczalnych napięć zasilających. Ich konstrukcja jest jednak zdecydowanie bardziej złożona od klasycznych odpowiedników. Choć w sieci bez trudu można znaleźć liczne noty aplikacyjne scalonych sterowników SMPS (wraz z praktycznymi wskazówkami dotyczącymi projektowania układów impulsowych), to już zdobycie gotowego, katalogowego transformatora do takiego zasilacza jest zadaniem bardzo trudnym, a nierzadko wręcz niemożliwym. Właśnie dlatego niestandardowe rozwiązania są niezbędne w przypadku transformatorów impulsowych, zwłaszcza jeżeli gra toczy się o spełnienie szczególnych wymagań projektowych.

Transformatory impulsowe pracują przy znacznie wyższych częstotliwościach (zwykle kHz lub MHz) niż tradycyjne transformatory sieciowe. Praca w wyższych pasmach generuje problemy związane z zakłóceniami elektromagnetycznymi, co z kolei wymaga odpowiedniej konstrukcji transformatora pozwalającej na eliminację emisji RFI. A tego można dokonać poprzez redukcję indukcyjności rozproszenia i dobór odpowiedniej wielkości rdzenia ferrytowego, co z kolei przekłada się na odpowiednie wypełnienie warstw uzwojeń oraz okna karkasu, odpowiedni podział uzwojeń (np. przez zastosowanie tzw. kanapki) lub też ekranów (zarówno wewnętrznych, jak i zewnętrznych).

Wymagania dotyczące zakresu napięcia wejściowego, napięć wyjściowych oraz prądów są bardzo zróżnicowane i zależne od zasilanych urządzeń. Niestandardowe wykonania transformatorów umożliwiają dostosowanie tych parametrów do potrzeb klientów.

W zasilaczach impulsowych stosowane są ponadto różne topologie (np. flyback, forward, push-pull itd.), a te mają unikalne wymagania dotyczące konstrukcji transformatorów, np. poprzez zastosowanie odpowiedniej szczeliny (lub jej brak) w kolumnie środkowej rdzenia ferrytowego.

To jednak dopiero początek listy szczególnych zagadnień, z którymi mierzą się projektanci zasilaczy impulsowych – bardzo ważne są bowiem także wymagania dotyczące izolacji i bezpieczeństwa. Jest to jeden z najistotniejszych aspektów w indywidualnym projektowaniu transformatorów. Elementy te muszą zwykle zapewniać izolację elektryczną między wejściem i wyjściem. Rozwiązania niestandardowe pozwalają spełnić niezbędne normy dotyczące bezpieczeństwa elektrycznego, różniące się w zależności od docelowego zastosowania zasilacza impulsowego.

Jednym z wyzwań stojących przed konstruktorem elektronikiem jest optymalizacja rozmiarów transformatora (czy też całego zasilacza) poprzez dostosowanie go do dostępnego miejsca w obudowie lub urządzeniu. Mogą to być zarówno ograniczenia co do dostępnego miejsca na PCB, jak i maksymalnej wysokości. Producenci rdzeni oraz karkasów oferują wiele opcji pozwalających rozwiązać problemy wymiarowe – istnieje możliwość zaprojektowania transformatorów na karkasach stojących, leżących czy też o niskoprofilowych, np. typu EFD (Economical Flat Design).

Warto dodać, że niestandardowe projekty pozwalają w znacznym stopniu zoptymalizować konstrukcję transformatora pod kątem produkcji, dzięki czemu koszt produkcji takiego transformatora jest znacznie niższy.

Podsumowując, należy zauważyć, że gotowe projekty transformatorów mogą spełnić wymagania klientów tylko w niektórych przypadkach – ze względu na różne częstotliwości pracy, moce, topologie i wymagane izolacje transformatory impulsowe wymagają niestandardowych projektów w celu uzyskania optymalnej sprawności.

Projektowanie zasilacza z nietypowym transformatorem. Od czego zacząć?

Wystarczy wysłać zapytanie o projekt transformatora impulsowego do firmy Feryster. Dział konstrukcyjny przygotuje wstępny projekt transformatora do akceptacji Klienta. Jedyne, czego potrzebujemy, to następujące dane:

  • zakres napięcia wejściowego,
  • topologia i częstotliwość pracy,
  • wybrany sterownik zasilacza impulsowego,
  • napięcia oraz prądy wyjściowe,
  • wymagania odnośnie testu wysokiego napięcia,
  • norma bezpieczeństwa, którą transformator musi spełniać.

Nasi Klienci mogą liczyć na pełne wsparcie. Począwszy od projektu (bezpłatnego), wykonania próbek oraz ich walidacji, aż po produkcję pilotażową oraz seryjną.

W obawie przed wysoką ceną projektów czy też produkcji pod zamówienie, Klienci często szukają transformatorów katalogowych. Tym, co wyróżnia firmę Feryster wśród konkurencji, jest bezpłatne opracowanie projektu, minimum zamówieniowe dla partii produkcyjnych na poziomie 50 szt. (za dopłatą możliwe są nawet mniejsze serie) oraz krótkie terminy realizacji. Produkcja odbywa się w Polsce, a wszystkie transformatory przechodzą stuprocentową kontrolę jakości, dzięki czemu nasi Klienci mogą liczyć na wysoką jakość dostarczanych przez Feryster wyrobów.

FERYSTER – certyfikowany przez UL dostawca transformatorów

Jednym z atrybutów jakości oferowanych przez Feryster produktów jest ich wysoka niezawodność. Istotnym czynnikiem, mającym wpływ zarówno na niezawodność, jak i bezpieczeństwo użytkownika, jest temperatura pracy danego urządzenia. Trudne warunki termiczne mogą powodować wzajemne reakcje chemiczne zastosowanych materiałów izolacyjnych, co – w połączeniu z przyspieszonym efektem starzenia – może doprowadzić do osłabienia właściwości izolacyjnych tychże materiałów i uszkodzenia elementu, a nawet zagrożenia bezpieczeństwa użytkowników. Dlatego też Feryster wdrożył do swojej produkcji dwa systemy izolacji, zgodne z UL 1446: klasy B (130°C) oraz klasy F (155°C). Systemy te składają się z listy określonych komponentów izolacyjnych, które zostały poddane badaniu przez UL na zgodność chemiczną przy długotrwałych narażeniach na wysokie temperatury pracy. Wyroby oznaczane przez Feryster, odpowiednio, FER-130 oraz FER-155 są zgodne z wyżej wymienionymi systemami izolacji.

Systemy te zostały oficjalnie uznane w pliku UL o numerze E481059 (OBJY2). Nasi Klienci już na wczesnym etapie projektowania mogą zaznaczyć, że potrzebują transformatora spełniającego system izolacji UL, a dział konstrukcyjny Feryster dobierze odpowiednie materiały spełniające wymogi wspomnianego standardu branżowego.

Zapraszamy do współpracy.

Firma: Feryster
AUTOR
Źródło
Elektronika Praktyczna październik 2025
Udostępnij
Powiązane treści
Powiązane treści
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Poziomy logiczne
1/10 Jakie rodziny układów logicznych są najczęściej stosowane współcześnie?
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"