Maßgefertigter Flyback-Transformator

Geringere Streuinduktivität und höherer Wirkungsgrad

Der vorhandene Transformator des Kunden, der von einem Mitbewerber stammte, wies drei Mängel auf:

• Es ging zu viel Energie durch die Streuinduktivität verloren.
• arbeitete mit geringem Wirkungsgrad und wurde während des Betriebs zu heiß.

Der Kunde benötigte einen Transformator, der in allen drei Bereichen deutlich bessere Leistungen erbrachte; nicht nur eine geringfügige Verbesserung, sondern einen echten Qualitätssprung.

Hohe Streuinduktivität – Energieverlust statt effizienter Energieübertragung

• Geringer Wirkungsgrad – es wird mehr Energie zugeführt, als sinnvoll genutzt wird
• Mangelhafte Temperaturregelung – der Transformator wurde zu heiß
• Anspruchsvolle Ziele – eine Reduzierung der Streuinduktivität um 43 %, einen Wirkungsgrad von mindestens 85 % und eine maximale Temperatur von 120 °C bei einer Umgebungstemperatur von 60 °C
• Es bestand erheblicher Verbesserungsbedarf – die neue Konstruktion musste den bestehenden (Konkurrenz-)Transformator deutlich übertreffen und nicht nur mit ihm gleichziehen

Wir haben diese Herausforderung mit zwei gestalterischen Entscheidungen angegangen:

• Wicklungsanzahl – wir haben die richtige Anzahl an Wicklungen gewählt, um die Streuinduktivität zu verringern
• Litzendraht anstelle von Massivdraht – die Verwendung mehrerer dünner, isolierter Litzen anstelle eines einzelnen Massivdrahts reduziert Verluste und trägt dazu bei, dass der Transformator kühler und effizienter läuft

Das richtige Gleichgewicht zwischen Primär- und Sekundärwicklungen in Verbindung mit der richtigen Litzendrahtkonstruktion hat dazu geführt, dass aus dem Entwurf ein funktionierender Transformator wurde, der alle Zielvorgaben erfüllte.

• Ein Wirkungsgrad von über 90 % – ein hervorragendes Ergebnis für einen Flyback-Transformator
• Bessere thermische Leistung: Betrieb bei 106 °C << 120 °C
• Geringere Verluste, da eine höhere Effizienz dazu führt, dass weniger Energie verschwendet wird
• Längere Lebensdauer: Der Transformator wird deutlich unterhalb der Temperaturgrenze seiner Isoliermaterialien betrieben (106 °C gegenüber einer Nennwert von 130 °C)
• Eine höhere Zuverlässigkeit als direkte Folge dieser längeren Lebensdauer
• Kompakte Abmessungen, entsprechend den Anforderungen des Kunden
• Geringere EMI (elektromagnetische Störungen) dank der reduzierten Streuinduktivität
• Eine höhere Leistungsdichte, die durch den höheren Wirkungsgrad ermöglicht wird
• Der Kunde ist mit dem Ergebnis sehr zufrieden.

• Effizienzsteigerung: 90,3 % gegenüber 84,6 % beim bisherigen Transformator
• Temperatursenkung: von 120 °C auf 68 °C – eine Verbesserung um 52 °C
• Geringere Kern- und Kupferverluste: Die Kerntemperatur sank von 79 °C auf 55 °C; die Kupfertemperatur sank von 120 °C auf 68 °C