Op maat gemaakte flyback-transformator

Minder lekinductie en een hoger rendement

De bestaande transformator van de klant, van een concurrent, had drie problemen:

• het verloor te veel energie door lekinductie
• werkte niet zo goed en werd tijdens het gebruik veel te heet.

De klant had een transformator nodig die op alle drie de vlakken aanzienlijk beter presteerde; niet zomaar een kleine verbetering, maar echt een flinke sprong vooruit.

Hoge lekinductie — energie die verloren gaat in plaats van efficiënt te worden overgedragen

• Laag rendement — er gaat meer stroom naar binnen dan er daadwerkelijk nuttig uitkomt
• Slechte temperatuurregeling — de transformator werd te heet
• Veeleisende doelstellingen — een vermindering van de lekinductie met 43%, een rendement van minstens 85% en een maximale temperatuur van 120 °C bij een omgevingstemperatuur van 60 °C
• Er was veel ruimte voor verbetering — het nieuwe ontwerp moest duidelijk beter presteren dan de bestaande (concurrerende) transformator, en niet alleen even goed zijn

We hebben deze uitdaging aangepakt met twee ontwerpkeuzes:

• Aantal wikkelingen — we hebben het juiste aantal wikkelingen gekozen om de lekinductie te verminderen
• Litz-draad in plaats van massieve draad — door meerdere dunne, geïsoleerde draden te gebruiken in plaats van één massieve draad, worden verliezen beperkt en werkt de transformator koeler en efficiënter

De juiste balans tussen de primaire en secundaire wikkelingen, in combinatie met de juiste litzdraadconstructie, zorgde ervoor dat het ontwerp van een concept uitgroeide tot een werkende transformator die aan alle doelstellingen voldeed.

• Een rendement van meer dan 90% — een geweldig resultaat voor een flyback-transformator
• Betere thermische prestaties: werkt bij 106 °C << 120 °C
• Minder verlies, want een hoger rendement betekent dat er minder energie wordt verspild
• Langere levensduur: de transformator werkt ruim onder de nominale temperatuur van de isolatiematerialen (106 °C tegenover een nominale waarde van 130 °C)
• Grotere betrouwbaarheid, als direct gevolg van die langere levensduur
• Compacte afmetingen, precies zoals de klant het wil
• Minder EMI (elektromagnetische interferentie), dankzij de lagere lekinductie
• Een hogere vermogensdichtheid, dankzij het hogere rendement
• De klant is heel tevreden met het resultaat

• Efficiëntieverbetering: 90,3% tegenover 84,6% bij de vorige transformator
• Temperatuurverlaging: van 120 °C naar 68 °C — een verbetering van 52 °C
• Minder kern- en koperverliezen: de kerntemperatuur is gedaald van 79 °C naar 55 °C; de koper temperatuur is gedaald van 120 °C naar 68 °C