About / Advertise
Bygg dina transformatorer direkt i mönsterkortet. Det är både billigare och enklare än att vira transformatorerna. Bygghöjden blir extremt liten och de utsända störningarna minskar avsevärt.
I takt med de digitala kretsarnas miniatyrisering minskar också storleken på kraftelektroniken. I stället för att montera en DC-DC-modul kan man idag bygga en komplett transformator direkt i mönsterkortet.
En nyligen presenterad lösning kallas Planar Magnetics. Själva slingorna i spolarna läggs som kopparledningar i de olika lagren i ett flerlagers mönsterkort. Transformatorn fullbordas sedan med ett halvt järnok ovanpå kortet och andra halvan på kortets undersida.
- Det är enkelt att konstruera sådana DC-DC-omvandlare direkt på kortet, berättar Andrew Cowell, applikationsingenjör på Temic i Santa Clara, USA.
- Det är bara att placera järnkärnan på kortet.
Resultatet blir en extremt platt transformator, bara 8 millimeter tjock. Tekniken är billig, eftersom transformatorn blir så liten och man slipper vira spolen själv. Därmed undviker man också risken för att vira åt fel håll eller fel antal varv. Alla spolar blir identiska. Slingorna är ju dragna direkt i kortet. Läckinduktanserna och de utsända störningarna minskar också.
Förutsättningen för tekniken är flerlagerskorten och den höga switchfrekvensen. Minst en halv MHz behövs, annars får man för många slingvarv i mönsterkortet.
Hittills har styrkretsarna för kraftomvandling inte klarat så höga frekvenser, men nu har Siliconix, i Temic-gruppen, lanserat två kretsar. Först kom Si9114A som drev upp frekvensen, och nu finns också Si9117DY som även inkluderar MOSFET- transistorn som tidigare behövdes som separat komponent. Lämpliga användningsområden är distribuerad strömförsörjning i telekomtillämpningar.
Bonda och limma
En helt annan idé har Bo Wikström på Xicon i Malmö som monterar och tillverkar elektronikmoduler.
Hans tanke är att tillverka spolarna liggande på mönsterkortet. Halva delen av slingvarven utgörs av ledande mönster i kortet, och andra halvan görs genom att bonda över med bondtrådar.
Metallkärnan läggs på plats i form av en "glob-top", en flytande plast som i det här fallet innehåller en pulvriserad magnetkärna. Den rinner ned under bondtrådarna och stelnar där.
Spolen kapslas genom att en plastdroppe läggs över arrangemanget. För att minimera utstrålade störningar läggs till sist en tunn metallhinna ovanpå, och ett jordplan på undersidan av kortet.
- Finessen är att spolen inte strålar någonting, säger Bo Wikström.
En transformator får man genom att lägga två spolar i varandra. Än så länge har Xicon använt tekniken för att göra pulstransformatorer, men nu arbetar man med att också göra kontinuerliga transformatorer, för större energier.
- På en tumnagel kan vi köra 20-30 watt, säger Bo Wikström.
Mikael Zackrisson
