Les raons principals per la gran mida i el pes elevat dels transformadors de microones inclouen els següents aspectes:
Característiques de freqüència:
Les freqüències de microones solen operar en el rang de GHz, molt més altes que la freqüència d'energia (com ara 50Hz o 60Hz) utilitzada en els transformadors tradicionals. Per funcionar eficientment a aquestes altes freqüències, els transformadors de microones necessiten materials i dissenys especials per reduir les pèrdues i millorar l'eficiència. Aquests dissenys especialitzats sovint condueixen a mides més grans.
Materials del nucli:
Els materials del nucli utilitzats en els transformadors de microones solen tenir alta permeabilitat i baixes pèrdues per acomodar l'operació a altes freqüències. Aquests materials poden ser més caros i més pesants que els ferrites o fulls d'acer siliciós utilitzats en els transformadors tradicionals. Per exemple, els transformadors de microones sovint utilitzen ferrites o alloys amorfs, que són més densos però ofereixen un rendiment superior.
Requisits de dissipació de calor:
Operar a altes freqüències genera més calor, per tant, els transformadors de microones necessiten dissenys de refredament millors. Això pot incloure dissipadors de calor més grans, ventiladors o altres mecanismes de refredament, augmentant així la mida i el pes del transformador.
Força estructural:
A altes freqüències, els canvis ràpids en els camps electromagnètics poden produir una significativa tensió mecànica. Per assegurar l'estabilitat estructural i la fiabilitat del transformador, són necessàries mesures addicionals de suport mecànic i reforç, el que també augmenta la mida i el pes.
Efectes capacitius:
A altes freqüències, la capacitance paràsita entre bobines afecta significativament el rendiment del transformador. Per reduir aquestes capacitances paràsites, cal augmentar l'espai entre les bobines, el que també incrementa la mida total del transformador.
Blindatge i aïllament:
Els transformadors de microones necessiten un bon blindatge electromagnètic i aïllament per prevenir la interferència electromagnètica i la fuga. Això sovint implica afegir capes de blindatge extra i materials d'aïllament, augmentant així la mida i el pes del transformador.
En resum, la gran mida i el pes elevat dels transformadors de microones són deguts a la necessitat d'operar amb eficiència a altes freqüències mentre es compleixen els requisits de dissipació de calor, força estructural, efectes capacitius i blindatge i aïllament.