Jaký je důvod pro velké a těžké rozměry mikrovlnných transformátorů?

Hlavní důvody pro velkou velikost a vysokou hmotnost mikrovlnných transformátorů zahrnují následující aspekty:

Frekvenční charakteristiky:

Mikrovlnné frekvence obvykle fungují v rozsahu GHz, což je mnohem vyšší než síťová frekvence (např. 50 Hz nebo 60 Hz) používaná v tradičních transformátorech. Aby byly efektivní při těchto vysokých frekvencích, mikrovlnné transformátory vyžadují speciální materiály a návrhy, které snižují ztráty a zlepšují efektivitu. Tyto specializované návrhy často vedou k větší velikosti.

Materiály jádra:

Materiály jádra používané v mikrovlnných transformátorech obvykle mají vysokou permeabilitu a nízké ztráty, aby splňovaly požadavky na vysokofrekvenční provoz. Tyto materiály mohou být dražší a těžší než ferrity nebo silicióvé plechy používané v tradičních transformátorech. Například, mikrovlnné transformátory často používají ferrity nebo amorfické slitiny, které jsou hustší, ale nabízejí lepší výkon.

Požadavky na odvod tepelné energie:

Práce na vysokých frekvencích generuje více tepla, takže mikrovlnné transformátory potřebují lepší návrhy chlazení. To může zahrnovat větší tepelné radiátory, ventilátory nebo jiné chladicí mechanismy, což zvyšuje velikost a hmotnost transformátoru.

Konstrukční pevnost:

Při vysokých frekvencích rychlé změny elektromagnetických polí mohou produkovat významný mechanický stres. Aby byla zajištěna konstrukční stabilita a spolehlivost transformátoru, jsou potřebná dodatečná mechanická opora a posilovací opatření, což také zvyšuje velikost a hmotnost.

Kapacitní účinky:

Při vysokých frekvencích parazitní kapacitance mezi vinutími výrazně ovlivňují výkon transformátoru. Aby se snížily tyto parazitní kapacitance, je třeba zvětšit prostor mezi vinutími, což také zvyšuje celkovou velikost transformátoru.

Štítění a izolace:

Mikrovlnné transformátory vyžadují dobré elektromagnetické štítění a izolaci, aby se zabránilo elektromagnetickému rušení a úniku. To často zahrnuje přidání dodatečných vrstev štítění a izolačních materiálů, což dále zvyšuje velikost a hmotnost transformátoru.

Zkráceně, velká velikost a vysoká hmotnost mikrovlnných transformátorů jsou způsobeny potřebou efektivního fungování při vysokých frekvencích a zároveň splněním požadavků na odvod tepelné energie, konstrukční pevnost, kapacitní účinky a štítění a izolaci.