Hvad er årsagen til den store og tunge størrelse af mikrobølgetransformatorer?

De hovedårsager til den store størrelse og tungt vægt af mikrobølgetransformatorer inkluderer følgende aspekter:

Frekvenskarakteristika:

Mikrobølgefrekvenser opererer typisk i GHz-området, langt højere end netfrekvensen (som 50Hz eller 60Hz), der anvendes i traditionelle transformatorer. For at fungere effektivt ved disse høje frekvenser kræver mikrobølgetransformatorer specielle materialer og design for at reducere tab og forbedre effektiviteten. Disse specialiserede design fører ofte til større størrelser.

Kernematerialer:

Kernematerialerne, der anvendes i mikrobølgetransformatorer, har typisk høj permeabilitet og lavt tab for at imødekomme højkarakteristiske operationer. Disse materialer kan være dyrere og tungere end ferriterne eller siliciumstålplader, der anvendes i traditionelle transformatorer. For eksempel anvender mikrobølgetransformatorer ofte ferriter eller amorfe legemer, som er tættere, men yder bedre ydeevne.

Krav til varmefjernelse:

Operation ved høje frekvenser producerer mere varme, så mikrobølgetransformatorer har brug for bedre køle-design. Dette kan omfatte større varmesink, fluer, eller andre kølemekanismer, hvilket øger størrelsen og vægten af transformatoren.

Strukturel styrke:

Ved høje frekvenser kan de hurtige ændringer i elektromagnetiske felter producere betydelig mekanisk spænding. For at sikre strukturel stabilitet og pålidelighed af transformatoren er ekstra mekanisk støtte og forsterkningsforanstaltninger nødvendige, hvilket også øger størrelsen og vægten.

Kapacitive effekter:

Ved høje frekvenser har parasittiske kapacitancer mellem vindinger en betydelig indvirkning på transformatorens ydeevne. For at reducere disse parasittiske kapacitancer skal afstanden mellem vindinger øges, hvilket også øger den samlede størrelse af transformatoren.

Skjerming og isolation:

Mikrobølgetransformatorer har brug for god elektromagnetisk skjerming og isolation for at forebygge elektromagnetisk støj og leckage. Dette indebærer ofte, at ekstra skjermingslag og isolationsmaterialer tilføjes, hvilket yderligere øger størrelsen og vægten af transformatoren.

Samlet set skyldes den store størrelse og tunge vægt af mikrobølgetransformatorer behovet for at fungere effektivt ved høje frekvenser, mens kravene til varmefjernelse, strukturel styrke, kapacitive effekter, og skjerming og isolation opfyldes.