Glavni razlozi za veliku veličinu i težinu mikrotalnih transformatora uključuju sljedeće aspekte:
Karakteristike frekvencije:
Mikrotalne frekvencije obično funkcioniraju u GHz opsegu, puno više od strujnih frekvencija (poput 50Hz ili 60Hz) koje se koriste u tradicionalnim transformatorima. Da bi efikasno funkcionirali na tim visokim frekvencijama, mikrotalni transformatori zahtijevaju posebne materijale i dizajne kako bi smanjili gubitke i poboljšali učinkovitost. Ovi specijalizirani dizajni često vode do većih dimenzija.
Materijali jezgra:
Materijali jezgra korišteni u mikrotalnim transformatorima obično imaju visoku permeabilnost i niske gubitke kako bi pružili podršku radu na visokim frekvencijama. Ovi materijali mogu biti skuplji i teži od ferita ili silicijskih čelika koji se koriste u tradicionalnim transformatorima. Na primjer, mikrotalni transformatori često koriste ferite ili amorfne legure, koji su gušći ali nude superiornu performansu.
Zahtjevi za otopljivanjem topline:
Rad na visokim frekvencijama stvara više toplote, pa mikrotalni transformatori trebaju bolje dizajne hlađenja. To može uključivati veće hladnjake, ventilatore ili druge mehanizme hlađenja, što povećava veličinu i težinu transformatora.
Strukturna čvrstoća:
Na visokim frekvencijama brze promjene elektromagnetskih polja mogu proizvesti značajne mehaničke stresove. Za osiguranje strukturne stabilnosti i pouzdanosti transformatora potrebne su dodatne mehaničke podrske i mjerne posiljevanja, što također povećava veličinu i težinu.
Kapacitivni učinci:
Na visokim frekvencijama parazitarna kapacitivnost između zavojnica značajno utječe na performanse transformatora. Da bi se smanjile ove parazitne kapacitivnosti, potrebno je povećati razmak između zavojnica, što također povećava ukupnu veličinu transformatora.
Štitnje i izolacija:
Mikrotalni transformatori zahtijevaju dobro elektromagnetsko štitnje i izolaciju kako bi se spriječilo elektromagnetsko smetanje i curenje. To često uključuje dodavanje dodatnih slojeva štitnja i izolacijskih materijala, što dalje povećava veličinu i težinu transformatora.
Ukratko, velika veličina i težina mikrotalnih transformatora dovode se na potrebu da efikasno rade na visokim frekvencijama uz ispunjenje zahtjeva za otopljivanjem topline, strukturnom čvrstoćom, kapacitivnim učincima i štitnjem i izolacijom.