De huvudsakliga orsakerna till mikrovågsomvandlares stora storlek och tunga vikt inkluderar följande aspekter:
Frekvenskarakteristik:
Mikrovågsfrekvenser fungerar vanligtvis i GHz-området, vilket är mycket högre än den strömfrekvens (som 50Hz eller 60Hz) som används i traditionella omvandlare. För att fungera effektivt vid dessa höga frekvenser kräver mikrovågsomvandlare speciella material och design för att minska förluster och förbättra effektiviteten. Dessa specialiserade designar leder ofta till större storlekar.
Kärnmaterial:
De kärnmaterial som används i mikrovågsomvandlare har vanligtvis hög permeabilitet och låga förluster för att möjliggöra drift vid höga frekvenser. Dessa material kan vara dyrare och tyngre än ferriter eller siliciumstålplåtar som används i traditionella omvandlare. Till exempel använder mikrovågsomvandlare ofta ferriter eller amorfa legningar, vilka är tätnare men erbjuder överlägsen prestanda.
Krav på värmeavledning:
Drift vid höga frekvenser genererar mer värme, så mikrovågsomvandlare behöver bättre kylningsdesigner. Detta kan inkludera större värmeavledare, fläktar eller andra kylningsmekanismer, vilket ökar omvandlarens storlek och vikt.
Strukturell styrka:
Vid höga frekvenser kan snabba förändringar i elektromagnetiska fält producera betydande mekanisk spänning. För att säkerställa omvandlarens strukturella stabilitet och tillförlitlighet krävs ytterligare mekaniskt stöd och förstärkningsåtgärder, vilket också ökar storleken och vikten.
Kapacitiva effekter:
Vid höga frekvenser påverkar parasitkapacitans mellan vindningar betydligt omvandlarens prestanda. För att reducera dessa parasitkapacitanser måste avståndet mellan vindningar ökas, vilket också ökar omvandlarens totala storlek.
Skalning och isolering:
Mikrovågsomvandlare kräver god elektromagnetisk skalning och isolering för att förhindra elektromagnetisk interferens och läckage. Detta innebär ofta att extra skalningslager och isoleringsmaterial måste läggas till, vilket ytterligare ökar omvandlarens storlek och vikt.
Sammanfattningsvis beror mikrovågsomvandlares stora storlek och tunga vikt på behovet av att fungera effektivt vid höga frekvenser samtidigt som man uppfyller kraven på värmeavledning, strukturell styrka, kapacitiva effekter och skalning och isolering.