Toroidal-Transformator vs. Quadrattransformator: Wesentliche Unterschiede

Was ist ein Toroidaltransformator?

Ein Toroidaltransformator ist eine wichtige Art von elektronischem Transformator, der in Haushaltsgeräten und anderen elektronischen Geräten mit höheren technischen Anforderungen weit verbreitet ist. Seine Hauptanwendungen sind als Netz- und Trenntransformator. Im Ausland sind Toroidaltransformatorreihen bereits vollständig verfügbar und werden in Computern, medizinischer Ausrüstung, Telekommunikation, Instrumenten und Beleuchtungsanwendungen umfassend eingesetzt.

In China hat sich die Produktion von Toroidaltransformatoren in den letzten zehn Jahren von null auf einen beträchtlichen Umfang entwickelt. Sie decken nicht nur den Inlandsbedarf ab, sondern werden auch in großen Mengen exportiert. Inländisch werden sie hauptsächlich in Audio-Geräten für Haushaltsgeräte, automatischer Steuerungsausrüstung und Quarzlampe-Beleuchtung sowie in anderen Anwendungen verwendet.

Eigenschaften von Toroidaltransformatoren

• Hohe elektrische Effizienz: Der Kern hat keine Luftspalte, und der Stapelfaktor kann über 95 % erreichen.

• Geringe Vibration und Lärmbelastung: Das Fehlen von Luftspalten im Kern reduziert lärmbelastende Vibrationen. Die Wicklungen sind gleichmäßig und dicht um den toroidalen Kern gewickelt, was das durch Magnetostriction verursachte „Summen“ effektiv minimiert.

• Niedrige Betriebstemperatur: Die Kernenverluste können so gering wie 1,1 W/kg sein, was zu minimalen Eisenverlusten und einem geringen Temperaturanstieg des Kerns führt. Die Wicklungen geben gut Wärme an den relativ kühlen Kern ab, was zu einem geringen Gesamttemperaturanstieg des Transformators führt.

• Leichte Montage: Ein Toroidaltransformator hat nur einen zentralen Montagebolzen, was ihn besonders leicht zum Ein- und Ausbauen in elektronischen Geräten macht.

Unterschiede zwischen Toroidal- und Quadrat-(Laminier-)Transformatoren

Sowohl Toroidal- als auch Quadrattransformatoren gehören zur Kategorie der elektronischen Transformatoren. Optisch sind Toroidaltransformatoren ringförmig, mit Kernen, die aus gewickelten Siliziumstahlblechen hergestellt werden, während Quadrattransformatoren E- und I-förmige Siliziumstahllaminatblätter wechselweise stapeln, um den Kern zu bilden. Neben den Unterschieden in der physischen Struktur, welche weiteren Unterschiede gibt es zwischen ihnen?

• Effizienz: Bei gleicher Leistung (z.B. 50W) erreicht ein Toroidaltransformator eine Effizienz von 86%–90%, während ein Quadrattransformator bei 80%–84% arbeitet.

• Temperaturanstieg: Bei gleicher Leistung (z.B. 50W) zeigen Toroidaltransformatoren einen viel geringeren Temperaturanstieg im Vergleich zu Quadrattransformatoren, die stärker erhitzen.

• Kosten: Bei Leistungen über 200W sind Toroidaltransformatoren kostengünstiger, während Quadrattransformatoren relativ teurer werden.

• Elektromagnetische Störung: Toroidaltransformatoren haben sehr geringe Leckfluss, während Quadrattransformatoren bemerkbare Leckfluss und niedrigfrequente Störungen erzeugen.

• Dienstlebensdauer: Obwohl keiner der beiden Typen Materialien verwendet, die mit der Zeit signifikant nachlassen, bieten Toroidaltransformatoren in der Regel eine längere Dienstlebensdauer.

• Tiefbetriebstemperatur: Toroidaltransformatoren können bei Temperaturen bis zu -30°C normal arbeiten, was sie für den Einsatz im Freien in nördlichen Winterregionen geeignet macht.

• Designflexibilität: Die Größe von Toroidaltransformatoren kann nach Kundenanforderungen angepasst werden. Mehrere Wicklungen können ebenfalls spezifischen Bedürfnissen angepasst werden, ohne dass Formen erforderlich sind, und die Installation ist bequem.