Планарные трансформаторы для автомобильных ксеноновых ламп.

KARL STOLL, JURGEN HESS (Перевод: Берендеев Андрей)

Планарные трансформаторы для автомобильных ксеноновых ламп.

Планарные индуктивные компоненты, разработанные на основе Е-образного сердечника, представляют собой оптимальное решение по стоимости и технологичности. Одним из основных их применений являются DC/DC конвертеры балластов автомобильных ксеноновых ламп.

Как универсальные индуктивные ферритовые компоненты, планарные трансформаторы (рис. 1) характеризуются низкой индуктивностью рассеивания, большим током и очень высоким КПД. Одним из первых их применений были импульсные источники питания для телекоммуникаций, где они доказали свои достоинства с 1994 года. Эти преобразователи работали на сравнительно высокой частоте - 700 кГц и, следовательно, требовали хорошо экранированную конструкцию. Это одна из причин, по которой были выбраны RMXLP сердечники (прямоугольные низкопрофильные модули). Другой причиной было то, что при пайке происходит деформация планарных Е образных сердечников, которая разрушает их. XLP-версия RM-сердечников позволяет монтировать трансформаторы на вставных платах с малой габаритной высотой. Планарные трансформаторы, построенные на RMXLP сердечниках, удовлетворяют требованиям для индуктивных компонентов телекоммуникационной индустрии. Они могут монтироваться на многослойных платах (до 14 слоев).

Балласт для ксеноновых ламп.

Обычные вольфрамово-галогенные лампы все меньше используются в разработках современных автомобильных систем освещения. Притом, что ксеноновые лампы, в последнее время очень популярные на западе, гарантируют лучший обзор, однако они требуют напряжение питания около 100 В. Поэтому возникает потребность DC/DC конвертера для получения 100 В из автомобильных 12 В.

В обычных системах освещения на ксеноновых лампах пуск лампы и питание осуществляется с помощью двух разных цепей, в которых используется различные индуктивные компоненты. Но этот принцип используется только как дополнительный в роскошных дорогих автомобилях (рис. 2).

Схема упрощена в новых поколениях балластов (рис. 3) более широко применяемых в качестве стандартного оборудования в автомобилях среднего класса. DC/DC конвертер в этом решении работает на частотах в районе нескольких сотен килогерц, что сохраняет размеры минимально возможными. Входное напряжение, изменяемое в зависимости от нагрузки должно быть компенсировано для стабилизации напряжения питания лампы, а это требует высоких показателей от трансформатора. Отличные результаты были получены при построении индуктивных компонентов на Е или ЕI образных сердечниках.

Специфические требования для систем автомобильного освещения.

Балласты для автомобильных ламп должны не только удовлетворять специфическим электрическим и механическим условиям, но также быть дешевы в производстве. Специфические электрические требования для трансформатора:

высокий КПД; низкая индуктивность рассеивания; сравнительно высокая рабочая частота; способность выдержать ток до 100 А (кратковременный); низкое омическое сопротивление (низкие потери сердечника означают также меньший самонагрев).

Первые три пункта легко достигаются при использовании планарного трансформатора с Е-образным сердечником. Для больших токов, плата должна иметь толстую плакировку с минимальной толщиной 100 мкм. Сквозные соединительные отверстия представляют собой ещ╦ одну проблему. Они должны быть с двусторонним покрытием для того, чтобы выдержать случайные пиковые токи.

Омическое сопротивление сильно зависит от материала выводов. Для обеспечения низкого сопротивления используются специальные материалы и геометрические размеры. Требования механического дизайна и надежности очень критичны в автомобильных применениях. Они включают в себя:

механические перегрузки; широкий температурный диапазон; стойкость ко всем веществам, которые используются в автомобилях.

Эти требования строги по отношению к выбору материалов для компонента и производственного процесса. Материалы включают в себя:

сердечник; многослойная плата; клей; скобы; краска маркировки; выводы.

Для противостояния высоким механическим перегрузкам сам трансформатор должен быть очень компактным и быть твердо присоединен к плате. Для укрепления ферритового сердечника к плате используется специальный силиконовый клей. При температуре 150 ОС надежны только силиконовые клеи. Две половины сердечника крепятся тем же способом. Для большей надежности добавляются две скобы, которые удерживают половинки сердечника.

Трансформатор монтируется на плату посредством выводов, гарантирующих прочность конструкции, которую невозможно достичь при простом поверхностном монтаже. Это необходимо для устойчивости к механическим перегрузкам, действующим на относительно тяжелый трансформатор. Следующей проблемой является высокая температура, действию которой подвергается компонент. Она влияет не только на вид используемого клея, но также на выбор материала многослойной платы. Обычные FR4 платы не выдерживают температурных скачков, поэтому необходима альтернатива. Также как специальные механические требования, должны быть учтены и ограничения в стоимости. Это требование легло в основу принципов для производства новых компонентов с низкой стоимостью.

Основные из них:

разработка сердечников с возможностью использования существующих RM скоб;

особая техника для многослойного производства; простая структура многослойной платы.

После удовлетворения всех критериев, планарные трансформаторы на Е образных сердечниках становятся оптимальным решением для использования их в автомобильной электронике.

ЕРСОS - эталон качества производства.

Компания ЕРСОS (старое название - Siemens Matsushita Components) имеет большой опыт в производстве многослойных плат и индуктивных ферритовых компонентов. Удовлетворяя специальным требованиям автомобильной промышленности, новые планарные трансформаторы, разработанные для DC/DC конвертеров балластов ксеноновых ламп, являются результатом слияния передовой SMD технологии и современных материалов.

По вопросам поставок компонентов компании ЕРСОS обращайтесь на фирму ╚Филур Электрик╩ тел. (044) 2762187.







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2018 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.