Celá řada aplikací – jako jsou například systémy pro automatizaci průmyslové výroby, resp. inteligentních budov, nebo moduly osazené světelnými diodami – však vyžaduje nepřetržité napájení. V tom případě musí být přístroje vybaveny napájecím obvodem, který jim dodává požadované množství energie.
|
K základním prvkům těchto napájecích obvodů patří transformátory měnící vyšší napětí (např. 230 V ze sítě) na nižší hodnoty, na kterých mohou přístroje bezpečně pracovat. Zatímco u integrovaných obvodů však pokročila miniaturizace až do řádu nanometrů, u transformátorů je situace komplikovanější. Princip jejich konstrukce je totiž založen na feromagnetickém jádru s dvojím vinutím, jehož další zmenšování nabízí jen omezené možnosti. Transformátory jsou tak často hlavním faktorem limitujícím rozměry přístrojů se stálým napájením. |
|
|
Základní součástí transformátorů je feromagnetické jádro s vinutím, které díky principu elektromagnetické indukce přenáší elektrickou energii mezi obvody. Nová technologie umožňuje vyrobit transformátory až o čtyři pětiny menší oproti transformátorům klasickým.
|
|
|
Vývojáři společnosti Siemens proto vyvinuli technologii, díky níž je možné vyrobit malé transformátory, integrované i s napájecím obvodem přímo do napájených přístrojů.
|
|
|
Technologie redukuje velikost transformátorů hned dvěma způsoby. První využívá faktu, že s rostoucí frekvencí střídavého, popř. pulzního proudu je možné sestrojit kompaktnější transformátor i bez rizika jeho přehřátí. Konstruktéři proto několikanásobně zvýšili spínací frekvenci napájecího zdroje. Aby však zmenšili transformátor až na požadovanou velikost, museli navíc vytvořit speciální materiál tvořený tenkými vrstvami magnetické keramiky. Tento materiál umožňuje začlenit jádro i vinutí transformátoru do keramických desek plošných spojů. Výsledkem je transformátor zmenšený na pouhou jednu pětinu původní velikosti.
|
|
Že je technologie použitelná v praxi, demonstrovali vývojáři Siemens na osvětlovacím modulu vybaveném šestnácti diodami typu LED. Celý napájecí obvod včetně transformátoru vměstnali do prostoru chladiče modulu s průměrem 10 cm a výškou 5 cm. Aniž by měla tato modifikace vliv na svítivost diod, díky absenci vnějšího napájecího zdroje výrazně snížila rozměry modulu. Vědci nyní zkoumají, jak učinit technologii univerzálnější a použitelnou i pro nejrozšířenější typy epoxidových desek plošných spojů.
Jaroslav Blažek
Siemens, s.r.o., Communications
Jaromír Studený, telefon: +420 606 609 746
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
