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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Planar Transformator


Autor: Andreas (Gast)
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Hallo,

ich wollte gerne einen Planartransformator mit hoher Isolierung bauen. 
Kann mir jemand ein Buch zu Planartransformatoren empfehlen?


Gruss
Andreas

Autor: pfft... (Gast)
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Was soll den da drinstehen ? Die Isolation, Spannungsisolation, ist das 
Epoxymaterial. Alles wie ein normaler Ferrit trafo, abgesehen davon, 
dass die Wicklung auf einer Leiterplatte sind.

Autor: Andreas (Gast)
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Welche Kerne kann man z.B. bei einem Planartrafo verwenden?

Autor: Andreas (Gast)
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Welche Spannungsfestigkeiten haben verschiede Materialen von 
Leiterplatten?

Autor: pfft... (Gast)
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Rein theoretisch koennte man einen 100 Lagen print machen und den bei 
einem normalen E Kern einklemmen, aber ueblichwerseise nimmt man einen 
Planarkern. zB einen Epcos ELP Kern.

Autor: Rakf82k (Gast)
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Wieso sollen Planartrafos nur mit Leiterplatten gehen? Die können ja 
auch etwas dicker sein und dann mit Kupferscheiben. Als Isolation halt 
alles was isoliert.

Autor: SniperSL D. (snipersl) Benutzerseite
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Autor: Miro (Gast)
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Hallo Andreas,

was meinst du eigentlich mit hoher Isolierung ?
Möchtest du hohe Spannungen erzeugen, oder eine sichere Isolierung 
zwischen Primär und Sekundärseite erzeugen ?

Allerdings ist beides mit einem Planartrafo gar nicht so einfach, denn 
für die hohen Spannungen brauchst du viele Windungen, und da wird dann 
das Planarkonzept sehr ineffektiv, da viel Platz durch die Abstände 
zwischen den einzelnen Windungen auf den Platinen verlorengehen.
Und wenn du eine besonders gute Isolierung brauchst, dann wirds 
ebenfalls schwierig, da bei reinen Planartrafos meistens der Abstand der 
Windungen zu den Durchkontaktierungen hier besonders kritisch ist. Somit 
würdest du viel Platz direkt um den Mittelbutzen verlieren, und somit 
unnötig groß werden.
Zudem rechnen sich Planatrafos typischerweise nur bei relativ hohen 
Stückzahlen >50-100 k/a. Alles was darunter ist, wird relativ teuer.
Es sei denn, du kannst auf eine Lösung im Baukastenformat zurückgreifen, 
wie es die Fa. Payton (paytongroup.com) anbietet, aber dagegen spricht 
eigentlich deine Anforderung bezüglich Isolierung...

Gruß

Miro

Autor: Andreas (Gast)
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Hallo Miro,

danke erstmal für die ausführliche Erklärung. In meiner Anwendung ist es 
so, dass der Trafo eigentlich eine kleine Spannung primär ca 15V zu sek 
ca. 50V sieht. Also das übertragungsverhältniss ist ca 3. Jedoch die 
Isolierfestigkeit muss bei prim zu sek etwa bei 6kV.
Bei mir geht es um sehr viele Stückzahlen pro Jahr, ich wollte erstmal 
etwas Know how über die Planartransformer sammeln und ob es möglich ist 
solche Isolationen zu erreichen.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Andreas (Gast)

>Isolierfestigkeit muss bei prim zu sek etwa bei 6kV.

Schon ganz ordentlich, das gibt es aber fertig im Laden.

>Bei mir geht es um sehr viele Stückzahlen pro Jahr,

Es gibt hohe Stückzahlen . . .
Aber unter 10.000 loht das wohl kaum.

> ich wollte erstmal
>etwas Know how über die Planartransformer sammeln und ob es möglich ist
>solche Isolationen zu erreichen.

Genau dafür ist ein Planartrafo ungeeignet. Kriechwege, 
Durchschlagfestigkeit etc.

MfG
Falk

Autor: jfseb (Gast)
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Hallo Andreas,

hast Du mittlerweile gute Weissensquellen (Buch, Simulationstool o.ä.) 
zum Thema Planar-Trafo gefunden? Für eine einfache Stromversorgung mit 
4,5kV Potentialtrennung möchte ich aus Platzgründen auf Planartrafos 
zurückgreifen und möglichst sinnvoll Kern und Windungszahl ermitteln.

Isolierstrecken usw. Kann ich ja sehr genau durch die 
Leiterbahngeometrie einhalten.

Wieso reden eigentlich alle immer über höhere Kosten? Wenn ich sowieso 
ein PCB habe, auf das ich dann einen Kern klemme  sollte es doch eher 
günstiger als teurer werden. Oder erschliesst sich der Preis aus dem 
Bedarf von Blind-VIAs auf der Leiterplatte?! Wenn die eh schon da sind 
wirds dann auch nicht teurer..

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  jfseb (Gast)

>zum Thema Planar-Trafo gefunden? Für eine einfache Stromversorgung mit
>4,5kV Potentialtrennung möchte ich aus Platzgründen auf Planartrafos
>zurückgreifen und möglichst sinnvoll Kern und Windungszahl ermitteln.

Meinen Post gelesen? Ist der letzte, direkt vor deinem.

>Isolierstrecken usw. Kann ich ja sehr genau durch die
>Leiterbahngeometrie einhalten.

>Wieso reden eigentlich alle immer über höhere Kosten?

Wenn es soooo einfach wäre, würden die Dinger viel öfter eingesetzt 
werden. Tut man aber nicht. Warum?

Ich tippe mal so

Berechnung schwierg, sollte sinnvoll nur jemand mit (viel) Erfahrung 
machen
Leiterplatte ggf. kritisch, weil man bei bestimmten 
Übersetzungsverhältnissen viele Windungen braucht, die man auf ne 
Platine nicht so einfach hinkriegt.
Flächenbedarf relativ hoch, es fehlt die 3. Dimension eines normalen 
Trafos als Bauvolumen, ausserdem brauchen die Windungen relativ viel 
Platz.

Etc. pp

MFG
Falk

Autor: Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)
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Falk Brunner schrieb:

> Wenn es soooo einfach wäre, würden die Dinger viel öfter eingesetzt
> werden. Tut man aber nicht. Warum?

Die ganzen Power-Brick Module sind um Planartrafos rumgebaut. Da macht 
eine 8-10 Lagen Platine mit != 1,6mm nichts aus. Bei einem normalen 
Design ja schon.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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15V auf 50V ist ein Sache, aber wieviel strom ? Bei nur ein maar mA ist 
das kein Problem. Dann kann man mit 10mil Tracks fahren, eine Lage, 
keine Durchkontaktierungen, und gut ist.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)

>Die ganzen Power-Brick Module sind um Planartrafos rumgebaut.

Das sind ja auch Massenprodukte von Vollprofis entworfen!

MFG
Falk

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Falk Brunner schrieb:
> Wenn es soooo einfach wäre, würden die Dinger viel öfter eingesetzt
> werden. Tut man aber nicht. Warum?

1. Die Kosten sind nur tragbar, wenn die LP sowieso so viele Lagen 
braucht wie der Trafo. I.A. braucht der Trafo aber mehr als 10 Lagen.

2. Der Füllfaktor ist technisch bedingt weit geringer als bei Wicklungen 
mit isoliertem Kupferdraht. Bei sechseckigem Drahtquerschnitt kommt man 
nahe an 100%. Eine LP aus (meine Schätzung) mehr als 60% Cu ist jedoch 
nicht herstellbar. Wir haben solche LP bereits gefertigt, ein Trafo 
daraus ist aber um einiges weniger leistungsfähig (im Wortsinn) als ein 
gewickelter.

Gruss Reinhard

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