ER14.5 Hochfrequenz-Ferritkern-SMD-Transformator, NiZn-Impulstransformator für AC-DC-Stromversorgungen

1. Produktname

ER14.5 Hochfrequenz-Ferritkern-Transformator für die Oberflächenmontage in Stromversorgungen. NiZn-Leistungsferritkern, Kupferspulen auf den Pins 1-3 und 4-6, Epoxidharz-Vergusskapselgehäuse, verzinnte bleifreie Gullwing-Anschlüsse, horizontale Montage, maximale Gehäuseabmessungen 15,0 x 12,0 x 7,0 mm.

Ferritkern. ER14.5 bezeichnet die Kerngröße, das Material ist Nickel-Zink-Ferrit. NiZn-Material wird für den Schaltbetrieb gewählt, weil sein spezifischer Widerstand hoch genug ist, um die im Kern induzierten Wirbelströme klein zu halten; was verbleibt, sind Hystereseverluste, die eine Materialeigenschaft und eine Funktion des Magnetfluss-Hubs sind und nicht von der Wicklung abhängen. Die beiden Kernhälften befinden sich auf beiden Seiten des Spulenkörpers, das Gehäuse umschließt beide vollständig.

Dies ist bei einer Querabmessung von 15,0 mm von entscheidender Bedeutung, da der Kern den Magnetfluss bei der Schaltfrequenz und nicht bei der Netzfrequenz führen muss. Wenn bei höherer Frequenz die gleiche Leistung übertragen wird, sinkt der Magnetfluss-Hub pro Zyklus proportional, wodurch auch der Kernquerschnitt kleiner wird – das ist der Grund, warum ein so kleiner Kern die Arbeit eines um ein Vielfaches größeren laminierten Eisenkerns übernehmen kann.

2. Aufbau und Materialien

Gehäuse. Das Formgehäuse umschließt den montierten Kern und die Spule. Es fixiert die Kernhälften und den Spulenkörper gegen Vibrationen, verhindert, dass Feuchtigkeit und Flussmittelrückstände die Wicklungen berühren, und verleiht dem Bauteil definierte Außenabmessungen, sodass der Bestückungssauger eine ebene Auflagefläche hat. Die Anschlüsse durchdringen die Gehäusewand und werden außen zu Lötfüßen geformt.

Die Anschlüsse sind verzinnt und bleifrei. Dies ist sowohl eine verfahrenstechnische als auch eine materialbezogene Entscheidung: Die Zinnschicht benetzt unter dem bleifreien Reflow-Profil ohne separaten Vorverzinnungsschritt gut, und die geformten Lötfüße erzeugen eine dreiseitige Verrundung statt einer Stoßverbindung.

Derselbe Körper wird in verschiedenen Konfigurationen bewickelt, um unterschiedliche Designanforderungen zu erfüllen. Unterschiede bestehen in Windungszahl, Drahtdurchmesser, Windungsverhältnis zwischen den beiden Wicklungen und der Position der Anschlussreihen; gleich bleiben Kern, Gehäuse und die Art der Montage auf der Leiterplatte. Aus diesem Grund sind die elektrischen Parameter in Abschnitt 5.3 als Bereiche und nicht als Einzelwerte angegeben.

3. Eigenschaften

NiZn-Leistungsferritkern. Der ER14.5-Kern verwendet Nickel-Zink-Ferritmaterial, das aufgrund seines hohen spezifischen Widerstands bei steigenden Schaltfrequenzen geringe Wirbelstromverluste beibehält und daher die erste Wahl für Hochfrequenz-Schaltanwendungen ist.

Horizontales SMD-Gehäuse. Das Gehäuse liegt flach auf der Leiterplatte, die Anschlüsse sind zu Lötfüßen geformt, sodass das Bauteil von derselben Bestückungsmaschine montiert werden kann, die auch die übrigen Bauteile der Leiterplatte bestückt – kein Durchsteckprozess erforderlich.

Epoxidharz-Vergusskapselgehäuse. Das Formgehäuse bedeckt Kern und Wicklung, fixiert die Spulenposition, verhindert Feuchtigkeitskontakt mit der Wicklung und bietet dem Bestückungssauger definierte Außenabmessungen.

Verzinnte bleifreie Anschlüsse. Die Anschlüsse sind verzinnt und bleifrei, sodass das Bauteil direkt durch den bleifreien Reflow-Prozess geführt werden kann, ohne zusätzliche Oberflächenbehandlungsanforderungen.

Nach Kundendesign bewickelt. Windungszahl, Drahtdurchmesser, Windungsverhältnis und Induktivität werden pro Bestellung festgelegt; die Bereiche in Abschnitt 5 sind Fensterwerte der Fertigungskapazität und keine festen Katalogwicklungen.

4. Anwendungen

AC-DC-Stromversorgungen und Adapter. Die Primärseite wird an die gleichgerichtete Netzspannung angeschlossen, die Sekundärseite versorgt die Ausgangsstufe, die Wicklung wird auf die Schaltfrequenz des Controllers ausgelegt.

Haushaltsgeräte. Wasserkocher, Reiskocher, Toaster und Kaffeemaschinen verfügen heute über kleine Schaltnetzteile zur Versorgung der Bedienfelder – genau das Einsatzgebiet dieses Gehäuses.

Smarte Thermostate und Bedienfelder. Wandmontierte Bedienfelder werden von einer Niederspannungsversorgung gespeist und müssen galvanisch von der Last getrennt sein, die sie steuern – genau dafür ist die Sekundärwicklung zuständig.

Elektrofahrzeug-Ladegeräte und Hilfsstromversorgungen. Hilfsstromschienen im Fahrzeug und in der Ladestation benötigen kleine isolierte Stromversorgungen für Steuer- und Messschaltungen – genau das Einsatzgebiet dieses vergossenen Gehäuses.

Industriesteuerung und isolierte Schnittstellen. Wenn zwei Leiterplatten auf unterschiedlichem Erdpotential liegen, überträgt der Transformator Signale oder Hilfsenergie über die Potentialgrenze, ohne die beiden Erden leitend zu verbinden.

Die beiden Platinenansichten zeigen dasselbe Bauteil von beiden Seiten. Die Anschlüsse liegen flach auf den Lötpads, das Gehäuse schwebt über der Leiterplatte, sodass das Vergussmaterial die Lötstoppmaske nicht verunreinigt und die Wicklungen allseitig von Luft umgeben sind. Sobald das Pad-Layout gezeichnet ist, kann die Position nicht mehr verändert werden – daher ist der Anschlussreihenabstand in Abschnitt 5.4 die Grundlage für das Layout-Design.

5. Anwendungsspezifikationen

Die folgenden Daten unterscheiden drei häufig verwechselte Konzepte: den Nennbereich der Serie, die spezifizierten Parameter dieser Kernwicklung und die Abmessungen, denen das Bauteil folgt. Diese Bereiche sind Fertigungsfenster für kundenspezifische Wicklungen und keine festen Katalogbauteilparameter.

5.1 Produktspezifikationen

5.2 Seriennenndaten, gemäß Deklaration

5.3 Wicklungsdaten, 25 °C

Spannung und Streuinduktivität werden bei 1 kHz, 0,25 V Signal gemessen; der Gleichstromwiderstand wird bei 25 °C gemessen. Jede Zeile ist ein Bereich und kein Nennwert, da die Wicklungen auftragsbezogen kundenspezifisch ausgelegt werden.

5.4 Abmessungen

Die Buchstabenbezeichnungen entsprechen denen in der Zeichnung, sodass sie ohne Übersetzung der technischen Zeichnung zugeordnet werden können.

5.5 Umweltgrenzen

5.6 Für kundenspezifische Wicklungen anzugebende Parameter

Das Angebot wird auf Grundlage der folgenden sieben Antworten erstellt. Dies sind auch die Felder, die im Pflichtenheft gefordert werden; sie bestimmen Windungszahl, Drahtdurchmesser, Luftspalt und Position der Anschlussreihen.

6. Bestellung und Individualisierung

Dieses Produkt wird nicht über einen festen Katalogcode mit fester Wicklung bestellt, sondern auf Basis von Kerngröße und Designvorgaben: Geben Sie Topologie, Schaltfrequenz, Eingangs- und Ausgangsparameter, Platinenfläche und die Sicherheitsklasse an, die das Design erfüllen muss – die Wicklung wird entsprechend ausgelegt. Abmessungen und Leistung werden nach Kundendesign entwickelt; auch die Produktdokumentation enthält diesen Hinweis.

• Kerngröße ER14.5, Nickel-Zink-Leistungsferrit, Vergussgehäuse, horizontale SMD-Montage.
• Topologie und Schaltfrequenz angeben: Das Wicklungsdesign muss beide Parameter berücksichtigen.
• Primärwicklungsfenster und Sekundärausgangsparameter in Volt und Ampere angeben, nicht nur die Leistung.
• Die Gehäuseabmessungen angeben, in denen die Anschlussreihen platziert werden müssen, da ihre Position nach dem Zeichnen der Platine feststeht.
• Sicherheitsanforderungen angeben, damit Kriechstrecken und Isolationskonzept bereits in der Designphase berücksichtigt werden und nicht im Nachhinein diskutiert werden müssen.

Marke/Hersteller: ZXY, Shenzhen Zhi Xiang Yuan Electronics Co., Ltd. http://www.zxycoil.com