SystemEL

  Firma System El specjalizuje się projektowaniu obwodów drukowanych dla układów przetwarzania energii elektrycznej: przetwornic, konwerterów, zasilaczy DC/DC, AC/DC, falowników, itp.
  Obwody drukowane w urządzeniach tego typu muszą spełniać wiele dodaktowych wymagań poza odwzorowaniem netlisty ze schematu. Konieczne jest zapewnienie optymalnej pracy wrażliwych układów elektronicznych w bardzo trudnych warunkach elektromagnetycznych. Niektóre aspekty narzucają przeciwstane wymagania tak, że dochodzenie do satysfakcjonujących rozwiązań jest dodatkowo utrudnione.

Najważniejsze kwestie to:
1. Szerokość i grubość scieżek odpowiednia do przwodzącego prądu.
2. Odstępy izolacyjne pomiędzy węzłami o dużej różnicy potencjałów
3. Minimalizacja szybkozmienych pętli prądowych dla zmniejszenia pasożytniczej indukcyjności obwodu oraz emitowanego pola magnetycznego wpływającego na inne części obwodu.
4. Minimalizacja szybkozmiennych powierzchni napięciowych dla zmiejszenia pasożytniczej pojemności obwodu oraz emitowanego pola elektrycznego wpływającego na inne części obwodu.
5. Redukcja indukcyjności połączeń drukowanych w obszarze przełączania impulsowego dla minimalizacji oscylacji, przepięć oraz strat łączeniowych.
6. Ekranowanie źródeł emisji elektromanetycznej oraz wrażliwe fragmenty układów kontroli.
7. Minimalizacja emitowanych zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) już na etapie projektu płytki.
8. Separacja obszarów GND dla układów kontroli oraz mocy.
9. Wykorzystanie układów wielowarstwowych dla optymalizacji układu przetwarzania energii i kontrol (najbardziej złożone projekty wymagają do 8 warstw metalizacji)
10. Chłodzenie elementów SMT bezpośrednio przez metalizację płytki
11. Spełnienie wymagań bezpieczeństwa związancy z odstępami izolacyjnymi (creepage and clearance).
12. Rozwiązania mechaniczne związane z radiatorami i masywnymi elementami energoelektronicznymi
13. Realizacja elementów magnetcznych w technologii PCB (magnetyki planarne), zarówno jako odrębne elementy jak i wbudowane w płytę główną.

W rezultacie powyższych wymagań obwody drukowane w układach przetwarzania energii elektrycznej często stanowią krytyczny element stanowiący o prawidłowej, niezawodnej i długotrwałej pracy urządzenia. Pracownicy i konsultanci firmy Sytem El zaprojektowali wiele ukladów przetwornic impulsowych o najwyższych wymaganiach, zapraszamy do skorzystania z naszego doświadczenia.

 

Transformatory planarne

Transformatory planarne są powszechnie stosowane w układach przetwornic impulsowych wysokiej częstotliwości. Uzwojenia są w nich wykonane w technologii PCB, flex circuit, czasami z wykorzystaniem kształtek formowaych z blachy miedzianej lub przewodu. Ich główne zalety to:
1. Niski koszt – wykonanie uzwojenia w technologi płytki drukowanej może być dużo tańsze od nawijania transformatora (proces bardzo trudny w automatyzacji, zwłaszcza w transformatorach impulsowych dużej częstotliwości).
2. Bardzo małe prawdopodobieństwo problemów jakościowych – proces wykonania płytki drukowanej jest wysoce powtarzalny i niezawodny a kontrola jakości prosta. Z drugiej strony nawijanie transformatorów, nakładanie warstw izolacji, zakończenia przewodów, itd. mogą być wykonane wadliwie, czasami w sposób trudny do wykrycia przez badanie gotowego elementu.
3. Stabilne parametry – geometria transformatorów planarnych jest dykowana przez projekt płytki drukowane a ta jest wykonana z dokładnością do tysięcznych części milimetra. Dzięki temu indukcyjności rozproszenia oraz pojemności międzyzwojowe różnią się bardzo niewiele pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami. W przypadku tradycyjnych transformatorów nawijanych nie ma możliwości kontrolowania układania poszczególnych warstw z taką dokładnością i dużo większa zmienność niektórych własności jest nie do uniknięcia. Indukcyjność rozproszenia i pojemności międzyzwojowe mają wpływ na komutację tranzystorów mocy, oscylacje i przepięcia oraz zakłócenia elektromagnetyczne. 
4. Wysoka częstotliwość pracy - transformatory planarne są w sposób naturalny zbudowane są z cienkich warstw miedzi co redukuje straty związane z prądami wirowymi pojawiającymi się przy dużych częstotliwościach pracy. Osiągnięcie podobnych efektów w transformatorach tradycyjnych wymaga stosowania blachy miedzianej, co dodatkowo komplikuje i podraża konstrukcję.
5. Tranformator wbudowany w płytę główną – w niektórch sytuacjach jest możliwe zrealizowanie kompletnych lub częściowych uzwojeń w głównej płycie pcb. Do pełnej realizacji transformatora wystarczy wtedy umieścić rdzeń w wycięciach obwodu drukowanego.
6. Niski profil - technika planarna umożliwiają konstrukcję tranformatorów o bardzo niskim profilu co niekiedy jest bardzo pożądane z uwagi na geometrię systemu.