120 W auf 24 × 22 mm: LinkCom stellt den FT12112AR vor

Benötigen Sie für Ihr PoE-System eine galvanisch getrennte 12-V-Versorgung mit bis zu 120 W, haben aber nur wenig Platz auf der Leiterplatte? Der neue DC/DC Transformer FT12112AR von LinkCom ist für die sekundäre Leistungswandlung in Power-over-Ethernet-Systemen ausgelegt. Er unterstützt Forward-Konverter mit einem Sekundärausgang von 12 V und 10 A. Die SMD-Ausführung benötigt eine Grundfläche von maximal 24 × 22 mm. Welche Eigenschaften sind für Ihre Auslegung entscheidend, wenn neben der Leistung auch Wicklungsverluste und Isolation berücksichtigt werden müssen?

LinkCom erweitert sein Angebot an planaren Transformatoren

LinkCom Manufacturing Co., Ltd. entwickelt und fertigt seit 1988 magnetische Komponenten. Zum Portfolio gehören unter anderem Leistungsübertrager, PoE-Transformatoren und planare Transformatoren für Stromversorgungs- und Kommunikationsanwendungen. Mit dem FT12112AR ergänzt der Hersteller sein Angebot für die Leistungswandlung in PoE-Systemen.

Der FT12112AR ist für die Forward-Topologie vorgesehen. Sein spezifizierter Hauptausgang von 12 V und 10 A entspricht einer Ausgangsleistung von 120 W. Dabei handelt es sich um einen Transformator für den Aufbau einer DC/DC-Wandlerstufe, nicht um eine vollständige Stromversorgung. Die Auswahl muss deshalb zur vorgesehenen Wandlerschaltung passen.

LinkCom ordnet den FT12112AR in der Produktankündigung 2,5G-LAN- und PoE-Architekturen zu. Zusätzlich nennt der Hersteller eine einkanalige Bias-Versorgung mit 2 A als Systemanforderung. Diese Angabe ist vom Hauptausgang mit 10 A zu unterscheiden. Der Bezug zu 2,5G-LAN beschreibt den Anwendungskontext der Stromversorgung, nicht eine spezifizierte Datenübertragungseigenschaft des Transformators.

Niedrige Wicklungswiderstände und definierte Isolation

Für den FT12112AR gibt LinkCom maximale Gleichstromwiderstände von 9 mΩ auf der Primärwicklung und 2,2 mΩ auf der Sekundärwicklung an. Diese DCR-Werte sind bei hohen Strömen besonders relevant: Die ohmschen Wicklungsverluste steigen mit dem Quadrat des Stroms. Niedrige Widerstände tragen dazu bei, die I²R-Kupferverluste und die damit verbundene Erwärmung zu begrenzen.

Für Ihre thermische Auslegung liefern die Wicklungswiderstände damit wichtige Anhaltspunkte. Sie beschreiben jedoch nicht sämtliche Verluste einer Wandlerstufe. Aus den DCR-Werten allein lässt sich daher kein Gesamtwirkungsgrad ableiten.

Bei der Bauteilauswahl stehen insbesondere folgende Aspekte im Vordergrund:

• Wicklungsverluste unter den vorgesehenen Strombedingungen
• galvanische Trennung zwischen Primär- und Sekundärseite
• Platzbedarf und Montage auf der Leiterplatte

Die Isolation zwischen Primär- und Sekundärwicklung ist mit 2250 VDC angegeben. LinkCom nennt dafür Prüfbedingungen von drei Sekunden bei 1 mA. Die Prüfspannung beschreibt die Spannungsfestigkeitsprüfung und darf nicht mit einer dauerhaft zulässigen Betriebsspannung gleichgesetzt werden.

SMD-Bauform für begrenzten Platz auf der Leiterplatte

Der FT12112AR verwendet einen EQI20-Magnetkern und ist für die Oberflächenmontage ausgeführt. Seine Grundfläche beträgt maximal 24 × 22 mm. Damit lässt sich der Platzbedarf des DC/DC Transformer frühzeitig in die Leiterplattenplanung einbeziehen. Das ist insbesondere dann relevant, wenn für die galvanisch getrennte Leistungsstufe nur eine begrenzte Fläche zur Verfügung steht.

LinkCom spezifiziert einen Betriebstemperaturbereich von −40 bis +125 °C. Dieser Bereich ist für den Abgleich mit den vorgesehenen Einsatzbedingungen wichtig. Welche Temperatur der Transformator in einer konkreten Schaltung erreicht, muss dennoch im jeweiligen Aufbau bewertet werden.

Neben dem FT12112AR führt LinkCom den FT30112AR als weiteren planaren Forward-Transformator mit 120 W. Dessen maximale Abmessungen betragen 29,5 × 26,5 × 13,0 mm. Die Produktübersicht nennt für den FT30112AR einen Eingangsbereich von 48 bis 60 V und den Controller Texas Instruments UCC2897. Für den FT12112AR ist dort dagegen kein bestimmter Controller zugeordnet.

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