Was ist der Unterschied zwischen Niederfrequenz- und Hochfrequenztransformator?

Bei einer gegebenen Versorgungsspannung beträgt die Flussdichte in einem Transformatorkern:

• Umgekehrt proportional zur Versorgungsfrequenz

• Umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche des Kerns.

Wenn also die Betriebsfrequenz eines Transformators steigt, können wir bei gleicher Spannung und Leistung weniger Windungen und einen kleineren Kernquerschnitt verwenden. Ein Hochfrequenztransformator ist daher kleiner als ein Niederfrequenztransformator gleicher Nennleistung.

Bei höheren Frequenzen gibt es jedoch ein Problem: Die Hystereseverluste im Kern steigen mit der Frequenz, wenn die Flussdichte konstant gehalten wird. Daher verzichten wir bei Hochfrequenztransformatoren (z. B. über 500 Hz) auf den laminierten Eisenkern und verwenden stattdessen Ferrit. Dieser benötigt eine geringere Flussdichte als Eisen, weist aber keine Hystereseverluste auf.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass beim Vergleich eines Hochfrequenztransformators mit einem Niederfrequenztransformator mit gleicher Leistung und Nennspannung Folgendes gilt:

• Der Hochfrequenztransformator ist kleiner und leichter.

• Der Hochfrequenztransformator hat weniger Windungen auf der Primär- und Sekundärseite.

• Der Hochfrequenztransformator hat einen Ferritkern anstelle von laminiertem Eisen.

• Die Hochstromwicklungen des Hochfrequenztransformators sind meist „multifilar“, d. h. sie bestehen eher aus mehreren kleinen Drähten als aus einem einzigen großen Draht. Dadurch soll der „Skin-Effekt“ reduziert werden, der bei hohen Frequenzen zum Problem wird.