Новый трансформатор изобрели для «Интернета вещей»

Новый трансформатор изобрели для «Интернета вещей»

Будущее электронных устройств частично связано с «Интернетом вещей» — сетью устройств, транспортных средств и приборов, встроенных в электронику. «Интернет вещей» обеспечивает возможности подключения к сетям и обмен данными. Инженеры Университета Иллинойса решили реализовать это будущее, сведя к минимуму размер одного достаточно большого элемента интегральных схем. Имеется в виду элемент беспроводной схемы связи — трансформатор.

Преобразующие радиочастотные элементы

Трёхмерные свернутые радиочастотные трансформаторы в 10-100 раз занимают меньше места и работают эффективнее двухмерных аналогичных конструкций.

Коэффициент передачи мощности увеличивается, а процесс изготовления упрощается. Так характеризуется инновационная разработка на страницах журнала «Nature Electronics».

Электронные компоненты – трансформаторы, обычно представлены достаточно громоздкими и тяжелыми элементами электронной печатной платы.

Поэтому габаритные размеры трансформаторов рассматриваются ключевым препятствием для разработок будущей электроники.

Такими элементами монтажа используются спиральные провода, через которые преобразуются входные сигналы в конкретные выходные сигналы. Полученные на выходе сигналы используются другими радиокомпонентами — микрочипами.

Ранние исследования привели к разработке радиочастотных трансформаторов на основе сложных проводящих материалов. Основное назначение этих компонентов — применение в космосе. Но эти разработки отличает ограниченный потенциал производительности.

Ограничения производительности обусловлены неэффективной магнитной связью между катушками при высоких коэффициентах передачи. Объём намотки первичной катушки получается значительно больше объёма вторичной катушки, либо наоборот.

Подобные конструкции должны изготавливаться с использованием специальных материалов. Да и процесс производства достаточно трудоёмкий.

В результате получаются громоздкие, несгибаемые компоненты, далёкие от идеала, пригодного для миниатюрных электронных устройств.

Новые решения изготовления трансформаторов

Инновационная конструкция, предложенная группой разработчиков Университета Иллинойса, ранее проектировалась для внедрения в рулонных индукторах. Переработав двухмерную модель на трёхмерную структуру, получили новый технологичный компонент.

Проводники нового трансформатора тщательно структурированы на растянутых двухмерных тонких плёнках. Как только провода оказываются под напряжением, плёнки самопроизвольно скатываются в крошечные трубки.

Таким образом, первичная и вторичная обмотки занимают значительно меньшую площадь, но магнитная индукция и связь двух обмоток организуются на оптимальном уровне.

Вложенная трёхмерная архитектура конструкции допускает работу с высоковольтным напряжением.

Новый трансформатор с высоким коэффициентом трансформации может успешно использоваться в качестве импедансного устройства для повышения чувствительности приемников с чрезвычайно низкой мощностью. Таковые, как ожидается, станут ключевым фактором для беспроводных интерфейсов «Интернета вещей».


На основе материалов: Lois Yoksoulian


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *