Vodič s trojitou izolací (TIW), FIW, nebo lakovaný vodič s izolační páskou: jak vybrat ze tří způsobů izolace vinutí transformátoru

Při návrhu oddělovacího transformátoru se zesílená izolace (reinforced insulation) mezi primární a sekundární stranou řeší třemi běžnými způsoby: klasickým lakovaným vodičem s izolační páskou, vodičem s trojitou izolací (TIW, Triple Insulated Wire) a plně izolovaným vodičem (FIW, Fully Insulated Wire).Všechny tři cesty mohou vyhovět bezpečnostním požadavkům;liší se objemem, počtem výrobních kroků, strukturou nákladů a volností návrhu.Tento článek je srovnává z neutrálního, specifikačního pohledu a pomůže Vám vybrat podle podmínek Vašeho produktu.

Principiální rozdíly tří způsobů

Klasický lakovaný měděný vodič + izolační páska: Vinutí samo nese pouze lakovou vrstvu (základní izolaci); oddělení primární a sekundární strany zajišťuje mezivrstvá izolační páska a povrchová cesta vyhrazená na obou okrajích. Technologie je vyzrálá a cena vodiče nejnižší, páska a okrajové odstupy však zabírají prostor okna vinutí — objem transformátoru se obtížně zmenšuje a navíjení, páskování i úprava vývodů znamenají více pracovních kroků.

Vodič s trojitou izolací (TIW): Na vodič se extruzí nanášejí tři izolační vrstvy; například typy TLW-B / TLW-BB / TLW-B7S / TLW-F společnosti DAH JIN mají tři extrudované izolační vrstvy, posouzené v rámci certifikátu VDE 40008834 podle IEC 62368-1 Annex J jako zesílená izolace (Reinforced / Extruded / 3 layers). Protože izolace je součástí samotného vodiče, lze primární a sekundární vinutí navíjet přímo vedle sebe; odpadá mezivrstvá páska i požadavek na povrchovou cestu, objem transformátoru se výrazně zmenší a ubude výrobních kroků.

Plně izolovaný vodič (FIW): Lakovací technologií se izolační lak nanáší v mnoha po sobě jdoucích vrstvách do podstatně silnějšího filmu (specifikace podle IEC 60317-56:2017, tepelná třída class 180);od 3.vydání IEC 62368-1 jej lze za stanovených podmínek použít pro zesílenou izolaci.Srovnání rozsahů průměrů: FIW (IEC 60317-56) pokrývá vodiče 0.090–0.900 mm; certifikovaný rozsah společnosti DAH JIN se liší podle certifikačního orgánu: UL E236542 pokrývá u řady TLW-BB 0.11–1.5 mm, VDE 40008834 pokrývá u řad TLW-B / TLW-BB / TLW-F 0.10–1.00 mm.FIW se hodí pro extrémně kompaktní vysokofrekvenční návrhy, laková vrstva je však souvislou vrstvou z jediného materiálu, takže cesta bezpečnostního průkazu i úprava vývodů se od TIW liší;v některých aplikacích je nutné elektrickou pevnost a povrchové cesty potvrdit dalšími izolačními opatřeními.

Rychlé srovnání

Lakovaný vodič + izolační páska

• Způsob dosažení zesílené izolace: páska + povrchová cesta
• Postup navíjení: nejvíce kroků (páskování, okrajové odstupy)
• Úprava vývodů: nutné odstranit lak
• Normativní cesta: konstrukční průkaz

Vodič s trojitou izolací (TIW)

• Způsob dosažení zesílené izolace: tři extrudované izolační vrstvy na vodiči
• Postup navíjení: málo kroků (přímé navíjení vedle sebe)
• Úprava vývodů: TLW-B / TLW-BB / TLW-B7S / TLW-F společnosti DAH JIN lze pájet přímo bez předchozího odstranění izolace (dle produktové dokumentace)
• Normativní cesta: cesta vodiče podle IEC 62368-1 Annex J / 61558-1 Annex K

Plně izolovaný vodič (FIW)

• Způsob dosažení zesílené izolace: zesílený lakový film (jediný materiál)
• Postup navíjení: málo kroků
• Úprava vývodů: pájitelné provedení (IEC 60317-56 solderable), podmínky pájení dle specifikace výrobce
• Normativní cesta: cesta FIW od IEC 62368-1 ed.3

Kdy zvolit TIW

1. Nabíječky a malé transformátory spínaných zdrojů (IEC 62368-1 příloha J): v soutěži o hustotu výkonu nabíječek telefonů a notebooků se objemová úspora z vynechání pásky a okrajových odstupů promítá přímo do rozměrů produktu.
2. Výrobní linky vyžadující snadné pájení: řadu TLW společnosti DAH JIN lze pájet přímo bez předchozího odizolování — méně kroků úpravy vývodů než u lakovaného vodiče i FIW.
3. Zdravotnické zdroje (EN/IEC 60601-1): TLW-BB / TLW-B7S mohou pomoci splnit požadavky na oddělení pacienta (skutečná elektrická pevnost podléhá kvalifikaci podle zdravotnické třídy celého přístroje).
4. Návrhy s výrazným skin efektem na vysokých kmitočtech: lankové provedení TLW-B7S (7 žil soustředně kruhově slaněných) snižuje střídavou impedanci při zachování trojité izolace.