TIW, FIW чи емальований провід зі стрічкою: як обрати ізоляцію обмоток трансформатора

Під час проєктування розділового трансформатора посилену ізоляцію (reinforced insulation) між первинною та вторинною сторонами забезпечують трьома основними способами: традиційний емальований провід у поєднанні з ізоляційною стрічкою, провід з потрійною ізоляцією (TIW, Triple Insulated Wire) та повністю ізольований провід (FIW, Fully Insulated Wire).Усі три здатні пройти сертифікацію безпеки;різниця — у габаритах, кількості технологічних операцій, структурі витрат і свободі проєктування.У цій статті ми порівнюємо їх із нейтральної, специфікаційної позиції, щоб допомогти Вам обрати рішення відповідно до умов Вашого виробу.

Принципові відмінності трьох підходів

Традиційний емальований провід + ізоляційна стрічка: сама обмотка має лише емалеву плівку (основну ізоляцію), а розділення первинної та вторинної сторін досягається міжшаровою ізоляційною стрічкою та запасом шляху спливу, залишеним з обох боків каркаса. Технологія відпрацьована, ціна проводу найнижча, але стрічка та крайові відступи займають простір вікна намотування: зменшити габарити трансформатора важко, а операцій більше — намотування, обклеювання стрічкою, укладання виводів.

Провід з потрійною ізоляцією (TIW): на провідник екструдовано три шари ізоляції; на прикладі DAH JIN TLW-B / TLW-BB / TLW-B7S / TLW-F — три шари екструдованої ізоляції, оцінені за сертифікатом VDE 40008834 як посилена ізоляція за IEC 62368-1 Annex J (Reinforced / Extruded / 3 layers). Оскільки ізоляція виконана в самому проводі, первинну та вторинну обмотки можна намотувати безпосередньо поруч, без міжшарової стрічки та без запасу шляху спливу; габарити трансформатора помітно зменшуються, а кількість операцій скорочується.

Повністю ізольований провід (FIW): за емалювальною технологією ізоляційний лак наноситься багатьма безперервними шарами до значно товщої плівки (специфікація за IEC 60317-56:2017, клас нагрівостійкості class 180);від 3-го видання IEC 62368-1 за визначених умов його можна застосовувати для посиленої ізоляції.Порівняння діапазонів діаметрів: FIW (IEC 60317-56) — провідник 0.090–0.900 mm; сертифікований діапазон DAH JIN залежить від органу сертифікації: UL E236542 покриває 0.11–1.5 mm для TLW-BB, а VDE 40008834 покриває 0.10–1.00 mm для TLW-B / TLW-BB / TLW-F.FIW підходить для надкомпактних високочастотних розробок, але плівка є безперервним шаром одного матеріалу, тому шлях сертифікаційної перевірки та кінцеве оброблення відрізняються від TIW, а в частині застосувань додатково потрібні інші засоби ізоляції для підтвердження витримуваної напруги та шляху спливу.

Швидка порівняльна таблиця

Емальований провід + ізоляційна стрічка

• Спосіб досягнення посиленої ізоляції: стрічка + шлях спливу
• Операції намотування: найбільше (наклеювання стрічки / крайові відступи)
• Кінцеве оброблення: потрібне зняття емалі
• Шлях сертифікації безпеки: оцінювання конструкції

Провід з потрійною ізоляцією (TIW)

• Спосіб досягнення посиленої ізоляції: три шари екструдованої ізоляції на самому проводі
• Операції намотування: мало (безпосереднє спільне намотування)
• Кінцеве оброблення: TLW-B / TLW-BB / TLW-B7S / TLW-F від DAH JIN можна паяти безпосередньо, без попереднього зняття ізоляції (згідно з документацією на продукцію)
• Шлях сертифікації безпеки: шлях проводу за IEC 62368-1 Annex J / 61558-1 Annex K

Повністю ізольований провід (FIW)

• Спосіб досягнення посиленої ізоляції: потовщена емалева плівка (один матеріал)
• Операції намотування: мало
• Кінцеве оброблення: паяльний тип (IEC 60317-56 solderable), умови паяння — за специфікацією виробника
• Шлях сертифікації безпеки: шлях FIW, починаючи з IEC 62368-1 ed.3

Коли обирати TIW

1. Зарядні пристрої та компактні трансформатори імпульсних блоків живлення (SMPS) (IEC 62368-1 Annex J): у змаганні за щільність потужності зарядних пристроїв для телефонів і ноутбуків виграш об'єму від відмови від стрічки та відступів безпосередньо відбивається на розмірах виробу.
2. Виробничі лінії, орієнтовані на паяння: серію TLW від DAH JIN можна паяти безпосередньо, без попереднього зняття ізоляції — кінцевих операцій менше, ніж і в емальованого проводу, і у FIW.
3. Медичні джерела живлення (EN/IEC 60601-1): TLW-BB та TLW-B7S допомагають виконати вимоги до ізоляції пацієнта (фактична витримувана напруга залежить від перевірки медичного класу кінцевого виробу).
4. Високочастотні розробки з відчутним скін-ефектом: скручений тип TLW-B7S (7 жил, концентричне кругле скручування) знижує опір змінному струму, зберігаючи потрійну ізоляцію.