[Peter_N 0]

Добрый день

 

Кто сталкивался с задачей с гальванической развязкой антенного тракта радиоканала 868MHz (25mW) на 4кВ?

Нашел на более низкие напряжения (300В). Сoilcraft - wbc серия.

Т.е. насколько реально и практически реализуемо сделать трансформатор 1:1 на данной частоте с такой изоляцией?

Какие могут быть нюансы?

 

[zltigo 0]

Кто сталкивался с задачей с гальванической развязкой антенного тракта радиоканала 868MHz (25mW) на 4кВ?

А что за антенна? И почему именно трансформатор?

 

 

 

[Peter_N 0]

А что за антенна? И почему именно трансформатор?

Антенна стандартная внешняя (четвертьволновый штырь). На выходе устройства SMA разъем стоит. По требованиям безопасности должна быть развязка. Делать по цифровой части - это оптопары и развязка по БП (затратно). Поэтому рассматриваем вариант трансформатор на антенну - если конечно это реально.

[Aner 1]

Антенна стандартная внешняя (четвертьволновый штырь). На выходе устройства SMA разъем стоит. По требованиям безопасности должна быть развязка. Делать по цифровой части - это оптопары и развязка по БП (затратно). Поэтому рассматриваем вариант трансформатор на антенну - если конечно это реально.

Эта проблема решается утановкой специальных малоёмкостных TVS диодов с требуемыми по стандарту kV сразу за SMA разъёмом.

Обчно никто никаких трансформаторов туда не ставит.

Что то из подобных подбирают:

http://www.infineon.com/cms/en/product/esd...14a3509ea0e0320

[zltigo 0]

По требованиям безопасности должна быть развязка.

Безопасности чего? Если чего-то типа искробезопасности, то все решается конденсатром или цепочкой конденсаторов.

Если безопасности Вашего устройства, то уже сказали. Кроме этого есть ПАВ фильтры для развязки и опять же конденсаторы. Трансформатор совсем не надо.

 

 

[Peter_N 0]

Безопасности чего? Если чего-то типа искробезопасности, то все решается конденсатром или цепочкой конденсаторов.

Если безопасности Вашего устройства, то уже сказали. Кроме этого есть ПАВ фильтры для развязки и опять же конденсаторы. Трансформатор совсем не надо.

 

Нет, не искробезопасности. Именно нужна полноценная развязка: 4kV AC 1 min. Поэтому и уточняю насколько реализуема идея с трансформатором. Т.е. повторюсь, нечто похожее находил (выше писал), но там меньшее напряжение. Можно взять провод в хорошей изоляции и расширить по выводам. Но есть подозрения, что паразитные параметры такого укрупненного трансформатора уже будут влиять на радиотракт. Ориентиры: трансформатор (развязка 300В) Сoilcraft - wbc серия имеет размеры примерно 3x3мм, для того чтобы держал 4кВ увеличится как минимум до 6.5мм между краями контактных площадок на плате, также за счет провода в изоляции увеличится и сердечник. С учетом того что сигнал распространяется по компланарной полосковой линии насколько работоспособным будет включение в разрыв трансформатора? Будет ли работать такой габаритный трансформатор (примерно 6x6мм плюс разнос по выводам для того чтобы дерать 4кВ по плате)? Причем разделение также требуется и по GND.

Изменено 14 марта, 2017 пользователем Peter_N

[Corner 0]

AC 4 kV это уже не гальваническая развязка. Гальваническая по постоянному току)))

Трансформатор можно сделать из стеклотекстолита. Прочность стеклотекстолита 30 кВ/мм. На 4 кВ достаточно 0.2... 0.3 мм.

Какая полоса частот? Если стандартная, то 2 кольцевых резонатора с двух сторон стеклотекстолитового ядра 0.25 мм. Посчитать можно в любом СВЧ САДе.

Изменено 14 марта, 2017 пользователем Corner

[Peter_N 0]

AC 4 kV это уже не гальваническая развязка. Гальваническая по постоянному току)))

Трансформатор можно сделать из стеклотекстолита. Прочность стеклотекстолита 30 кВ/мм. На 4 кВ достаточно 0.2... 0.3 мм.

Какая полоса частот? Если стандартная, то 2 кольцевых резонатора с двух сторон стеклотекстолитового ядра 0.25 мм. Посчитать можно в любом СВЧ САДе.

 

Полоса 2...3 МГц (это с учетом запаса). FR4 стандартный 1.6мм, по допускам может иметь плюс/минус 10 процентов. Этот разброс не испортит характеристик (т.к. платы делают в Китае у разных производителей)? Примерные габариты такого трансформатора и какие у него могут быть потери (т.е. их порядок 0,1 или 1 dB, или больше) хоть оценочно можете подсказать?

[Corner 0]

Полоса 2...3 МГц (это с учетом запаса). FR4 стандартный 1.6мм, по допускам может иметь плюс/минус 10 процентов. Этот разброс не испортит характеристик (т.к. платы делают в Китае у разных производителей)? Примерные габариты такого трансформатора и какие у него могут быть потери (т.е. их порядок 0,1 или 1 dB, или больше) хоть оценочно можете подсказать?

Потери в районе 1 дБ, 1.6 мм не пойдет - надо тоньше или во внутренних слоях делать. Габариты в пределах 1 кв см. Можно встроить прямо в плату. Берите AWR там они уже есть готовые.

Изменено 14 марта, 2017 пользователем Corner

[Peter_N 0]

Потери в районе 1 дБ, 1.6 мм не пойдет - надо тоньше или во внутренних слоях делать. Габариты в пределах 1 кв см. Можно встроить прямо в плату.

 

Спасибо. Рассмотрю это решение. На данный момент плата двухслойная, не очень хочется из за одного компонента уходить в 4 слоя. Хочется найти все таки внешний компонент.

А как ведет себя такой трансформатор (если сделать во внутренних слоях) при частичном рассогласовании антенны или неподключенной антенне? При 25мВт проблем вроде быть не должно. Применял ли кто то такие решения в серийных изделия своих (или может видел у известных фирм)?

[Aner 1]

А почему при таких "ХЗК" требованиях не устраивает обычный конденсатор, емкость не сложно посчитать на 4...6 kV? Он обеспечит вам гальваническую развязку. В чем причина и необходимость трансформатора?

Стеклотекстолит FR-4 ( почти все марки ) на этих частотах имеет нестабильный епсилон, имеющий большой разброс. Если на нем делать трансформаторы то придется считаться и с доп потерями. При вашей то мощности оно вам нужно?

[Peter_N 0]

А почему при таких "ХЗК" требованиях не устраивает обычный конденсатор, емкость не сложно посчитать на 4...6 kV? Он обеспечит вам гальваническую развязку. В чем причина и необходимость трансформатора?

Стеклотекстолит FR-4 ( почти все марки ) на этих частотах имеет нестабильный епсилон, имеющий большой разброс. Если на нем делать трансформаторы то придется считаться и с доп потерями. При вашей то мощности оно вам нужно?

 

Три основных варианта развязки рассматриваю: оптопары и питание (дорого), трансформатор, конденсаторы. Конденсаторы надо ставить большие по размерам. Есть идея попробовать компланарную полосковую линию разорвать СМД конденсатором 2512 (6,35мм), землю также разорвать и поставить два аналогичных (или большего номинала) конденсатора с одной и другой стороны линии по GND. в плате сделать пропилы. Насколько данные крупные конденсаторы можно считать как элементы с сосредоточенными параметрами на частоте 868МГц? Они по габаритам аналогичны SMD антеннам.

Т.е. вопрос наверное более общего плана: для частоты 868МГц где та граница какие элементы можно применять и какие нельзя по габаритам? Т.е. сам чип разводится с элементами 0402 (0603), высокие требования к близости расположения элементов и максимальной заливки. Некоторые элементы производитель рекомендует устанавливать не далее чем 0.6 мм от чипа и тут переход на элементы с габаритами 6x6мм? Насколько это реально? Не испортит ли все паразитная индуктивность(и ее разброс), если использовать крупные конденсаторы; и паразитная емкость (ее разброс), если использовать крупный трансформатор?

Изменено 14 марта, 2017 пользователем Peter_N

[Aner 1]

Да, такие "ХЗК" требования испортят все, особенно если челы без образования и понятия о стандартах их выдвигают.

Смутное закрадывается мысль, ... а не троллите ли вы тут?

[Corner 0]

Хммм. У меня резистор общего применения типа 2520 на 1 ГГц стоит. С учетом в схеме паразитной индуктивности работает без вопросов. Видимо, авторы микросхемы сами не представляют ее параметров. Вот и пишут чушь.

А высоковольтный конденсатор тоже можно сделать на тонком стеклотекстолите и прокачать резонаторами - полоса очень узкая. Заодно, фильтр получится.

[Aner 1]

Хммм. У меня резистор общего применения типа 2520 на 1 ГГц стоит. С учетом в схеме паразитной индуктивности работает без вопросов. Видимо, авторы микросхемы сами не представляют ее параметров. Вот и пишут чушь.

А высоковольтный конденсатор тоже можно сделать на тонком стеклотекстолите и прокачать резонаторами - полоса очень узкая. Заодно, фильтр получится.

Размеры прикиньте такого кондера в сравнении с 0402, да и при той почти никакой выходной мощности. Фильтр узкий ... врядли, его еще и не просто будет согласовать для тех частот на плавающем епсилон FR-4.