What?! There is a capacitor in my transformer?

Get a quick tutorial from James Tabbi, our Deputy Vice President of Exxelia's Magnetics Business Units, explaining what's interwinding capacitance


Exxelia recently designed an auxiliary transformer for a spacecraft application, where interwinding capacitance was of concern to the customer.  The controller chip they were using in their power supply was noted to be “rather sensitive to excess capacitance.”

Exxelia has also supplied thousands of driver transformers for use in a subsystem of the AN/TPQ-53 Radar System in which interwinding capacitance within the toroidal windings is held to a very demanding tolerance.

But what is interwinding capacitance? 

Capacitance in a transformer winding cannot be avoided. The voltage difference between turns, between winding layers and from windings to the core, creates “parasitic” capacitances in the transformer circuit.  These capacitances are shown as Cp, Cs, and Cw in this schematic diagram of an electronic transformer “equivalent circuit.”

Interwinding and distributed capacitance occur in transformers due to the physical separation of, and electrostatic coupling between, different turns of wire. In general, the capacitance presents itself between the different layers within a winding and between the outside layer of one winding and the inside layer of the next.  

In conventional magnetics, interwinding capacitance is a function of coil configuration – the geometry of adjacent conductors and separating dielectric media. Specifically, it is directly proportional to the shared surface area of the windings (shown in green and red below), the dielectric constant of the insulator between the windings (shown in gray below), and is inversely proportional to the separation distance through the dielectric media.

           

In high-frequency transformer design, leakage inductance and capacitance are often competing design requirements since the beneficial parameters that provide low leakage inductance also tend to increase the interwinding capacitance.

Excessive capacitance can cause undesirable common-mode noise transmission between transformer windings or between transformer windings and core or another ground connection.

Exxelia can assist with these design challenges when creating products that have to deal with interwinding capacitance, for all types of magnetic components.  

Important coil configuration design considerations must be made when capacitive coupling causes unacceptable signal transmission (for example, common-mode noise transmission or undesirable spurious ringing on a high voltage output).  Windings may be configured in a way that reduces the dV/dt voltages induced across dielectric media. Conductive screen(s) tied to preferred potential(s) can also be added between adjacent windings to reduce transmission.

If you’d like to learn more about interwinding capacitance or would like to discuss your specific magnetics needs, contact us sales.usa@exxelia.com 

Publié le 04 Sep 2020 par Rebecca Charles

EXXELIA ACQUIERT LA SOCIETE MICROPEN TECHNOLOGIES CORPORATION

EXXELIA ACQUIERT LA SOCIETE MICROPEN TECHNOLOGIES CORPORATION ET AJOUTE LES RESISTANCES A SON OFFRE DE COMPOSANTS PASSIFS DE HAUTE FIABILITE   Micropen, leader technologique dans la conception, le développement et la fabrication de résistances de haute précision et de capteurs spéciaux rejoint Exxelia Exxelia ajoute les résistances à son portfolio de condensateurs et produits magnétiques de haute fiabilité, et élargit son offre aux capteurs critiques pour les marchés médicaux et de sécurité Exxelia renforce son empreinte aux États-Unis avec un quatrième site de fabrication Micropen renforce son périmètre en dehors des États-Unis grâce à la présence locale d'Exxelia, en particulier en Europe et en Asie   Paris, France et Honeoye Falls, New York, USA – 6 Janvier 2020 - Exxelia, leader dans la conception et fabrication de composants passifs et sous-systèmes de haute fiabilité dédiés aux environnements sévères, annonce avoir finalisé, le 23 décembre 2019, l'acquisition de Micropen Technologies Corporation. Micropen est un concepteur et fabricant de résistances de haute technologie, commercialisées sous la marque Ohmcraft®, très implanté sur les marchés du médical, de la défense, du spatial et de l’industrie. Micropen fabrique également avec la même technologie des capteurs spéciaux uniques dédiés aux applications médicales et de sécurité.   Fondée en 1982 à Honeoye Falls, NY, Micropen Technologies a développé un processus unique de dépose de matériaux fonctionnels critiques, tels que des électrodes conductrices ou des métaux précieux, sur divers substrats, tels que la céramique, le plastique et autres. Ce système breveté est  au cœur de la conception et la fabrication de la totalité de la gamme de résistances Ohmcraft® ainsi que de certains capteurs médicaux d’observation et de stimulation les plus innovants au monde. « Nous sommes ravis d'accueillir l'équipe talentueuse et impliquée de Micropen, et très fiers d'ajouter la technologie unique de Micropen à notre portefeuille déjà vaste de composants passifs et de capteurs de haute technologie. Grâce à ce procédé inégalé, Exxelia entre dans le monde des résistances à haute fiabilité et renforce sa position de fournisseur incontournable de  produits clés auprès de clients ayant des applications critiques », a déclaré Paul Maisonnier, Président-Directeur général d'Exxelia. Ed Petrazzolo, Président-Directeur Général de Micropen Technologies, déclare « Micropen  se réjouit d’intégrer la croissance d'Exxelia et de son vaste portefeuille produit. Les points communs entre nos deux sociétés en matière d'excellence, de culture, d'ingénierie, de technologie et de fabrication sont exceptionnels et nous sommes ravis de la portée mondiale qu'Exxelia offre à nos résistances Ohmcraft et à nos capabilités d'impression Micropen ». ### À propos de Micropen Technologies: Micropen Technologies Corporation conçoit, développe, fabrique et vend des gammes de résistances à couche épaisse spécifiques, haute tension et hautes performances , et des composants électroniques de précision, utilisant son système électronique d'impression breveté. La gamme de résistances de précision de Micropen est commercialisée sous la marque Ohmcraft, leader reconnu des résistances hautes-performances spécifiques pour les marchés médical, défense, spatial, détection et test & mesure. La division Micropen fabrique et développe en sous-traitance des produits pour les marchés des dispositifs médicaux et de la détection. Pour plus d'informations, visitez www.ohmcraft.com et / ou www.micropen.com À propos d'Exxelia: EXXELIA est l'un des leaders mondial dans la conception et fabrication composants passifs et sous-systèmes de hautes performances. La large gamme de produits d'Exxelia comprend des condensateurs à film, au tantale, en céramique et électrolytiques, des inducteurs, des transformateurs, des composants radiofréquence, des capteurs de position, des collecteurs tournants et des pièces mécaniques de haute précision. Reconnue mondialement pour son excellence en conception et son expertise technique, EXXELIA développe des produits «catalogue» et «spécifiques» destinés exclusivement aux marchés de haute fiabilité tels que l'aérospatiale, la défense, le médical, les transports, les infrastructures de télécommunications et les applications industrielles avancées. Toutes les informations supplémentaires sur https://exxelia.com