חיי היומיום שלנו אינם ניתנים להפרדה ממגוון מכשירים אלקטרוניים. פתח את המעטפת החיצונית של מוצר אלקטרוני ותמצא משרן. במאמר זה, אנו מנתחים מספר מוצרים אלקטרוניים כדי לחקור את היישומים החיוניים של משרנים במכשירים אלקטרוניים.
מחשבים, טלפונים ניידים, טלוויזיות/מסכים LCD/LED, נורות LED ומטענים USB כולם משתמשים בזרם ישר (DC), אך רשת החשמל הלאומית משתמשת במערכת הפצה של 220V ו-38V AC. לכן, כמעט כל מכשיר מצריך מערכת אספקת מתח AC-to-DC או DC-to-DC (הגברה ודוחה) כספק כוח ראשי או עזר. בממירי AC-DC ו-DC-DC, משרנים הם מרכיב מפתח, שני רק לאחר ה-IC. מהנדסי אלקטרוניקה משיגים יעילות המרה גבוהה על ידי בחירת המשרן הנכון. פרמטרים מרכזיים המשמשים בבחירת משרן כוללים ערך השראות, זרם נקוב, זרם עליית טמפרטורה, התנגדות AC והתנגדות DC.
להלן לוח ה-PCBA של iPad2. הרכיבים המעוגלים באדום הם כולם משרנים.
התמונה למטה מציגה מודול פתוח של ספק כוח אוניברסלי, שבו המשרן/שנאי (חלק אדום) תופס נפח גדול.
האיור שלהלן הוא דיאגרמת אנטומיה טיפוסית של מהפך סולארי של 1kW. החלקים האדומים המעוגלים הם רכיבים מגנטיים כגון משרנים, המהווים חלק גדול מכלל הרכיבים.
להתקני המרת אנרגיה חשמלית אלה יש תכונה משותפת אחת: יעילות גבוהה יותר ויותר וגודל קטן יותר ויותר. על מנת להשיג את המטרה של צפיפות הספק גבוהה יותר ונפח ומשקל קטנים יותר, צינור המתג צריך לעבור במהירות גבוהה יותר. פעם זה היה 1-5kHz, עכשיו זה 5-30kHz, ובעתיד זה יהיה 30kHz-1MHz. ככל שהתדר גבוה יותר, כך ערך השראות הנדרש קטן יותר, מה שיכול להפחית את נפח ומשקל המשרן. אך יחד עם זאת, ישנם גם אתגרים גדולים לאובדן התדר הגבוה והעקביות של המשרן, אשר דורש טכנולוגיית סלילה טובה יותר וחומרי ליבה כדי להמיר את צפיפות ההספק הגבוהה ביותר עם הנפח הקטן ביותר. זה גם קובע את מגמת הפיתוח העתידית של משרנים: יעילות גבוהה יותר וגודל קטן יותר.
