BRPI0721736B1

BRPI0721736B1 - Transformador, controlador de motor, e, motor

Info

Publication number: BRPI0721736B1
Application number: BRPI0721736-6A
Authority: BR
Inventors: Michael J. Willers; Raymond Joseph Walsh; Christopher Simmonds
Original assignee: Moog Limited
Priority date: 2007-06-11
Filing date: 2007-06-11
Publication date: 2023-05-16
Also published as: WO2008152616A1; US8310327B2; EP2156447A1; WO2008152616A9; BRPI0721736A2; US20100219926A1; CA2689672C; CA2689672A1; EP2156447B1

Abstract

TRANSFORMADOR, CONTROLADOR DE MOTOR, E, MOTOR A presente invenção apresenta um transformador aperfeiçoado (20), que em termos genéricos compreende um substrato (21) tendo primeira e segunda superfícies (22, 23), um painel (24) montado sobre a primeira superfície do substrato, um segundo painel (25) montado sobre a segunda superfície do substrato, os painéis sendo idênticos entre si e sendo montados sobre as respectivas superfícies de substrato proximais como imagens especulares entre si, cada um dos painéis tendo uma pluralidade de camadas dielétricas com enrolamentos em folha eletricamente condutivos (35, 36, 37, 38) embutidos no seu interior e um núcleo montado (26, 28) operativamente disposto para prestar um trajeto para fluxo magnético atribuível a uma corrente em alguns dos enrolamentos. Terceiro e quarto painéis (71, 72) podem ser acavalados sobre o primeiro e segundo painéis, respectivamente, para seletivamente variar as propriedades do transformador.

Description

Campo Técnico

[0001] A presente invenção refere-se geralmente ao campo de transformadores elétricos para possível uso em aplicações de acionamento de motores e, mais especificamente, para transformadores de perfil baixo aperfeiçoados que podem ser montados sobre e integrados com um substrato aperfeiçoado, tal como um painel de circuito impresso (PCB), contendo alguns componentes de transformador.

Técnica Anterior

[0002] A Van Nostrand’ Scientific Encyclopedia define um transformador como sendo um dispositivo para transferir energia elétrica de um circuito para outro por indução magnética, usualmente com uma concomitante alteração de voltagem. Inexistem partes móveis nem qualquer conexão elétrica entre os dois circuitos (exceto no caso de um autotransformador). A energia elétrica é transferida através de uma ligação magnética. O circuito fornecedor de energia é designado de o “primário”, e o circuito receptor de energia é designado de o “secundário”,

[0003] Alguns transformadores empregam enrolamentos em forma de bobina tridimensionais. Outros empregam enrolamentos relativamente planares ou substancialmente bidimensionais que são embutidos em várias camadas dielétricas de um painel de circuito impresso. Por exemplo, a patente US no 6.353.379 B1 apresenta um transformador cobrindo múltiplos painéis de circuito impresso. Cada painel tem uma estrutura de camadas múltiplas. Os enrolamentos em folha são embutidos nas várias camadas. Um enrolamento magnético, tal como um núcleo-E, pode ser montado sobre o painel principal. A finalidade proposta do dispositivo é baixar o perfil do conversor de CC/CC.

[0004] A patente US no 5.990.776 apresenta outro tipo de transformador tendo enrolamentos em folha embutidos em várias camadas de um painel de circuito impresso em múltiplas camadas.

[0005] A patente US 4.547.961 apresenta um transformador miniaturizado tendo enrolamentos em folha embutidos em várias camadas de um painel de circuito impresso em múltiplas camadas. Um núcleo em forma de E abarca os enrolamentos.

[0006] Estas referências demonstram que existe e persiste a necessidade por um transformador de perfil baixo que utilize tecnologia de painel de circuito impresso, que faça uso de componentes comercialmente disponíveis para minimizar o número de diferentes partes integrantes no transformador montado, e que possa acrescentar painéis complementares para variar de maneira seletiva as propriedades do transformador.

Sumário da Invenção

[0007] Com referência incidental às partes correspondentes, partes ou superfícies da modalidade exposta, meramente para fins de ilustração e não a título de limitação, a presente invenção apresenta um transformador aperfeiçoado, que em termos genéricos inclui um substrato dotado de primeira e segunda superfícies, um primeiro painel montado sobre a primeira superfície do substrato, um segundo painel montado sobre a segunda superfície do substrato, os painéis sendo idênticos entre si e sendo montados sobre as respectivas superfícies de substrato adjacentes como imagens especulares recíprocas; cada um dos painéis tendo uma pluralidade de camadas dielétricas com enrolamentos em folha eletricamente condutivos nelas embutidos; e núcleos operativamente dispostos para proporcionar um trajeto para fluxo magnético atribuível a uma corrente em alguns dos enrolamentos.

[0008] Pelo menos um enrolamento do primeiro painel pode ser ligado em série com pelo menos um enrolamento do segundo painel e estes enrolamentos ligados em série podem formar uma parte dos enrolamentos primários do transformador.

[0009] Pelo menos um enrolamento do primeiro painel pode ser ligado em paralelo com pelo menos um enrolamento do segundo painel, e estes enrolamentos ligados em paralelo podem formar uma parte dos enrolamentos secundários do transformador.

[00010] Pelo menos um enrolamento do primeiro painel e/ou do segundo painel pode ser independente de todos os outros enrolamentos.

[00011] O núcleo pode ser formado montando duas partes de núcleo. Uma primeira das partes de núcleo pode ser disposta próxima ao primeiro painel, e uma segunda das partes de núcleo pode ser disposta próxima ao segundo painel. Pelo menos uma das partes de núcleo pode ser em forma de E, e a outra pode ser em forma de E ou em forma de I, ou podem ter algum outro perfil ou configuração.

[00012] O substrato pode ser um painel de circuito impresso, e este painel de circuito impresso pode conter um ou mais dos enrolamentos de transformador.

[00013] Os primeiro e segundo painéis podem ser formados por uma técnica de circuito impresso. Cada painel pode incluir terminais sobre uma de suas superfícies que são adaptados para ligar eletricamente pelo menos um dos enrolamentos dentro do dito painel. Em uma modalidade, cada painel tem pelo menos quatro terminais que são operativamente dispostos para permitir diferentes tensões (voltagens) a serem derivadas do transformador mesmo com uma disposição PCB especular. Diferentes enrolamentos dentro de um painel podem ser conectados por vias.

[00014] Pelo menos um enrolamento do primeiro painel é conectado com pelo menos um enrolamento do segundo painel por pelo menos uma via.

[00015] O transformador pode possivelmente ainda incluir um terceiro painel acavalado sobre o primeiro painel e eletricamente ligado com o mesmo; e pode possivelmente incluir um quarto painel superposto sobre o segundo painel e com ele eletricamente ligado. O terceiro e quarto painéis podem ser idênticos entre si, porém diferentes do primeiro e segundo painéis. O terceiro e quarto painéis de preferência são montados sobre o primeiro e segundo painéis respectivamente, como imagens mutuamente especulares. Cada terceiro e quarto painel podem ter uma pluralidade de terminais operativamente dispostos para permitir que diferentes tensões sejam derivadas dos painéis. Pelo menos um enrolamento do terceiro painel pode ser ligado em paralelo com pelo menos um enrolamento do primeiro painel, e pelo menos um enrolamento do quarto painel pode ser ligado em paralelo com pelo menos um enrolamento do segundo painel. Aqueles versados na técnica de construção de transformadores apreciarão que esta ligação em paralelo resulta em uma resistência de enrolamento efetiva mais baixa, assim permitindo um aumento no rendimento energético do transformador. Pelo menos um enrolamento do terceiro painel pode ser conectado em série com pelo menos um enrolamento do primeiro painel e pelo menos um enrolamento do quarto painel pode ser conectado em série com pelo menos um enrolamento do segundo painel.

[00016] Cada painel contém grupos de terminações associadas com os enrolamentos daquele painel específico e o grupo de terminações sobre o mesmo painel ou sobre um painel adjacente.

[00017] Sob outro aspecto, a invenção apresenta um controlador de motor incorporando qualquer transformador conforme definido acima e comutadores elétricos, o transformador efetuando conversão CC/CC redutora alimentando as unidades motrizes dos comutadores elétricos.

[00018] Em uma modalidade os comutadores elétricos são comutadores a Transistor Bipolar de Eletrodo Porta Isolado.

[00019] Em um aspecto adicional a invenção a apresenta um motor compreendendo qualquer controlador de motor como definido acima.

[00020] Por conseguinte, o objetivo genérico da invenção é apresentar um transformador aperfeiçoado.

[00021] Outro objetivo é proporcionar um transformador de perfil baixo aperfeiçoado que é próprio para emprego em aplicações de acionamento de motor.

[00022] Outro objetivo é proporcionar um transformador de perfil baixo no qual as propriedades do transformador (e.g., relação de espiras, etc. podem ser rapidamente e facilmente mudadas ou modificadas montando componentes padrão (isto é, terceiro e quarto painéis) sobre o primeiro e segundo painéis.

[00023] Ainda outro objetivo é proporcionar um transformador de perfil baixo no qual dois painéis a adicionar podem ser montados sobre o op primeiro e o segundo painéis como imagens no espelho um do outro.

[00024] Ainda outro objetivo é proporcionar um transformador de perfil baixo aperfeiçoado no qual cada painel acrescentado tem um grupo de terminais associados com os enrolamentos daquele painel específico para permitir uma tensão desejada ou diferentes tensões serem derivadas daquele painel.

[00025] Estes e demais objetivos e vantagens se evidenciarão dos desenhos e especificações escritas precedentes e subseqüentes, dos desenhos e das reivindicações apensas;

Descrição Sucinta das Figuras do Desenho

[00026] A fig. 1 é uma vista isométrica esquemática mostrando os primeiro e segundo painéis, e os dois núcleos em E, em relação alinha explodida em relação ao painel de circuito impresso principal.

[00027] A fig. 2 é uma vista em seção transversal longitudinal do transformador montado que foi mostrado em relação explodida na figura 1 e mostrando as várias camadas de cada painel, a estrutura de núcleo montada, e os enrolamentos primário e secundário.

[00028] A fig. 3 é uma vista isométrica esquemática mostrando primeiras modalidades de alguns dos enrolamentos ligados em série dentro do primeiro e segundo painel, e mostrando o primeiro e segundo painel como sendo dispostos como imagens especulares recíprocas.

[00029] A fig. 4 é uma vista isométrica esquemática mostrando segundas modalidades de enrolamentos não ligados dentro do primeiro e segundo painéis, e mostrando o primeiro e segundo painel dispostos como imagens de espelho recíprocas.

[00030] A fig. 5 é uma vista isométrica esquemática mostrando terceiras formas de enrolamentos não ligados dentro dos primeiro e segundo painéis, e mostrando os primeiro e segundo painéis como sendo dispostos como imagens de espelho um do outro.

[00031] A fig. 6a é uma vista superior em planta da camada superior do primeiro painel, mostrando os terminais dos enrolamentos primário e secundário dispostos espacialmente em torno do PCB.

[00032] A fig. 6b é uma vista do enrolamento embutido no interior da segunda camada a partir do topo do primeiro painel, este sendo parte do enrolamento primário.

[00033] A fig. 6c é uma vista do enrolamento embutido no interior da terceira camada a partir do topo do primeiro painel, este sendo parte do enrolamento primário.

[00034] A fig. 6d é uma visa do enrolamento embutido no interior da quarta camada a partir do topo do primeiro painel, este sendo parte do enrolamento primário.

[00035] A fig.7a é uma vista do enrolamento embutido dentro da quarta camada a partir do topo do primeiro painel, este sendo um enrolamento secundário com múltiplas derivações.

[00036] A fig. 7b é uma vista do enrolamento embutido através da disposição dentro da sexta camada a partir do topo do primeiro painel, esta sendo efetivamente uma camada não usada do PCB.

[00037] A fig. 7c é uma vista do enrolamento embutido dentro da sétima camada a partir do topo do primeiro painel, este sendo outro enrolamento secundário com múltiplas derivações.

[00038] A fig. 7d é uma vista inferior em planta da oitava camada a partir do topo do primeiro painel (i.e, a camada inferior) esta vista mostrando os terminais conduzindo às derivações centrais e terminações dos enrolamentos secundários, e também mostrando o completamento do enrolamento primário.

[00039] A fig. 8 é uma vista esquemática isométrica alinhada explodida simplificada do transformador mostrado na fig. 1, e mostra os enrolamentos esquemáticos dos primeiro e segundo painéis e dos painéis de substrato principal, porém, sem os dois núcleos em forma de E.

[00040] A fig. 9 é uma vista esquemática isométrica alinhada explodida similar à fig. 1, e mostra o primeiro, segundo, terceiro e quarto painéis, e os dois núcleos em forma E em relação ao painel principal; e

[00041] A fig. 10 é uma vista esquemática isométrica alinhada explodida do transformador mostrado na fig. 9.

Descrição das Modalidades Preferenciais

[00042] De início deve ser claramente entendido que numerais de referência idênticos são propostos para identificar os mesmos elementos estruturais, partes, ou superfícies de maneira uniforme, através da totalidade das várias figuras de desenho, como tais elementos, partes ou superfícies podem ser adicionalmente descritas ou explanadas pela inteira especificação escrita, da qual esta descrição detalhada constitui parte integrante. Salvo de outro modo indicado, os desenhos são propostos para serem vistos (e.g. hachuramento, disposição de partes, proporção, grau, etc.) conjuntamente com o relatório descritivo, e devem ser considerados como uma parte integrante da inteira descrição descrita da presente invenção. Conforme usados na descrição a seguir, os termos “horizontal”, “vertical”, “esquerdo”, “direito” “acima” e “abaixo”, assim como seus derivados adjetivais e adverbiais (e.g. “horizontalmente”, “à direita”, “para cima”. etc;), simplesmente se reportam à orientação da estrutura ilustrada com a figura de desenho específica voltada para o leitor. De maneira similar, os termos “para dentro” e “para fora” geralmente se reporta à orientação de uma superfície em relação ao eixo geométrico de alongamento ou eixo geométrico de rotação, conforme apropriado.

[00043] A presente invenção trata da construção e manufatura de transformadores de perfil baixo para aplicações no acionamento de motores, nas quais múltiplas fontes de alimentação de polarização isoladas são requeridas. O transformador aperfeiçoado pode incluir duas ou mais partes de núcleo montadas sobre um painel de circuito impresso principal (PCB) com dois painéis de circuito impresso em múltiplas camadas idênticos sendo montados sobre o painel principal. A invenção permite, através da construção singular dos painéis adicionados, o uso de PCBs planares idênticos, e PCBs secundários (se desejado) para reduzir o número de diferentes componentes requeridos durante a manufatura.

[00044] Os transformadores de maneira vantajosa podem ser usados em um controlador de motor alimentando os elementos acionadores de comutadores elétricos tais como Transistores Bipolares de Eletrodo Porta Isolados (IGBTs) e também fornecendo os requisitos de polarização para os circuitos de controle.

[00045] O conjunto básico é mostrado na fig. 1. Nesta vista, vários componentes de um transformador aperfeiçoado, geralmente indicado em 20, são mostrados em relação alinhada explodida entre si. Estes vários componentes incluem um painel de circuito impresso principal 21 tendo uma superfície superior planar 22 e uma superfície inferior planar 23, um primeiro painel 24 adaptado para ser montado sobre o substrato ou superfície superior 22 de painel PCB principal 22, um segundo painel 25 posicionado abaixo do painel principal 21 e adaptado para ser montado sobre a segunda superfície de painel principal 23, e núcleos em E superior e inferior 26, 28, respectivamente, que são adaptados para abarcar os primeiro e segundo painéis de modo a proporcionar um trajeto para o fluxo magnético atribuível a uma corrente em alguns dos enrolamentos de transformador. Os primeiro e segundo painéis 24, 25 são de preferência mutuamente idênticos, porém são montados sobre as respectivas superfícies de substrato proximais 22, 23 como imagens de espelho recíprocas. O painel principal 21 é, na realidade, um painel de circuito impresso tendo uma pluralidade de enrolamentos em folha embutidos no seu interior. Os primeiro e segundo painéis são também manufaturados por uma técnica de painel de circuito impresso apropriada, e incluem uma pluralidade de camadas dielétricas com vários enrolamentos em forma de folha embutidos no seu interior, como exposto infra. Os primeiro e segundo painéis 24, 25 são mostrados como tendo uma pluralidade de terminais, indicados respectivamente em 29.

[00046] A fig. 2 mostra vistas seccionais verticais longitudinais parciais ampliadas do transformador ilustrado na fig. 1, após a montagem. Esta vista mais uma vez mostra o painel de circuito impresso principal 21 como tendo superfícies superior e inferior 22, 23, respectivamente. Os primeiro e segundo painéis 24, 25 são mostrados como sendo montados sobre estas respectivas superfícies de substrato 22, 23, respectivamente. O painel de circuito impresso principal 21 é ilustrado como tendo uma pluralidade de camadas dielétricas. Dois enrolamentos de baixa tensão ligados em série, verticalmente espaçados indicados em 30, 31 são dispostos dentro do painel de circuito impresso principal. Estes enrolamentos são conectados através de vias 32 que conduzem aos terminais 33, 34 sobre as superfícies superior e inferior do circuito impresso principal.

[00047] Como previamente indicado, os primeiro e segundo painéis de preferência são de preferência estruturalmente idênticos, de modo a minimizar o número e tipo de diferentes componentes do transformador, e são montados sobre as superfícies proximais do painel de circuito impresso principal como imagens de espelho recíprocas. Cada um dos painéis 24, 25 pode ser formado por uma técnica de painel de circuito impresso apropriada, e pode ter uma pluralidade de enrolamentos em forma de folha indicados em 35, 36, 37 e 38, respectivamente, dispostos no interior de várias respectivas camadas dielétricas, verticalmente espaçadas. Vários destes enrolamentos são ligados por vias, individualmente indicadas em 39, que terminam em terminais 40 em uma superfície do painel associado. Nos desenhos apensos, o numeral 39 se reporta geralmente a uma via e o numeral 40 refere-se a um terminal conectado com aquela via. Isto não quer dizer que todas as vias são as mesmas ou que todas as vias estão ligadas com os mesmos enrolamentos em forma de folha dentro do painel associado.

[00048] A figura 3 é uma vista esquematizada de um enrolamento em folha em um painel como sendo ligado com outro painel idêntico previsto como uma imagem de espelho do primeiro. Observe-se que os terminais “2” dos painéis são ligados através de uma via 41 no PCB principal. Assim, uma tensão (voltagem) apropriada pode ser aplicada entre o terminal “1” do painel superior e o terminal “1” do painel inferior, para a corrente a fluir em uma direção horária, se estendendo em espiral para dentro no painel superior e para fora no painel inferior. Assim, a fig. 3 ilustra os dois enrolamentos como imagens de espelho, como sendo ligados em série.

[00049] A figura 4 e uma vista esquemática de outro conjunto, de modo geral similar aquele mostrado na fig. 3, no qual um enrolamento superior 43 é previsto como uma imagem de espalho para um enrolamento inferior 43. Estes enrolamentos têm uma derivação fora do centro que produz tensões desiguais na saída do transformador. Aqueles versados na técnica de construção de transformadores apreciarão que a disposição fora do centro dos conjuntos de derivação resulta em diferentes tensões ser produzidas nas saídas dos enrolamentos superiores em comparação com aqueles produzidos nas saídas do enrolamento inferior devido ao fato dos enrolamentos serem em imagem de espelho. Os terminais “1” e “3” do enrolamento mostrado na fig. 4 correspondem geralmente aos terminais “1” e “2” no enrolamento mostrado na fig. 3. A principal diferença reside no fato da existência de uma derivação fora do centro levando a um terminal intermediário “2”. Isto permite uma tensão ínterim ser derivada. A tensão ínterim derivada no enrolamento superior 43 não é equivalente à tensão ínterim derivada do enrolamento inferior 43 devido ao fato do enrolamento estar fora do centro.

[00050] A figura 5 é uma vista esquemática de uma forma corrigida do enrolamento mostrado na fig. 4. O enrolamento superior faz uso dos terminais “1”, “2” e “4’, ao passo que o enrolamento inferior faz uso dos terminais “4”, “3” e “1”. Em outras palavras, o terminal “3” não é usado no enrolamento superior e o terminal “2” não é usado no enrolamento inferior. Esta disposição permite tensões equivalentes ser obtidas dos enrolamentos superior e inferior com as derivações adicionais. Assim, a derivação adicional em cada enrolamento habilita compensação da derivação fora do centro combinada com um PCB especular.

[00051] As figuras 6 e 7 são vistas esquemáticas das oito camadas formadoras do painel superior 24. A fig. 6a é uma vista superior em planta da camada extrema superior 45. A camada 45 é mostrada como tendo uma pluralidade de terminais retangulares espaçados, individualmente indicados em 46, e uma pluralidade de vias circulares verticais espaçadas, indicadas em 48.

[00052] A fig. 6b é uma vista esquemática do enrolamento em folha na segunda câmara a partir do topo, este situado imediatamente abaixo da camada superior. Observe-se que a corrente pode fluir do terminal 50 em uma direção no sentido horário e pode se estender em espiral para dentro para uma terminação 51. Uma via comunica a extremidade interna da bobina mostrada na fig. 6b com a extremidade interna de uma bobina sobre a terceira camada a partir do topo, como mostrado na fig. 6c. Assim, na terceira camada, a corrente pode se estender em espiral para o exterior no sentido de um terminal 52. Reportando-se a seguir à fig. 6d, o terminal 52 comunica-se através de uma via com um terminal de entrada 53 sobre a quarta camada a partir do topo. O terminal está ligado através de um enrolamento em folha que se estende em espiral para dentro e termina em uma saída 54. O terminal 54 é adaptado para se comunicar através de uma via com uma imagem especular no conjunto no painel inferior.

[00053] Reportando-se à fig. 7, a quinta camada a partir do topo do painel superior é mostrada como tendo outro enrolamento em folha que se inicia em uma entrada 55 e termina em uma saída 56. A entrada 55 e a saída 56 sobre a quinta camada comunicam-se através das vias mostradas na fig. 7b com terminações sobre a oitava camada, como mostrado na fig. 7d. As derivações deste enrolamento são tomadas das vias localizadas em pontos ínterim no enrolamento, e estas derivações também se comunicam com as terminações sobre a oitava camada através das vias. Outro enrolamento completo é mostrado sobre a sétima camada a partir do topo, como mostrado na fig. 7c. Este enrolamento se estende em espiral para dentro entre uma entrada 59 e uma saída 58. Este enrolamento também contém várias vias espacialmente dispostas para proporcionar derivações fora de centro e terminações, como visto na fig. 7b.

[00054] Como mais bem mostrado na figura 7, a entrada 59 comunica-se com um terminal 60.

[00055] A fig. 8 é uma vista esquemática do transformador montado. O PCB principal é mostrado como tendo dois enrolamentos de saída de baixa tensão 30, 31. O primeiro painel 24 é mostrado como tendo metade do enrolamento primário, indicado em 61. Na realidade, o enrolamento 61 pode ser representado por uma pluralidade de enrolamentos ligados em série sobre as várias camadas do painel superior. O painel superior é também representado como tendo um enrolamento de saída, indicado em 62, que pode, na realidade, situar-se sobre múltiplas camadas. O enrolamento extremo superior 61 é mostrado como tendo terminais nas posições “1” e “2”, e o enrolamento de saída 62 é mostrado como tendo quatro terminais de saída. O painel inferior 25 é disposto como uma imagem especular do painel superior, e tem um enrolamento primário 61 e um enrolamento secundário 62, como indicado acima.

[00056] Reportando-se a seguir às figs. 9 e 10, a presente invenção expressamente contempla que um ou mais painéis adicionais, designados de terceiro e quarto painéis, respectivamente, possam ser montados sobre ou dispostos em tandem sobre os primeiro e segundo painéis, respectivamente, para aperfeiçoar ou estender as propriedades elétricas do transformador. Na fig 9, o conjunto é mostrado em uma relação alinhada explodida. O transformador aperfeiçoado, geralmente indicado em 70, é mais uma vez mostrado como incluindo um painel de circuito impresso principal 21, dotado de superfícies superior e inferior 22, 23, respectivamente, um primeiro painel 24, um segundo painel 25; e núcleos em forma de E superior e inferior 26, 28 do núcleo. Todavia, nesta forma, um terceiro painel, geralmente indicado em 71, é montado sobre o primeiro painel 24 e é abarcado pelo núcleo em E. De maneira similar, um quarto painel, geralmente indicado em 72, é montado sobre o segundo painel 25, e é abarcado pelo núcleo em E 28. Os terceiro e quarto painéis 71, 72 são idênticos entre si, porém são montados sobre o primeiro e segundo painéis, respectivamente, como imagens especulares entre si. Estes terceiro e quarto painéis possuem terminais ou grupos de terminais que se comunicam com o enrolamento interno no seu interior, e podem ser facilmente usados para expandir a capacidade do primeiro e segundo painéis. Por exemplo, os terceiro e quarto painéis poderiam conter enrolamentos primários adicionais que podem ser ligados em paralelo com os enrolamentos dos primeiro e segundo painéis. Alternativamente, os terceiro e quarto painéis podem ter enrolamentos secundários adicionais que podem ser eletricamente ligados com os enrolamentos secundários dos primeiro e segundo painéis. Alternativamente, estes terceiro e quarto painéis podem ter enrolamentos secundários adicionais que aumentam o número de tensões de saída do transformador.

[00057] A figura 10 é uma vista esquemática da estrutura mostrada na figura 9. As duas bobinas 30, 31 dentro do painel de circuito principal 21 se apresentam no centro desta vista. Acima e abaixo do painel de circuito principal são mostradas representações do primeiro e segundo painéis 24, 25, respectivamente. Estes painéis são representados como tendo várias camadas embutidas no seu interior. Por exemplo, o primeiro painel 24 é ilustrado como tendo o enrolamento primário 60 e um enrolamento secundário 61. De maneira similar, o segundo painel é ilustrado como tendo um enrolamento primário 60 e um enrolamento secundário 61.

[00058] O terceiro e quarto painéis são ilustrados como tendo enrolamentos primários adicionais, geralmente indicados em 73 e enrolamentos secundários, geralmente indicados em 74. Esses vários enrolamentos são adaptados para comunicar os correspondentes enrolamentos nos primeiro e segundo painéis pelo seu conjunto de terminais e vias conectando estes terminais.

Modificações

[00059] A presente invenção especialmente contempla que muitas alterações e modificações podem ser introduzidas. Por exemplo, embora atualmente os vários painéis de preferência sejam construídos de acordo com as técnicas de painel de circuito impresso, outros tipos de técnicas de construção poderiam possivelmente ser adotados. O número de camadas não é considerado crítico. Os padrões de enrolamento específicos não são considerados críticos, muito embora tenham de ser governados pela aplicação extrema final. Conforme indicado, o terceiro e o quarto painéis podem ser superpostos sobre o primeiro e segundo painéis, respectivamente, se desejado. O conjunto de vias e grupos de terminais é considerado estar ao alcance daqueles versados na presente técnica.

[00060] Por conseguinte, embora várias formas do transformador aperfeiçoado tenham sido ilustradas e descritas, e várias de suas modificações expostas, aqueles versados na técnica facilmente apreciarão diversas alterações e modificações adicionais podem ser introduzidas sem se afastar do espírito da invenção, conforme definida e distinguida pelas reivindicações que se seguem.

Claims

1. Transformador (20), compreendendo: - um substrato (21) tendo primeira e segunda superfícies (22, 23); - um primeiro painel (24) montado sobre a primeira superfície (22) do substrato (21); - um segundo painel (25) montado sobre a segunda superfície (23) do substrato (21); - um terceiro painel (71) montado sobre o primeiro painel (24) e eletricamente com ele conectado; - um quarto painel (72) montado sobre o segundo painel (25) e eletricamente com ele conectado; - os primeiro e segundo painéis (24, 25) sendo mutuamente idênticos sobre as respectivas superfícies de substrato (22, 23) proximais como imagens especulares um do outro; - cada um dos painéis tendo uma pluralidade de camadas dielétricas com enrolamentos em folha condutivos (35, 36, 37, 38) embutidos no seu interior; e - um núcleo (26, 28) operativamente disposto para proporcionar um trajeto para fluxo magnético atribuível a uma corrente elétrica em alguns dos enrolamentos; caracterizado pelo fato de que cada um dos primeiro e segundo painéis (24, 25) inclui pelo menos três terminais (1, 2, 3) sobre uma superfície do mesmo que são eletricamente conectados a pelo menos um enrolamento dentro do dito painel e que são operativamente dispostos para permitir que diferentes voltagens sejam derivadas.

2. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um enrolamento do primeiro painel (24) é ligado em série com pelo menos um enrolamento do segundo painel (25).

3. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os enrolamentos ligados em série formam uma parte dos enrolamentos primários do transformador (20).

4. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um enrolamento do primeiro painel (24) é conectado em paralelo com pelo menos um enrolamento do segundo painel (25).

5. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os enrolamentos ligados em paralelo formam uma parte dos enrolamentos secundários do transformador (20).

6. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos um enrolamento do primeiro painel (24) é independente de todos os outros enrolamentos.

7. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos um enrolamento do segundo painel (25) é independente de todos os outros enrolamentos.

8. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o núcleo (26, 28) é formado por montagem de duas partes de núcleo (26, 28), em que qual pelo menos uma primeira das ditas partes de núcleo (26, 28) está disposta próxima ao primeiro painel (24), e no qual uma segunda das ditas partes de núcleo (26, 28) está disposta próxima ao segundo painel (25).

9. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das partes de núcleo (26, 28) tem forma de E.

10. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que pelo menos das partes de núcleo (26, 28) tem forma de I.

11. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o substrato (21) é um painel de circuito impresso.

12. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos enrolamentos de transformador (20) fica localizado no interior do painel de circuito impresso.

13. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo painéis (24, 25) são formados por uma técnica de circuito impresso.

14. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que diferentes enrolamentos dentro de um primeiro ou segundo painel (25) são ligados por vias.

15. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que pelo menos um enrolamento do primeiro painel (24) é ligado com pelo menos um enrolamento do segundo painel (25) por pelo menos uma via.

16. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o terceiro e quarto painéis são idênticos.

17. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 1 ou 16, caracterizado pelo fato de que os terceiro e quarto painéis não são idênticos aos primeiro e segundo painéis (24, 25).

18. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que os terceiro e quarto painéis são montados sobre o primeiro e segundo painéis (24, 25), respectivamente, como imagens no espelho um do outro.

19. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 1 ou 16, caracterizado pelo fato de que cada um dentre o terceiro e o quarto painéis tem pelo menos três terminais (1, 2, 3) operativamente dispostos para permitir que diferentes tensões sejam derivadas dos painéis.

20. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que pelo menos um enrolamento do terceiro painel (71) é conectado em paralelo com pelo menos um enrolamento do primeiro painel (24), e pelo menos um enrolamento do quarto painel (72) é conectado em paralelo com pelo menos um enrolamento do segundo painel (25).

21. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que pelo menos um enrolamento do terceiro painel (71) é conectado em série com pelo menos um enrolamento do primeiro painel (24) e pelo menos um enrolamento do quarto painel (72) é conectado em série com pelo menos um enrolamento do segundo painel (25).

22. Transformador (20) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 21, caracterizado pelo fato de que o painel contém grupos de terminações associadas com os enrolamentos daquele painel especifico.

23. Transformador (20) de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o grupo de terminações sobre um painel é disposto para prover tensão nominal adequada em relação ao grupo de terminações sobre um painel adjacente.

24. Controlador de motor caracterizado pelo fato de que compreende um transformador como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 23, e comutadores de potência, o transformador (20) efetuando conversão redutora de CC/CC alimentando elementos ativadores dos comutadores de potência.

25. Controlador de motor de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que os comutadores de potência são constituídos por comutadores a transistor bipolar de eletrodo porta isolado.

26. Motor caracterizado pelo fato de que compreende um controlador como definido em qualquer uma das reivindicações 24 ou 25.