DE102007060556A1 - Transmission unit for transmitting of electrical energy and/or information for e.g. field device, has electrical conductors wounded on surface of base body so that winding areas of conductors are held at different winding areas of body - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Übertragungseinheit zur Übertragung von elektrischer Energie und/oder Informationen zwischen einer Primärseite und einer Sekundärseite, mit mindestens einem Grundkörper, mit mindestens einem primärseitigen elektrischen Leiter, welcher in einem Wickelbereich auf dem Grundkörper aufgewickelt ist und welcher mit mindestens einem elektrischen Anschluss auf der Primärseite verbunden ist, mit mindestens einem sekundärseitigen elektrischen Leiter, welcher in einem Wickelbereich auf dem Grundkörper aufgewickelt ist und welcher mit mindestens einem elektrischen Anschluss auf der Sekundärseite verbunden ist.The The invention relates to a transmission unit for transmission of electrical energy and / or information between a primary side and a secondary side, with at least one basic body, with at least one primary side electrical Ladder which is wound up in a winding area on the base body is and which with at least one electrical connection the primary side is connected, with at least one secondary-side electrical conductor, which is wound in a winding area on the base body and which connected to at least one electrical connection on the secondary side is.
In der modernen Prozess- und Automatisierungstechnik tritt häufig der Fall auf, dass ein Übergang zwischen einer explosionsgefährdeten Zone und einer nicht-explosionsgefährdeten Zone stattfindet. Hierbei werden relativ oft Transformatoren zur Energieübertragung bzw. zur Übertragung von Daten verwendet. Somit ist es auch insbesondere erforderlich, dass eine entsprechende Schnittstelle bereitgestellt wird, über welche die Übertragung stattfindet und welche als galvanische Trennung ausgestaltet ist. Dabei müssen die relevanten Bauteile insbesondere den Anforderungen der Explosionsschutzart „i" Eigensicherheit genügen. Meist werden Übertrager mit einer E-Kern-Bauform verwendet. Dabei werden die einzelnen Wicklungen im Allgemeinen für die eigensicheren und nicht-eigensicheren Anschlüsse übereinander gewickelt, was mit einem relativ großen Platzbedarf einhergeht. Insbesondere müssen zwischen den Wicklungen und den jeweiligen Anschlüssen die Anforderungen für die Explosionsschutzart „i" Eigensicherheit in Bezug auf Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden. Dabei müssen insbesondere Abstände in Bezug auf eine feste Isolation erzeugt werden. Beispielsweise ist es auch darauf zu achten, dass eine Temperatursicherung auf der nicht-eigensicheren Seite vorgesehen ist. Um die entsprechenden Anforderungen erfüllen zu können, ist es in den meisten Fällen erforderlich, dass ein relativ großer E-Kern Verwendung findet, was mit erhöhtem Platzbedarf und erhöhten Kosten einhergeht.In The modern process and automation technology often occurs Case on that a transition between a potentially explosive atmosphere Zone and a non-hazardous zone takes place. in this connection are relatively often transformers for energy transmission or transmission used by data. Thus, it is also particularly necessary that a corresponding interface is provided, via which the transfer takes place and which is designed as a galvanic isolation. It must the relevant components in particular the requirements of explosion protection type "i" intrinsic safety suffice. Most are transformer with used an E-core design. This will be the individual windings in general for the intrinsically safe and non-intrinsically safe connectors wrapped one over another, which with a relatively large footprint accompanied. In particular, need between the windings and the respective terminals the Requirements for Explosion protection type "i" intrinsic safety with regard to clearances and creepage distances. there have to especially distances be generated in terms of a solid isolation. For example It is also important to ensure that a thermal fuse on the non-intrinsically safe side is provided. To the appropriate meet requirements to be able to it in most cases requires that a relatively large E-core be used, what with increased Space requirements and increased Costs goes along.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Schnittstelle für eine galvanische Trennung vorzuschlagen, welche einen möglichst geringen Platzbedarf und möglichst geringe Kosten verursacht.The The object of the invention is an interface for a galvanic To propose separation, which requires the least possible space and as possible low cost.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Grundkörper im Wesentlichen ringförmig ausgestaltet ist, und dass der primärseitige elektrische Leiter und der mindestens eine sekundärseitige elektrische Leiter auf der Oberfläche des Grundkörpers derartig aufgewickelt sind, dass es sich bei den Wickelbereichen des primärseitigen elektrischen Leiters und des mindestens einen sekundärseitigen elektrischen Leiters im Wesentlichen um unterschiedliche Winkelbereiche des Grundkörpers handelt. Die elektrischen Leiter sind dabei vorzugsweise derartig gewickelt, dass sie wiederholt durch das Loch des ringförmigen Grundkörpers bzw. des Kerns hindurchgeführt werden und dass die Winkelbereiche sich jeweils auf Winkel relativ zum Mittelpunkt des Ringes beziehen. Mit anderen Worten: Die elektrischen Leiter, bei welchen es sich beispielsweise um Drähte handelt, sind nebeneinander auf dem Ring aufgewickelt. Die Primär- und Sekundärseite beziehen sich dabei vorzugsweise auf explosions- bzw. nicht-explosionsgefährdete Seiten beispielsweise einer Prozessanlage. Die Übertragungseinheit dient dabei beispielsweise der Übertragung von Energie bzw. Leistung für ein Feldgerät der Prozessautomatisierungstechnik. Ein Vorteil besteht beispielsweise darin, dass in Abhängigkeit vom jeweils erforderlichen Wicklungsbereich und dem damit einhergehenden Winkelbereich beliebig viele Leiter auf dem Ring aufgebracht werden können und dass somit auf der Sekundär- bzw. Primärseite jeweils mehrere Anschlüsse bereitgestellt werden können, ohne dass es zu einem deutlich erhöhten Platzbedarf kommt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Koppelverhältnis zwischen den Wicklungen durch das Nebeneinanderliegen verbessert ist.The Task is solved by that the main body essentially annular is configured, and that the primary-side electrical conductor and the at least one secondary side electrical conductor wound on the surface of the body in such a way are that it is the winding areas of the primary-side electrical conductor and the at least one secondary side electrical conductor essentially by different angular ranges of the basic body is. The electrical conductors are preferably such wrapped so that they repeatedly through the hole of the annular body or passed through the core and that the angle ranges are each relative to angle refer to the center of the ring. In other words: the electrical Ladders, which are for example wires, are next to each other wound up on the ring. Refer to the primary and secondary side are preferably located on explosive or non-explosive sites for example, a process plant. The transmission unit serves for example, the transmission of energy or performance for a field device the process automation technology. An advantage, for example in that in dependence from each required winding area and the associated Angular range as many conductors on the ring can be applied and that thus on the secondary or primary side several connections each can be provided without the need for a significantly increased space requirement. One Another advantage is that the coupling ratio between the windings is improved by the juxtaposition.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens zwei sekundärseitige elektrische Leiter vorgesehen sind, welche in jeweils einem Wickelbereich auf dem Grundkörper aufgewickelt sind und welche jeweils mit mindestens einem elektrischen Anschluss auf der Sekundärseite verbunden sind, wobei es sich bei den Wickelbereichen im Wesentlichen um unterschiedliche Winkelbereiche des Grundkörpers handelt. Auf der Sekundärseite sind somit zumindest zwei Datenkanäle oder Feldgeräte vorhanden, die von der Primärseite mit Energie bzw. Daten versorgt werden und welche an die Primärseite Informationen oder Leistung übertragen. Über den Anschluss findet jeweils die elektrische Kontaktierung bzw. der Abgriff statt.A Embodiment provides that at least two secondary-sided electrical conductors are provided, which in each case a winding area on the body are wound and which each with at least one electric Connection on the secondary side are connected, wherein it is at the winding areas substantially is about different angular ranges of the body. On the secondary side are thus at least two data channels or field devices present from the primary side be supplied with energy or data and which to the primary information or Transmit power. On the Connection takes place in each case the electrical contact or the Tap instead.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass der Grundkörper mindestens einen Ferritkern aufweist. Ein Ferritkern handelt es sich beispielsweise um einen Mangan-Zink-Kern zur Leistungsübertragung.A Embodiment includes that the main body at least one ferrite core having. A ferrite core is for example a Manganese-zinc core for power transmission.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens zwei Halbschalen vorgesehen sind, welche den Ferritkern umfassen. Die Halbschalen bestehen vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Material, welches für das Wellen- und/oder das Reflowlötverfahren verwendet werden kann.A Embodiment provides that at least two half-shells provided are, which include the ferrite core. The half shells are preferably made of a heat resistant Material, which for the wave and / or the reflow soldering process can be used.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens der Wickelbereich des mindestens einen primärseitigen elektrischen Leiters und mindestens ein Wickelbereich eines sekundärseitigen Leiters galvanisch getrennt sind. Durch diese Ausgestaltung wird die galvanische Trennung zwischen der Primär- und Sekundärseite umgesetzt.An embodiment includes that at least the winding region of the at least one primary-side electrical conductor and at least one Wi ckelbereich a secondary-side conductor are galvanically isolated. By this configuration, the galvanic isolation between the primary and secondary side is implemented.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Wickelbereiche der sekundärseitigen Leiter galvanisch getrennt sind. Durch diese Ausgestaltung ist auch eine galvanische Trennung zwischen den beiden Kanälen auf der Sekundärseite gegeben.A Embodiment provides that the winding areas of the secondary side Conductor are electrically isolated. This embodiment is also a galvanic isolation between the two channels on the secondary side given.
Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens ein Lötkontakt vorgesehen ist, mit welchem der primärseitige elektrische Leiter oder der mindestens eine sekundärseitige elektrische Leiter kontaktiert ist, dass der Lötkontakt als elektrischer Anschluss dient, dass mindestens ein Fixierstift vorgesehen ist, und dass der Lötkontakt mit dem Fixierstift elektrisch und/oder mechanisch kontaktiert ist. Solche Lötkontakte dienen dem Anschluss mit den Wicklungen und dienen über die Kontaktierung mit dem jeweiligen Fixierstift der Fixierung beispielsweise auf einer Leiterplatte.A Embodiment includes that at least one solder contact is provided with which the primary side electrical conductor or the at least one secondary side electrical conductor is contacted, that the solder contact as an electrical connection serves that at least one fixing pin is provided, and that the solder contact is electrically and / or mechanically contacted with the fixing pin. Such solder contacts serve the connection with the windings and serve over the Contacting with the respective fixing pin of the fixation, for example on a circuit board.
Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Vergussbecher vorgesehen ist, in welchem sich mindestens der Grundkörper befindet, und dass der Vergussbecher mit einem Vergussmaterial vergossen ist. In dem Vergussbecher befindet sich Grundkörper. Durch den Verguss können die Luft- und Kriechstrecken noch reduziert werden.A Embodiment provides that at least one Vergussbecher provided is, in which at least the main body is, and that the Pouring cup is potted with a potting material. In the potting cup is body. By the Verguss can the air and creepage distances are still reduced.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings. It shows:
Die
Die
Anschlüsse
In
der
In
der
- 11
- Übertragungseinheittransmission unit
- 22
- Primärseiteprimary
- 33
- Sekundärseitesecondary side
- 44
- Primärseitiger elektrischer Leiterprimary side electrical conductor
- 55
- Sekundärseitiger elektrischer LeiterSecondary-side electrical conductor
- 66
- Sekundärseitiger elektrischer LeiterSecondary-side electrical conductor
- 77
- Wicklungsbereichwinding region
- 88th
- Grundkörperbody
- 99
- Primärseitiger Anschlussprimary side connection
- 1010
- Sekundärseitiger AnschlussSecondary-side connection
- 1111
- Lötkontaktsolder contact
- 1212
- Halbschalehalf shell
- 1313
- Ferritkernferrite
- 1515
- VergussbecherVergussbecher
- 1616
- Fixierstiftlocating pin
Claims (8)
Priority Applications (1)
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DE200710060556 DE102007060556A1 (en) | 2007-12-13 | 2007-12-13 | Transmission unit for transmitting of electrical energy and/or information for e.g. field device, has electrical conductors wounded on surface of base body so that winding areas of conductors are held at different winding areas of body |
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ID=40680024
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