DE102011080256A1

DE102011080256A1 - Transformator

Info

Publication number: DE102011080256A1
Application number: DE102011080256A
Authority: DE
Inventors: Harald Dellian; Robert Kreutmayr
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2012-10-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transformator (10) mit einer Basis (18) mit einer Montageseite (20) zur Montage des Transformators (10) auf einer Platine, mindestens einem mit der Basis (18) gekoppelten Ferritkern; einem Spulenkörper (12), auf dem mindestens eine Windung (14) angeordnet ist, wobei der Spulenkörper (12) mit dem Ferritkern und der Basis (18) gekoppelt ist; und mindestens einem primärseitigen Anschlusspin (28) und mindestens einem sekundärseitigen Anschlusspin (30), die auf der Montageseite (20) der Basis (18) vorgesehen sind; wobei der Transformator (10) mindestens eine Abstandsvorrichtung (32a, 32b) umfasst, die ausgelegt ist, den Abstand der Montageseite (20) der Basis (18) zur Platine zu variieren. Sie betrifft überdies einen Transformator (10) mit einer Basis (18) mit einer Primärseite und einer Sekundärseite; mindestens einem mit der Basis (18) gekoppelten Ferritkern; einem Spulenkörper (12), auf dem mindestens eine Windung (14) angeordnet ist, wobei der Spulenkörper (12) mit dem Ferritkern und der Basis (18) gekoppelt ist; mindestens einem primärseitigen Anschlusspin (28); und mindestens einem sekundärseitigen Anschlusspin (30); wobei zumindest ein Anschlusselement (34) vorgesehen ist, auf dem mindestens ein sekundärseitiger Anschusspin angeordnet ist, wobei das Anschlusselement (34) ausgelegt ist, mit der Sekundärseite der Basis (18) reversibel gekoppelt zu werden.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transformator mit einer Basis mit einer Montageseite zur Montage des Transformators auf einer Platine, mindestens einem mit der Basis gekoppelten Ferritkern, einem Spulenkörper, auf dem mindestens eine Windung angeordnet ist, wobei der Spulenkörper mit dem Ferritkern und der Basis gekoppelt ist, und mindestens einem primärseitigen Anschlusspin und mindestens einem sekundärseitigen Anschlusspin, die auf der Montageseite der Basis vorgesehen sind. Sie betrifft weiterhin einen Transformator mit einer Basis mit einer Primärseite und einer Sekundärseite, mindestens einem mit der Basis gekoppelten Ferritkern, einem Spulenkörper, auf dem mindestens eine Windung angeordnet ist, wobei der Spulenkörper mit dem Ferritkern und der Basis gekoppelt ist, mindestens einem primärseitigen Anschlusspin, und mindestens einem sekundärseitigen Anschlusspin.
Stand der Technik
Im Nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung am Beispiel von Vorschaltgeräten für LED-Lampen vorgestellt. Sie ist jedoch ohne Einschränkung auf andere Gebiete übertragbar.
Bei elektronischen Vorschaltgeräten für LED-Lampen müssen besondere Anforderungen an die Isolierung gegenüber netzspannungsführenden Teilen eingehalten werden. In der Treiberstufe des elektronischen Vorschaltgeräts wird dazu oftmals ein Transformator zur sicheren galvanischen Trennung der LEDs von der Netzspannung verbaut. Wünschenswert ist eine möglichst kompakte, insbesondere flache, Bauweise. In diesem Zusammenhang ist es aus dem Stand der Technik bekannt, feste Abstandshalter an der Unterseite der Basis vorzusehen, so dass selbst der Platz auf der Platine unmittelbar unter dem Transformator für Bauteile zur Verfügung steht. Es ist weiterhin aus dem Stand der Technik bekannt, zumindest auf der Sekundärseite der Basis über die gesamte Breite der Basis eine Reihe von Anschlusspins bereitzustellen, die in der Sekundärseite der Basis eingegossen sind, so dass die für den speziellen Fall optimal gelegenen Anschlusspins gewählt werden können.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, gattungsgemäße Transformatoren derart weiterzubilden, dass bedarfsabhängig ein möglichst kompaktes Design von Schaltungen, in denen ein derartiger Transformator verbaut ist, ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Transformator mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch einen Transformator mit den Merkmalen von Patentanspruch 7.
Einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht wird, durch Bereitstellung der Möglichkeit bei Bedarf Bauteile unter dem Transformator anzuordnen und, wenn dieser Bedarf nicht besteht, den Transformator möglichst dicht an der ihn tragenden Platine anzuordnen. Mit anderen Worten soll die Bauhöhe des Transformators flexibel bedarfsabhängig einstellbar sein. Um dies zu ermöglichen, umfasst der Transformator mindestens eine Abstandsvorrichtung, die ausgelegt ist, den Abstand der Montageseite der Basis zur Platine zu variieren.
Durch diese Maßnahme kann zwischen den Optionen flache Bauweise des Transformators oder erhöhte Bauweise zur Bestückung der Platine mit SMD-Bauteilen unter dem Transformator gewählt werden.
Bevorzugt ist an der Montageseite der Basis mindestens eine Kopplungsvorrichtung vorgesehen, die ausgelegt ist, die mindestens eine Abstandsvorrichtung mit der Montageseite der Basis zu koppeln. Dies eröffnet grundsätzlich die Möglichkeit, die Abstandsvorrichtung an der Montageseite der Basis anzubringen, um eine vorgebbare Bauhöhe zu erzielen, beispielsweise um SMD-Bauteile unter dem Transformator anzuordnen, oder die Abstandsvorrichtung wegzulassen, so dass der Transformator flach auf der Platine angeordnet ist.
Dabei kann die mindestens eine Kopplungsvorrichtung eine Aussparung, insbesondere ein Loch, in der Montageseite der Basis darstellen, wobei die mindestens eine Abstandsvorrichtung ausgelegt ist, reversibel mit der Aussparung gekoppelt zu werden. Besonders bevorzugt stellt die mindestens eine Abstandsvorrichtung in diesem Zusammenhang einen Abstandsstift dar, dessen eines Ende dimensioniert ist zum Einschieben in die Aussparung in der Montageseite, wobei sich das andere Ende des Abstandsstifts im montierten Zustand des Transformators auf der Platine abstützt. Durch unterschiedliche Längen eines derartigen Abstandsstifts kann die Gesamthöhe des Raums unterhalb des Transformators variiert werden, ohne Änderungen an dem Spulenkörper des Transformators vornehmen zu müssen. Auf diese Weise lässt sich immer bedarfsabhängig eine minimale Bauhöhe und damit ein besonders kompaktes Design erzielen.
Alternativ oder zusätzlich zur Verwendung einer Abstandsvorrichtung, die über eine Kopplungsvorrichtung mit der Montageseite der Basis gekoppelt ist, kann mindestens eine Abstandsvorrichtung ausgelegt sein, mit mindestens einem Anschlusspin gekoppelt zu werden. Besonders bevorzugt stellt dabei die Abstandsvorrichtung eine Hülse dar, die über mindestens einen Anschlusspin schiebbar ist. Durch unterschiedlich hohe Hülsen können daher bedarfsabhängig unterschiedliche Bauhöhen eingestellt werden. Es kann vorgesehen werden eine Hülse so auszubilden, dass sie über mehrere Anschlusspins geschoben werden kann.
Einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass im Stand der Technik eine möglichst kompakte Bauweise dadurch verhindert wird, dass Platz in der unmittelbaren Umgebung des Transformators, insbesondere auf der Sekundärseite der Basis, für die Bestückung mit Bauteilen nicht genutzt werden kann, da die Sekundärseite über ihre gesamte Breite mit Anschlusspins versehen ist, obwohl tatsächlich nur eine kleine Anzahl der Gesamtheit der Anschlusspins tatsächlich für den Anschluss der Sekundärseite des Transformators an die Platine genutzt wird. Ein Großteil der Sekundärseite mit ihren darauf angeordneten Anschlusspins wird nicht genutzt und benötigt dennoch Bauraum. Erfindungsgemäß ist deshalb zumindest ein Anschlusselement vorgesehen, auf dem mindestens ein sekundärseitiger Anschlusspin angeordnet ist, wobei das Anschlusselement ausgelegt ist, mit der Sekundärseite der Basis reversibel gekoppelt zu werden. Auf diese Weise wird lediglich Platz beansprucht durch tatsächlich benötigte Anschlusspins. An den Stellen der Sekundärseite der Basis, wo keine Anschlusspins benötigt werden, sind demnach keine Anschlusselemente vorgesehen, so dass der dann zur Verfügung stehende Raum für Bauteile der Platine genutzt werden kann. Durch ein derartiges System kann auf flexible Art und Weise zusätzlicher Platz für die Bestückung mit Bauteilen geschaffen werden, so dass sich eine besonders kompakte Bauweise ergibt.
Bevorzugt umfasst das Anschlusselement maximal drei, bevorzugt maximal zwei Anschlusspins. Bei Verwendung von Anschlusselementen mit zwei Anschlusspins können so beispielsweise bei einer Sekundärseite, die zum Anschluss von maximal vier Anschlusselementen vorgesehen ist (also mit 8 Kontakten), sieben verschiedene Koppelpositionen eingestellt werden. Dazu muss das Anschlusselement wie auch die Basis derart ausgebildet sein, dass für alle benachbarten Kontakte eine Kontaktierung durch ein Anschlusselement vorgenommen werden kann. Dadurch lässt sich sehr präzise eine optimale Position für ein derartiges Anschlusselement finden, wobei die übrigen Positionen unbelegt bleiben können.
Besonders bevorzugt ist das Anschlusselement maximal halb so breit wie die Sekundärseite, bevorzugt maximal ein Drittel so breit wie die Sekundärseite der Basis. Die Sekundärseite der Basis und das mindestens eine Anschlusselement sind bevorzugt ausgelegt als Stecksystem zusammenzuwirken. Dadurch ergeben sich ausreichend stabile mechanische Verbindungen, die andererseits schnell und flexibel bedarfsabhängig zusammengestellt werden können. Besonders bevorzugt weist die Sekundärseite der Basis eine Vielzahl von Steckplätzen für das mindestens eine Anschlusselement auf. Dadurch kann problemlos eine optimale Position für das mindestens eine Anschlusselement gefunden werden. Selbstverständlich können in Anbetracht der jeweiligen Anforderungen auch zwei oder mehr Anschlusselemente mit der Sekundärseite der Basis gekoppelt sein.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Sämtliche im Vorhergehenden vorgestellten unterschiedlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ohne Weiteres miteinander gekoppelt werden, so dass sich eine besonders kompakte Bauweise realisieren lässt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Im Nachfolgenden werden nunmehr Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf einen aus dem Stand der Technik bekannten Transformator;
2 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht des Transformators von 1;
3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transformators;
4 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht des Transformators von 3; und
5 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Transformators.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung werden für gleiche und gleich wirkende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet. Diese werden der Übersichtlichkeit halber nur einmal eingeführt.
Die 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf einen aus dem Stand der Technik bekannten Transformator 10, der einen Spulenkörper 12 umfasst, auf dem eine Vielzahl von Windungen 14 angeordnet sind. Der Spulenkörper ist mit einem Ferritkern gekoppelt, der vorliegend einen ersten Schenkel 16a und einen zweiten Schenkel 16b umfasst. Wie sich insbesondere aus 2 deutlich erkennen lässt, weist der Transformator 10 eine Basis 18 auf, die eine Montageseite 20 zur Montage des Transformators 10 auf einer nicht dargestellten Platine umfasst. Die Basis weist eine Primärseite 22 und eine Sekundärseite 24 auf. An der Primärseite 22 sind Anschlusspins 28 vorgesehen und an der Sekundärseite Anschlusspins 30. Die Sekundärseite 24 ist als Kragen ausgebildet und steht über die Kombination aus Ferritkern 16a, 16b, Spulenkörper 12 und Windungen 14 hervor, damit ein Sicherheitsabstand zwischen der Primärseite 22 und der Sekundärseite 24 eingehalten werden kann. Die Ursache liegt darin, dass nach der einschlägigen Norm der Ferritkern 16a, 16b zur Primärseite gerechnet wird, wobei insbesondere deshalb der durch einen Pfeil 26 in 2 gekennzeichnete Bereich unter Sicherheitsaspekten kritisch ist. Hier ist der Abstand zwischen der Primärseite, die durch den Schenkel 16b gebildet wird, und einem sekundärseitigen Anschlusspin 30 minimal. Hierbei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass der Draht im Wickelraum dreifach isoliert ist und nur im Anschlussbereich, das heißt im Bereich der Anschlusspins 30, abisoliert ist. In der Darstellung von 1 sind diese, um ein Erkennen ihrer Lage zu erleichtern, gestrichelt angedeutet. Diese Anschlusspins 28, 30 werden zur Montage des Transformators 10 in Durchgangsbohrungen einer nicht dargestellten Platine eingesteckt und auf der gegenüberliegenden Seite der Platine verlötet.
An der Montageseite 20 der Basis 18 sind Abstandshalter 32a, 32b fest in der Basis verankert, wobei diese Abstandshalter 32a, 32b den Abstand der Montageseite 20 der Basis 18 zu einer nicht dargestellten Platine definieren. Eine bedarfsabhängige Ausbildung des Kragens der Sekundärseite 24, bei der beispielsweise in der Darstellung von 1 nur die unteren zwei sekundärseitigen Anschlusspins 30 bereitgestellt würden, ist aus praktischen Gründen nicht möglich, da dazu geänderte Spritzgusswerkzeuge zur Verfügung gestellt werden müssten, was aus Kostengründen nicht möglich ist.
Die 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transformators 10. Wie deutlich zu erkennen ist, sind die sekundärseitigen Anschlusspins 30 paarweise auf einem Anschlusselement 34 vorgesehen, welches über Kopplungselemente 36 mit entsprechenden Gegenstücken an der Sekundärseite 24 der Basis 18 mechanisch gekoppelt werden kann. Dabei sind eine Vielzahl von Steckplätzen an der Sekundärseite 24 der Basis 18 vorgesehen, so dass die tatsächlich benötigte Anzahl an sekundärseitigen Anschlusspins 30 an beliebiger Position der Sekundärseite 24 der Basis 18 bereitgestellt werden kann. Werden beispielsweise an der Sekundärseite 24 lediglich 2 Anschlusspins 30 benötigt, so steht, vergleiche mit 1, an der Sekundärseite zusätzlicher Bauraum auf der zugehörigen Platine zur Verfügung, der für andere Bauteile genutzt werden kann.
5 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Transformators, bei dem, vergleiche mit 2, die Abstandshalter 32a, 32b lösbar mit der Basis 18 gekoppelt sind. Vorliegend sind Aussparungen in der Basis 18 vorgesehen, in die Abstandsstifte 32a, 32b eingesteckt werden können. Durch Bereitstellen einer Vielzahl von Abstandsstiften 32a, 32b unterschiedlicher Länge kann der Abstand der Montageseite 20 der Basis 18 von der Platine beliebig und bedarfsabhängig eingestellt werden. Es ist auch möglich, die Abstandsstifte 32a, 32b komplett zu entfernen, um eine maximal flache Bauweise zu ermöglichen.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind keine Abstandsstifte 32a, 32b vorgesehen. Vielmehr werden zur Einstellung eines vorgebbaren Abstands Hülsen über die Anschlusspins 28, 30 geschoben. Durch entsprechende Wahl der Höhe der Hülsen kann demnach ebenfalls ein gewünschter Abstand der Montageseite 20 der Basis 18 von der Platine eingestellt werden.
Die in den 3 bis 5 dargestellten Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, um eine besonders kompakte Bauweise von Schaltungsanordnungen, die einen derartigen Transformator 10 umfassen, zu ermöglichen.

Claims

Transformator (10) mit – einer Basis (18) mit einer Montageseite (20) zur Montage des Transformators (10) auf einer Platine, – mindestens einem mit der Basis (18) gekoppelten Ferritkern; – einem Spulenkörper (12), auf dem mindestens eine Windung (14) angeordnet ist, wobei der Spulenkörper (12) mit dem Ferritkern und der Basis (18) gekoppelt ist; und – mindestens einem primärseitigen Anschlusspin (28) und mindestens einem sekundärseitigen Anschlusspin (30), die auf der Montageseite (20) der Basis (18) vorgesehen sind; dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (10) mindestens eine Abstandsvorrichtung (32a, 32b) umfasst, die ausgelegt ist, den Abstand der Montageseite (20) der Basis (18) zur Platine zu variieren.
Transformator (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Montageseite (20) der Basis (18) mindestens eine Kopplungsvorrichtung (40) vorgesehen ist, die ausgelegt ist, die mindestens eine Abstandsvorrichtung (32a, 32b) mit der Montageseite (20) der Basis (18) zu koppeln.
Transformator (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kopplungsvorrichtung eine Aussparung (40), insbesondere ein Loch, in der Montageseite (20) der Basis (18) darstellt, wobei die mindestens eine Abstandsvorrichtung (32a, 32b) ausgelegt ist, reversibel mit der Aussparung (40) gekoppelt zu werden.
Transformator (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Abstandsvorrichtung einen Abstandsstift (32a, 32b) darstellt, dessen eines Ende dimensioniert ist zum Einschieben in die Aussparung (40) in der Montageseite (20), wobei sich das andere Ende des Abstandsstifts (32a, 32b) im montierten Zustand des Transformators (10) auf der Platine abstützt.
Transformator (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Abstandsvorrichtung (32a, 32b) ausgelegt ist, mit mindestens einem Anschlusspin (28, 30) gekoppelt zu werden.
Transformator (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsvorrichtung (32a, 32b) eine Hülse darstellt, die über mindestens einen Anschlusspin (28, 30) schiebbar ist.
Transformator (10), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit – einer Basis (18) mit einer Primärseite und einer Sekundärseite; – mindestens einem mit der Basis (18) gekoppelten Ferritkern; – einem Spulenkörper (12), auf dem mindestens eine Windung (14) angeordnet ist, wobei der Spulenkörper (12) mit dem Ferritkern und der Basis (18) gekoppelt ist; – mindestens einem primärseitigen Anschlusspin (28); und – mindestens einem sekundärseitigen Anschlusspin (30); dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anschlusselement (34) vorgesehen ist, auf dem mindestens ein sekundärseitiger Anschusspin angeordnet ist, wobei das Anschlusselement (34) ausgelegt ist, mit der Sekundärseite der Basis (18) reversibel gekoppelt zu werden.
Transformator (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (34) maximal drei, bevorzugt maximal zwei, Anschlusspins (28, 30) umfasst.
Transformator (10) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (34) maximal halb so breit wie die Sekundärseite, bevorzugt maximal ein Drittel so breit wie die Sekundärseite der Basis (18), ist.
Transformator (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärseite der Basis (18) und das mindestens eine Anschlusselement (34) ausgelegt sind, als Stecksystem zusammenzuwirken.
Transformator (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärseite der Basis (18) eine Vielzahl von Steckplätzen für das mindestens eine Anschlusselement (34) aufweist.