DE102014224331A1

DE102014224331A1 - High voltage transformer with U-shaped core

Info

Publication number: DE102014224331A1
Application number: DE102014224331.9A
Authority: DE
Inventors: Roman Schichl
Original assignee: Sumida Components and Modules GmbH
Current assignee: Sumida Components and Modules GmbH
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02
Also published as: EP3224841A1; EP3224841B1; WO2016082944A1

Abstract

Der erfindungsgemäße Transformator umfasst eine erste Wicklung mit drei oder mehr Windungen, vorzugsweise genau drei Windungen, und eine zweite Wicklung sowie einen U-förmigen Kern. Die Länge des Transformators beträgt 40 mm oder weniger, so dass ein geringes Bauvolumen, etwa für Zündeinheiten von Leuchtmitteln, erreicht wird, wobei auch die Herstellungskosten aufgrund der Verwendung eines U-förmigen Kerns reduziert sind.The transformer according to the invention comprises a first winding with three or more turns, preferably exactly three turns, and a second winding and a U-shaped core. The length of the transformer is 40 mm or less, so that a small volume of construction, such as for lighting units of bulbs, is achieved, whereby the manufacturing cost due to the use of a U-shaped core are reduced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen induktive Bauelemente und insbesondere Transformatoren mit geringem Bauvolumen, die für eine hohe Ausgangsspannung ausgelegt sind.The present invention relates generally to inductive components, and more particularly to low volume transformers designed for a high output voltage.

In vielen Bereichen der Technik gibt es das Bestreben, die Abmessungen von Geräten und Bauelementen zu verringern, ohne dabei jedoch wesentliche Einbußen im Hinblick auf die Funktionsfähigkeit der entsprechenden Bauelemente oder Geräte zu verursachen. Bei der Miniaturisierung dieser Bauelemente oder Baugruppen müssen auch die elektronischen Komponenten, die für die Leistungsversorgung vorgesehen sind, in ihrer Größe in geeigneter Weise angepasst werden. Beispielsweise können im Bereich der Lichttechnik zunehmend leistungsfähige Gasentladungsleuchten bereitgestellt werden, die bei geringerem Bauvolumen im Vergleich zu bislang verwendeten Leuchten eine gleichbleibende oder sogar höhere Leistung bieten. Das geringe Bauvolumen dieser Leuchtmittel führt jedoch auch dazu, dass die zur Ansteuerung der Leuchtmittel erforderlichen elektronischen Komponenten in der Größe reduziert werden müssen. Insbesondere induktive Komponenten und vor allem Transformatoren müssen dabei jedoch unter Berücksichtigung zahlreicher, das Leistungsverhalten beeinflussender Parameter entwickelt werden, da eine geeignete Anpassung eines induktiven Bauelements von zahlreichen Faktoren, etwa der Form des magnetischen Kerns, der Art des verwendeten Ferritmaterials, den Leitungsführungen in den Wicklungen, sowie generell der Schaltungstopologie abhängt. Obwohl in vielen Bereichen der Elektronik eine Verringerung der Größe der Bauelemente angestrebt wird, ist insbesondere das Erreichen einer ausreichend hohen Leistungsdichte für speziell gewählte Bauteilabmessungen bei induktiven Bauelementen mit hohem Aufwand verbunden, da zahlreiche durch die Eigenschaften der Magnetmaterialien vorgegebene physikalische Randbedingungen einzuhalten sind, so dass unterschiedliche Lösungsansätze zu unterschiedlichen Endergebnissen führen können, die sich dann jedoch gegebenenfalls nicht in gleicher Weise in der Zielanwendung verhalten.In many fields of technology, there is a desire to reduce the dimensions of devices and components, without, however, causing significant losses in terms of the functioning of the corresponding components or devices. In the miniaturization of these components or assemblies, the electronic components provided for the power supply must also be suitably adjusted in size. For example, in the field of lighting technology increasingly efficient gas discharge lamps can be provided, which offer a constant or even higher performance with a smaller construction volume compared to luminaires used so far. However, the low volume of construction of these bulbs also means that the electronic components required to drive the bulbs must be reduced in size. However, in particular inductive components and above all transformers have to be developed taking into account numerous parameters influencing the performance, since a suitable adaptation of an inductive component of numerous factors, such as the shape of the magnetic core, the type of ferrite material used, the wiring in the windings , and generally the circuit topology depends. Although in many areas of electronics, a reduction in the size of the components is desired, in particular the achievement of a sufficiently high power density for specially selected component dimensions of inductive components is associated with great effort, since numerous given by the properties of the magnetic materials physical boundary conditions are met, so that Different solutions may lead to different final results, but then may not behave in the same way in the target application.

Für viele Anwendungszwecke ist beispielsweise eine hohe Betriebsspannung zumindest in gewissen Betriebsphasen erforderlich, so dass neben den Schwierigkeiten, die aufgrund einer gewünschten kompakten Bauweise zu bewältigen sind, auch weitere Probleme zu berücksichtigen sind, die sich aus der hohen Betriebsspannung ergeben. Ein Beispiel für die Verwendung keiner leistungsfähiger Transformatoren, die eine hohe Ausgangsspannung liefern müssen, ist der Einsatz in Verbindung mit gewissen Leuchtmitteln, etwa Xenon-Leuchten, und dergleichen, da hier zumindest zum Zünden des Leuchtmittels eine relativ hohe Spannung von bis zu 30 kV erforderlich ist. Insbesondere für den mobilen Einsatz, in welchem ein geringes Volumen und ein geringes Gewicht wesentliche Aspekte für einen Hochspannungstransformator sind, muss gleichzeitig auf eine hohe Spannungsfestigkeit und Zuverlässigkeit des Transformators bei vielen unterschiedlichen Umgebungsbedingungen großer Wert gelegt werden. Auch in vielen anderen Bereichen, etwa für Messgeräte im Bereich der Umwelttechnologien, und dergleichen, sind teilweise hohe Spannungen beispielsweise für den Nachweis von Strahlung erforderlich, wobei auch hier typischerweise auf kleines Volumen und geringes Gewicht großer Wert gelegt wird, da typischerweise die Messgeräte für den mobilen Einsatz unter rauen Bedingungen vorgesehen sind.For many applications, for example, a high operating voltage is required, at least in certain operating phases, so that in addition to the difficulties that have to be managed due to a desired compact design, other problems are to be considered, resulting from the high operating voltage. An example of the use of no efficient transformers, which must provide a high output voltage is the use in conjunction with certain bulbs, such as xenon lights, and the like, since at least to ignite the bulb, a relatively high voltage of up to 30 kV required here is. At the same time, for mobile use, where low volume and light weight are essential aspects for a high voltage transformer, great importance must be attached to high withstand voltage and reliability of the transformer in many different environmental conditions. In many other areas, such as for measuring instruments in the field of environmental technologies, and the like, sometimes high voltages, for example, for the detection of radiation required, here too great importance is placed on small volume and light weight, as typically the measuring devices for the mobile use under harsh conditions are provided.

Beispielsweise ist es bei der Ansteuerung spezieller Leuchtmittel aus Gründen eines kompakten Gesamtaufbaus erforderlich, die Größe und Form der entsprechenden elektronischen Platine der Gestalt und Größe des Leuchtmittels anzupassen, um damit insgesamt eine kompakte Bauform zu erreichen. Aufgrund dieser Vorgaben werden daher kleine Abmessungen für entsprechende Transformatoren gefordert, die aber dennoch die Erfordernisse im Hinblick auf die Leistungsdichte, die Betriebstemperatur, das elektromagnetische Verhalten, die Isolationsfestigkeit und dergleichen erfüllen müssen. Beispielsweise kann bei einem Leistungsbereich von einigen 10 W, wie dies etwa für moderne Gasentladungsleuchten typisch ist, eine Anpassung an die längliche Form der Gasentladungskolben gewisse laterale Abmessungen erfordern, die von der induktiven Komponente nicht überschritten werden dürfen, um damit insgesamt die gewünschte Formanpassung der elektronischen Platine zu ermöglichen. Beispielsweise sind Ferritkerne in vielen standardmäßigen Größen und mit vielen standardmäßigen Ferritmaterialien erhältlich, wobei jedoch im Größenbereich von Kernen mit einem magnetischen wirksamen Volumen von etwa 2000 mm³ oder weniger die erforderlichen Bauteileigenschaften mit einer geschlossenen Kerngeometrie, die beispielsweise eine relativ kompakte Bauweise mit gutem thermischen Verhalten und relativ geringer Störanfälligkeit bietet, gegebenenfalls nicht erreicht werden können, um eine ausreichende Leistung bei einem gewünschten kompakten Aufbau des Transformators bereit zustellen. D. h., häufig wird eine lineare Kernform für Transformatoren verwendet, um kompakte Abmessungen zumindest in einer Dimension zu erreichen, wobei ein magnetischer Aufbau mit etwas geringerer Effizienz im Vergleich zu Transformatoren mit nahezu geschlossenem magnetischen Kreis in Kauf genommen wird. Beispielsweise sind Ringkerne oder andere geschlossene magnetische Systeme häufig nicht kompatibel im Hinblick auf das zur Verfügung stehende Bauvolumen insbesondere in kritischen Anwendungen, etwa Mobilgeräten, Kraftfahrzeugen, und dergleichen. Es hat sich daher für kleine Hochspannungstransformatoren, die beispielsweise für Entladungsleuchten, Messgeräte, und dergleichen verwendet werden können, in der Praxis eine lineare Konfiguration des magnetischen Kernmaterials als geeignet erwiesen aufgrund der geringen Abmessungen, die sich senkrecht zur linearen Erstreckung des Transformators erreichen lassen. Dennoch gibt es für lineare Transformatoren bzw. Transformatoren mit einem stabförmigen zentralen Kern, die für eine hohe Ausgangsspannung ausgelegt sind, ein ausgeprägtes Bestreben, die Abmessungen und/oder Leistungseigenschaften weiter zu verbessern, da etwa im Bereich der Beleuchtungstechnik die Konkurrenzfähigkeit von Leuchtmitteln auf Basis von Entladungsleuchten im Vergleich zu neuen Niederspannungstechniken basierend auf LED-Technik ganz wesentlich auch durch die Eigenschaften des Transformators bestimmt ist.For example, it is necessary for the control of special bulbs for reasons of a compact overall structure, the size and shape of the corresponding electronic board of the shape and size of the bulb to adapt to achieve a compact overall design. Due to these requirements, therefore, small dimensions are required for corresponding transformers, which nevertheless have to meet the requirements with regard to the power density, the operating temperature, the electromagnetic behavior, the insulation resistance and the like. For example, with a power range of a few 10 W, as is typical for modern gas discharge lamps, adaptation to the oblong shape of the gas discharge flask may require certain lateral dimensions which must not be exceeded by the inductive component, to give the overall desired shape adaptation of the electronic Board enable. For example, ferrite cores are available in many standard sizes and with many standard ferrite materials, however, in the size range of cores having a magnetic effective volume of about 2000 mm ³ or less, the required component properties with a closed core geometry, such as a relatively compact design with good thermal performance and relatively low susceptibility, optionally can not be achieved, to provide sufficient power at a desired compact design of the transformer. That is, often a linear core form is used for transformers to achieve compact dimensions, at least in one dimension, while accepting a somewhat less efficient magnetic structure compared to nearly closed magnetic circuit transformers. For example, toroidal cores or other closed magnetic systems are often incompatible in terms of available design volume, especially in critical applications such as mobile devices, automobiles, and the like. It has therefore been suitable for small high voltage transformers For example, for discharge lamps, meters, and the like, in practice, a linear configuration of the magnetic core material has been found to be suitable because of the small dimensions that can be achieved perpendicular to the linear extent of the transformer. Nevertheless, for linear transformers or transformers with a rod-shaped central core, which are designed for a high output voltage, there is a pronounced tendency to further improve the dimensions and / or performance characteristics, since, for example in the field of lighting technology, the competitiveness of light sources based on Discharge lamps compared to new low-voltage techniques based on LED technology is also very much determined by the characteristics of the transformer.

In dieser Hinsicht ist es der Anmelderin gelungen, auf der Grundlage einer Kerngeometrie in Pilzform, d. h., linearer Stabkern mit jeweils Endplatten an den Stabenden, mit einer Primärwicklung mit 2 Windungen einen Kleintransformator für Hochspannung zu entwickeln, der eine deutliche Verringerung des Bauvolumens mit nahezu quadratischen Abmessungen ermöglicht, ansonsten aber die zuvor geforderten Eigenschaften bereitstellt. Allerdings hat die Pilzstruktur des Kernmaterials einen gewissen Aufwand für die Herstellung des Kleintransformators zur Folge, etwa im Hinblick auf die Herstellung des Kerns, die Sinterung des Kernmaterials, etc., sodass hier trotz des bereits erreichten geringen Bauvolumens und den damit verknüpften günstigen Eigenschaften noch Bedarf für weitere Verbesserungen besteht.In this regard, the Applicant has succeeded on the basis of a core geometry in mushroom form, i. h., Linear rod core, each with end plates at the rod ends, with a primary winding with 2 turns to develop a small transformer for high voltage, which allows a significant reduction in volume with almost square dimensions, but otherwise provides the previously required properties. However, the mushroom structure of the core material has a certain expense for the production of the small transformer result, for example, with regard to the production of the core, the sintering of the core material, etc., so here in spite of the already achieved low volume and the associated favorable properties still needs for further improvements.

Ein Kleintransformator für hohe Spannungen mit einer Primärwicklung mit lediglich 2 Windungen ist zwar generell vorteilhaft zur Verringerung des gesamten Bauvolumens, da aufgrund der geringeren Anzahl an Primärwindungen auch die Anzahl an Sekundärwindungen in der Sekundärwicklung reduziert werden kann, erfordert aber gegebenenfalls andere Maßnahmen, um gewünschte elektronische Eigenschaften einzuhalten, etwa die Realisierung kürzest möglicher Anschlussleitungen. Die Gestaltung und Entwicklung induktiver Komponenten für hohe Spannungen bei geringem Bauvolumen ist eine komplexe Aufgabe, bei der viele Parameter zu berücksichtigen sind, die sich gegenseitig beeinflussen. Bekanntlich hat ein induktives Bauteil auch eine kapazitive Komponente sowie einen parasitären ohmschen Widerstand, so dass insbesondere bei der Verarbeitung sehr kurzer Impulse, wie dies beispielsweise bei der Zündung von Leuchtmitteln der Fall ist das gesamte Schwingungsverhalten des Transformators zu berücksichtigen und geeignet auszulegen ist Bei einem Transformator mit einer Primärwicklung mit lediglich 2 Windungen ist eine Kopplung mit den weiteren Komponenten, etwa dem Kondensator und der Funkenstrecke der Zündanordnung so zu bewerkstelligen, dass mögliche parasitäre Induktivitäten durch die Verbindungsleitungen so klein wie möglich sind, damit das Schwingungsverhalten nicht signifikant durch die parasitären Einflüsse, die gegebenenfalls nur schwer zu kontrollieren sind, bestimmt wird.Although a small transformer for high voltages with a primary winding with only 2 turns is generally advantageous for reducing the overall construction volume, since the number of secondary windings in the secondary winding can be reduced due to the smaller number of primary windings, but may require other measures to achieve desired electronic To comply with properties, such as the realization of the shortest possible connection cables. The design and development of inductive components for high voltages in a low volume is a complex task, in which many parameters are to be considered, which influence each other. As is known, an inductive component also has a capacitive component as well as a parasitic ohmic resistance, so that in particular when processing very short pulses, as is the case, for example, with the ignition of light sources, the entire vibration behavior of the transformer has to be considered and suitably interpreted with a primary winding with only 2 turns, a coupling with the other components, such as the capacitor and the spark gap of the ignition arrangement to accomplish so that possible parasitic inductances through the connecting lines are as small as possible, so that the vibration behavior is not significantly affected by the parasitic influences, which may be difficult to control, is determined.

Ein weiterer wichtiger Faktor für die Konkurrenzfähigkeit eines Leuchtsystems mit induktiver Komponente ist der Aufwand bei der Herstellung der gesamten Einheit, wobei insbesondere die Kosten für die Herstellung der induktiven Komponente einen wesentlichen Beitrag darstellen.Another important factor in the competitiveness of an inductive component lighting system is the expense of manufacturing the entire unit, in particular the cost of producing the inductive component is a significant contribution.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochspannungstransformator mit geringen Abmessungen bereitzustellen, der ein unkritischeres Verhalten bei der elektrischen Verbindung mit anderen Komponenten, beispielsweise einem Kondensator und einer Funkenstrecke, ermöglicht, und der mit verfügbaren Leuchtmitteln, beispielsweise Xenon-Brennern, kompatibel ist und zudem eine Reduzierung der Herstellungskosten ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a high-voltage transformer with small dimensions, which allows a less critical behavior in the electrical connection with other components, such as a capacitor and a spark gap, and which is compatible with available light sources, such as xenon burners and also allows a reduction in manufacturing costs.

Erfindungsgemäß wird die zuvor genannte Aufgabe gelöst durch einen Hochspannungstransformator, der eine erste Wicklung mit drei oder mehr Windungen aufweist. Der Hochspannungstransformator umfasst ferner eine zweite Wicklung und einen U-förmigen Kern mit einem ersten Schenkel und einem zweiten Schenkel mit einer Länge von 40 mm oder weniger. Die erste Wicklung und die zweite Wicklung sind auf dem ersten Schenkel aufgebracht.According to the invention, the aforementioned object is achieved by a high-voltage transformer having a first winding with three or more windings. The high voltage transformer further includes a second winding and a U-shaped core having a first leg and a second leg with a length of 40 mm or less. The first winding and the second winding are applied to the first leg.

Der erfindungsgemäße Hochspannungstransformator hat mindestens drei Windungen in der Primärwicklung, so dass hierdurch eine gut definierte, durch konstruktive Maßnahmen eingestellte Induktivität entsteht, die im Vergleich zu parasitären Induktivitäten, die durch Zuleitungen entstehen, relativ groß sein kann. Daher ist das Schwingungsverhalten der induktiven Komponente in einer entsprechenden elektronischen Schaltung, etwa einer Zündanordnung für Leuchtmittel, im Wesentlichen durch den erfindungsgemäßen Transformator selbst und nicht durch parasitäre Effekte bestimmt. Die erste und die zweite Wicklung sind dabei gemeinsam auf einem Schenkel eines U-förmigen Kerns aufgebracht, dessen Länge 40 mm oder kleiner ist, so dass in Längsrichtung des U-förmigen Kerns sich trotz der Windungszahl von 3 oder größer ein sehr kompakter Aufbau ergibt. Ferner ist der U-förmige Kern selbst effizient mit hoher Präzision herzustellen und ist insbesondere äußerst vorteilhaft bei der Herstellung des gesamten Transformators, da die erste und die zweite Wicklung lediglich auf den ersten Schenkel aufgeschoben werden müssen, ohne dass weitere Montiertätigkeiten für das Zusammenfügen von Wicklungen und Kern erforderlich sind. Insbesondere können Werkzeuge zum Pressen und Sintern des Kernmaterials für einen U-förmigen Kern in Form von Mehrfachformen bereitgestellt werden, so dass mehrere Kerne in einem einzelnen Arbeitsgang hergestellt werden können.The high-voltage transformer according to the invention has at least three turns in the primary winding, so that in this way a well-defined, set by constructive measures inductance arises, which may be relatively large compared to parasitic inductances that arise through leads. Therefore, the vibration behavior of the inductive component in a corresponding electronic circuit, such as a lighting arrangement for lighting means, essentially determined by the transformer according to the invention itself and not by parasitic effects. The first and the second winding are applied together on a leg of a U-shaped core, whose length is 40 mm or smaller, so that in the longitudinal direction of the U-shaped core results in spite of the number of turns of 3 or larger, a very compact structure. Furthermore, the U-shaped core itself is efficient to manufacture with high precision and in particular is extremely advantageous in the production of the entire transformer, since the first and the second winding need only be pushed onto the first leg, without further mounting operations for the assembly of Windings and core are required. In particular, tools for pressing and sintering the core material for a U-shaped core may be provided in the form of multiple dies so that multiple cores can be made in a single operation.

In einer weiteren Ausführungsform besitzt die erste Wicklung genau drei Windungen. Die Verwendung von genau drei Windungen für die Primärwicklung des Hochspannungstransformators ermöglicht den Aufbau des Transformators mit geeigneter Induktivität, um damit den Einfluss von Leitungsinduktivitäten zu reduzieren und gleichzeitig ein geeignetes Schwingungsverhalten zu erreichen, so dass Ausgangsimpulse in der Größenordnung von 100 ns bei gewünschter hoher Ausgangsspannung erreicht werden. Gleichzeitig lässt dieser konstruktive Aufbau die Möglichkeit zu, die Sekundärwicklung mit relativ kompakter Längsabmessung, d. h. mit einer Abmessung entlang der magnetischen Längsrichtung des ersten Schenkels, aufzubauen, so dass das zuvor genannte Maß von 40 mm oder weniger erreichbar ist.In a further embodiment, the first winding has exactly three turns. The use of exactly three turns for the primary winding of the high-voltage transformer allows the construction of the transformer with suitable inductance, in order to reduce the influence of line inductances and at the same time to achieve a suitable oscillation behavior, so that output pulses of the order of 100 ns achieved at the desired high output voltage become. At the same time, this design allows the possibility of the secondary winding with a relatively compact longitudinal dimension, d. H. with a dimension along the magnetic length direction of the first leg, so that the aforementioned dimension of 40 mm or less can be achieved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der U-förmige Kern als einstückiges Kernmaterial vorgesehen. In diesem Zusammenhang ist der Begriff „einstückig” so zu verstehen, dass das Kernmaterial als ein einzelnes zusammenhängendes Materialstück vorgesehen ist, in welchem die einzelnen Bereiche, d. h. der erste Schenkel, der zweite Schenkel und ein entsprechendes Verbindungsstück miteinander verbunden sind, ohne dass dafür ein zusätzlicher Verbindungsprozess, beispielsweise Klebung, et cetera, erforderlich ist. Insbesondere beschreibt der Begriff „einstückig” in diesem Zusammenhang einen U-förmigen, als ganzes gepressten Kern. Wie zuvor bereits erläutert ist, ergibt sich daher die Möglichkeit in einen einzelnen Herstellungsvorgang mehrere U-förmige Kerne gleichzeitig herzustellen. Ferner sind beim Zusammenbau des Hochspannungstransformators keine weiteren Schritte erforderlich, um das magnetische Kernmaterial zu bearbeiten.In a further advantageous embodiment, the U-shaped core is provided as a one-piece core material. In this context, the term "integral" should be understood to mean that the core material is provided as a single contiguous piece of material in which the individual regions, i. H. the first leg, the second leg and a corresponding connector are connected to each other, without requiring an additional connection process, such as gluing, et cetera required. In particular, the term "integral" in this context describes a U-shaped, as a whole pressed core. As already explained above, therefore, the possibility arises in a single production process to produce several U-shaped cores simultaneously. Further, in assembling the high voltage transformer, no further steps are required to process the magnetic core material.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind Wicklungsabschnitte der ersten Wicklung, die zur elektrischen Verbindung von Windungen der ersten Wicklung dienen, zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel angeordnet. D. h., diese Wicklungsabschnitte, die als Verbindungsleitung zwischen einzelnen Windungen dienen, sind in lateraler Richtung des U-förmigen Kerns zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel des U-förmigen Kerns angeordnet. Diese Verbindungsleitungen sind somit wirksam zwischen den Schenkeln positioniert, so dass eine gewisse mechanische Schutzwirkung durch den zweiten Schenkel und die auf dem ersten Schenkel aufgebrachten Wicklungen für die Verbindungsleitungen erreicht wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise die Abmessung zumindest des zweiten Schenkels in einer der beiden lateralen Richtungen deutlich größer sein als in der entsprechenden anderen lateralen Richtung, d. h. die Querschnittsform ist rechteckig mit einer relativ kleinen Seitenlänge in der einen lateralen Richtung und mit einer deutlich größeren Seitenlänge in der anderen lateralen Richtung, so dass sich bei erforderlichem magnetischen Querschnitt des zweiten Schenkels eine relativ große Überdeckung der Verbindungsleitungen ergibt.In a further advantageous embodiment, winding sections of the first winding, which are used for electrically connecting windings of the first winding, are arranged between the first leg and the second leg. That is, these winding portions serving as a connecting line between individual turns are arranged in the lateral direction of the U-shaped core between the first leg and the second leg of the U-shaped core. These connecting lines are thus effectively positioned between the legs, so that a certain mechanical protection effect is achieved by the second leg and the windings applied to the first leg for the connecting lines. For this purpose, for example, the dimension of at least the second leg may be significantly larger in one of the two lateral directions than in the corresponding other lateral direction, d. H. the cross-sectional shape is rectangular with a relatively small side length in the one lateral direction and with a significantly larger side length in the other lateral direction, so that when the required magnetic cross-section of the second leg, a relatively large coverage of the connecting lines.

In einer weiteren Ausführungsform ist ein Querschnitt des ersten Schenkels senkrecht zur magnetischen Längsrichtung mindestens doppelt so groß wie ein Querschnitt des zweiten Schenkels. In dieser Anordnung wirkt der erste Schenkel des U-förmigen Kerns im Wesentlichen wie ein Stabkern, der von der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung umschlossen ist, so dass der magnetische wirksame Querschnitt des ersten Schenkels die magnetischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften des Transformators wesentlich bestimmt. Dagegen hat der zweite Schenkel einen deutlich kleineren magnetischen Querschnitt, trägt aber dennoch zu den gesamten magnetischen Eigenschaften entscheidend bei, indem etwa das zusätzliche Kernmaterial im zweiten Schenkel zu einer erforderlichen Größe der Induktivität bzw. des Al-Wertes des Kerns beiträgt.In a further embodiment, a cross section of the first leg perpendicular to the magnetic longitudinal direction is at least twice as large as a cross section of the second leg. In this arrangement, the first leg of the U-shaped core substantially acts like a rod core surrounded by the first winding and the second winding such that the magnetic effective cross-section of the first leg substantially determines the magnetic, mechanical and thermal properties of the transformer , In contrast, the second leg has a much smaller magnetic cross-section, but still contributes to the overall magnetic properties crucial by about the additional core material in the second leg contributes to a required size of the inductance and the Al value of the core.

Wie zuvor erläutert ist, ist ein Zusammenspiel vieler Parameter beim Aufbau des Transformators zu berücksichtigen, wobei hier insbesondere die Erkenntnis wichtig ist, dass der Al-Wert des Kernmaterials durch den zweiten Schenkel zwar auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann, aber dennoch eine Sättigung des Kernmaterials insbesondere im zweiten Schenkel stattfinden darf. Eine Sättigung des Kernmaterials kann während gewisser Betriebsphasen ohnehin vorhanden sein, wohingegen ein höherer Al-Wert eine wirksame Dämpfung in anderen Betriebsphasen, z. B. während des Anstiegs des Stromes, bewirken kann, solange der Kern eben noch nicht gesättigt ist.As explained above, an interaction of many parameters must be taken into account in the design of the transformer, wherein in this case it is particularly important to realize that the Al value of the core material can be adjusted to a desired value by the second leg, but nevertheless a saturation of the Core material may take place especially in the second leg. Saturation of the core material may be present anyway during certain operating phases, whereas a higher Al value may provide effective damping in other phases of operation, e.g. B. during the rise of the current, can effect, as long as the core is just not saturated.

Des weiteren lässt sich durch den zweiten Schenkel des U-förmigen Kerns die unvermeidbare Streuinduktivität sehr klein halten, während andererseits die räumliche Ausdehnung des Streufeldes ebenfalls durch die Geometrie und das Volumen des zweiten Schenkels effizient modellierbar ist. Auf diese Weise lassen sich die Werte für die Streuinduktivität durch konstruktive Maßnahmen auf Werte reduzieren, die für die gewünschte Anwendung, beispielsweise für einen Zündtransformator, geeignet sind, während der Einfluss anderer parasitärer Effekte, etwa die Induktivität und Kapazität von Zuleitungen, usw., reduziert ist.Furthermore, the unavoidable leakage inductance can be kept very small by the second leg of the U-shaped core, while on the other hand, the spatial extent of the stray field can also be efficiently modeled by the geometry and the volume of the second leg. In this way, the values for the leakage inductance can be reduced by constructive measures to values which are suitable for the desired application, for example for an ignition transformer, while the influence of other parasitic effects, such as the inductance and capacity of supply lines, etc., is reduced is.

Da ferner der magnetische Querschnitt des zweiten Schenkels lediglich die Hälfte oder deutlich weniger im Vergleich zur magnetischen Querschnittsfläche des ersten Schenkels beträgt, kann der Abstand zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel reduziert werden, ohne dass der Raumbereich, der für die erste Wicklung und die zweite Wicklung benötigt wird, eingeschränkt wird. D. h., die im Wesentlichen parallel verlaufenden Schenkel des U-förmigen Kerns weisen einen Abstand voneinander auf, der die Aufnahme der ersten und der zweiten Wicklung auf dem ersten Schenkel bei der Montage des Transformators uneingeschränkt zulässt. Vorteilhafterweise ist dabei der geringere Querschnitt des zweiten Schenkels durch eine kleinere Abmessung in Richtung des Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel verwirklicht, so dass bei erforderlicher Querschnittsfläche ein optimal großer Abstand zwischen den beiden Schenkeln zur Aufnahme der Wicklungen bereitsteht. Further, since the magnetic cross section of the second leg is only one-half or substantially less compared to the magnetic cross-sectional area of the first leg, the distance between the first leg and the second leg can be reduced, without the space occupied by the first winding and the first leg second winding is needed is restricted. That is, the substantially parallel legs of the U-shaped core are spaced from each other to allow the first and second windings on the first leg to be received without restriction during assembly of the transformer. Advantageously, the smaller cross-section of the second leg is realized by a smaller dimension in the direction of the distance between the first and the second leg, so that when the required cross-sectional area an optimally large distance between the two legs for receiving the windings ready.

In vorteilhaften Ausführungsformen haben der erste Schenkel und der zweite Schenkel in einer lateralen Richtung im Wesentlichen die gleiche Abmessung und der unterschiedliche Querschnitt wird durch unterschiedliche Abmessungen in der dazu senkrechten lateralen Richtung erreicht.In advantageous embodiments, the first leg and the second leg have substantially the same dimension in a lateral direction and the different cross-section is achieved by different dimensions in the lateral direction perpendicular thereto.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Querschnitt des ersten Schenkels in der ersten lateralen Richtung eine Abmessung von 4 mm oder kleiner und in der dazu senkrechten lateralen Richtung eine Abmessung von 9 mm oder kleiner auf. In dieser Ausführungsform kann somit der Querschnitt des ersten Schenkels eine ausgeprägte längliche rechteckige Form aufweisen, wodurch sich die Möglichkeit ergibt bei gegebenem magnetischen Querschnitt das Bauvolumen in einer lateralen Richtung zulasten einer Vergrößerung des Bauvolumens in der dazu senkrechten lateralen Richtung zu reduzieren. Dadurch ergibt sich ein hohes Maß an Fiexibilität bei der Anpassung der lateralen Abmessungen des Hochspannungstransformators an bauliche Gegebenheiten, beispielsweise in einem Gehäuse zur Aufnahme einer Zündelektronik, und dergleichen.In a further advantageous embodiment, the cross section of the first leg has a dimension of 4 mm or smaller in the first lateral direction and a dimension of 9 mm or smaller in the lateral direction perpendicular thereto. Thus, in this embodiment, the cross section of the first leg may have a pronounced oblong rectangular shape, thereby allowing for a given magnetic cross section to reduce the volume of construction in a lateral direction at the expense of increasing the build volume in the lateral direction perpendicular thereto. This results in a high degree of flexibility in the adaptation of the lateral dimensions of the high-voltage transformer to structural conditions, for example in a housing for receiving an ignition electronics, and the like.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Querschnitt des ersten Schenkels in einer ersten lateralen Richtung eine Abmessung von 8 mm oder kleiner und in der dazu senkrechten lateralen Richtung eine Abmessung von 5 mm oder kleiner auf. In dieser Ausführungsform lässt sich eine weniger ausgeprägte rechteckige Form verwirklichen, wenn dies für die gesamten lateralen Abmessungen des Hochspannungstransformators geeignet ist. Insbesondere kann bei einer ausgeprägt länglichen rechteckigen Form des Kernmaterials, beispielsweise im Vergleich zu einer quadratischen Querschnittsform, eine größere Oberfläche bereitgestellt werden, so dass gegebenenfalls eine höhere thermische Belastung tolerierbar ist.In a further advantageous embodiment, the cross section of the first leg has a dimension of 8 mm or smaller in a first lateral direction and a dimension of 5 mm or less in the lateral direction perpendicular thereto. In this embodiment, a less pronounced rectangular shape can be realized, if it is suitable for the entire lateral dimensions of the high-voltage transformer. In particular, with a pronounced elongated rectangular shape of the core material, for example, in comparison to a square cross-sectional shape, a larger surface can be provided, so that optionally a higher thermal load is tolerable.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Abmessung des Hochspannungstransformators in einer ersten lateralen Richtung 16 mm oder weniger, vorzugsweise liegt diese Abmessung zwischen 16 mm und 13 mm, und in der dazu senkrechten lateralen Richtung beträgt die Abmessung 16 mm oder weniger, vorzugsweise liegt diese Abmessung zwischen 16 mm und 13 mm.In an advantageous embodiment, a dimension of the high-voltage transformer in a first lateral direction is 16 mm or less, preferably this dimension is between 16 mm and 13 mm, and in the lateral direction perpendicular thereto the dimension is 16 mm or less, preferably this dimension lies between 16 mm and 13 mm.

In dieser Ausführungsform sind die lateralen Abmessungen des Hochspannungstransformators so gewählt, dass die Abmessungen in beiden lateralen Richtungen näherungsweise gleich sind, so dass der Einbau im Hinblick auf die laterale Richtung relativ unabhängig von der Orientierung des Hochspannungstransformator um seine Längsachse ist. D. h., der Einbau des Hochspannungstransformators in ein Gehäuse oder auf eine Leiterplatte kann so erfolgen, dass eine Drehung um die Längsachse um 90, 180 oder 270° im Wesentlichen ohne Einfluss auf das gesamte Bauvolumen ist, sofern Anschlüsse des Hochspannungstransformators entsprechend vorgesehen sind. In einer bevorzugten Variante liegen dabei die Verbindungsleitungen der ersten Wicklung im Raumbereich zwischen den Wicklungen, die auf dem ersten Schenkel aufgebracht sind, und dem zweiten Schenkel, wie dies bereits zuvor erläutert ist.In this embodiment, the lateral dimensions of the high voltage transformer are chosen such that the dimensions in both lateral directions are approximately equal, so that the incorporation with respect to the lateral direction is relatively independent of the orientation of the high voltage transformer about its longitudinal axis. That is, the installation of the high-voltage transformer in a housing or on a printed circuit board can be such that a rotation about the longitudinal axis by 90, 180 or 270 ° is substantially without influence on the entire volume of construction, provided that connections of the high-voltage transformer are provided accordingly , In a preferred variant, the connecting lines of the first winding lie in the space between the windings, which are applied to the first leg, and the second leg, as already explained above.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform beträgt eine Abmessung des Hochspannungstransformators in einer ersten lateralen Richtung 20 mm oder weniger, vorzugsweise fegt diese Abmessung zwischen 19 mm und 17 mm, und in der dazu senkrechten lateralen Richtung beträgt die Abmessung 14 mm oder weniger, vorzugsweise liegt diese Abmessung zwischen 13 mm und 11 mm. In dieser Ausgestaltung des Hochspannungstransformators kann eine insgesamt rechteckige Form des Querschnitts bereitgestellt werden, so dass eine geeignete Anpassung an das zur Verfügung stehende Bauvolumen in den lateralen Richtungen möglich ist. In dieser Variante sind die Verbindungsleitungen der ersten Wicklung vorzugsweise über bzw. unter dem ersten Schenkel oder um 90° dazu gedreht positioniert.In a further advantageous embodiment, a dimension of the high-voltage transformer in a first lateral direction is 20 mm or less, preferably this dimension sweeps between 19 mm and 17 mm, and in the lateral direction perpendicular thereto the dimension is 14 mm or less, preferably this dimension between 13 mm and 11 mm. In this embodiment of the high-voltage transformer, an overall rectangular shape of the cross section can be provided, so that a suitable adaptation to the available volume of construction in the lateral directions is possible. In this variant, the connecting lines of the first winding are preferably positioned above or below the first leg or rotated by 90 ° thereto.

Vorzugsweise wird durch eine Änderung der lateralen Abmessung die Längsabmessung des Hochspannungstransformators im Wesentlichen nicht beeinflusst. Wie zuvor erwähnt ist, beträgt die Abmessung in der Längsrichtung 40 mm oder weniger und liegt vorzugsweise bei 36 mm oder weniger. In besonderen Ausführungsformen liegt die Längsabmessung zwischen 33 mm und 36 mm.Preferably, by changing the lateral dimension, the longitudinal dimension of the high voltage transformer is substantially unaffected. As mentioned above, the dimension in the longitudinal direction is 40 mm or less, and is preferably 36 mm or less. In particular embodiments, the longitudinal dimension is between 33 mm and 36 mm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind außer dem U-förmigen Kern keine weiteren magnetischen Komponenten in dem erfindungsgemäßen Hochspannungstransformator vorgesehen. D. h., in dieser bevorzugten Ausführungsform sind die geometrischen Parameter in Abhängigkeit von anderen Parametern so gewählt, dass kein weiteres zusätzliches magnetisches Material für den Kern erforderlich ist. Auf diese Weise wird die Herstellung des Kernmaterials für einen gesamten Hochspannungstransformator wesentlich vereinfacht, da beispielsweise mehrere U-förmige Kerne in einem gemeinsamen einzelnen Arbeitsschritt hergestellt werden können. Des weiteren wird durch die Vermeidung eines weiteren Kernmaterials der Zusammenbau des Hochspannungstransformators deutlich vereinfacht, da im Hinblick auf das Kernmaterial keine weiteren Arbeitsschritte, etwa das Anbringen von Abschirmelementen, Feldführungselementen und dergleichen, erforderlich sind. Insbesondere sind dadurch die wesentlichen Parameter des induktiven und kapazitiven Verhaltens des Hochspannungstransformators durch konstruktive Maßnahmen festgelegt, etwa durch das Fertigen des U-förmigen Kerns, so dass eine hohe Konstanz bei der Herstellung einer Vielzahl von Hochspannungstransformatoren gewährleistet ist.In a further advantageous embodiment, apart from the U-shaped core, no further magnetic components are in the provided high-voltage transformer according to the invention. That is, in this preferred embodiment, the geometric parameters are chosen in dependence on other parameters such that no additional additional magnetic material is required for the core. In this way, the production of the core material for an entire high-voltage transformer is substantially simplified, since, for example, several U-shaped cores can be produced in a common single operation. Furthermore, by avoiding a further core material, the assembly of the high-voltage transformer is significantly simplified, since with regard to the core material, no further work steps, such as the attachment of shielding elements, field guide elements and the like, are required. In particular, the essential parameters of the inductive and capacitive behavior of the high-voltage transformer are thereby determined by design measures, for example by manufacturing the U-shaped core, so that a high level of consistency in the production of a plurality of high-voltage transformers is ensured.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich auch aus den angefügten Patentansprüchen und gehen auch deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen:Further advantageous embodiments will become apparent from the appended claims, and will be more apparent from the following detailed description when considered with reference to the accompanying drawings, in which:

1A eine perspektivische Ansicht eines Hochspannungstransformators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, 1A shows a perspective view of a high voltage transformer according to the present invention,

1B eine erste Schnittansicht des Hochspannungstransformators zeigt, 1B a first sectional view of the high voltage transformer shows

1C eine weitere Schnittansicht des Hochspannungstransformators zeigt, 1C another sectional view of the high voltage transformer shows

2A eine perspektivische Ansicht eines Hochspannungstransformators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, 2A shows a perspective view of a high voltage transformer according to another embodiment of the present invention,

2B eine erste Schnittansicht des Hochspannungstransformators zeigt, 2 B a first sectional view of the high voltage transformer shows

2C eine weitere Schnittansicht des erfindungsgemäßen Hochspannungstransformators zeigt, 2C a further sectional view of the high-voltage transformer according to the invention,

3A eine perspektivische Ansicht eines Hochspannungstransformators gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, in der Verbindungsleitungen der ersten Wicklung um 90° gedreht sind im Vergleich zu der in den 2 dargestellten Ausführungsform, 3A shows a perspective view of a high voltage transformer according to another embodiment of the present invention are rotated in the connecting lines of the first winding by 90 ° compared to that in the 2 illustrated embodiment,

3B eine erste Schnittansicht des Hochspannungstransformators zeigt und, 3B shows a first sectional view of the high-voltage transformer and

3C eine weitere Schnittansicht des erfindungsgemäßen Hochspannungstransformators zeigt. 3C a further sectional view of the high voltage transformer according to the invention shows.

Mit Bezug zu den Zeichnungen werden nunmehr weitere Ausführungsformen detaillierter beschrieben, wobei zu beachten ist, dass teilweise die in den Zeichnungen dargestellten Komponenten nicht maßstabsgetreu dargestellt sind.With reference to the drawings, further embodiments will now be described in more detail, it being understood that in part the components illustrated in the drawings are not drawn to scale.

1A zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht eines Hochspannungstransformators 100 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Hochspannungstransformator 100, der in anschaulichen Ausführungsformen eine Eingangsspannung von mehreren 10 V bis mehrere 100 V auf eine relativ hohe Ausgangsspannung im Bereich von mehreren 100 V bis mehrere 10.000 V transformiert ist insbesondere aufgrund der kompakten Bauweise für mobile Anwendungen und Anwendungen in Kfz-Bereich und dergleichen geeignet, wenn relativ hohe Ausgangsspannungen erforderlich sind. Beispielsweise kann der Hochspannungstransformator 100 vorteilhaft für das Zünden von Gasentladungsleuchten verwendet werden. 1A schematically shows a perspective view of a high voltage transformer 100 according to an illustrative embodiment of the present invention. The high voltage transformer 100 which, in illustrative embodiments, transforms an input voltage of several 10 V to several 100 V to a relatively high output voltage in the range of several 100 V to several 10,000 V, in particular due to the compact design for mobile applications and applications in the automotive sector and the like, when relatively high output voltages are required. For example, the high voltage transformer 100 can be used advantageously for the ignition of gas discharge lamps.

Der Hochspannungstransformator 100 enthält einen U-förmigen Kern 110, der einen ersten Schenkel 112, einen zweiten Schenkel 111 und ein, diese beiden Schenkel verbindenden Kopplungsteil 113 umfasst. In vorteilhaften Ausführungsformen ist der Kern 110 als „einstückiges” Materialstück vorgesehen, das in einem Arbeitsgang zusammen mit weiteren Kernen hergestellt wird und beim Zusammenbau des Hochspannungstransformators 100 keine weiteren Arbeitsschritte erforderlich macht, etwa das Anbringen und Befestigen weiterer magnetischer Komponenten und dergleichen.The high voltage transformer 100 contains a U-shaped core 110 who has a first thigh 112 , a second leg 111 and a coupling part connecting these two legs 113 includes. In advantageous embodiments, the core is 110 provided as a "one-piece" piece of material, which is produced in one operation together with other cores and in the assembly of the high-voltage transformer 100 No further operations required, such as attaching and attaching other magnetic components and the like.

Der Kern 110 bildet somit ein nicht geschlossenes Kernmaterial für den Transformator 100, wobei in besonders vorteilhaften Ausführungsformen keine weiteren magnetischen Komponenten in Form von Feldführungsplatten, etc, vorgesehen sind.The core 110 thus forms an unclosed core material for the transformer 100 , In particularly advantageous embodiments, no further magnetic components in the form of field guide plates, etc, are provided.

Es sollte beachtet werden, dass der Begriff „U-förmiger” Kern auch jede andere Geometrie mit einschließt, in der der Kopplungsteil 113 und die beiden Schenkel 112 und 111 eine Gestalt bilden, in der der erste Schenkel und der zweite Schenkel länglich sind und zumindest über eine gewisse Strecke hinweg sich näherungsweise in die gleiche Richtung erstrecken. Die in den Figuren gezeigte rechteckige Gestalt kann auch Rundungen aufweisen. D. h., der erste Schenkel 112 und/oder der zweite Schenkel 111 und/oder der Kopplungsteil 113 können eine andere Querschnittsform als eine Rechteckform aufweisen und/oder Kanten können entsprechend gerundet sein. Ferner müssen die einzelnen Komponenten des Kerns 110 nicht notwendigerweise geradlinige Komponenten sein, sondern diese können auch eine Krümmung aufweisen, sofern dies mit dem geforderten Bauvolumen verträglich ist. Beispielsweise kann der Kopplungsteil 113 eine bogenförmige Gestalt besitzen. In den dargestellten vorteilhaften Ausführungsformen ergibt sich aufgrund der geradlinigen und rechteckförmigen Struktur der einzelnen Komponenten des Kerns 110 ein insgesamt geringes Bauvolumen.It should be noted that the term "U-shaped" core also includes any other geometry in which the coupling part 113 and the two thighs 112 and 111 form a shape in which the first leg and the second leg are elongate and extend at least over a certain distance, approximately in the same direction. The rectangular shape shown in the figures may also have curves. That is, the first leg 112 and / or the second leg 111 and / or the coupling part 113 can one have a different cross-sectional shape than a rectangular shape and / or edges may be rounded accordingly. Furthermore, the individual components of the core 110 not necessarily be rectilinear components, but these may also have a curvature, as long as this is compatible with the required volume of construction. For example, the coupling part 113 have an arcuate shape. In the illustrated advantageous embodiments results due to the rectilinear and rectangular structure of the individual components of the core 110 a total low construction volume.

In der gezeigten Ausführungsform legt die Länge des Kerns 110, d. h. die Erstreckung des Kerns 110 in einer Längsrichtung L, die Gesamtlänge des Hochspannungstransformators 100 fest und beträgt 40 mm oder weniger. Querschnittsflächen 112S und 111S der beiden Schenkel 112, 111 bilden in den gezeigten Ausführungsformen Rechtecke und sind unterschiedlich groß. D. h., die Querschnittsfläche 112S ist deutlich größer als die Querschnittsfläche 111S und ist in bevorzugten Ausführungsformen etwa doppelt so groß wie die Querschnittsfläche 111S. Abmessungen in einer ersten lateralen Richtung, die mit B1 bezeichnet ist, sind für die Querschnitte 112S, 111S deutlich kleiner im Vergleich zu Abmessungen in einer dazu senkrechten zweiten lateralen Richtung, die mit B2 bezeichnet ist, so dass sich eine ausgeprägte längliche Recheckform mit größerer Seitenlänge entlang der lateralen Richtung B2 ergibt. Daher besitzen der erste Schenkel 112 und der zweite Schenkel 111 relativ große Oberflächen für ein vorgegebenes magnetisches Volumen, wodurch sich gute thermische Eigenschaften erreichen lassen.In the embodiment shown, the length of the core defines 110 ie the extension of the core 110 in a longitudinal direction L, the overall length of the high voltage transformer 100 fixed and is 40 mm or less. Cross-sectional areas 112S and 111S the two thighs 112 . 111 form in the embodiments shown rectangles and are different sizes. That is, the cross-sectional area 112S is significantly larger than the cross-sectional area 111S and in preferred embodiments is about twice the cross-sectional area 111S , Dimensions in a first lateral direction, labeled B1, are for the cross sections 112S . 111S significantly smaller compared to dimensions in a second lateral direction perpendicular thereto, designated B2, so that a pronounced oblong rectangular shape results with greater lateral length along the lateral direction B2. Therefore, possess the first leg 112 and the second leg 111 relatively large surfaces for a given magnetic volume, which can achieve good thermal properties.

Der Hochspannungstransformator 100 umfasst ferner eine erste Wicklung 140, die drei oder mehr Windungen enthält. In besonders bevorzugten Ausführungsformen enthält die erste Wicklung 140 genau drei Windungen 141, 142 und 143. Die Windungen 141, ..., 143 sind durch entsprechende Verbindungsstücke 145 oder Verbindungsleitungen gleichsinnig in Reihe geschaltet. Ferner ist die erste Wicklung 140 mit entsprechenden Anschlussstiften verbunden, etwa mittels einer Verbindungsleitung 144, die mit genau definiertem Abstand in Bezug zu den anderen Komponenten des Transformators 100 geführt ist.The high voltage transformer 100 further comprises a first winding 140 that contains three or more turns. In particularly preferred embodiments, the first winding contains 140 exactly three turns 141 . 142 and 143 , The turns 141 , ..., 143 are through appropriate connectors 145 or connecting lines connected in series in the same direction. Furthermore, the first winding 140 connected to corresponding pins, such as by means of a connecting line 144 with a well-defined distance relative to the other components of the transformer 100 is guided.

Der Hochspannungstransformators 100 umfasst ferner eine zweite Wicklung 120, die gegebenenfalls eine geeignete Anzahl an Wicklungsabschnitten 121, ..., 124 aufweist, wobei die Anzahl der Wicklungsabschnitte typischerweise von der Anzahl der Windungen der ersten Wicklung 140 abhängig ist. In der gezeigten Anordnung sind vier Wicklungsabschnitte dargestellt, In bevorzugten Ausführungsformen sind die erste Wicklung 140 und die zweite Wicklung 120 auf einem Spulenkörper 130 aufgebracht, der seinerseits auf den ersten Schenkel 112 des Kerns 110 aufgeschoben ist. Durch die Verwendung des Spulenkörpers 130 lassen sich automatisierte Arbeitsabläufe zum Aufbringen insbesondere der zweiten Wicklung 120 anwenden, die vor Herstellung der ersten Wicklung 140 auf den Spulenkörper 130 aufgebracht wird. Die erste Wicklung 140 kann einen oder mehrere Leiterbügel, die beispielsweise geeignete Anschlussstifte usw. aufweisen können, umfassen in Verbindung mit einem geeigneten Draht, der beispielsweise auch zur Herstellung der Verbindungsleitungen 144 und/oder 145 verwendet werden kann. In den gezeigten Ausführungsformen weist der Spulenkörper 130 entsprechende Aussparungen auf, die das Leitermaterial der Windungen 141, ..., 143 zuverlässig in Längsrichtung L von dem Leitermaterial der zweiten Wicklung 120 trennen, so dass bereits durch konstruktive Maßnahmen ausreichende Isolationsstrecken geschaffen sind. Ferner können entsprechende Aussparungen vorgesehen sein, um etwa die Verbindungsleitung 144 aufzunehmen, so dass diese unter einem präzisen Abstand zu der zweiten Wicklung 120 und dem Kern 110 geführt ist, so dass auf diese Weise eine genau festgelegte Geometrie bei der Leitungsführung beim Aufbau des Transformators 100 eingehalten werden kann.The high voltage transformer 100 further comprises a second winding 120 optionally a suitable number of winding sections 121 , ..., 124 wherein the number of winding sections typically depends on the number of turns of the first winding 140 is dependent. In the arrangement shown four winding sections are shown. In preferred embodiments, the first winding are 140 and the second winding 120 on a bobbin 130 applied, in turn, on the first thigh 112 of the core 110 is deferred. By using the bobbin 130 can be automated workflows for applying in particular the second winding 120 Apply before making the first winding 140 on the bobbin 130 is applied. The first winding 140 may comprise one or more conductors, which may, for example, have suitable connection pins, etc., in connection with a suitable wire, which may also be used, for example, to make the connection leads 144 and or 145 can be used. In the embodiments shown, the bobbin 130 corresponding recesses on which the conductor material of the turns 141 , ..., 143 reliable in the longitudinal direction L of the conductor material of the second winding 120 disconnect, so that sufficient insulation distances are already created by constructive measures. Further, corresponding recesses may be provided, such as the connecting line 144 so that they are at a precise distance from the second winding 120 and the core 110 is guided, so that in this way a precisely defined geometry in the wiring in the construction of the transformer 100 can be complied with.

1B zeigt eine Schnittansicht des Transformators 100, wenn dieser entlang der lateralen Richtung B2 (siehe 1A) betrachtet wird. In dieser Schnittansicht sind auch die drei Windungen der ersten Wicklung 140 und die Verbindungsleitungen 144, 145 gezeigt. Wie zuvor bereits erläutert ist, weisen in dieser Ausführungsform der erste Schenkel 112 und der zweite Schenkel 111 entlang der lateralen Richtung B1 unterschiedliche Abmessungen auf. In der gezeigten Ausführungsform ist eine Abmessung 112A für den ersten Schenkel 112 gezeigt, die eine Größe von 5 mm oder kleiner besitzt. Vorzugsweise liegt die Abmessung 112A zwischen 3,5 mm und 4,5 mm. 1B shows a sectional view of the transformer 100 when this along the lateral direction B2 (see 1A ) is looked at. In this sectional view are also the three turns of the first winding 140 and the connection lines 144 . 145 shown. As previously explained, in this embodiment, the first leg 112 and the second leg 111 along the lateral direction B1 different dimensions. In the embodiment shown is one dimension 112A for the first thigh 112 shown, which has a size of 5 mm or smaller. Preferably, the dimension is 112A between 3.5 mm and 4.5 mm.

Die entsprechende Abmessung 111A des zweiten Schenkels 111 ist deutlich kleiner und beträgt 3 mm und kleiner, vorzugsweise liegt die Größe der Abmessung 111A im Bereich von 1,5 mm bis 2,5 mm.The corresponding dimension 111A of the second leg 111 is significantly smaller and is 3 mm and smaller, preferably the size of the dimension 111A in the range of 1.5 mm to 2.5 mm.

Eine Länge 101 des gesamten Hochspannungstransformators 100, die durch die Länge des Kerns 110 bestimmt ist, beträgt 40 mm oder weniger und vorzugsweise liegt die Länge 101 im Bereich von 32 mm bis 36 mm.A length 101 of the entire high-voltage transformer 100 passing through the length of the core 110 is determined, is 40 mm or less, and preferably the length 101 is in the range of 32 mm to 36 mm.

Der Transformator 100 mit den gerade spezifizierten Abmessungen kann eine Ausgangsspannung während eines Zündvorgangs von 30.000 V oder mehr bei einer Eingangsspannung von 600 V bis 1000 V bereitstellen. Ferner wird über die zweite Wicklung des Transformators nach erfolgter Zündung eines Gasentladungsleuchtmittels der Betriebstrom des Leuchtmittels geleitet.The transformer 100 with the dimensions just specified can provide an output voltage during an ignition of 30,000 V or more at an input voltage of 600 V to 1000 V. Further, via the second winding of the transformer after ignition a gas discharge illuminant passed the operating current of the bulb.

1C zeigt eine Schnittansicht, die aus der lateralen Richtung B1 (siehe 1A) betrachtet wird. In dieser Ansicht sind der zweite Schenkel 111 und der erste Schenkel 112 schematisch dargestellt die in der dargestellten Ausführungsform vorzugsweise gleiche Abmessung entlang der lateralen Richtung B2 besitzen. Diese Abmessungen, die mit 112B und 111B bezeichnet sind, betragen 9 mm oder kleiner und liegen vorzugsweise im Bereich zwischen 6,5 mm und 7,5 mm. 1C shows a sectional view taken from the lateral direction B1 (see 1A ) is looked at. In this view are the second leg 111 and the first leg 112 schematically shown in the illustrated embodiment preferably have the same dimension along the lateral direction B2. These dimensions, with 112B and 111B are designated 9 mm or smaller and are preferably in the range between 6.5 mm and 7.5 mm.

Wie eingangs bereits erläutert ist, wird in Anwendungen, in denen insgesamt ein kompakter Aufbau für einen Transformator erforderlich ist, häufig eine nicht geschlossene Kerngeometrie angewendet, in welcher zwar die magnetischen Eigenschaften generell ungünstiger sind im Vergleich zu einem im Wesentlichen geschlossenen Kernmaterial, jedoch insgesamt kleinere Abmessungen erreichbar sind. In der vorliegenden Erfindung ist der magnetische Querschnitt 112S deutlich größer als der magnetische Querschnitt 111S (siehe 1A), da der zweite Schenkel 111 im wesentlichen nur als Rückschluss für das Magnetfeld des ersten Schenkels 112 und damit zur Einstellung der Gesamtinduktivität des Kernmaterials dient. Eine Sättigung des Kernmaterials liegt in gewissen Betriebsphasen ohnehin vor, so dass die Reduzierung des magnetischen Querschnitts des zweiten Schenkels 111 diesbezüglich keine Einschränkung der Funktionalität des Transformators 100 nach sich zieht. Andererseits kann aber dennoch die gewünschte Strom begrenzende Wirkung des Transformators 100 in gewissen Betriebsphasen durch eine relativ hohe Induktivität erreicht werden, indem durch den zweiten Schenkel 111 ein gewünschter hoher Induktivitätswert bereitgestellt wird.As previously explained, in applications where a compact overall structure is required for a transformer, a non-closed core geometry is often used in which, although the magnetic properties are generally less favorable compared to a substantially closed core material, but overall smaller Dimensions are achievable. In the present invention, the magnetic cross section 112S significantly larger than the magnetic cross section 111S (please refer 1A ), because the second leg 111 essentially only as a conclusion for the magnetic field of the first leg 112 and thus serves to adjust the total inductance of the core material. A saturation of the core material is present in certain phases of operation anyway, so that the reduction of the magnetic cross section of the second leg 111 in this regard, no restriction on the functionality of the transformer 100 pulls. On the other hand, but can still the desired current limiting effect of the transformer 100 be achieved by a relatively high inductance in certain phases of operation by passing through the second leg 111 a desired high inductance value is provided.

Ferner sind in der dargestellten Ausführungsform die Verbindungsleitungen 144, 145 zwischen dem ersten Schenkel 112 und dem zweiten Schenkel 111 entlang der lateralen Richtung B1, also in Richtung des Abstands zwischen dem ersten Schenkel und dem zweiten Schenkel, angeordnet, so dass sich zusätzlich zu einem kompakten Aufbau auch eine mechanische Schutzfunktion für die Verbindungsleitungen 144, 145 gibt, insbesondere wenn der Transformator nach erfolgter Installation in einem Gehäuse mit Vergussmaterial gefüllt wird. Diese mechanische Schutzfunktion wird durch die relativ große Erstreckung 111B entlang der lateralen Richtung B2 unterstützt. In dieser Ausführungsform sind auch die Gesamtabmessungen entlang der ersten lateralen Richtung B1 und entlang der zweiten lateralen Richtung B2, die als 102 (siehe 1B) und 103 (siehe 10) bezeichnet sind, in etwa gleich und liegen im Bereich von 18 mm oder kleiner, vorzugsweise zwischen 14 mm und 17 mm.Furthermore, in the illustrated embodiment, the connection lines 144 . 145 between the first leg 112 and the second leg 111 along the lateral direction B1, ie in the direction of the distance between the first leg and the second leg, so that in addition to a compact structure and a mechanical protection function for the connecting lines 144 . 145 especially if the transformer is filled in a housing with potting material after installation. This mechanical protection function is due to the relatively large extent 111B supported along the lateral direction B2. In this embodiment, the overall dimensions along the first lateral direction B1 and along the second lateral direction B2 are also known as 102 (please refer 1B ) and 103 (please refer 10 ) are approximately equal and are in the range of 18 mm or smaller, preferably between 14 mm and 17 mm.

2A zeigt eine perspektivische Ansicht des Hochspannungstransformators gemäß einer weiteren Ausführungsform 200, in der ein U-förmiger Kern 210 einen ersten Schenkel 212 und einen zweiten Schenkel 211 aufweist. Des weiteren umfasst der Hochspannungstransformator 200 eine erste Wicklung 240 mit drei oder mehr Windungen 241, ..., 243, bevorzugt mit genau drei Windungen, und eine zweite Wicklung 220, die mehrere Wicklungsabschnitte, etwa vier Wicklungsabschnitte, aufweisen kann. Die Abmessung entlang einer Längsrichtung L des Transformators 200 ist im Wesentlichen durch die Länge des Kerns 210 bestimmt und beträgt 40 mm oder weniger. Generell gelten für den U-förmigen Kern 210 analoge Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu dem Kern 110 des Transformators 100 beschrieben sind, wobei jedoch in dieser Ausführungsform eine etwas weniger „gestreckte” Rechteckform für Querschnittsflächen 212S und 211S für die Schenkel 212, 211 vorgesehen ist, um insgesamt einer weniger gestreckten rechteckigen Gesamtquerschnittsform des Transformators 200 Rechnung zu tragen. 2A shows a perspective view of the high voltage transformer according to another embodiment 200 in which a U-shaped core 210 a first leg 212 and a second leg 211 having. Furthermore, the high-voltage transformer comprises 200 a first winding 240 with three or more turns 241 , ..., 243 , preferably with exactly three turns, and a second winding 220 which may have a plurality of winding sections, approximately four winding sections. The dimension along a longitudinal direction L of the transformer 200 is essentially the length of the core 210 determined and is 40 mm or less. Generally apply to the U-shaped core 210 analogous criteria as previously related to the core 110 of the transformer 100 however, in this embodiment, a somewhat less "stretched" rectangular shape for cross-sectional areas 212S and 211S for the thighs 212 . 211 is provided to a total of a less elongated rectangular overall cross-sectional shape of the transformer 200 Take into account.

Ferner sind in der gezeigten Ausführungsform Verbindungsleitungen 244, 245 der ersten Wicklung 240 nicht zwischen den Schenkeln 212, 211 entlang der Richtung B2 vorgesehen, wie dies in der Ausführungsform der 1 der Fall ist. Vielmehr sind in der gezeigten Ausführungsform die Verbindungsleitungen 244, 245 entlang der Richtung B1 lateral versetzt zu dem ersten und dem zweiten Schenkel 212, 211 angeordnet. Auf diese Weise lässt sich ein hoher Grad an Flexibilität bei der endgültigen Einstellung der Bauteilgröße in den lateralen Richtungen B1 und B2 erreichen, während die induktiven und kapazitiven Eigenschaften davon im Wesentlichen unbeeinflusst bleiben.Further, in the illustrated embodiment, connection lines 244 . 245 the first winding 240 not between the thighs 212 . 211 provided along the direction B2, as in the embodiment of the 1 the case is. Rather, in the embodiment shown, the connecting lines 244 . 245 along the direction B1 laterally offset to the first and the second leg 212 . 211 arranged. In this way, a high degree of flexibility can be achieved in the final adjustment of the component size in the lateral directions B1 and B2, while the inductive and capacitive properties thereof remain substantially unaffected.

2B zeigt eine Schnittansicht des Transformators 200, wobei dieser aus der Richtung B1 betrachtet wird. Wie gezeigt, weist der U-förmige Kern 210 die Schenkel 212, 211 sowie einen Kopplungsteil 213 auf. Im Hinblick auf die U-förmige Geometrie des Kerns 210 gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor auch in Bezug auf den Kern 110 angegeben sind. Eine Abmessung 212A des Schenkels 212 entlang der Richtung B2 beträgt 8 mm oder weniger, und vorzugsweise liegt diese Abmessung im Bereich zwischen 4,5 mm und 6,5 mm. Die entsprechende Abmessung 211A beträgt 4 mm oder weniger, und liegt in bevorzugten Ausführungsformen in einem Bereich zwischen 2,5 mm und 3,5 mm. Die gesamte Länge 201 des Transformators 200, die wiederum durch die Länge des Kerns 210 festgelegt ist, beträgt 40 mm oder weniger und liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 32 mm und 36 mm. Für die gesamte Abmessung 203 entlang der lateralen Richtung B2 gilt, dass diese bei 20 mm oder weniger liegt und in bevorzugten Ausführungsformen in einem Bereich zwischen 13 mm und 17 mm liegt. 2 B shows a sectional view of the transformer 200 looking at it from the direction B1. As shown, the U-shaped core 210 the thigh 212 . 211 and a coupling part 213 on. With regard to the U-shaped geometry of the core 210 The same criteria apply as they did before with regard to the core 110 are indicated. One dimension 212A of the thigh 212 along the direction B2 is 8 mm or less, and preferably this dimension is in the range between 4.5 mm and 6.5 mm. The corresponding dimension 211A is 4 mm or less, and in preferred embodiments is in a range between 2.5 mm and 3.5 mm. The entire length 201 of the transformer 200 , in turn, through the length of the core 210 is set 40 mm or less and is preferably in a range between 32 mm and 36 mm. For the entire dimension 203 along the lateral direction B2 is that it is 20 mm or less and in preferred embodiments is in a range between 13 mm and 17 mm.

2C zeigt eine Schnittansicht des Transformators 200, wobei dieser aus der Richtung B2 betrachtet wird. In der gezeigten Ausführungsform sind die Abmessungen 2126 und 211B in der lateralen Richtung B1 für den ersten Schenkel 212 und zweiten Schenkel 211 gleich und betragen 8 mm oder weniger. Vorzugswiese liegen diese Abmessungen in einem Bereich von 4,5 mm und 6,5 mm. Die laterale Abmessung 203 des Transformators 200 in der lateralen Richtung B1 beträgt 17 mm oder weniger und liegt vorzugsweise zwischen 13 mm und 15 mm. 2C shows a sectional view of the transformer 200 looking at it from the direction B2. In the embodiment shown, the dimensions are 2126 and 211B in the lateral direction B1 for the first leg 212 and second leg 211 equal and amount to 8 mm or less. Vorzugsswiese these dimensions are in a range of 4.5 mm and 6.5 mm. The lateral dimension 203 of the transformer 200 in the lateral direction B1 is 17 mm or less and is preferably between 13 mm and 15 mm.

3A zeigt eine perspektivische Ansicht des Hochspannungstransformators gemäß einer weiteren Ausführungsform 300, die in ihrer Geometrie ähnlich zu der in den 2 dargestellten Ausführungsform ist, wobei jedoch Verbindungsleitungen und Anschlüsse um 90° um eine Längsrichtung L gedreht sind. In der gezeigten Ausführungsform enthält der Transformator 300 einen U-förmiger Kern 310 mit einem ersten Schenkel 312 und einem zweiten Schenkel 311. Des weiteren umfasst der Hochspannungstransformator 300 eine erste Wicklung 340 mit drei oder mehr Windungen 341, ..., 343, bevorzugt mit genau drei Windungen, und eine zweite Wicklung 320, die mehrere Wicklungsabschnitte, etwa vier Wicklungsabschnitte, aufweisen kann. Die Abmessung entlang der Längsrichtung L des Transformators 300 ist im Wesentlichen durch die Länge des Kerns 310 bestimmt und beträgt 40 mm oder weniger. Generell gelten für den U-förmigen Kern 310 analoge Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu dem Kern 110 und 210 des Transformators 100 und 200 beschrieben sind, wobei jedoch in dieser Ausführungsform im Vergleich zum Transformator 100 eine etwas weniger „gestreckte” Rechteckform für Querschnittsflächen 312S und 311S für die Schenkel 312, 311 vorgesehen ist, um insgesamt einer weniger gestreckten rechteckigen Gesamtquerschnittsform des Transformators 300 Rechnung zu tragen. 3A shows a perspective view of the high voltage transformer according to another embodiment 300 similar in geometry to those in the 2 illustrated embodiment, but connecting lines and terminals are rotated by 90 ° about a longitudinal direction L. In the embodiment shown, the transformer includes 300 a U-shaped core 310 with a first leg 312 and a second leg 311 , Furthermore, the high-voltage transformer comprises 300 a first winding 340 with three or more turns 341 , ..., 343 , preferably with exactly three turns, and a second winding 320 which may have a plurality of winding sections, approximately four winding sections. The dimension along the longitudinal direction L of the transformer 300 is essentially the length of the core 310 determined and is 40 mm or less. Generally apply to the U-shaped core 310 analogous criteria as previously related to the core 110 and 210 of the transformer 100 and 200 however, in this embodiment, as compared to the transformer 100 a slightly less "stretched" rectangular shape for cross-sectional areas 312S and 311S for the thighs 312 . 311 is provided to a total of a less elongated rectangular overall cross-sectional shape of the transformer 300 Take into account.

Ferner sind in der gezeigten Ausführungsform Verbindungsleitungen 344, 345 der ersten Wicklung 340 nicht zwischen den Schenkeln entlang der Richtung 62 vorgesehen, wie dies in der Ausführungsform der 1 der Fall ist. Vielmehr sind in der gezeigten Ausführungsform die Verbindungsleitungen 344, 345 entlang der Richtung 62 über (bzw. unter) dem ersten Schenkel 312 angeordnet und damit um 180° um die Längsachse L im Vergleich zum Transformator 100 oder um 90° im Vergleich zum Transformator 200 gedreht. Auf diese Weise lässt sich ein hoher Grad an Flexibilität bei der endgültigen Einstellung der Bauteilgröße in den lateralen Richtungen B1 und B2 erreichen, während die induktiven Eigenschaften davon im Wesentlichen unbeeinflusst bleiben.Further, in the illustrated embodiment, connection lines 344 . 345 the first winding 340 not between the thighs along the direction 62 provided, as in the embodiment of the 1 the case is. Rather, in the embodiment shown, the connecting lines 344 . 345 along the direction 62 over (or under) the first leg 312 arranged and thus by 180 ° about the longitudinal axis L compared to the transformer 100 or 90 ° compared to the transformer 200 turned. In this way, a high degree of flexibility can be achieved in the final adjustment of the component size in the lateral directions B1 and B2, while the inductive properties thereof remain substantially unaffected.

3B zeigt eine Schnittansicht des Transformators 300, wobei dieser aus der Richtung B1 betrachtet wird. Wie gezeigt, weist der U-förmige Kern 310 die Schenkel 312, 311 sowie einen Kopplungsteil 313 auf. Im Hinblick auf die U-förmige Geometrie des Kerns 310 gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor auch in Bezug auf den Kern 110 oder den Kern 210 angegeben sind. Eine Abmessung 312A des Schenkels 312 entlang der Richtung 62 beträgt 8 mm oder weniger, und vorzugsweise liegt diese Abmessung im Bereich zwischen 4,5 mm und 7,5 mm. Die entsprechende Abmessung 311A beträgt 4 mm oder weniger, und liegt in bevorzugten Ausführungsformen in einem Bereich zwischen 2,5 mm und 3,5 mm. Die gesamte Länge 301 des Transformators 300, die wiederum durch die Länge des Kerns 310 festgelegt ist, beträgt 40 mm oder weniger und liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 32 mm und 36 mm. Für die gesamte Abmessung 303 entlang der lateralen Richtung B2 gilt, dass diese bei 18 mm oder weniger liegt und in bevorzugten Ausführungsformen in einem Bereich zwischen 14 mm und 16 mm liegt. 3B shows a sectional view of the transformer 300 looking at it from the direction B1. As shown, the U-shaped core 310 the thigh 312 . 311 and a coupling part 313 on. With regard to the U-shaped geometry of the core 310 The same criteria apply as they did before with regard to the core 110 or the core 210 are indicated. One dimension 312A of the thigh 312 along the direction 62 is 8 mm or less, and preferably this dimension is in the range between 4.5 mm and 7.5 mm. The corresponding dimension 311A is 4 mm or less, and in preferred embodiments is in a range between 2.5 mm and 3.5 mm. The entire length 301 of the transformer 300 , in turn, through the length of the core 310 is set 40 mm or less and is preferably in a range between 32 mm and 36 mm. For the entire dimension 303 along the lateral direction B2 is considered to be 18 mm or less, and in preferred embodiments is in a range between 14 mm and 16 mm.

3C zeigt eine Schnittansicht des Transformators 300, wobei dieser aus der Richtung B2 betrachtet wird. In der gezeigten Ausführungsform sind die Abmessungen 312B und 311B in der lateralen Richtung B1 für den ersten Schenkel 312 und zweiten Schenkel 311 gleich und betragen 7 mm oder weniger. Vorzugswiese liegen diese Abmessungen in einem Bereich von 4 mm und 6 mm. Für die gesamte Abmessung 302 entlang der lateralen Richtung B1 gilt, dass diese bei 15 mm oder weniger liegt und in bevorzugten Ausführungsformen in einem Bereich zwischen 11 mm und 13 mm liegt. 3C shows a sectional view of the transformer 300 looking at it from the direction B2. In the embodiment shown, the dimensions are 312B and 311B in the lateral direction B1 for the first leg 312 and second leg 311 equal and amount to 7 mm or less. Vorzugsswiese these dimensions are in a range of 4 mm and 6 mm. For the entire dimension 302 along the lateral direction B1, it is 15 mm or less, and in preferred embodiments is in a range between 11 mm and 13 mm.

Es sollte beachtet werden, dass je nach Lage der Verbindungsleitungen die Abmessungen in den lateralen Richtungen B1 und B2 des Kerns und damit auch des gesamten Transformators nach Bedarf vertauscht oder generell geändert werden können, um dem vorgegebenen lateralen Einbaumaß in einer speziellen Anwendung Rechnung zu tragen. Dabei werden jedoch die geforderten induktiven Eigenschaften beibehalten.It should be noted that, depending on the location of the interconnecting lines, the dimensions in the lateral directions B1 and B2 of the core and thus also of the entire transformer may be reversed or changed as needed to accommodate the given lateral mounting dimension in a particular application. However, the required inductive properties are retained.

Der erfindungsgemäße Hochspannungstransformator 100, 200 lässt sich mit geringem Volumen aufbauen, wobei insbesondere typischerweise die Länge, die 40 mm oder weniger beträgt gut an bestehende Systeme angepasst ist. Auf der Grundlage des U-förmigen Kerns können die Werte der Streuinduktivität und der Gesamtinduktivität so eingestellt werden, dass insbesondere beim Zündvorgang ein Impuls mit geeigneter zeitlicher Länge erzeugt wird und im weiteren Verlauf beim Hochlauf der Entladungsleuchte eine Strombegrenzung erreicht wird. Gleichzeitig führt die Verwendung von drei Windungen in der ersten Wicklung zu einem induktivem Verhalten des Transformators derart, dass weitere Induktivitäten, die etwa durch Anschlussleitungen des Transformators zu einer weiteren elektrische Komponente hervorgerufen werden, einen deutlich geringeren Einfluss auf das Gesamtverhalten ausüben, so dass das gewünschte Schwingungsverhalten durch konstruktive Maßnahmen des Transformators selbst festgelegt ist. Die Verwendung des U-förmigen Kernmaterials reduziert sowohl die Herstellungskosten des Kernmaterials selbst als auch die Kosten beim Zusammenbau des Hochspannungstransformators.The high-voltage transformer according to the invention 100 . 200 can be built with low volume, and in particular typically the length which is 40 mm or less is well adapted to existing systems. On the basis of the U-shaped core, the values of the leakage inductance and the total inductance can be adjusted so that a pulse of suitable length is generated, in particular during the ignition process, and a current limitation is achieved during the run-up of the discharge lamp. At the same time, the use of three turns in the first winding leads to an inductive behavior of the transformer such that further inductances, which are caused for example by connection lines of the transformer to a further electrical component, have a significantly lower impact on the overall behavior, so that the desired Vibration behavior is determined by constructive measures of the transformer itself. The use of the U-shaped core material reduces both the cost of manufacturing the core material itself and the cost of assembling the high voltage transformer.

Claims

High voltage transformer ( 100 . 200 ) with: a first winding ( 140 . 240 ) with three or more turns ( 141 . 142 . 143 ; 241 . 242 . 243 ), a second winding ( 120 . 220 ) and a U-shaped core ( 110 . 210 ) with a first leg ( 112 . 212 ) and a second leg ( 111 . 211 ) having a length of 40 mm or less, the first winding ( 140 . 240 ) and the second winding ( 120 . 220 ) on the first leg ( 112 . 212 ) are applied.

A high voltage transformer according to claim 1, wherein the first winding comprises three turns ( 141 . 142 . 143 ; 241 . 242 . 243 ) having.

A high-voltage transformer according to claim 1 or 2, wherein the U-shaped core is provided as a one-piece core material.

High-voltage transformer according to one of the preceding claims, wherein winding sections ( 144 . 145 . 244 . 245 ) of the first winding ( 140 . 240 ), for the electrical connection of turns of the first winding ( 140 . 240 ), between the first leg ( 112 . 212 ) and the second leg ( 111 . 211 ) are arranged.

High-voltage transformer according to one of the preceding claims, wherein a cross-section ( 112S . 212S ) of the first leg perpendicular to the magnetic longitudinal direction (L) is greater than a cross section ( 111S . 211S ) of the second leg.

High-voltage transformer according to claim 5, wherein the cross-section ( 112S ) of the first leg has a dimension of 5 mm or smaller in a first lateral direction (B1) and a dimension of 9 mm or less in the lateral direction (B2) perpendicular thereto,

High-voltage transformer according to claim 5, wherein the cross-section ( 212S ) of the first leg in a first lateral direction (B2, B1) has a dimension ( 212A . 212B ) of 8 mm or smaller and in the perpendicular lateral direction (B1, B2) has a dimension ( 212B . 212A ) of 8 mm or smaller.

High-voltage transformer according to claim 5, wherein the cross-section ( 312S ) of the first leg in a first lateral direction (B2, B1) has a dimension ( 312A . 312B ) of 8 mm or smaller and in the perpendicular lateral direction (B1, B2) has a dimension ( 312B . 312A ) of 7 mm or smaller.

A high-voltage transformer according to any one of the preceding claims in conjunction with claim 4, wherein a dimension of the high-voltage transformer in a first lateral direction (B1) is 18 mm or less, preferably between 17 mm and 14 mm, and 18 mm in the lateral direction (B2) perpendicular thereto or less, preferably between 17 mm and 14 mm.

High-voltage transformer according to one of the preceding claims, wherein a dimension ( 203 . 202 ) of the high-voltage transformer is 20 mm or less in a first lateral direction (B1, B2) and 16 mm or less in the lateral direction (B1, B2) perpendicular thereto.

High-voltage transformer according to one of claims 1 to 8, wherein a dimension ( 303 . 302 ) of the high-voltage transformer is 18 mm or less in a first lateral direction (B1, B2) and 15 mm or less in the lateral direction (B1, B2) perpendicular thereto.

High-voltage transformer according to one of the preceding claims, wherein, apart from the U-shaped core, no further magnetic components are provided.