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Der Offenbarungsgegenstand betrifft eine Vorrichtung zur Reduzierung hochfrequenter Störungen zwischen einer ersten Wicklungen und einer zweiten Wicklung eines Transformators, die um einen gemeinsamen Kern gewickelt sind.
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Im Stand der Technik wird hierfür beispielsweise eine Schirmwicklung eingesetzt. Die
DE3601475 A1 beschäftigt sich mit einem Übertrager, der einfach herzustellen ist und eine hohe Unsymmetriedämpfung aufweist. Die eine Schirmwicklung aus zwei gleichzeitig aufgebrachten Wicklungen vorschlägt, wobei der Anfang der ersten Wicklung und das Ende der zweiten Wicklung mit dem Bezugspotential einer unsymmetrisch betriebenen Wicklung verbunden sind, während das Ende der ersten Wicklung und der Anfang der zweiten Wicklung unbeschaltet bleiben.
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In der
DE 2832715 A1 offenbart eine typische Anordnung von einem Isolationstransformator mit geerdeter Abschirmung zur Vermeidung von Kriechströmen. Die Primärseite ist an das Netz angeschlossen, die Sekundärseite speist das Gerät und ist von einer geerdeten Abschirmung umgeben oder jedenfalls gegenüber der Primärseite abgedeckt. Somit werden Kriechströme von der Primärseite an der Abschirmung abgefangen, ohne an das Gerät zu gelangen.
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Diese Maßnahmen verringern zwar die hochfrequenten Störungen, können diese aber nicht in ausreichendem Maß beseitigen. Im Stand der Technik sind weiter Maßnahmen bekannt, die sich aber entweder nicht einfach und kostengünstig realisieren lassen oder aber nicht die gewünschte Wirkung zeigen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereit zu stellen, welche vorbesagte Nachteile überwinden, die kostengünstig herstellbar ist und die die Reduzierung hochfrequenter Störungen zwischen einer ersten Wicklungen und einer zweiten Wicklung eines Transformators, die um einen gemeinsamen Kern gewickelt sind, weiter optimiert.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird daher eine Vorrichtung zur Reduzierung hochfrequenter Störungen zwischen einer ersten Wicklungen und einer zweiten Wicklung eines Transformators, die um einen gemeinsamen Kern gewickelt sind vorgeschlagen, wobei die erste Wicklung eine störaussendende Wicklung darstellt und zwischen der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung eine Schirmwicklung oder eine Schirmfolie angeordnet ist. Ferner sind die Schirmwicklung und der Kern mit dem Bezugspotential der ersten Wicklung verbunden.
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Aufgrund des Verbindens des Kerns mit dem Bezugspotential wird die Reduzierung hochfrequenter Störungen zwischen der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung des Transformators verbessert. Die Schirmwicklung und der Kern des Transformators liegen auf diese Weise auf dem gleichen elektrischen Bezugspotential, nämlich bevorzugt dem Massepotential der ersten Wicklung, die die hochfrequenten Störungen aussendet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Schirmwicklung und der Kern einseitig mit dem Bezugspotential der ersten Wicklung verbunden sind.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante derart ausgebildet, dass das Bezugspotential das Massepotential der ersten Wicklung ist.
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Ferner ist eine Ausführung günstig, bei der die Schirmwicklung über eine Kapazität CpS1 an die erste Wicklung gekoppelt ist.
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Vorzugsweise ist die Vorrichtung ferner so ausgebildet, dass der Kern über eine Kapazität CpK1 an die erste Wicklung gekoppelt ist.
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In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der Kern über eine Kapazität CPK2 an die zweite Wicklung gekoppelt ist.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Schirmwicklung über eine Kapazität CpS2 an die zweite Wicklung gekoppelt ist.
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Durch die kapazitive Kopplung zwischen der ersten Wicklung und der Schirmwicklung sowie zwischen der ersten Wicklung und dem Kern werden die hochfrequenten Störungen direkt wieder zur Störquelle zurückgeleitet, ohne sich auf der abzuschirmenden zweiten Wicklung auszubreiten. Beim Einsatz einer Schirmwicklung ohne gleichzeitig den Kern auf das Bezugspotential zu bringen kann ein Teil der Störungen über die Kapazität CpS1 auf die Schirmwicklung und danach zur Masse geleitet werden, der Kern wird jedoch aufgrund der parasitären Kapazität CpK1 das Potential der störaussendenden ersten Wicklung annehmen. Diese Störungen werden wiederum durch die Kapazität CpK2 zu der zu schirmenden zweiten Wicklung geleitet. Somit ist bei einer Kombination aus Schirmwicklung und den Kern auf Bezugspotential setzen eine deutlich bessere Abschirmung der zweiten Wicklung zu erreichen.
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In einer weiteren vorteilhaften Variante ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Kern mit dem Bezugspotential der ersten Wicklung durch eine direkte galvanische Verbindung mittels eines Anschlussdrahtes verbunden ist.
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In einer Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung ist ferner vorgesehen, dass der Kern mit dem Bezugspotential der ersten Wicklung durch eine kapazitive Verbindung mittels einer leitfähigen Folie, die an einer Seitenfläche des Kerns angeordnet ist, verbunden ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante sieht vor, dass der Kern mit dem Bezugspotential der ersten Wicklung mittels einer Kontaktfeder verbunden ist.
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Vorzugsweise ist die Verbindung mit dem Bezugspotential der ersten Wicklung unmittelbar mit einem Massepin des Transformators hergestellt.
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In einer günstigen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Schirmwicklung eine einlagige, isolierte Drahtwicklung ist.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgebildet, dass bei Verwendung einer Schirmfolie diese Schirmfolie eine einlagige, elektrisch leitende Folie ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stellt die zweite Wicklung eine Wicklungslage um die erste Wicklung herum dar und die Schirmwicklung oder die Schirmfolie ist sandwichartig zwischen der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung um die erste Wicklung herum angeordnet.
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Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- 1 ein Ersatzschaltbild einer Vorrichtung zur Reduzierung hochfrequenter Störungen eines Transformators,
- 2 eine perspektivische Ansicht des Kerns,
- 3 einen Schnitt durch die Draufsicht des Kerns mit den drei Wicklungen,
- 4 einen Schnitt durch die Seitenansicht des Kerns mit den drei Wicklungen,
- 5 eine perspektivische Ansicht der Verbindung des Kerns mit dem Bezugspotential mittels einer leitfähigen Folie,
- 6 eine Seitenansicht der Verbindung des Kerns mit dem Bezugspotential mittels eines Anschlussdrahts,
- 7 eine Seitenansicht der Verbindung des Kerns mit dem Bezugspotential mittels einer Kontaktfeder.
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Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 7 anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleiche strukturelle und/oder funktionale Merkmale hinweisen.
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In 1 ist ein Ersatzschaltbild einer Vorrichtung zur Reduzierung hochfrequenter Störungen eines Transformators 1 dargestellt. Die erste Wicklung W1 und die zweite Wicklung W2 des Transformators 1 sind um den gemeinsamen Kern 2 gewickelt. Die erste Wicklung W1 ist die störaussendende Wicklung und es liegt eine Spannung U1 an. Ferner ist das Bezugspotential B das Massepotential der ersten Wicklung W1. In der zweiten Wicklung W2 wird die Spannung U2 erzeugt. Zwischen der ersten Wicklung W1 und der zweiten Wicklung W2 ist eine Schirmwicklung WS oder eine Schirmfolie WS angeordnet, die einseitig mit dem Bezugspotential B der ersten Wicklung W1 verbunden ist. Des Weiteren ist der gemeinsame Kern 2 ebenfalls einseitig mit dem Bezugspotential B verbunden.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsvariante eines Kerns 2 des Transformators 1. Der quaderförmige Kern 2 weist entlang seiner Längserstreckung zwei rechteckige Durchtrittsöffnungen auf, die sich parallel entlang der Längserstreckung des Kerns 2 erstrecken. Aus diese Weise ist mittig in dem Kern 2 ein Steg 3 zum Umwickeln des Kerns 2 mit einer entsprechenden Wicklung durch die Durchtrittsöffnungen ausgebildet.
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Einen Schnitt durch die Draufsicht des Kerns 2 mit den drei Wicklungen W1, W2, W3 zeigt 3. Der Steg 3 des Kerns 2 des Transformators 1 aus 2 ist mit den drei Wicklungen W1, W2, WS so umwickelt, dass die zweite Wicklung W2 eine Wicklungslage um die erste Wicklung herum darstellt und die Schirmwicklung Ws oder die Schirmfolie WS sandwichartig zwischen der ersten Wicklung W1 und der zweiten Wicklung W2 um die erste Wicklung W1 herum angeordnet ist. Die Wicklungen W1, W2, WS sind dabei einlagig.
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In 4 ist ein Schnitt durch die Seitenansicht des Kerns 2, der mit den Wicklungen W1, W2, WS umwickelt ist, dargestellt. Die Schirmwicklung WS ist über eine Kapazität CpS1 mit der ersten Wicklung W1 elektrisch verbunden. Ferner ist der Kern 2 über eine Kapazität CpK1 an die erste Wicklung W1 und über eine Kapazität CpK2 an die zweite Wicklung W2 gekoppelt. Außerdem zeigt 4, dass die Schirmwicklung WS ebenfalls über eine Kapazität CpS2 an die zweite Wicklung W2 gekoppelt ist.
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5 ist eine perspektivische Ansicht der Verbindung des Kerns 2 mit dem Bezugspotential B der ersten Wicklung W1 durch eine kapazitive Verbindung mittels einer leitfähigen Folie 11, die an einer Seitenfläche des Kerns 2 angeordnet.
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6 zeigt eine Seitenansicht der Verbindung des Kerns 2 mit dem Bezugspotential B der ersten Wicklung W1 durch eine direkte galvanische Verbindung mittels eines Anschlussdrahtes 12.
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Ferner ist in 7 eine Seitenansicht der Verbindung des Kerns 2 mit dem Bezugspotential B mittels einer Kontaktfeder 10 dargestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3601475 A1 [0002]
- DE 2832715 A1 [0003]
