DE2305957A1

DE2305957A1 - Transformator fuer schaltnetzteile

Info

Publication number: DE2305957A1
Application number: DE19732305957
Authority: DE
Inventors: Rainer Dangschat; Hort Grobecker; Roman Haas
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: DANGSCHAT, RAINER, DIPL.-ING., 8011 LANDSHAM, DE
Priority date: 1973-02-07
Filing date: 1973-02-07
Publication date: 1974-08-15
Also published as: NO134927B; IT1006215B; ES422973A1; NO134927C; DE2305957B2; FI56594C; FI56594B; DE2305957C3; GB1451842A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT 8 München 2, "7. FEB. 1973 Berlin und München Witteisbacherplatz 2

73/1024

Transformator für Schaltnetzteile

Die Erfindung betrifft einen Transformator für Schaltnetzteile, insbesondere für Pernsehempfanger, mit einem mehrschenkligen, mindestens einen Spulenwickel tragenden Kern aus ferromagnetischem Material, v/elcher wenigstens einen Luftspalt aufweist und im übrigen magnetisch geschlossen ist.

In der Fernsehempfangstechnik, insbesondere in Farbfernsehempfängern, benötigt man Schaltnetzteile, die einen Sperrwandler mit einem Transformator zur Lieferung bestimmter Arbeitsspannungen enthalten. Der Sperrwandler arbeitet üblicherweise entweder mit der Zeilenfrequenz oder einer nicht synchronisierten Frequenz von 18 bis 25 kHz. Die zugehörigen Transformatoren haben einen ferromagnetischen Kern, der gewöhnlich aus Ferriten in E- oder U-Form zusammengesetzt ist. Ein wesentliches Problem ist dabei die hohe Gleichstromvormagnetisierung des Transformators. Um deren nachteilige Auswirkung auf die Wechselstrominduktivität herabzusetzen, ist es erforderlich, den ferromagnetischen Kern in an sich bekannter Weise mit Luftspalt auszuführen. Sin Kern mit einem nennenswerten Luftspalt hat andererseits gegenüber einem magnetisch geschlossenen Kern ein erhöhtes magnetisches Streufeld, das in Fernsehempfängern, beispielsweise mit seinem Einfluß auf die Bildröhre, schädlich ist. Wol3.te man zur Streufeldverminderung einen Luftspalt innerhalb des Spulen-

VPA 9/170/5004 - 2 -

V,-n/Vii

409833/0493

körpers anordnen, ergeben sich, in der über dem Luftspalt liegenden Wicklung erhebliche Wirbelstromverluste mit der Gefahr einer Überhitzung der Spule.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator für Schaltnetzteile, insbesondere für Farbfernsehempfänger zu schaffen, der die widersprüchlichen Forderungen nach ausreichender Wechselstrominduktivität, Streufeldarmut und geringer Verlustleistung voll erfüllt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Transformator der eingangs erwähnten Art erfindungsgernäß vorgeschlagen, daß nur ein von einem Spulenwickel umhüllter Schenkel des Kerns innerhalb des Spulenwickels einen Luftspalt aufweist und die über dem Luftspalt befindliche Wicklung aus Hochfrequenz·=- litze besteht.

Es ist an sich allgemein bekannt, Spulen für höhere Frequenzen aus Hochfrequenzlitze zu wickeln. Dabei handelt es sich jedoch um Spulen für Übertrager, während die vorliegende Erfindung sich auf einen Leistungstransformator bezieht, welcher bisher stets aus Volldraht gewickelt worden ist. Zweckmäßig und ausreichend bestehen bei einem erfindungsgemäßen Transformator auch nur die inneren Lagen des Spulenkörpers, welche von einer Überhitzung durch. Wirbelstromverluste besonders gefährdet sind, aus Höchfrequenzlitze; für die äußeren Windungen soll nach wie vor Volldraht vorgesehen sein.

Ein erfindungsgemäßer Transformator weist aufgrund der Kombination von einem Luftspalt nur innerhalb eines vollständig von einem Spulenwickel umhüllten geschlossenen Kerns mit der Verwendung von Hochfrequenzlitze für die über dem Luftspalt liegenden Windungen der Spule äußerst günstige Eigenschaften auf: Ein störendes äußeres magnetisches Streufeld ist trotz des für die Wechselstrominduktivität

VPA 9/170/5004 _409833/0493 -3-

notwendigen Luftspaltes vernachlässigbar klein. Die Erwärmung des Spulenwickels ist wesentlich niedriger als bei vorbekannten Transformatoren für Schaltnetzteile, so daß Übertemperaturen mit Sicherheit vermeidbar sind. Der Luftspalt kann dennoch verhältnismäßig breit gewählt sein, beispielsweise in der Größenordnung von 2 bis 3 mm.

Mit besonderem Vorteil hat ein erfindungsgemäßer Transformator einen aus zv/ei E-förmigen Hälften zusammengesetzten EE-Kern, dessen mittlerer Schenkel durch den Luftspalt mittig aufgetrennt ist. Eine derartige Ausbildung ist besonders streufeldarm. Außerdem stehen geeignete E-Kerne mit verkürztem Hittelschenkel serienmäßig zur Verfügung.

Anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführung sbeispiele soll die Erfindung nachstehend näher erläutert v/erden.

Die Figur 1 zeigt in teilweise schematischer Darstellungsweise einen Transformator, der einen vorzugsweise aus Ferrit bestehenden Kern 1 enthält, v/elcher aus zwei E-förmigen Hälften zusammengesetzt ist. Der Mittelschenkel des Kerns 1 ist von einem Luftspalt 2 unterbrochen, der bei einem konkreten Ausführungsbeispiel eine Breite von 3 mm hat. Der Mittelschenkel des Kerns 1 mit dem Luftspalt 2 ist von einem Spulenwickel 3 umschlossen. Dieser Spulenwickel 3 ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß seine innere, über dem Luftspalt 2 befindliche Wicklung 4 aus Hochfrequenzlitze hergestellt ist, während im übrigen der Spulenwickel 3 aus Volldraht besteht. Auf diese Weise ist einerseits das Streufeld des Luftspaltes 2 weitgehend nach außen abgeschirmt, während eine von Wirbelströmen verursachte übermäßige Erhitzung des Spulenwickels 3 durch die Hochfrequenzlitze vermieden ist. In der Praxis konnte

VPA 9/170/3004 - 4 -

409833/0493

eine Verminderung der Erhitzung des Spulenwickels gegenüber der ausschließlichen Verwendung von Volldraht auf die Hälfte erreicht werden. ■■ · ■

Die Figur 2 zeigt in- gleicher Darstellungsweise wie die Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Transformator mit einem Kern, der aus-zwei U-förmigen Hälften zusammengesetzt ist. Man erkennt mit den gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 die Anordnung eines Luft- ·'■ Spaltes 2 nur innerhalb eines den Spulenwickel 3 tragenden Schenkels des Kerns 1, wobei wieder die innere Wick-~ lung 4 des Spulenwickels 3 aus Hochfrequenzlitze bestehen soll .· Da serienmäßige U-Kerne zumeist gleichschenklig sind, ist aer zur Erzielung des Luftspaltes 2 erforderliche Zwischenraum in dem gegenüberliegenden, von einem Spulenwickel freien Schenkel des Kerns 1 durch eine Ferritscheibe 5 überbrückt, um einen im übrigen magnetisch'geschlossenen Kern zu haben. - . "

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. Insbesondere könnten anstelle eines einzigen Luftspaltes-auch mehrere" Luftspalte.vorhanden ■ sein, sofern diese in erfindungsgemäßer ¥eise innerhalb ·. eines Spulenwickels"mit inneren Lagen aus".Hochfrequenzlitze angeordnet sind.

3 Patentansprüche
2 Figuren

VPA 9/170/3004 - 5 -

409833/0493.

Claims

2305357

Patentansprüche

ransformator für Schaltnetzteile, insbesondere für Fernsehempfänger, mit einem mehrschenkligen, mindestens einen Spulenwickel tragenden Kern aus ferroinagnetischem Material, welcher wenigstens einen Luftspalt auf v/eist und im übrigen magnetisch geschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß nur ein von einem Spulenwickel (3) umhüllter Schenkel des Kerns (1) des Spulenwickels (3) einen Luftspalt (2) aufweist und die über dem Luftspalt (2) befindliche Wicklung (4) aus Hochfrequenzlitze besteht.
2. Transformator nach Anspruch 1 mit einem aus zwei E~förmigen Hälften zusammengesetzten EB--Kern, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel des EE-Kerns durch den Luftspalt (2) mittig aufgetrennt ist.
3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Luftspalt (2) eine Breite in der Größenordnung von 2 bis 3 mm hat.

409833/0493

Leerseite