DE2444894A1

DE2444894A1 - Transformator mit galvanischer trennung der primaer- und sekundaerseite

Info

Publication number: DE2444894A1
Application number: DE19742444894
Authority: DE
Inventors: Walter Hirschmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-09-19
Filing date: 1974-09-19
Publication date: 1976-04-08

Description

Transformator mit galvanischer Trennung der Primär- und Sekundärseite Die Erfindung betrifft einen Transformator mit galvanischer Trennung der Primär- und Sekundärseite mit mindestens einer Schirmung.
Bei einem Transformator mit galvanischer Netztrennung sind die beiden Seiten neben der induktiven Kopplung kapazitiv miteinander gekoppelt. Dadurch können unerwünschte Frequenzen übertragen werden. Insbesondere tritt dies dann auf, wenn im Primärkreis ein mit höherer Frequenz periodisch geschalteter Transistor oder Thyristor liegt. Beispielsweise ist dies bei einem Schaltnetzteil mit galvanischer Netztrennung der Fall. Es entsteht dann an der Primär- und Sekundärwicklung Je eine Rechteckschwingung, deren Flanken sehr steil sein können und daher ein großes Frequenzspektrum beinhalten.
Beide Wicklungen wirken dann als Generatoren, die über die Wicklungskapazität sowohl gegen das Netz als auch gegen die Last wirken. Es entsteht eine Art offener Dipol, dessen Generator in der Mitte sitzt.
Zum Vermindern dieser Antennenwirkung gibt es zunächst die Möglichkeit, den Primärkreis- und Sekundärkreis zu erden. Damit werden das primäre und das sekundäre kalte Ende, d.h. die Anschlüsse mit niedrigem Potential, miteinander verbunden und beide an Erde gelegt. Diese Maßnahme bringt schon eine beträchtliche Verbesserung der Störverhältnisse, reicht aber meist noch nicht aus. Häufig ist auch eine primäre oder sekundäre Erdung nicht möglich oder nicht zulässig. In solchen Fällen hilft eine Schirmwicklung im Transformator. Aber auch hierbei muß die Sekundärseite einseitig oder symmetrisch geerdet werden.
Es gibt darüberhinaus Fälle, wo auch die Sekundärseite nicht geerdet werden darf. Namentlich ist dies bei ortsveränderlichen Geräten wichtig. Zur Beseitigung der Störverhältnisse reichen dann die bekannten Maßnahmen nicht aus. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei diesem Problem Abhilfe zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Transformator der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß sowohl die Primärseite als auch die Sekundärseite je eine Schirmung besitzen, daß die Schirmung jeweils mit je einem Anschluß einer Primär- und Sekundärwicklung verbunden sind und gegeneinander isoliert sind.
Mit hilfe eines solchen erfindungsgemäßen Transformators können unerwünschte hochfrequente Schwingungen auf ein Minimum eingeschränkt werden. Jede Schirmung schafft einen getrennten Kurzschluß en für die hochfrequenten Schwingungen, so daß die Schirmung gegeneinander kein hochfrequentes Potential aufweisen. Nach außen können also nur die kurzen Verbindungen der jeweils heißen Wicklungsenden, d.h. der Anschlüsse mit hohem Potential, zu den nächsten Bauelementen strahlend in Erscheinung treten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Transformators werden die Anschlüsse mit hohem Potential der geschirmten Wicklungen mit ihrer Schirmung jeweils an der Innenseite verbunden und die Anschlüsse mit niedrigem Potential an der Außenseite. Dadurch wird die Wirkung der Entstörung verbessert.
An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es ist am Beispiel eines Schaltnetzteils ein erfindungsgemäßer Transformator in der Schaltung schematisch dargestellt. Der Transformator 1 besitzt zwei Primärwicklungen 2 und 3 und zwei Sekundärwicklungen 4 und 5. Erfindungsgemäß besitzt er zwei Schirmungen 6 und 7. Mit 8 ist ein Schalter symbolisch dargestellt, der im Falle eines Schaltnetzteils beispielsweise aus einem Thyristor besteht.
Der Schalter 8 ist mit zwei Klemmen 9 und 10 mit einer Netzspannungsquelle verbunden und ist mit einer Klemme 11 geerdet. An seinem Ausgang liegen die beiden Primärwicklungen 2 und 3 des Transformators 1, wobei die Wicklung 2 eine Arbeitswicklung und die Wicklung 3 eine Rückkopplungswicklung ist. Jeweils ein Anschluß der beiden Primärwicklungen 2 und 3 ist mit der Schirmung 6 verbunden. Der eine Anschluß mit hohem Potential der ersten Sekundärwicklung 4 führt über eine Diode 12 und über einen zum Bezugspotential ableitenden Kondensator 13 zu einer Ausgangsklemme 14 für eine Gleichspannung. Der andere Anschluß mit niedrigem Potential der ersten Sekundärwicklung 4 ist mit dem Bezugspotential und mit der Schirmung 7 verbunden. Entsprechend ist die zweite Sekundärwicklung 5 mit einem Anschluß über eine Diode 15 und über einen zum Bezugspotential führenden Kondensator 16 mit einer Ausgangsklemme 17 für eine Gleichspannung verbunden. Der andere Anschluß der zweiten Sekundärwicklung 5 ist auf Bezugspotential gelegt und mit der zweiten Schirmung 7 verbunden. Die beiden Ausgangsklemmen 14 und 17 führen entsprechend den Polungen der Sekundärwicklungen 4 und 5 und der Dioden 12 und 15 Gleichspannungen verschiedenen Vorzeichens.
Die erfindungsgemäße Lösung ist insbesondere dann wichtig, wenn das sekundärseitige Bezugspotential nicht auf Erde gelegt ist.
Falls dies jedoch möglich ist, dann ist eine sekundärseitige Erdung zur nochmaligen Verbesserung der Entstörungen von Vorteil.
Als Strahler für Hochfrequenzen kommen entsprechend dem oben Gesagten nur die kurzen Verbindungen zwischen den Sekundärwicklungen 4 und 5 zu den Dioden 12 bzw. 15 und die Verbindungen zwischen den Primärwicklungen 2 und 3 zu dem Schalter 8 in Frage. Die Abstrahlung von Störfrequenzen kann damit auf ein Minimum beschränkt werden. Zu beachten ist lediglich, daß die Schirmungen, die vorzugsweise aus Schirmfolien bestehen, keine Verluste ergeben. Das heißt, sie müssen dünn sein und dürfen keinen Kurzschluß aufweisen.
Die Spannungsisolation wird zwischen den beiden Schirmungen 6 und 7 vorgenommen.
2 Patentansprüche, 1 Figur.

Claims

Patentansprüche

1. Transformator mit galvanischer Trennung der Primär- und Sekundärseite mit mindestens einer Schirmung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß sowohl die Primärseite (2, 3) als auch die Sekundärseite (4, 5) je eine Schirmung (6 bzw. 7) besitzen, daß die Schirmungen (6, 7) jeweils mit je einem Anschluß einer Primär- und Sekundärwicklung (2, 3 bzw. 4, 5) verbunden sind und gegeneinander isoliert sind.

2. Transformator nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Anschlüsse mit hohem Potential der geschirmten Wicklungen (2 bis 5) jeweils an der Innenseite ihrer Schirmung (6 bzw. 7) angeordnet sind und daß die Anschlüsse mit niedrigem Potential mit ihrer Schirmung (6 bzw. 7) an der Außenseite verbunden sind.