DE2851307A1 - Hochspannungstransformator - Google Patents

Description

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"Hochspannungstransformator"

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstransformator mit einem Ferromagnetkern, auf dem zumindest eine Primär- und eine Sekundärwicklung angeordnet sind, welche letztere aus einer Reihe drahtgewickelter Spulen besteht, die je auf die vorherige gewickelt ist und davon durch eine Isolationsschicht getrennt ist, wobei je zwei aufeinanderfοigende Spuien durch eine Diode miteinander elektrisch verbunden sind, weiche Dioden aiie in gleichem Gleichrichtersinn geschaltet sind.

Ein derartiger Hochspannungstransformator ist in der Zeitschrift "Funkschnu" 197:>, Heft ?A, S. 1Ο5Ι...ΙΟ5Ί· beschrieben. Die in jeder .iekurul ir.ipule erzeug te Hochspannung und somit die

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Anzahl erforderlicher Sekundärspulen und Dioden ist von der Windungszahl je Sekundärspule abhängig. Um zu vermeiden, daß Windungen, zwischen denen ein hoher Spannungsunterschied besteht, sich aneinanderlegen und um eine gut definierte Kapazität zwischen aufeinanderfolgenden Spulen zu gewährleisten, ist eine jede der Spulen beim bekannten Hochspannungstransformator aus einer einzigen Windungslage aufgebaut. Das bedeutet, daß die in jeder Spule erzeugte Hochspannung durch die am Kern verfügbare Wickellänge bestimmt ,wird. ^.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufbau anzugeben, bei dem die in jeder Spule erzeugte Hochspannung höher ist, so daß eine geringere Spulen- und Diodenanzahl erforderlich ist. Dazu ist der erfindungsgemäße Hochspannungstransformator dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule der Reihe, die die Sekundärwicklung bildet, aus einer Anzahl in Serie geschalteter Teilspulen besteht, die je aus einer ersten Lage einer Anzahl von Windungen, die wenigstens über einen Teil ihrer Länge aneinander liegen, und aus einer zweiten, direkt auf die erste Lage gewickelten Lage mit einer geringeren Windungsanzahl besteht, wobei'die. ersten Lagen zweier jeweils aufeinanderfolgender'Teilspulen' direkt aneinander liegen und die zweiten Lagen durch einen Zwischenraum voneinander getrennt sind, dessen Breite ungefähr gleich der Drahtdicke ist.

Bei diesem Aufbau der Sekundärwicklung legen sich zwar Windungen mit einem größeren Spannungsunterschied als beim bekannten Transformator aneinander, aber die Größe dieses Spannungsünterschieds ist zuvor bekannt und kann bei der Wahl des Drahtes berücksichtigt werden, aus dem die Spulen gewickelt werden. Der Aufbau der Spulen ist auch bei dem erfindungsgemäßen Transformator sehr regelmäßig, so daß die Kapazität zwischen zwei aufeinanderfolgenden Spulen auch hier sehr gut definiert ist. Da bei einer gegebenen Wickellänge

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die Anzahl der Windungen je Spule fast zweimal größer als beim bekannten Transformator ist, kann man mit einer geringeren Spulen- und Diodenanzahl auskommen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hochspannungstransformators,

Fig. 2 ein elektrisches Schaltbild des in Fig. 1 dargestellten Hochspannungstransformators,

Fig. 3 ein Detail einer ersten Ausführungsform des in Fig. dargestellten Hochspannungstransformators und

Fig. 4 ein Detail einer zweiten Ausführungsform des in Fig. dargestellten Hochspannungstransformators.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Hochspannungstransformator (beispielsweise ein Horizontalausgangstransformator für einen Fernsehempfänger) enthält einen als zwei U-förmigen Teilen aufgebauten Ferromagnetkern 1, auf dem eine Primärwicklung 3 und eine Sekundärwicklung 5 angeordnet sind. In dem in Fig. 1 dargestellten Befiel ist die Sekundärwicklung auf die Primärwicklung 3 gewickelt, aber die Primärwicklung kann auch auf einem anderen Teil des Kernes angeordnet werden, wobei unter der Sekundärwicklung nach Bedarf noch eine Kopplungswicklung angeordnet werden kann.

Die Sekundärwicklung 5 ist (siehe Fig. 2) aus einer Reihe drahtgewickelter Spplen 7 (in diesem Fall vier) aufgebaut, die je auf die vorige gewickelt worden sind. Zwischen jeden zwei aufeinanderfolgenden Spulen 7 befindet sich eine Isolationsschicht (in Fig. 1 und 2 nicht dargestellt). Je zwei aufeinanderfolgende Spulen sind durch eine Diode 9 elektrisch miteinander verbunden, die gemäß Fig. 2 alle in gleichem Gleichrichtersinn geschaltet sind. Die letzte Spule

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ist über eine in gleichem Gleichrichtersinn geschaltete Diode 11 mit einem Ausgangsanschluß 13 verbunden. Die Dioden 9 und 11 sind auf einem auf der Sekundärwicklung 5 angeordneten Diodenhalter 15 befestigt und über Drähte 17 mit den Spulen verbunden. Vorzugsweise ist das ganze Gefüge der Sekundär-Wicklungen und Dioden in Kunstharz eingegossen (nicht dargestellt).

Da die Spulen 7 aufeinander gewickelt sind, haben sie in bezug aufeinander eine gewisse Kapazität, die in Fig. 2 durch Kondensatoren 19 symbolisiert ist.

Fig. 3 und 4 zeigen (nicht maßstabgerecht) ein Detail zweier Ausführungsbeispiele einer der Spulen 7. Es handelt sich um die erste Spule der Reihe, die auf die mit einem Isolationsmantel versehene Primärspule 3 gewickelt ist.

Die Spule 7 ist aus einer Anzahl in Serie geschalteter Teilspulen 21 aufgebaut, die aus je einer ersten Lage (Schicht) mit einer Anzahl von Windungen, die möglichst dicht aneinander gewickelt sind, und aus einer zweiten Lage 25 mit einer geringeren Windungsanzahl besteht, die in den Tälern zwischen aufeinanderfolgenden, aneinanderliegenden Windungen der ersten Lage gewickelt sind, so daß die ersten Lagen der aufeinanderfolgenden Teilspulen unmittelbar aneinander anschließen und die zweiten Lagen durch einen Zwischenraum 27, dessen Breite nahezu gleich der Drahtdicke ist, voneinander getrennt sind. Auf der zweiten Lage 25 ist eine Isolationsschicht 29 angeordnet, die die Spule 7 von der folgenden Spule in der Reihe trennt. Diese Schicht besteht beispielsweise aus einer Kunststofffolie, die einmal oder mehrere Male um die Spule 7 gewickelt ist.

In dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Windungen der ersten Schicht 23 nach einer Schraubenlinie

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gewickelt, deren Steigung gleich der Drahtdicke ist. Der Anfang der ersten Windung der ersten Teilspule ist mit Wo, ein Punkt auf der Hälfte dieser Windung mit W*-, das Ende mit W1

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usw. bezeichnet, bis nach 3^r Windungen bei W3^ das Ende der ersten Lage 23 erreicht ist. Vom Punkt W3^· an überquert der Draht zum Punkt W4, der im Tal zwischen den Beginnpunkten WO und W1 der ersten bzw. der zweiten Windung liegt. Die zweite Lage 25 wird durch in den Tälern der ersten Lage liegende Windungen gebildet, wobei der Endpunkt der Punkt W6^ ist, von welchem Punkt an der Draht zum Punkt W7 geht, der den Beginnpunkt der ersten Schicht der folgenden Teilspule 21 bildet.

In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Windungen der ersten Lage 23 mit einer Steigung gewickelt, die gleich dem zweifachen der Drahtdicke ist. Von Punkt WO an wird über den Punkt W^ der Endpunkt W1 der ersten Windung erreicht, der auf zweimal der Drahtdicke des Punktes WO liegt.

-] Von da an geht der Draht zum Punkt W1w, der gerade vor dem

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Punkt Ww liegt, geht anschließend nach dem zwischen WO und W1 liegenden Punkt W2 weiter und erreicht bei dem gerade hinter

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Ww liegenden Punkt W2^ den Endpunkt der ersten Lage. Die zweite Lage 25 ist über W3 mit der normalen Steigung einer einzigen Drahtdicke in den Tälern der ersten Lage 23 gewickelt. Der Endpunkt ist W4w, von welchem Punkt an der Draht zum Anfangspunkt W5 der ersten Lage der zweiten Teilspule geht.

Es wird kLar sein, dai3 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 die Drähte zwar in zwei Bereichen der Spule 7 (oben und unten in den E'iguren) nahezu parallel verlaufen und aneinander Liegen, aber daß sie in zwischenliegenden Bereichen unrtgelmäßig verlaufen und sich einige Male kreuzen. Die Dicke der ersten Lage 23 beträgt in diesen Bereichen stellenweise mehr als die Drahtdicke. Ein Vorteil dabei ist, daß die Drähte in diesen zwischenliegenden Bereichen eine Art Gewebe bilden, wodurch die Windungen der ersten Schicht 23 fest miteinander

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verbunden werden und sich nicht mehr verschieben, wenn die zweite Schicht 25 darauf gewickelt wird. Die Spule läßt sich dadurch mit großer Reproduzierbarkeit wickeln. Wenn die Eigenschaften der benutzten Materialien derart sind, daß auch bei dem in Fig. 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel die Windungen der ersten Schicht 23 beim Wickeln der zweiten Schicht nicht verschieben, wird im allgemeinen diese einfachere Wicklungstechnik bevorzugt. Einige dieser Materialeigenschaften sind die Reibungskoeffizienten der Oberfläche des Drahtes und der Oberfläche, auf die gewickelt wird.

Wenn man eine Spannungseinheit als die je Windung induzierte Spannung definiert, muß die Isolation des Drahtes im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 so ausgelegt sein, daß der Spannungsunterschied zwischen zwei aneinander liegenden Windungen maximal vier Einheiten betragen kann (beispielsweise der Spannungsunterschied zwischen den Punkten W3 und W7). Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 beträgt dieser maximale Unterschied ebenfalls vier Einheiten (beispielsweise zwischen den Punkten W1 und W5). Bei der Wahl einer größeren Anzahl von Windungen der ersten Schicht bei einer gegebenen Wicklungstechnik steigt dieser maximale Spannungsunterschied zwischen zwei aneinander liegenden Windungen an und sind an die Drahtisolation also höhere Anforderungen zu stellen.

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Leerseite

Claims (2)

N.V. Philips·Gloeilampenfabriefen, Eindhoven/Holland PATENTANSPRÜCHE;

1.) Hochspannungstransformator mit einem Ferromagnetkern (1), auf dem zumindest eine Primärwicklung (3) und eine Sekundärwicklung (7) angeordnet sind, welche letztere aus einer Reihe drahtgewickelter Spulen besteht, die je auf die vorige gewickelt ist und davon durch eine Isolationsschicht getrennt ist, wobei je zwei aufeinanderfolgende Spulen elektrisch durch eine Diode miteinander verbunden sind und wobei alle Dioden im gleichen Gleichrichtersinn geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule (7) der Reihe, die die Sekundärwicklung (5) bildet, aus einer Anzahl in Serie geschalteter Teilspulen (21) besteht, die je aus einer ersten Lage (23) einer Anzahl von Windungen, die wenigstens über einen Teil ihrer Länge aneinander liegen, und aus einer zweiten, direkt auf die erste Lage gewickelten Lage (25) mit einer geringeren Windungsanzahl besteht, wobei die ersten Lagen zweier jeweils aufeinanderfolgender Teilspulen direkt aneinander liegen und die zweiten Lagen durch einen Zwischenraum (27) voneinander getrennt sind, dessen Breite ungefähr gleich der Drahtdicke ist.

2. Hochspannungstransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der ersten Lage (23) mit einer Steigung gewickelt sind, die gleich dem zweifachen der Drahtdicke ist, wobei der Raum zwischen den ersten Windungen dieser Schicht durch spätere Windungen dieser Schicht ausgefüllt ist.

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Jla/eg

90 98 22/08 2F,