DE2851307C2 - Hochspannungstransformator - Google Patents
HochspannungstransformatorInfo
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/18—Rotary transformers
-
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- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2823—Wires
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Description
35
Die Erfindung betrifft einen Hochspannungstransformator nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Ein derartiger Hochspannungstransformator ist in der Zeitschrift »Funkschau« 1976, Heft 24, Seiten 1051
... 1054 beschrieben. Die in jeder Sekundärspule erzeugte Hochspannung und somit die Anzahl erforderlicher
Sekundärspulen und Dioden ist von de ν 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 Hochspannungstransformator der eingangs genannten
Art zu schaffen, bei dem die in jeder Spule erzeugte Hochspannung höher ist, so daß eine geringere Spulen-
und Diodenanzahl erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.
Bei diesem Aufbau der Sekundärwicklung legen sich zwar Windungen mit einem größeren Spannungsunterschied
als beim bekannten Transformator aneinander, aber die Größe dieses Spannung.sunterschiedes 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 die Anzahl der Windungen je Spule fast zweimal größer als beim bekannten
Transformator ist, kann man mit einer geringeren Spulen-und Diodenanzahl auskommen.
Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß aus der FR-PS 15 69 889 eine Wicklung für einen Zeilenablenktransformator
bekannt ist, deren Teilwickel aus konzentrisch angeordneten zweitägigen Abschnitten
bestehen, deren obere Lagen gegenüber den unteren jeweils mit einer geringeren Windungszahl und in
axialer Richtung verkürzt ausgeführt sind. Die einzelnen Teilwickel sind durch Isolationsschichten voneinander
getrennt — Weiterhin ist aus der US-PS 39 04 928 ein Zeilenablenktransformator bekannt, dessen Teilspulen
33a bis 33d der Sekundärspule miteinander durch jeweils eine Diode verbunden und in Reihe geschaltet
sind, wobei die Teilspulen zwischen zwei Diodenanschlüssen aus je zwei durch Isolierstege des Spulenkörpers
in axialer Richtung aufgeteilten Teilwicklungen bestehen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen
Hochspannungstransformators,
F i g. 2 ein elektrisches Schaltbild des in F i g. 1 dargestellten Hochspannungstransformators,
Fi g. 3 ein Detail einer ersten Ausführungsform des in
F i g. 1 dargestellten Hochspannungstransformators und
F i g. 4 ein Detail einer zweiten Ausführungsform des in F i g. 1 dargestellten Hochspannungstransformators.
Der in F i g. 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 F i g. 1
dargestellten Beispiel ist die Sekundärwicklung 5 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 F i g. 2) aus einer Reihe drahtgewickelter Spulen 7 (in diesem Fall vier)
aufgebaut, die je auf die vorige gewickelt worden sind. Zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Spulen 7
befindet sich eine Isolationsschicht (in F i g. 1 und 2 nicht dargestellt). Je zwei aufeinanderfolgende Spulen sind
durch eine Diode 9 elektrisch miteinander verbunden, die gemäß Fig.2 alle in gleicher Durchlaßrichtung
geschaltet sind. Die letzte Spule 7 ist über eine in gleicher Durchlaßrichtung 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
F i g. 2 durch Kondensatoren 19 symbolisiert ist.
F i g. 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 gewik-
kelt ist
Die Spule 7 ist aus einer Anzahl in Serie geschalteter Teilspulen 21 aufgebaut, die aus je einer ersten Lage
(Schicht) 23 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 iiner Kunststoffolie, 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 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 WV2, das Ende mit WX usw.
bezeichnet bis nach 3 V2 Windungen bei W3V2 das Ende
der ersten Lage 23 erreicht ist Vom Punkt W3'/2 an
überquert der Draht zum Punkt W4, der im Tal zwischen den Beginnpunkten WO und Wl 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'/2 ist von welchem Punkt an der Draht zum Punkt
W7 geht der den Beginnpunkt der ersten Schicht der folgenden Teilspule 2i 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 WV2 der Endpunkt Wl der ersten Windung erreicht,
der um die zweifache Drahtdicke vom Punkt WO entfernt liegt. Von da an geht der Draht zum Punkt
WlV2, der gerade vor dem Punkt WV2 liegt geht
anschließend nach dem zwischen WO und Wl liegenden Punkt W2 weiter und erreicht bei dem
gerade hinter WV2 liegenden Punkt W2V2 den
Endpunkt der ersten Lage, Die zweite Lage 25 ist ober
W3 mit der normalen Steigung einer einzigen Drahtdicke ;n den Tälern der ersten Lage 23 gewickelt
Der Endpunkt ist W4'/2, von welchem Punkt an der Draht zum Anfangspunkt W5 der ersten Lage der
zweiten Teilspule geht
Es wird klar sein, daß im Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 die Drähte zwar in zwei Bereichen der Spule 7
(oben und unten in den Figuren) nahezu parallel verlaufen und aneinander liegen, aber daß sie in
zwischenliegenden Bereichen unregelmäßig 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 verbunden werden und sich nicht mehr verschieben, wenn die zweite Schicht 25 darauf
gewickelt wird. Die Spule läßt sich dadurch mit großer Reproduzieiüarkeit wickeln. Wenn die Eigenschaften
der benutzten Materialien derart sind, rj& auch bei dem
in F i g. 3 beschriebenen Ausführungsbeisi>iel 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 F i g. 4 beträgt dieser maximale
Unterschied ebenfalls vier Einheiten (beispielsweise zwischen den Punkten Wl und WS). 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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
- Patentansprüche:1, Hochspannungstransformator mit einem Ferromagnetkern (I), auf dem zumindest eine Primärwicklung (3) und eine Sekundärwicklung (5) angeordnet sind, welche letztere aus einer Anzahl übereinander gewickelter und durch jeweils eine Isolationsschicht voneinander getrennter, drahtgewickelter Spulen (7) besteht, wobei je zwei aufeinanderfolgende Spulen )0 (7) elektrisch durch eine Diode (9) miteinander verbunden sind und wobei alle Dioden in gleicher Durchlaßrichtung geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule (7) der Sekundärwicklung (5) 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 WindungsanzaJif besteht, wobei die ersten Lagen zweier jeweils aufeinanderfolgender Teiispulen 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) einer Teilspule (21) mit einer Steigung gewickelt sind, die gleich dem Zweifachen der Drahtdicke ist, wobei der Raum zwischen den Jo ersten Windungen dieser Schicht durch spätere Windungen dieser Schicht ausgefüllt ist
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