DE2908712A1

DE2908712A1 - Hochfrequenz-vorschalttransformator

Info

Publication number: DE2908712A1
Application number: DE19792908712
Authority: DE
Inventors: Deyu Chen
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1978-03-09
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1979-09-13
Also published as: JPS54125437A; BR7901434A; GB2018520A; US4187450A; GB2018520B

Description

Hochfrequenz-Vorschalttransformator

Die Erfindung bezieht sich auf Transformatoren, wie sie insbesondere zur Leistungseinspeisung in eine Entladungslampe aus einer Hochfrequenz-Gegentakt-Leistungswandlerversorgung benutzt werden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Transformatoren, die eine integrale Vorschaltreaktanz bilden, und auf eine Wicklung, die eine gute Kopplung nahe derjenigen einer bifilaren Wicklung erzeugt, aber einfacher zu fertigen ist und die Spannungsdifferenzen zwischen den einzelnen Windungen verringert.

Die sogenannte Gegentakt-Rechteck-Leistungswandlerversorgung zur Lieferung von Wechselstromenergie an eine elektrische Entladungslampe ist eine hinsichtlich der Energie effiziente Schaltung, aber sie erfordert eine Transformatorkopplung mit der Entladungsröhre. Insbesondere weist die Primärwicklung des Transformators zwei Abschnitte auf, die eng miteinander gekoppelt sein müssen. Die zwei Abschnitte der Primärwicklung sind üblicherweise in Reihe geschaltet und bilden eine übliche, in der Mitte angezapfte Primärwicklung, wobei jede Wicklung abwechselnd durch die Leistungsausgangstransistoren des Gegentaktwandlers gespeist wird. Bei den bekannten Transformatoren, die in Verbindung mit Gegentaktwandlern arbeiten, müssen die Abschnitte der Primärwicklung bifilar gewickelt sein. Das bifilare Wicklungsverfahren ist jedoch schwierig, zeitraubend und teuer, was insbesondere im Vergleich zu den üblicheren Wicklungsverfahren gilt.

Darüber hinaus ist es bei Lampenentladungsschaltungen auch notwendig, für eine Vorschaltreaktanz zu sorgen, um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß eine anfängliche hohe Spannung erforderlich ist, um die Entladung einzuleiten, daß aber eine

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viel kleinere Spannung ausreicht,, um die Entladung nach der Zündung aufrechtzuerhalten. Diese Vorschaltreaktanz wird durch eins Vielfalt bekannter Anordnungen gebildet. Wenn beispielsweise eine konzentrierte (d. h. aus vielen Schichten aufgebaute) Primärwicklung und eine konzentrierte Sekundärwicklung verwendet werden, die einen Transformatorkern umgeben, dann wird üblicherweise ein gewisser Anteil des Magnetflusses über die Atmosphäre zurückgeleitet anstatt durch den Kern, und die erforderliche Vorschaltreaktanz wird durch diese Streureaktanz gebildet aufgrund der unvollkommenen Kopplung der Primär- und Sekundärwicklung. Die Größe der Vorschalt-Streureaktanz wird dadurch gesteuert, daß die relativen Positionen der zwei konzentrierten Primär- und Sekundärwicklungen selektiv eingestellt werden. Bei bekannten konzentrierten Wicklungsstrukturen muß jedoch die in der Mitte angezapfte Primärwicklung bifilar gewickelt seip._f UiR den erforderlichen Grad an enger Kopplung zwischen den zwei Primärabschnitten zu erzielen=

Eine zweite Möglichkeit zur Ausbildung der erforderlichen Vorschaltreaktanz ist die Verwendung einer zweiten oder getrennten Vorschaltdrossel; aber auch diese Anordnung erfordert bifilar gewickelte Primärwicklungen« Diese Anordnung verbraucht jedoch mehr Material und beansprucht zusätzlich Raum, insbesondere bei denjenigen Anwendungsfallen von Entladungslampen„ bei denen die Lampe, die Vorschaltanordnung und die Leistungseinspeisung in einer integrierten Struktur angeordnet sind.

Falls sina getrennte Vorschaltinduktivität nicht vorgesehen ist, beinhaltet das Erfordernis einer relativ großen VorschaltreaktanSf daß eine große Windungszahl erforderlich ist, wobei die Primärwicklung als eine konzentrierte Spule gewickelt ist» Dieses Erfordernis für eine große Windungszahl und die konzentrierte Spule machen auch gewisse andere Anordnungen von Primärwicklungen unpraktisch, die anderenfalls verwendbar wären. Insbesondere besteht eine Verfahren zur Erzielung einer engen Kopplung zwischen den zwei Abschnitten der Primärwicklung darin, daß die eine Wicklung die andere überlagert, anstatt daß die alternierende bzw. springende, aber bevorzugt bifilare

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Anordnung verwendet wird. Wenn jedoch die Windungszahl groß sein muß, um eine große Vorschaltreaktanz zu bilden, dann wird eine überlagernde Wicklungsanordnung teuer aufgrund der erforderlichen Anzahl von Schichten.

Somit sind bekannte Transformatoren, insbesondere diejenigen, die bei Hochfrequenz-Wandlern die Leistung für Entladungslampen liefern, nicht in der Lage, eine ausreichende Vorschaltreaktanz auszubilden, während sie gleichzeitig einfache Anordnungen der Primärwicklung gestatten. Weiterhin sind bekannte Transformatoren in Entladungslampenschaltungen nachteilig bezüglich des unerwünschten Energieverlustes aufgrund der magnetischen Streufelder, die in den umgebenden Metallstrukturen, wie beispielsweise dem Vorschaltgehäuse, Ströme induzieren.

Erfindungsgemäß ist ein Transformatorkern mit einem integralen magnetischen Shunt versehen, um für die notwendige Vorschaltreaktanz zu sorgen, während die erforderliche Windungszahl auf einem Minimum gehalten wird. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Transformatorkern zwei E-förmige Kernteile auf. Jeder dieser E-förmigen Kernteile besitzt äußere (obere und untere) Schenkel und einen kürzeren Mittelschenkel. Die Transformatorkern-Abschnitte sind benachbart zueinander angeordnet, wobei ihre äußeren und mittleren Schenkel spiegelbildlich ausgerichtet sind. Die relativen Längen der mittleren Kernschenkel im Vergleich zu den Längen der äußeren Kernschenkel lassen einen in der Mitte angeordneten Luftspalt entstehen, der den notwendigen magnetischen Shunt und die Vorschaltreaktanz in einem Transformator ausbildet, der im besonderen Maße für den Betrieb einer Entladungslampe geeignet ist, die von einem hochfrequenten Gegentaktwandler gespeist wird. Die Strecke des Luftspaltes bestimmt die Größe der Reaktanz. Somit ähnelt die Transformatorkernstruktur einer äußeren magnetischen Schleife mit einem in der Mitte angeordneten magnetischen Fluß-Bypass (Shunt) über dem Luftspalt.

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Der in der Mitte angeordnete magnetische Shunt bildet nicht nur eine ausreichende Vorschaltreaktanz, sondern ermöglicht auch, daß die Transformatorwicklungen aus einer wesentlich kleineren Windungszahl gebildet werden, während dennoch für die erforderliche Größe der Vorschaltreaktanz gesorgt wird. Da der magnetische Shunt die Vorschaltreaktanz liefert, besteht keine Notwendigkeit für eine Primär- und Sekundärwicklung mit einer großen Windungszahl, da der magnetische Shunt die erforderliche Streuinduktivität ausbildet. Infolgedessen gestattet der erfindungsgemäße Transformatoraufbau eine einfache, zweischichtig übereinandergelegte, nicht-bifilare Primärwicklung und ermöglicht, daß Transformatoren mit einem derartigen Kernaufbau schnell, billig und in großen Mengen hergestellt werden können· Ein wesentlicher Teil der Einsparungen, die aus dem erfindungsgemäßen Transformatoraufbau resultieren, hängt direkt mit der Tatsache zusammen, daß weniger Leiterwicklungen und weniger Isolation erforderlich ist als bei bekannten Transformatoren. Weiterhin sorgen die Mittellage der integralen Vorschaltreaktanz und der eng eingeschlossene Flußluftpfad für einen kleinen Bereich von streuendem Magnetfluß, der relativ entfernt von und die Metallstrukturen umgebend angeordnet ist, wodurch der induktive Leistungsverbrauch in diesen Strukturen verkleinert wird.

Allgemeines Background-Material für Vorschaltanordnungen und Wandler für Entladungslampen ist beispielsweise in den US-Patentschriften 3 949 268, 3 983 449, 3 781 638, 3 078 429 und 3 005 130 beschrieben. Insbesondere die US-PS 3 956 684 beschreibt Wandlerschaltungen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transformator zu schaffen, der leicht und billig zu wickeln ist und der den Energieverbrauch in umgebenden Metallstrukturen senkt, wobei der Transformator besonders brauchbar ist bei der Leistungsübertragung von Gegentakt-Rechteck-Wandlerschaltunyen zu elektrischen Entladungslampen.

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Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführung sbeispielen näher erläutert.

Figur 1 ist eine vereinfachte Teilschnittansicht von einem bekannten Transformator.

Figur 2 ist eine vereinfachte Teilschnittansicht von einem anderen bekannten Transformator.

Figur 3 ist eine vereinfachte Darstellung von einer Schaltungsanordnung, in der eine getrennte Vorschaltreaktanz vorgesehen ist.

Figur 4 ist eine Teilschnittansicht von dem bifilaren Wicklungsschema.

Figur 5 ist eine Teilschnittansicht von einem übereinandergelegten Wicklungsschema.

Figur 6 ist eine schematische Darstellung von dem Transformatorkern und dem Transformator gemäß der Erfindung bei Verwendung einer Entladungslampenschaltung.

In Figur 1 ist ein bekannter Transformatoraufbau gezeigt, bei dem eine konzentrierte Primärwicklung 11 und eine konzentrierte Sekundärwicklung 12 um einen eine geschlossene Schleife bildenden Transformatorkern 10 herum angeordnet sind. Bei Verwendung in einer Vorschaltanordnung für eine Entladungslampe wird die erforderliche Streureaktanz für die Vorschaltung des in Figur 1 gezeigten Transformators durch den relativen Abstand der Primär- und Sekundärspulen und den Außendurchmesser der konzentrierten Spulen gesteuert, um so die Größe des Magnetflusses des Luftpfades, der nicht beide Wicklungen umschließt, zu vergrößern oder zu verkleinern.

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In ähnlicher Weise stellt Figur 2 einen bekannten Transformatoraufbau dar, bei dem eine konzentrierte Primärwicklung 11 und eine konzentrierte Sekundärwicklung 12 einen mittleren Transformatorkernschenkel umgeben. In Figur 2 ist der Mittelschenkel einer von drei Schenkeln, die durch die spiegelbildliche benachbarte Anordnung von E-förmigen Kernschenkeln 10a und 10b gebildet werden. Die in Figur 2 gezeigte Anordnung hängt jedoch noch von der relativen Lage der Wicklungen 11 und 12 ab, um die Größe der Streureaktanz zu steuern. Weiterhin erfordern die beiden in Figur 1 und Figur 2 gezeigten Anordnungen, daß die Primärwicklung 11 mit dem zeitraubenden und teuren bifilaren Wickelschema bewickelt werden.

Auch Figur 3 stellt ein anderes bekanntes Verfahren dar, um die erforderliche Vorschaltreaktanz auszubilden. Die in Fig. gezeigte Anordnung stellt praktisch den letzten Ausweg dar aufgrund der zusätzlichen Kosten und der voluminösen Ausbildung und der getrennten Induktivität. In diesem Kreis wird zusätzlich zu einem Transformator mit einem Kern 10, einer in der Mitte angezapften Primärwicklung 11 und einer Sekundärwicklung 12 eine getrennte und einzeln ausgebildete Induktivität bzw. Drossel 13 mit ihrer eigenen getrennten Kernstruktur ausgebildet.

Figur 4 stellt das bifilare Wickelschema dar. In Figur 4 sind um einen Kern 10 herum zwei einzelne Wicklungen a und b in einem alternierenden Muster herumgewickelt. Die Ausbildung von Wicklungen in dieser Anordnung ist teuer, schwierig und zeitraubend, insbesondere wenn die Fertigungsmengen derartiger Wicklungen berücksichtigt werden. Es ist jedoch eine enge, gleichförmige Wicklungsstruktur erforderlich durch die Anpassungs- und Kopplungserfordernisse der Gegentakt^Wandler-Leistungseinspeisung.

Figur 5 stellt eine übereinandergelegte Wicklungsanordnung dar, in der erste Windungen a um den Kern 10 gemäß den Figuren 1 bis 4 oder den Kern 20 gemäß Figur 6 herum angeordnet sind. Nachdem sich die ersten Windungen in ihrer Lage befinden, wird

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eine Isolierschicht 14 aufgebracht, und zweite Windungen b werden um den Kern herum die Windungen a überlagernd gewickelt. Während dieses Wickelverfahren nicht für eine so enge Kopplung sorgt, wie es bei der bifilaren Wicklung der Fall ist, so ist der Kopplungsgrad doch hervorragend. Diese Wickeltechnik ist jedoch praktisch auf den Fall begrenzt, daß nur relativ wenige Windungen einer Wicklung erforderlich sind. Wenn eine große Windungszahl erforderlich ist, muß die Kernlänge geändert werden, um die Wicklungen aufzunehmen, oder die Anzahl der Schichten muß erhöht werden.

Viele der vorstehend erörterten Probleme werden eliminiert oder in signifkanter Weise verringert durch den Transformator gemäß der vorliegenden Erfindung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Transformatorkern durch zwei E-förmige Kernabschnitte gebildet. Jeder E-förmige Kernabschnitt besitzt äußere (obere und untere) Schenkel und einen mittleren Schenkel, der kürzer als die zwei äußeren Schenkel ist. In dem erfindungsgemäßen Kernaufbau sind die zwei E-förmigen Kernsegmente spiegelbildlich zueinander angeordnet, d. h. die Enden von jeweils einem äußeren Schenkel liegen an dem entsprechenden Schenkel des anderen Kernabschnittes an, und die Schenkel sind im wesentlichen fluchtend miteinander ausgerichtet. Aufgrund der relativen Länge der mittleren Schenkel liegen die mittleren Schenkel nicht aneinander an, sondern bilden vielmehr einen Luftspalt, und zusammen mit den mittleren Schenkeln wird die erforderliche Streureaktanz für die Vorschaltung einer Entladungslampe gebildet. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß die zwei E-förmigen Kernabschnitte notwendigerweise die gleiche Größe besitzen. Weiterhin ist zwar der Spalt als in der Mitte liegend gezeigt, um eine induktive Erwärmung in nahegelegenen Metallstrukturen zu verhindern, aber für die Vorschalt- bzw. Belastungszwecke kann der Spalt irgendwo in dem magnetischen Shunt- bzw. Parallelpfad liegen. Die Wicklungen eines Transformators sind auf geeigneten Transformatorkernabschnitten angeordnet. Üblicherweise wird ein Transformator dadurch ausgebildet, daß die Spulen auf getrennten Wickelkörpern gewickelt werden, die Spulen von den Wickelkörpern abgenommen werden und

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die Spulen in der gewünschten Lage auf einem der zwei E-förmigen Transformatorkerne so angeordnet werden, wie es vorstehend beschrieben und in Figur 6 gezeigt ist. Diese Art der Fertigung bzw. Montage ist besonders einfach.

Während das die E-förmigen Kernteile bildende Material irgendein übliches Material sein kann, das eine kleine magnetische Reluktanz besitzt, haben insbesondere Perritmaterialien die wünschenswerten magnetischen Eigenschaften für die hier in Rede stehenden Hochfrequenz-Anwendungen. Der hier verwendete Begriff "Hochfrequenz" bedeutet diejenigen Frequenzen, die im wesentlichen in einem Rechtecksignal enthalten sind, das eine Frequenz zwischen etwa 25 und etwa 200 kHz besitzt.

Für die hier beschriebene Verwendung bei Entladungslampen braucht der Transformator nicht besonders groß zu sein. Bei Speisung von 40-Watt-Zwillings-Fluoreszenzlampen mit einem bei 25 kHz arbeitenden Wandler ist eine Transformatorgröße von etwa 2,5 χ 3,75 cm üblich. Bei dieser Anwendung, Frequenz und etwaigen Transformatorgröße beträgt der ausgebildete Luftspalt vorzugsweise 1 mm (40 mils) in der Breite. Jeder Mittelschenkel der zwei E-förmigen Kernabschnitte ist 0,5 mm (20 mils) kürzer als die Außenschenkel, wodurch dazwischen ein Luftspalt von 1 mm (40 mils) ausgebildet wird. Dieser magnetische Shunt durch einen Luftspalt bildet den erforderlichen Streuflußpfad, der für die erforderliche Vorschalt-Streureaktanz sorgt.

Da der magnetische Shunt vorhanden ist, braucht eine getrennte Vorschaltreaktanz nicht vorgesehen zu sein. Zusätzlich sorgt der magnetische Shunt für weitere signifikante Vorteile. Insbesondere gestattet der magnetische Shunt die Verwendung einer stark verkleinerten Windungszahl in den Primär- und Sekundärwicklungen. Dies wiederum gestattet, daß insbesondere die Primärwicklung in einer ubereinandergelegten Weise gewickelt werden kann, wie es in Figur 5 gezeigt ist. Dieses übereinandergelegte Wicklungsmuster ist auf einfache Weise zu isolieren durch eine einzige Isolierschicht 14 im Gegensatz zu den viel umfangreicheren Isolationserfordernissen bei einem bifilar

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gewickelten Muster, bei dem relativ große Spannungsdifferenzen zwischen jeder Windung vorhanden sind. Bei der bifilaren Wikkelanordnung bedeuten diese Isolationserfordernisse, daß für jede Wicklungsschicht weniger Raum auf dem Kern zur Verfügung steht. Dieser Kern sorgt für eine Vorschaltanordnung für eine Entladungslampe, die in großen Produktionsmengen leicht, schnell und ohne bifilare Wicklung gefertigt werden kann. Neben der Ausbildung einer integralen Vorschaltreaktanz beseitigt ferner ein in der Mitte angeordneter Shunt die magnetischen Streuflußlinien (zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen) aus der Nähe des Metallgehäuses und anderen umgebenden Metallstrukturen und hält auch den Magnetfluß im wesentlichen innerhalb des Kernmaterials, wodurch die Leistung verringert wird, die in diesen umgebenden Metallstrukturen durch Induktionserwärmung verbraucht wird.

Wie bereits ausgeführt wurde, sind die hier beschriebenen Transformatoren besonders brauchbar in Entladungslampenschaltungen, die durch leistungseffiziente Gegentakt-Wandlerschaltungen gespeist werden. Figur 6 stellt die Verwendung eines Transformators gemäß der Erfindung in einer derartigen Schaltung dar. In dieser Schaltung ist der Gegentaktwandler 26 mit der Primärwicklung 21 gekoppelt, die hier nicht bifilar gewikkelt zu sein braucht. Weiterhin sind mögliche Rückkopplungswicklungen 24 gezeigt, die Signale an den Gegentaktwandler 26 liefern, um die Umschaltung des Leistungsausgangsabschnittes der Inverterschaltung zu steuern. Von der Primärwicklung 21 wird Leistung auf die Sekundärwicklung 22 übertragen, die üblicherweise mit den Elektroden 28 der Entladungslampe 27 verbunden ist. Zusätzliche Glühfadenwicklungen 25a und 25b können für die Glühfäden 29 der Entladungslampe vorgesehen sein. Wie aus Figur 6 hervorgeht, setzt sich der Transformatorkern 20 gemäß der Erfindung aus zwei E-förmigen Abschnitten 20a und 20b zusammen, die spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, wobei der mittlere Schenkel der E-förmigen Kernteile einen Luftspalt 23 bildet, der Teil des magnetischen Shuntpfades ist, der die erforderliche Vorschaltreaktanz für die Entla-

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dungslampe 27 liefert. Die Vorschaltreaktanz dient auch dazu, den Strom durch die Entladungslampe und die darüber abfallende Spannung zu begrenzen, nachdem die Entladung eingeleitet worden ist, aber sie beeinträchtigt nicht die Erzeugung einer genügenden Spannung in der Sekundärwicklung, um den Entladungsbogen zu erzeugen.

Ein spezielles Ausführungsbeispiel eines Transformators gemäß der Erfindung zur Speisung von zwei üblichen 40-Watt-Leuehtstofflampen mit Netzspannung ist wie folgt aufgebaut. Das Kernmaterial ist vorteilhafterweise aus einem Ferrit aufgebaut, wie beispielsweise 3C8, wie es von der Ferroxcube, Inc. of Saugerties, New York, kommerziell erhältlich ist. Eine Primärwicklung, die zwei Abschnitte von je 32 Windungen enthält, ist über dem einen Schenkel des Transformatorkerns in einer übereinanderliegenden Wicklung angeordnet, ähnlich wie es in Fig. gezeigt ist. Zwischen jeder Schicht ist eine O,O5 mm (2 mils) dicke Isolierschicht (Handelsname "Mylar") angeordnet, wodurch die zwei Primärwicklungsabschnitte von 32 Windungen gegeneinander isoliert sind. Eine Sekundärwicklung 22 aus 97 Windungen ist über einem anderen Abschnitt des Transformatorkerns angeordnet. In ähnlicher Weise sind eine zwei Windungen aufweisende Rückkopplungswicklung 24 und eine eine Windung aufweisende Glühfadenwicklung 25a und 25b auf entsprechende Weise für jeden zu speisenden Glühfaden vorgesehen. Eine Wandlerschaltung, wie sie beispielsweise in der US-PS 3 956 684 beschrieben ist, wird in Verbindung mit dem Transformator betrieben und liefert einen Spxtzenausgangsstrom von 2,7 Ampere und eine Spitzenausgangsspannung von 336 Volt. Der Wandler arbeitet bei einer Frequenz von 33 kHz. Während die Betriebsergebnisse des Wandlers, des Transformators und des Lampenaufbaus für den Betrieb bei den oben genannten 33 kHz gelten, wird ein zufriedenstellender Betrieb für einen Bereich von Wandlerfrequenzen zwischen etwa 25 kHz und etwa 200 kHz erhalten.

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Es kann ein Vergleich angestellt werden zwischen der Leistungsfähigkeit des Transformators gemäß der Erfindung in der vorstehend beschriebenen Entladungslampenschaltung und der Leistungsfähigkeit von anderen bifilar gewickelten Transformatoren, insbesondere denjenigen Transformatoren, die in den Figuren 1 und 2 gezeigt sind. Wenn die zwei üblichen 40-Watt-Fluoreszenzlampen von der Netzspannung über den Gegentaktwandler gespeist werden, wie er in dem vorstehenden Absatz beschrieben ist, erzeugen die Transformatoren gemäß den Figuren 1 und 2 jeweils einen Leistungsverlust in der Vorschaltanordnung von 3,2 Watt, was 30 % des gesamten Vorschaltverlustes sind. Der erfindungsgemäß aufgebaute Transformator erzeugt jedoch einen Leistungsverlust in der Vorschaltanordnung von nur 1,3 Watt, wenn er in der vorstehend beschriebenen Weise betrieben wird. In dem gleichen Anwendungsfall erzeugen die bekannten Transformatoren gemäß den Figuren 1 und 2 ein Überschwingen der Ausgangsspannung von 55 Volt im Vergleich zu einem überschwingen der Spannung von 65 Volt, wie sie in einer Schaltungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen Transformator erzeugt werden. Diese Vergrößerung von 10 Volt des Überschwingens der Spannung ist jedoch keinesfalls nachteilig für den Betrieb der Schaltungsanordnung.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß der Transformatorkern und der Transformatoraufbau, der den hier beschriebenen Kern verwendet, signifikante Vorteile gegenüber bekannten Transformatorstrukturen und insbesondere gegenüber denjenigen Strukturen erzeugen, die Entladungslampenschaltungen mit Gegentaktwandlern verwenden. Der erfindungsgemäße Transformator erlaubt Einsparungen bei den Wicklungen, den Wicklungsmaterialien und der Isolation. Ein wesentlicher Vorteil wird auch dadurch erhalten, daß der erfindungsgemäße Aufbau des Transformatorkernes die Verwendung eines nichtbifilaren Wicklungsschemas vorsieht, wodurch eine schnelle und billige Montage bzw. Fertigung der Transformatoren erleichtert wird. Weiterhin ordnet die integrale Vorschaltreaktanz gemäß der Erfindung die magnetischen Flußlinien im wesentlichen in der Kernstruktur an und vermindert dadurch wesentlich Verluste, die durch induktive Erwärmung hervorgerufen werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Hochfrequenz-Vorschalttransformator ohne bifilare Wick-
--■'■ lungen zur Ausbildung einer integralen Vorschaltanordnung, gekennzeichnet du r c h

einen eine geschlossene Schleife bildenden Magnetkern (20) aus einem Material mit niedriger Reluktanz,
einen ersten Abschnitt der Primärwicklung (21) aus Windungen, die über einem Teil des Magnetkernes angeordnet sind, einen zweiten Abschnitt der Primärwicklung (21) aus Windungen, die über dem ersten Primärwicklungsabschnitt angeordnet und mit diesem in Reihe geschaltet sind,
einen magnetischen Shunt mit einem Luftspalt (23) darin,
der einen Bypass für die geschlossene Schleife des Magnetkernes (20) bildet, wobei der magnetische Shunt eine Reaktanz parallel zu der Sekundärwicklung (22) ausbildet derart, daß eine relativ niedrige Spannung über der Sekundärwicklung aufrechterhalten ist,

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eine Wandlerrückkopplungswicklung (24), die einen Abschnitt des Kernes umgibt, und

wenigstens eine Glühfadenwicklung (25a, 25b), die einen Teil des Kernes umgibt.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Abschnitt der Primärwicklung (21) im wesentlichen die gleiche Windungszahl aufweist wie der zweite Abschnitt der Primärwicklung.

3. Transformator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (23) in der Mitte in bezug auf den eine geschlossene Schleife ausbildenden Magnetkern (20) und in bezug auf den magnetischen Shunt angeordnet ist.

4. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der eine geschlossene Schleife bildende Magnetkern (20) und der magnetische Shunt durch zwei benachbart zueinander angeordnete E-förmige Teile gebildet sind, wobei der mittlere Schenkel (2Oa, 2Ob) kürzer ist als die zwei gleichlangen Außenschenkel und die zwei E-förmigen Teile spiegelbildlich zueinander angeordnet sind, so daß zwischen den kürzeren Mittelschenkeln der Luftspalt (23) ausgebildet ist.

5. Vorschalt- und Speiseschaltung für eine Entladungslampe unter Verwendung eines Transformators gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gegentakt-Rechteckwellen-Wandler (26) mit einer Ausgangsschaltung, die mit der Primärwicklung (21) verbunden ist, und einer Rückkopplungssteuerung, die mit der Wandlerrückkopplungswicklung (24) verbunden ist, und eine Entladungslampe (27) mit wenigstens einem Glühfaden (29) und wenigstens zwei Elektroden (28), wobei die Glühfaden mit der Glühfadenwicklung und jeweils eine Elektrode auf entsprechende Weise mit entgegengesetzten Enden der Sekundärwicklung (22) verbunden sind.

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6. Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechteckwellen-Wandler bei einer Frequenz zwischen etwa 25 und etwa 2OO kHz arbeitet,

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