DE2940885C2

DE2940885C2 - Transformator mit veränderbarer Ausgangsspannung

Info

Publication number: DE2940885C2
Application number: DE19792940885
Authority: DE
Inventors: Hiromitsu Funabashi Chiba Hirayama
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1978-10-14
Filing date: 1979-10-09
Publication date: 1985-02-28
Also published as: DE2940885A1; FR2438901A2; FR2438901B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator mit veränderbarer Ausgangsspannung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Mit diesem Transformator nach dem Patent 28 11 205 wird die Aufgabe gelöst, den vom Magnetnebenkreis steuerbaren Sekundärspannungsbereich möglichst groß zu machen und den Kurzschlußstrom möglichst gering zu halten, damit ein solcher Transformator als Signalübertragungstransformator bei elektronischen Schaltkreisen verwendbar ist.

Dieser Transformator weist einen geringen magnetischen Widerstand auf, wenn die an der Sekundärspule anliegende Last klein ist. Der Magnetnebenkreis kann daher den Magnetfluß im Magnethauptkreis nicht wesentlich beeinflussen, so daß also bei kleiner Last die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung nicht gesteuert werden kann.

Es besteht die Aufgabe, den Transformator mit veränderbarer Ausgangsspannung nach dem Hauptpatent 28 11 205 so zu verbessern, daß die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung durch den Magnetnebenkreis auch dann steuerbar ist, wenn an der Sekundärwicklung eine kleine Last anliegt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches.

Durch das Vorsehen eines Luftspalts oder einer äquivalenten Distanzscheibe aus nichtmagnetischem Materia! im Magnethauptkreis wird dessen magnetischer Widerstand erhöht. Durch diese Erhöhung ist der Magnetfluß im Magnethauptkreis auch bei einer geringen an der Sekundärspule anliegenden Last steuerbar.

Dem DE-GM 19 06 61 i ist ein Transformator mit vier Schenkeln entnehmbar, bei dem auf einem Schenkel die Primärspule, auf einem weiteren Schenkel die Sekundärspule und auf den beiden restlichen Schenkeln in Serie geschaltete Steuerspulen angeordnet sind. Die einen Enden dieser Schenkel sind über einen I-förmigen Kern miteinander verbunden, wobei zwischen dem Kern und den Schenkelenden ein gemeinsamer Luftspalt vorgesehen ist. Hierdurch wird erreicht, daß sich die magnetischen Widerstände sowohl im Magnethaupt- als auch im Magnetnebenkreis erhöhen. Dies gibt jedoch keine Anregung für die Lösung der vorgenannten Aufgabe.

Aus der DE-PS 6 07 127 ist es weiterhin bekannt, in einem Magnethauptkreis eine Einschnürung vorzusehen. Diese Einschnürung ist jedoch bezüglich des magnetischen Widerstandes des Magnethauptkreises unwirksam, wenn an der Sekundärspule eine geringe Last liegt

Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltung zur Erläuterung des Transformators mit veränderbarer Ausgangsspannung;

F i g. 2 den Aufbau einer Ausführungsform des Transformators und

Fig.3 Kennlinien der Transformatoren nach dem Hauptpatent und nach der Ausführungsform gemäß Fig.2.

F i g. 1 zeigt eine Schaltung mit einem Transformator mit einem Transformatorteil Γι mit einer Primärwicklung 2ß und mit einer mit der Primärwicklung 2 B eng gekoppelten Sekundärwicklung 3 und mit einem sättigbaren Drosselteil T₂, dessen Wicklung 2A in Reihe mit der Primärwicklung 25 geschaltet ist und der durch die Steuerspulen AA, AB sättigbar ist. Wird die Induktivität des sättigbaren Drosselteils T₂ als L\ angenommen und die Induktivität in der Primärwicklung 2B des Transformatorteils 71 als L₂, dann sind die Spannungen Vi ι und Vi 2 über der Wicklung 2A bzw. der Wicklung 2ß proportional zu den Induktivitäten L\ bzw. L₂ nach den folgenden Formeln:

L₁+L₂

V₁,

V,.

Es ist zu beachten, daß die Induktivität L\ klein wird, wenn der Steuerstrom in den Wicklungen AA und AB groß ist, und daß dann die Spannung Vn klein und die Spannung V12 groß ist und somit die Ausgangsspannung einen hohen Wert hat Ist der Steuerstrom klein, dann ist die Induktivität Li groß, die Spannung Vn groß, die Spannung Vi 2 klein und die Ausgangsspannung somit ebenfalls gering.

Der Magnetnebenkreis Iß weist zwei Seitenschenkel auf, auf denen die in Serie geschalteten Steurspulen AA, AB angeordnet sind. Der Magnethauptkreis IA weist zwei Schenkel auf. Auf dem mittleren Schenkel des Magnetnebenkreises Iß und auf einem Schenkel des Magnethauptkreises IA ist der Primärspulenteil 2A angeordnet. Auf dem anderen Schenkel des Magnethauptkreises IA ist die Sekundärspule 3 zusammen mit dem weiteren Primärspulenteil 2ß angeordnet

Die Verbesserung der Asuführungsform gemäß dem Hauptpatent 28 11 205 liegt darin, daß ein enger Luftspalt 10 im Magnethauptkreis IA vorgesehen ist. Das Vorhandensein des Luftspalts 10 vergrößert den magnetischen Widerstand des Magnethauptkreises IA, so daß die Ausgangsspannung V2 auch dann gesteuert werden kann, wenn die Last Rl klein ist.

F i g. 3 zeigt die Auswirkung des Luftspalts bzw. einer äquivalenten nicht magnetischen Abstandsscheibe im Magnethauptkreis IA, wobei längs der Horizontalachse

der Ausgangsstrom I₂ logarithmisch aufgetragen ist, welcher der Last R_L entspricht, während die vertikale Achse die Ausgangsspannung V₂ zeigt Die Kurve A veranschaulicht die Kennlinie, wenn kein Luftspalt bzw. keine Distanzscheibe vorgesehen ist, während die Kurve B die Kennlinie wiedergibt bei Vorhandensein eines Luftspaltes oder einer Distanzscheibe aus nichtmagnetischem Material und zwar bei konstantem Steuerstrom /,> In Fig.3 ist zu beachten, daß das Vorhandensein eines Luftspsites oder von Distanzscheiben die Kennlinien für eine kleine Last Rl verbessert und daß die Abweichung der Ausgangsspannung V2 des Transformators bei Vorhandensein eines Luftspaltes oder einer Distanzscheibe verringert wird. Die Kurve A der F i g. 3 zeigt, daß die Ausgangsspannung V₂ über den Bereich von imi^A) bis I_max des Ausgangsstromes I₂ konstant ist, während die Kurve B veranschaulicht, daß die Ausga.igsspannung V₂ über den Bereich von I_m;n(B) bis I_max des Ausgangsstromes J₂ konstant ist I_m,„(C) ist kleiner als /min(A), so daß der Arbeitsbereich der Kurve B merklieh breiter ist als derjenige der Kurve A.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

50

55

60

Claims

Patentanspruch:

Transformator mit veränderbarer Ausgangsspannung, mit einem Eisenkörper, der einen Magnethauptkreis und einen Magnetnebenkreis aufweist wobei zwei Kernteile den beiden Magnetkreisen gemeinsam sind, mit einer Primär-, einer Sekundär- und zwei in Serie geschalteten Steuerspulen, wobei die Primärspule in zwei Teile unterteilt ist, ein Primärspulenteil mit der Sekundärspule auf einem Schenkel des Magnethauptkreises magnetisch eng miteinander gekoppelt sind, auf zwei Schenkel des Magnetnebenkreises die Steuerspulen angeordnet sind, wobei zum Betrieb des Transformators als impulsbreiten modulierender Steuertransformator für eine stabilisierte Spannungsquelle die gemeinsamen Ke>-nteile durch je einen Schenkel des Magnethauptkreises (\A) bzw. des Magnetnebenkreises (\B) gebildet sind und der eine Primärspulenteil (2A) auf den den beiden Magnetkreisen (IA, \B) gemeinsamen ■ Schenkeln angeordnet ist, nach Patent 28 11 205, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnethauptkreis (IA) einen Luftspalt (10) aufweist.