DE3534006C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pulstransformator zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen aus Hochstromimpulsen mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung, die beide auf einem magnetischen Kern, insbesondere aus Ferritmaterial, angebracht sind.

Beispielsweise für den Sender eines Millimeterwellenradars ist ein hochspannungsfester Pulstransformator erforderlich, mit dem Hochspannungsimpulse bis zu ca. 14 kV im Nanosekundenbereich erzeugt werden können. Ein solcher Pulstransformator ist bislang nicht bekannt.

Aus der europäischen Patentanmeldung 00 72 154 ist eine Impuls­ schaltung mit einem Pulstransformator bekannt, der so ausgelegt ist, daß Hochspannungsimpulse an der Sekundärseite aus Hoch­ stromimpulsen, die der Primärseite zugeführt werden, erzeugt werden können, wobei durch Steuerung des Magnetflusses des Pulstransformators eine Beeinflussung der Dauer der Hochspan­ nungsimpulse auf der Sekundärseite erfolgen kann. Angaben zu einer Realisierung des Pulstransformators, so daß Pulsbreiten im Nanosekundenbereich erreicht werden, sind nicht gemacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen hochspannungsfesten Puls­ transformator für Pulsbreiten im Nanosekundenbereich zu schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Kern ein aus zwei Hälften zusammengesetzter Schalenkern vorge­ sehen ist, auf dem koaxial ein rohrzylinderförmiger, aus hoch­ spannungsfestem Material bestehender Isolierstoffkörper ange­ ordnet ist, in welchem die in Form einer Kreisringscheibe ausgebildete Sekundärwicklung ebenfalls koaxial eingebettet ist, daß auf dem Isolierstoffkörper eine homogene, die nur aus einer einzigen Windung bestehende Primärwicklung bildende Schicht aus gut leitfähigem Lack allerdings mit einer schmalen radialen Unterbrechung aufgebracht ist, zu deren beiden Seiten jeweils ein Anschlußleiter leitend mit der Lackschicht verbun­ den ist, und daß die Anschlußdrähte der Sekundärwicklung durch den Isolierstoffkörper und an von der leitenden Lackschicht isolierter Stelle ins Freie geführt sind.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht somit im wesentlichen im koaxialen Aufbau der beiden Wicklungen in Verbindung mit einem aus einem hochspannungsfesten Material bestehenden Iso­ lierstoffkörper. Durch den koaxialen Aufbau ist das elektrische Feld gut geführt und nach außen abgeschirmt. Ein weiterer Vor­ teil der Erfindung liegt in der einfachen konstruktiven Ausfüh­ rung, die durch die Verwendung eines handelsüblichen Schalen­ kerns ermöglicht wird, dessen eine Hälfte zur Erzielung einer optimaleren Kernform in der Höhe reduziert werden kann. In diesem Zusammenhang wird auf das Siemens Datenbuch 1979/80: "Ferrite", Seiten 94 und 229, 230, hingewiesen, in dem Schalen­ kerne u.a. auch zur Verwendung für Übertrager beschrieben sind.

In vorteilhafter Weise wird als Material für den Isolierstoff­ körper Gießharz verwendet, so daß die Sekundärwicklung in das Gießharz eingegossen werden kann.

Aus der DE-OS 24 09 881 ist ein Transformator bekannt, dessen Wicklungen auf einem aus Ferritmaterial bestehenden magneti­ schen Kern aufgebracht sind, wobei der Kern ein aus zwei Hälf­ ten zusammengesetzter Schalenkern ist, in den beispielsweise die Sekundärwicklung durch Feinätztechnik koaxial eingebettet ist.

Aus der DE-OS 17 64 449 ist es überdies bekannt, eine Wicklung aus einem rohrzylinderförmigen Spulenkörper derart zu erzeugen, daß eine Metallschicht aufgebracht und durch schmale radiale Unterbrechungen unterteilt wird.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE-S 483 VIII d/21h, 12 vom 21. 2. 1952 ist ein Transformator bekannt, bei dem die Sekundär­ wicklung durch einen doppelwandigen, achsparallel an einer Stelle aufgeschlitzten Zylinder gebildet wird, wobei die Pri­ märwicklung koaxial zwischen den Zylinderwänden liegt.

Bei keiner dieser bekannten Einrichtungen werden jedoch die Erfordernisse erfüllt, die an einen Pulstransformator zur Erzeugung von extrem kurzen Hochspannungsimpulsen gestellt werden.

Der Pulstransformator nach der Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft bei der direkten Steuerung des Oszillators eines Millimeterwellen-Pulsradargerätes verwenden. Ist der Oszillator ein Magnetron-Oszillator, so kann über die Sekundärwicklung gleichzeitig der Heizstrom des Magnetrons geführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in zwei Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines Pulstrans­ formators nach der Erfindung,

Fig. 2 eine in der Ebene II-II von Fig. 1 geschnittene Draufsicht dieses Pulstransformators.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Pulstransformator ist für ein mit einem Magnetron-Oszillator ausgestattetes Millimeterwellen-Pulsradargerät vorgesehen. Er weist eine im Ausführungsbeispiel aus einer Paralleldrahtwicklung bestehende und gleichzeitig den Heizstrom zum Magnetron führende Sekundärwicklung 1 auf, die kreisringscheiben­ förmig mit einer gewellten Folie als Lagenabstand ge­ wickelt ist und in einem aus hochspannungsfestem Material bestehenden Isolierstoffkörper 2 eingebettet ist, wobei die Eigenkapazität der Sekundärwicklung 1 durch den besonderen Wicklungsaufbau gering ist. Als Material für den Isolierstoffkörper 2 wird Gießharz verwendet, so daß die Sekundärwicklung 1 in das Gießharz eingegossen werden kann. Der koaxiale und hochspannungsfeste Aufbau des Pulstransformators nach der Erfindung ergibt sich durch das homogene Aufbringen einer Schicht 3 eines gut leit­ fähigen Lackes auf dem die Sekundärwicklung 1 enthaltenden, rohrzylinderförmig ausgebildeten Gießharz­ körper 2, der auf einem Schalenkern 7 angeordnet ist. Die leitende Schicht 3 bildet die Primärwicklung des Pulstransformators. Die leitende Schicht 3 ist mit einer schmalen radialen Unterbrechung 4 versehen, zu deren beiden Seiten jeweils ein Anschlußleiter E 1 bzw. A 1 für die Primärwicklung angebracht ist. Die Anschlußleiter A 1 und E 1 bestehen aus versilberten Kupferbändern 8 und 9, welche mit Leitkleber an der leitenden Schicht 3 zu beiden Seiten der Unterbrechung 4 fixiert sind. Die parallelen Anschlußdrähte A 2 und A 3 der Sekundärwicklung 1, die schaltungsmäßig auf niedrigem Potential liegen, befinden sich in der radialen Unterbrechung 4 zwischen dem Anfang und dem Ende der Primärwicklung. Die die Hochspannung führenden Anschlußdrähte E 2 und E 3 der Sekundärwicklung 1 werden über einen Hochspannungs­ anschlußdom 5 auf einer der der Unterbrechung 4 gegenüberliegenden Ausbuchtung 6 des Isolierstoffkörpers 2 an einer von der Leitlackschicht befreiten Stelle 10 ins Freie herausgeführt. Die durch die leitende Schicht 3 realisierte Primärwicklung und die im Isolierstoffkörper 2 eingebettete Sekundärwicklung 1 sind im Schalenkern 7 isoliert und fixiert. Der Schalenkern 7 besteht vorzugs­ weise aus Ferritmaterial und kann von handelsüblichem Typ sein (vgl. dazu das angegebene Siemens Datenbuch "Ferrite").

Claims (9)

1. Pulstransformator zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen aus Hochstromimpulsen mit einer Primärwicklung und einer aus einer Vielzahl von Windungen bestehenden Sekundärwicklung, die beide auf einem magnetischen Kern, insbesondere aus Ferritma­ terial, angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Kern ein aus zwei Hälften zusammengesetzter Schalenkern (7) vorgesehen ist, auf dem koaxial ein rohrzylinderförmiger, aus hochspannungsfestem Material bestehender Isolierstoffkörper (2) angeordnet ist, in welchem die in Form einer Kreisring­ scheibe ausgebildete Sekundärwicklung (1) ebenfalls koaxial eingebettet ist, daß auf dem Isolierstoffkörper (2) eine homo­ gene, die nur aus einer einzigen Windung bestehende Primärwick­ lung bildende Schicht (3) aus gut leitfähigem Lack mit einer schmalen radialen Unterbrechung (4) aufgebracht ist, zu deren beiden Seiten jeweils ein Anschlußleiter (E 1, A 1) lei­ tend mit der Lackschicht verbunden ist, und daß die Anschluß­ drähte (A 2, A 3; E 2, E 3) der Sekundärwicklung (1) durch den Iso­ lierstoffkörper (2) und an einer von der leitenden Lackschicht (3) isolierten Stelle ins Freie geführt sind.

2. Pulstransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Isolierstoffkörpers (2) Gießharz ist, und daß die Sekundärwicklung (1) in das Gießharz eingegossen ist.

3. Pulstransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (1) mit einer gewellten Folie als Lagen­ abstand gewickelt ist.

4. Pulstransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleiter (A 1, E 1) für die Primärwicklung Kupferbänder (8,9) sind, die mit Leitkleber zu beiden Seiten der schmalen radialen Unterbrechung (4) an der Leitlackschicht (3) angebracht sind.

5. Pulstransformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferbänder (8,9) versilbert sind.

6. Pulstransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (1) eine Paralleldrahtwicklung ist und somit auf der schaltungsmäßigen Niedrigpotential- und der Hochspannungsseite der Sekundärwicklung jeweils zwei Anschlußdrähte (A 2, A 3; E 2, E 3) vorgesehen sind.

7. Pulstransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Anschlußdrähte (A 2, A 3) auf der schaltungs­ mäßigen Niedrigpotentialseite der Sekundärwicklung (1) durch die radiale Unterbrechung (4) der Leitlackschicht (3) und der/die Anschlußdrähte (E 2, E 3) auf der schaltungsmäßigen Hochspannungsseite der Sekundärwicklung über einen Hochspannungsanschlußdom (5) auf einer der Unterbrechung (4) gegenüberliegenden Ausbuchtung (6) des Isolierstoffkörpers (2) frei herausgeführt sind.

8. Pulstransformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung bei der direkten Steuerung eines Oszillators eines Millimeterwellen-Pulsradargeräts.

9. Pulstransformator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator ein Magnetron-Oszillator ist, und daß die Sekundärwicklung (1) gleichzeitig den Heizstrom des Magnetrons führt.