DE3913558A1 - Ferrittransformator mit mindestens einer primaeren und einer sekundaeren wicklung - Google Patents
Ferrittransformator mit mindestens einer primaeren und einer sekundaeren wicklungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Ferrittransformator mit zumindest einer primä
ren und einer sekundären Wicklung sowie einem Ferritkern in E-E- bzw. E-
I-Anordnung.
Derartige Ferrittransformatoren sind allgemein bekannt. Im Unterschied zu
Transformatoren, deren Kern aus geschichteten Blechpaketen aufgebaut ist,
sind Ferrittransformatoren für hohe Frequenzen und große Ströme geeignet.
Der Ferritkern besteht entweder aus zwei E-förmigen Kernhälften, deren freie
Schenkelenden aneinandergefügt werden, oder aus einem E-förmigen Kernteil,
an dessen freie Schenkelenden ein I-förmiges Kernteil anschließt, wobei das
E-förmige Kernteil auch von zwei U-förmigen Kernteilen gebildet sein kann.
Primär- und Sekundärwicklungen werden üblicherweise auf einen isolierenden
Spulenkörper aufgebracht. Da der Spulenkörper vom Mittelschenkel des Ferrit
kerns durchgriffen und von den Außenschenkeln umfaßt wird, sind die Ab
messungen des Spulenkörpers und somit des verfügbaren Wickelraumes für jeden
Kerntyp vorgegeben. Die konzentrisch übereinander auf den Spulenkörper auf
gebrachten Wicklungen und die dazwischen erforderlichen Isolierlagen nehmen
erheblichen Wickelraum in Anspruch. Dieser Platzbedarf wird bei dicken
Drahtquerschnitten und/oder verschachteltem Lagenaufbau noch erhöht. Oftmals
muß daher ausschließlich aufgrund des Platzbedarfs des Wicklungsaufbaues auf
den nächstgrößeren Ferritkern mit dem entsprechend größeren Spulenkörper
übergegangen werden, um den Wicklungsaufbau räumlich unterbringen zu können.
Die Größensprünge in den Ferritkerntypenreihen sind jedoch infolge der hohen
Werkzeugkosten, die für jeden Kerntyp anfallen, erheblich, so daß Gewicht
und Bauvolumen des Ferrittransformators sich beträchtlich erhöhen. Hinzu
kommt, daß der beim größeren Kerntyp zur Verfügung stehende große Wickel
raum nur beschränkt genutzt wird, soll der Ferrittransformator nicht lei
stungsmäßig unnötigerweise überdimensioniert werden. Der nicht genutzte Wic
kelraum wird zusätzlich dadurch vergrößert, daß die erforderliche Windungs
zahl proportional mit der Vergrößerung des Kernvolumens abnimmt, während die
realisierbare maximale Leistung des Ferrittransformators proportional mit
dem Kernvolumen steigt.
Ausgehend vom vorbeschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung daher
die Aufgabe zugrunde, einen Ferrittransformator der eingangs genannten
Gattung zu schaffen, der eine verbesserte Anpassung von Wicklungsaufbau und
Ferritkern gestattet, ohne hohe Werkzeugkosten für die Herstellung von
Ferritkernzwischengrößen in Kauf nehmen zu müssen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ferritkern zumin
dest zwei nebeneinander angeordnete Teilkerne aufweist, deren Mittelschenkel
von mindestens einer gemeinsamen primären Wicklung und mindestens einer
gemeinsamen sekundären Wicklung umgriffen werden. Erfindungsgemäß stehen
also für die Auslegung eines Ferrittrafos nicht nur die mit enormen Größen
sprüngen belasteten Ferritkerntypen zur Verfügung, sondern die Ferritkern
größe kann durch Aneinanderreihung einer beliebigen Anzahl von Teilkernen
nahezu beliebig gewählt werden. Somit läßt sich der Ferrittrafo hinsichtlich
Leistung und Windungszahlen für die jeweiligen Anforderungen optimieren,
ohne daß hohe Werkzeugkosten für Ferritkernzwischengrößen investiert werden
müßten.
Die erfindungsgemäß vorzugsweise miteinander verklebten Teilkerne weisen
zweckmäßig jeweils die gleiche Breite auf, so daß für eine große Palette von
Ferrittransformatorentypen nur ein einziger Teilkerntyp erforderlich ist.
Bei Wahl einer hinreichend kleinen Teilkernbreite ist bei Inkaufnahme gewis
ser Toleranzen praktisch jedes sinnvolle Kernvolumen realisierbar. Um bei
nicht zu kleiner Teilkernbreite dennoch vorgegebene Toleranzen bezüglich des
Kernvolumens einhalten zu können, können gegebenenfalls Teilkerne unter
schiedlicher Breite kombiniert werden.
Obwohl es in der Mehrzahl der Anwendungsfälle sicherlich sinnvoll ist, die
nebeneinander angeordneten Teilkerne aus dem gleichen Ferritmaterial aufzu
bauen, kann es in Einzelfällen zur Erreichung sehr spezieller magnetischer
Eigenschaften des Ferritkerns Vorteile bringen, wenn Teilkerne mit unter
schiedlichen Materialkonstanten kombiniert werden.
Eine Veränderung der magnetischen Eigenschaften des Ferritkerns kann erfin
dungsgemäß auch dadurch bewirkt werden, daß der/die Mittelschenkel zumindest
eines Teilkernes unter Bildung eines Luftspaltes hinsichtlich seiner/ihrer
Länge verkürzt ausgebildet ist/sind.
Eine vorteilhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ferrittransforma
tors kennzeichnet sich dadurch, daß der/die Mittelschenkel eines oder mehre
rer Teilkerne unter Bildung eines Spaltes zwischen benachbarten Mittelschen
keln hinsichtlich ihrer Breite ein oder beidseitig verkürzt ausgebildet
sind. In den Spalt kann eine Zusatzwicklung eingelegt werden, die nur einen
Teil der Mittelschenkel der Teilkerne umschließt, so daß durch die bereichs
weise Veränderung des magnetischen Feldes auch ungerade Übersetzungsverhält
nisse möglich sind.
Eine weitere Möglichkeit der bereichsweisen Veränderung des magnetischen
Feldes ergibt sich, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zumindest
ein Teilkern durch zwei Kernteile ohne Mittelschenkel ersetzt wird, wobei
die Anordnung so getroffen wird, daß die beiden aneinander anliegenden
Außenschenkel dieser Kernteile zusammen den Mittelschenkel bilden und die
Außenschenkel eines Kernteiles vorzugsweise den gleichen Abstand zueinander
aufweisen wie die Außenschenkel der Teilkerne. Wenn bei dieser Anordnung zu
mindest ein freier Außenschenkel eine Zusatzwicklung aufnimmt, sind auch
durch diese Maßnahmen ungerade Übersetzungsverhältnisse möglich.
Bei bestimmten Bauarten von Stromversorgungen bewirkt eine magnetische Inte
gration von Ferrittransformator und Ein- und/oder Ausgangsdrossel regelungs
technische Vorteile. Eine derartige magnetische Integration läßt sich bei
einem erfindungsgemäßen Ferrittransformator auf einfache Weise dadurch be
werkstelligen, daß zumindest ein Teilkern durch zwei derart angeordnete
Teilkerne ersetzt wird, daß ihre aneinander anliegenden Außenschenkel zusam
men den Mittelschenkel bilden. Bei dieser Anordnung kann z. B. ein freier
Außenschenkel die Eingangsdrossel und der andere freie Außenschenkel die
Ausgangsdrossel aufnehmen.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Ferrittransformators
ergibt sich, wenn die einzelnen Wicklungen parallel zur Trennebene des Fer
ritkerns nebeneinander angeordnet werden. Hierbei können sowohl Wicklungen,
die als Leiterbildwicklungen auf plattenartigen Isolierstoffträgern ausge
bildet sind, als auch Wicklungen, deren Windungen als etwa u- oder c-förmige
Stanzteile ausgeführt sind, Verwendung finden. Eine weitere verwendbare Wic
klungsart weist Windungen auf, die spiralförmig in einen Isolierkörper ein
gegossen sind. All diese Wicklungsarten weisen den Vorteil auf, daß sie
für alle gängigen erfindungsgemäßen Ferritkerne mit entsprechender Teilkern
zahl und alle gängigen Windungszahlen- und stärken vorgefertigt auf Lager
gelegt werden können. Im Bedarfsfall muß der gewünschte erfindungsgemäße
Ferrittransformatortyp dann lediglich montiert werden, ohne daß aufwendige
Wicklungsarbeiten notwendig sind. Zweckmäßig werden abwechselnd primäre und
sekundäre Wicklungen in den Ferritkern eingelegt. Gegebenenfalls können auch
zwei oder mehr Wicklungen oder Windungen aus Platz- oder Lagerhaltungsgrün
den in Reihe geschaltet werden.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusam
menhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Ferrittransformator in
einer stark schematisierten, vergrößert darge
stellten, isometrischen Ansicht,
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Ferrittransformator in
einer Schnittdarstellung gemäß Linie A-A in Fig.
1,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemä
ßen Ferrittransformators in einer der Fig. 2 ent
sprechenden Schnittdarstellung,
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemä
ßen Ferrittransformators in einer den Fig. 2 u. 3
entsprechenden Schnittdarstellung und
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform eines erfindungsgemä
ßen Ferrittransformators in einer den Fig. 2 bis
4 entsprechenden Schnittdarstellung.
Der erfindungsgemäße Ferrittransformator 1 gemäß den Fig. 1 und 2 besteht
im wesentlichen aus einem Ferritkern 2 und Wicklungen 3. Der Ferritkern 2
weist zwei E-förmige Kernhälften 4 und 5 auf, deren Mittelschenkel 6 und
Außenschenkel 7 aufeinanderzu weisen. Zudem ist der Ferritkern 2 in vier
nebeneinander angeordnete Teilkerne 8 unterteilt, die wiederum von jeweils
zwei Teilkernhälften 9 und 10 gebildet werden. Die Teilkernhälften 9, 10
sind an ihren benachbarten Flächen 11 miteinander verklebt, während die bei
den Kernhälften 4 und 5 an der Trennebene durch nicht dargestellte mecha
nische Mittel federelastisch aneinander gehalten oder ebenfalls verklebt
werden. Im Ausführungsbeispiel weisen die Teilkerne 8 jeweils die gleiche
Breite b auf, die sich zur Gesamtkernbreite B summiert. Auch sind die Teil
kerne 8 bzw. die Teilkernhälften 9, 10 aus dem gleichen Ferritmaterial auf
gebaut. Die Mittelschenkel 6 der Kernhälften 4, 5 liegen über die Gesamt
kernbreite B einander an und werden von den Wicklungen 3 umgriffen.
In Fig. 1 sind der Übersichtlichkeit halber nur zwei Wicklungen 3 darge
stellt. In der Regel werden jedoch mehr als zwei Wicklungen 3 in den Ferrit
kern 2 eingelegt. Die Wicklungen 3 sind als Leiterbildwicklungen 13 ausge
bildet, die auf parallel zur Trennebene 12 neben- bzw. übereinander angeord
neten Isolierstoffträgern 14 aufgebracht sind. An den Leiterbahnenden 15
sind Kontaktstifte 16 oder Drähte angeschlossen, die der weiteren Verkabe
lung des Ferrittransformators dienen. Vorteilhafterweise werden abwechselnd
primäre und sekundäre Wicklungen 3 eingelegt, wobei gegebenenfalls auch meh
rere Wicklungen 3 in Reihe geschaltet werden können, um die Windungszahl zu
erhöhen. Hierbei kann z. B. zwischen zwei in Reihe geschalteten sekundären
Wicklungen 3 eine primäre Wicklung 3 plaziert werden. Die in Fig. 1 zwischen
den beiden Wicklungen 3 dargestellte Isolierlage 17 ist bei entsprechender
Versiegelung der Wicklungen 3 nicht unbedingt erforderlich.
Die Fig. 3 und 4 zeigen zwei stark schematisierte Beispiele erfindungsge
mäßer Ferrittransformatoren 3, bei denen das magnetische Feld zur Erzielung
ungerader Übersetzungsverhältnisse verändert wurde. Dies geschieht gemäß
Fig. 3 dadurch, daß die Mittelschenkel 6 dreier benachbarter Teilkerne 8 un
ter Bildung zweier Spalte 18 hinsichtlich ihrer Breite b gekürzt wurden.
Hierdurch wurde die Möglichkeit geschaffen, zusätzlich zu den gestrichelt
dargestellten Wicklungen 3 eine Zusatzwicklung 20 - strichpunktiert darge
stellt - einzufügen, die den gekürzten Mittelschenkel 19 umgreift und somit
das magnetische Feld in Richtung einer Veränderung des Übersetzungsverhält
nisses beeinflußt.
Ein ähnlicher Effekt wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 mittels
einer anderen Maßnahme hervorgerufen. Bei diesem erfindungsgemäßen Ferrit
transformator 1 ist ein Teilkern 8 durch zwei Kernteile 21 ersetzt, die le
diglich zwei Außenschenkel 7, jedoch keine Mittelschenkel 6 aufweisen. Die
Kernteile 21 weisen - bis auf den fehlenden Mittelschenkel - die gleichen
Abmessungen wie die Teilkerne 8 auf. Die aneinanderliegenden Außenschenkel 7
der Kernteile 21 bilden zusammen das fehlende Teilstück 22 des Mittelschen
kels 6. Auf die freien Außenschenkel 7 sind - strichpunktiert dargestellte -
Zusatzwicklungen 20 aufgesetzt, die das magnetische Feld zwecks Verschiebung
des Übersetzungsverhältnisses verändern.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 gleicht vom Aufbau her demjenigen nach
Fig. 4. Da hier jedoch der Teilkern 8 durch zwei gleichartige Teilkerne 8
mit Mittelschenkel 6 ersetzt wurde, ergibt sich eine andere Wirkungsweise.
Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt die magnetische Integration der ein und/
oder ausgangsseitigen Drosseln 23, 24 (strichpunktiert dargestellt) in den
Ferrittransformator 1.
Bezugszeichenliste
1 Ferrittransformator
2 Ferritkern
3 Wicklungen
4 Kernhälfte, oben
5 Kernhälfte, unten
6 Mittelschenkel
7 Außenschenkel
8 Teilkerne
9 Teilkernhälfte, oben
10 Teilkernhälfte, unten
11 Flächen
12 Trennebene
13 Leiterbildwicklung
14 Isolierstoffträger
15 Leiterbahnenden
16 Kontaktstifte
17 Isolierlage
18 Spalte
19 Mittelschenkel, kurz
20 Zusatzwicklung
21 Kernteile
22 Teilstück
23 Drossel, eingangsseitig
24 Drossel, ausgangsseitig
2 Ferritkern
3 Wicklungen
4 Kernhälfte, oben
5 Kernhälfte, unten
6 Mittelschenkel
7 Außenschenkel
8 Teilkerne
9 Teilkernhälfte, oben
10 Teilkernhälfte, unten
11 Flächen
12 Trennebene
13 Leiterbildwicklung
14 Isolierstoffträger
15 Leiterbahnenden
16 Kontaktstifte
17 Isolierlage
18 Spalte
19 Mittelschenkel, kurz
20 Zusatzwicklung
21 Kernteile
22 Teilstück
23 Drossel, eingangsseitig
24 Drossel, ausgangsseitig
Claims (19)
1. Ferrittransformator mit mindestens einer primären und einer sekundären
Wicklung sowie einem Ferritkern in E-E- bzw. E-I-Anordnung, dadurch
gekennzeichnet, daß der Ferritkern (2) zumindest zwei nebeneinander
angeordnete Teilkerne (8) aufweist, deren Mittelschenkel (6) von minde
stens einer gemeinsamen primären Wicklung (3) und mindestens einer
gemeinsamen sekundären Wicklung (3) umgriffen werden.
2. Ferrittransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
nebeneinander angeordneten Teilkerne (8) miteinander verklebt sind.
3. Ferrittransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die nebeneinander angeordneten Teilkerne (8) jeweils die gleiche Breite
(b) aufweisen.
4. Ferrittransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Teilkerne (8) unterschiedlicher Breite (b) kombinierbar sind.
5. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die nebeneinander angeordneten Teilkerne (8) aus dem glei
chen Ferritmaterial aufgebaut sind.
6. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß Teilkerne (8) mit unterschiedlichen Materialkonstanten
kombinierbar sind.
7. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der/die Mittelschenkel (6) zumindest eines Teilkernes (8)
unter Bildung des Luftspaltes hinsichtlich seiner/ihrer Länge (l) ver
kürzt ausgebildet ist/sind.
8. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der/die Mittelschenkel (6) eines oder mehrerer Teilkerne
(8) unter Bildung eines Spaltes (18) zwischen benachbarten Mittelschen
keln (6) hinsichtlich ihrer Breite (b) ein- oder beidseitig verkürzt
ausgebildet sind.
9. Ferrittransformator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spalt (18) der Aufnahme einer Zusatzwicklung (20) dient, die nur einen
Teil (19) der Mittelschenkel (6) der Teilkerne (8) umschließt.
10. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest ein Teilkern (8) durch zwei Kernteile (21) ohne
Mittelschenkel (6) ersetzt ist, wobei die beiden aneinander anliegenden
Außenschenkel (7) dieser Kernteile (21) zusammen den Mittelschenkel (6)
bilden.
11. Ferrittransformator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Außenschenkel (7) eines Kernteiles (21) den gleichen Abstand zueinander
aufweisen wie die Außenschenkel (7) der Teilkerne (8).
12. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest ein Teilkern (8) durch zwei derart angeordnete
Teilkerne (8) ersetzt wird, daß ihre aneinander anliegenden Außenschen
kel (7) zusammen den Mittelschenkel (6) bilden.
13. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest einer der freien Außenschenkel (7) eine Zusatz
wicklung (20), vorzugsweise eine Drossel (23; 24) aufnimmt.
14. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die einzelnen Wicklungen (3) parallel zur Trennebene (12)
des Ferritkerns (2) nebeneinander angeordnet sind.
15. Ferrittransformator nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Wicklungen
(3), die als Leiterbildwicklungen (13) auf plattenartigen Isolierstoff
trägern (14) ausgebildet sind.
16. Ferrittransformator nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Wicklungen
(3), deren Windungen als etwa u- oder c-förmige Stanzteile ausgebildet
sind.
17. Ferrittransformator nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Wicklungen
(3), deren Windungen spiralförmig in einen Isolierkörper eingegossen
sind.
18. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß abwechselnd primäre und sekundäre Wicklungen (3) in den
Ferritkern (2) eingelegt sind.
19. Ferrittransformator nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß zwei oder mehr Wicklungen (3) oder Windungen in Reihe
geschaltet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893913558 DE3913558A1 (de) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | Ferrittransformator mit mindestens einer primaeren und einer sekundaeren wicklung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893913558 DE3913558A1 (de) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | Ferrittransformator mit mindestens einer primaeren und einer sekundaeren wicklung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3913558A1 true DE3913558A1 (de) | 1990-11-08 |
Family
ID=6379393
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893913558 Withdrawn DE3913558A1 (de) | 1989-04-25 | 1989-04-25 | Ferrittransformator mit mindestens einer primaeren und einer sekundaeren wicklung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3913558A1 (de) |
Cited By (3)
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-
1989
- 1989-04-25 DE DE19893913558 patent/DE3913558A1/de not_active Withdrawn
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Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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8130 | Withdrawal |