DE69700485T2

DE69700485T2 - Wandlertransformator

Info

Publication number: DE69700485T2
Application number: DE69700485T
Authority: DE
Inventors: Tooru 108 Winbel Corlus Funabashi Honma
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1996-04-27
Filing date: 1997-04-15
Publication date: 2000-05-11
Anticipated expiration: 2017-04-16
Also published as: DE69700485D1; MY126309A; US6075431A; EP0803883A1; JP2974967B2; US5933332A; JPH09293613A; EP0803883B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wandlertransformator, der in einem Sperr- Regler oder dergleichen verwendet wird, der die Schaltung eines Rücklaufwandlers verwendet.

Beschreibung des Standes der Technik:

Wie in Fig. 6 gezeigt, hat die Schaltung eines Rücklaufwandlers vom allgemeinen Typ einen Wandlertransformator T, eine Eingangsgleichrichterschaltung BR1 für das Gleichrichten einer Eingangsspannung Vin, eine Sicherung F1, eine Antriebskontrolle und eine Überspannungsschutzschaltung CNT1, einen optoelektronischen Koppler, der aus einem lichtemittierenden Element PC1-2 und einem lichtaufnehmenden Element PC1-1 besteht, ein Hauptschaltelement Q1, einen ausgangsbestimmenden Schaltkreis REF1, Widerstände R1 bis R7, Kapazitoren C1 bis C6, Dioden D1 bis D4, und einen Induktor L1 und dergleichen.
Dieser Transformator T hat Primärwindungen, die aus einer primären Anregungswicklung P1 und einer primären Hilfswicklung P2 bestehen, und sekundäre Wicklungen, die aus einer sekundären Wicklung S1 zur Erzeugung einer Hauptbetriebsspannung und einer weiteren Sekundärwicklung S2 zur Erzeugung einer weiteren Betriebsspannung bestehen.
Im Betrieb wird der AC-Eingang Vin durch die eingangsgleichrichtende Schaltung BR1 gleichgerichtet und durch den Kondensator C1 geglättet, um in eine DC- Spannung umgewandelt zu werden. Diese DC-Spannung ist die Eingangsspannung des Wandlertransformators.
Der Kondensator C4 wird durch einen Startstrom beladen, der durch den Startwiderstand R1 fließt, um die Antriebskontrolle und die Überschaltungsschutzschaltung CNT1 zu betätigen. Anschließend wird der Hauptschalter Q1 angeschaltet und eine Eingangsspannung wird auf die primäre Anregungswicklung P1 des Wandlertransformators T eingeprägt. In diesem Zustand sind die Dioden D2, D3 und D4 abgeschalten und die ganze der primären Anregungswicklung P1 zugeführte Energie wird in dem Wandlertransformator T akkumuliert.
Anschließend wird das Hauptschaltelement Q1 abgeschaltet und die Dioden D2, D3 und D4 werden eingeschaltet. Die in dem Wandlertransformator T akkumulierte Energie wird von der primären Hilfswicklung P2 zu der Leistungsquellenspannungsleitung der Antriebskontrolle und dem Überspannungsschutzstromkreis CNT1 geführt und von der sekundären Wicklung 51 entladen, welche die Hauptbetriebsspannung erzeugt, und eine weitere sekundäre Wicklung 52, welche eine weitere Betriebsspannung zu der sekundären Ausgangsseite erzeugt.
Die Anschalt/Abschaltkontrolle des Hauptschaltungselementes Q1 wird auf die folgende Weise hergestellt. Die ausgangsbestimmende Schaltung REF1, die mit der Ausgangsseite der sekundären Wicklung 51 verbunden ist, welche die Hauptbetriebsspannung erzeugt, bestimmt die Ausgangsspannung der sekundären Wicklung 51, welche die Hauptbetriebsspannung erzeugt. Das demodulierte Signal wird zu dem Antriebskontroll- bzw. -steuerungs- und Überspannungsschutzstromkreis bzw. -schaltung CNT1 durch den optoelektronischen Koppler zurückgeführt, der aus dem lichtemittierenden Element PC1-2 und dem lichtaufnehmenden Teil PC1-1 besteht. Das rückgekoppelte Signal von der Antriebskontroll- und Überspannungsschutzschaltung CNT1 kontrolliert den Antrieb des Hauptschaltelements Q1, das mit der primären Anregungswicklung P1 so verbunden ist, daß die Ausgangsspannung der sekundären Wicklung S1, welche die Hauptbetriebsspannung erzeugt, stabilisiert wird.
Der herkömmliche Wandlertransformator, welcher durch einen Rücklaufwandlerstromkreis oder dergleichen arbeitet, hat eine wie in den Fig. 7 A und 7B oder Fig. 8A und 8B gezeigte Struktur. In den Fig. 7A und 7B (vgl. JP Gebrauchsmuster 4- 133411) sind jeweils eine Querschnittsansicht und ein Schaltungsdiagramm eines herkömmlichen Wandlertransformators gezeigt. Der Transformator beinhaltet eine Spule 2 mit einem darin eingefügten Magnetkern 1 und eine Vielzahl von darauf ausgebildeten Flanschen 2a bis 2d. Die Kammern 3a bis 3c sind zwischen den benachbarten Flanschen 2a bis 2d auf der Spule 2 individuell definiert. Die primären Anregungswindungen bestehen aus einer primären Anregungswicklung P1-1, die auf eine Kammer 3a gewunden bzw. gewickelt ist, und einer weiteren primären Anregungswicklung P1-2, die auf einer weiteren Kammer 3c gewickelt ist. Die primäre Hilfswicklung P2, welche eine der primären Wicklungen ist, ist an dem Außenumfang der primären Anregungswicklung P1-1 gewickelt. Die sekundären Wicklungen 51 und 52 sind auf eine überlappende Weise auf der Kammer 3b zwischen den Kammern 3a und 3c gewickelt, auf welchen die primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 individuell gewickelt sind. Diese Anordnung sichert die den Sicherheitsstandard entsprechende elektrische Isolation.
Wenn die Streuinduktivität der primären Wicklungen P1 (P1-1 und P1-2) und P2 und die sekundären Wicklungen 51 und 52 groß sind, wird eine große Spike- bzw. Impulsspannung in den Wicklungen P1, P2, 51 und 52 beim Abschalten des Hauptschaltelements Q1 erzeugt. Um die Streuinduktivität sv klein wie möglich zu machen, werden die primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 individuell um die verschiedenen Kammern 3a und 3c gewickelt und die sekundären Wicklungen 51 und 52 werden auf der Kammer 3b zwischen den Kammern 3a und 3c wie vorstehend beschrieben gewickelt.
In den Fig. 8A und 8B (vgl. US-A-4,500,833) sind eine Querschnittsansicht und ein Schaltungsdiagramm eines weiteren herkömmlichen Wandlertransformators gezeigt. In diesem Transformator werden die primären Wicklungen P1 und die sekundären Wicklungen S1 und S2 in die primären Wicklungen P1-1, P1-2 und P1-3 und die sekundären Wicklungen S1-1, S1-2, S2-1 und S2-2, welche mehr sind als die der in den Fig. 7 A und 7B gezeigten Transformatoren, geteilt. Die primären Wicklungen P1-1, P1-2 und P1-3 werden in Reihe geschaltet und jeweils auf jeder der anderen Kammern 3a, 3c und 3e gewickelt. Ein Paar der sekundären Wicklungen S1-1 und S1-2 werden in Reihe geschaltet, wohingegen ein anderes Paar der sekundären Wicklungen S2-1 und S2-2 parallel geschaltet werden. Die sekundären Wicklungen S1-1 und S1-2 werden jeweils auf der Kammer 3b zwischen den Kammern 3a und 3c und auf der Kammer 3d zwischen den Kammern 3c und 3e gewickelt. Weiter werden die sekundären Wicklungen S2-1 und S2-2 jeweils um die sekundäre Wicklung S1-1 auf der Kammer 3b und um die sekundäre Wicklung S1-2 auf der Kammer 3d gewickelt. Die primäre Hilfswicklung P2 wird am Außenumfang einer der so getrennten primären Wicklungen P1-2 gewickelt.
In diesem herkömmlichen Wandlertransformator ist die primäre Hilfswicklung P2 eine wichtige Wicklung, welche eine elektrische Spannung an der Antriebskontroll- und Überspannungsschutzschaltung CNT1 bereitstellt, um das Hauptschaltelement Q1 wie in Fig. 6 gezeigt zu kontrollieren. Wenn daher die Spike- bzw. Impulsspannung Vs in der primären Hilfswicklung P2 nach Abschalten des Hauptschaltelements Q1 wie in Fig. 9 gezeigt erzeugt wird, kann der Rücklaufwandlerstromkreis nicht stabil kontrolliert werden, mit dem Ergebnis, daß das Hauptschaltelement Q1 nicht geeignet arbeitet oder der in dem Rücklaufwandlerstromkreis angeordnete Überspannungsschaltkreisabschnitt irrtümlich arbeitet.
Um die in der primären Hilfswicklung P2 in dem herkömmlichen Wandlertransformator erzeugte Spikespannung zu unterdrücken, ist es notwendig, daß der Induktor L1, der Widerstand R4 und dergleichen in Reihe zu der primären Hilfswicklung P2 geschaltet sind, oder ein aus dem Widerstand R3 und dem Kondensator C3 bestehender Dämpferschaltkreis mit der primären Hilfswicklung P2 parallel geschaltet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen in einem Rücklaufwandler verwendeten Rücklaufwandlertransformator bereitzustellen, in welchem die in der primären Hilfswicklung erzeugte Spikespannung verringert werden kann, um den Dämpferschaltkreis zu vereinfachen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wandlertransformator bereitzustellen, welcher keine Schaltkreiskomponenten zum Unterdrücken der Spikespannung der primären Hilfswicklung aufweist oder der nur eine geringe Anzahl von solchen Schaltkreiskomponenten zum Unterdrücken der Spikespannung verwendet, was in der Verringerung der Zahl der Komponenten für den Transformator und zur Verkleinerung der Komponenten führt, wodurch die Kosten des Transformators verringert werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wandlertransformator bereitzustellen, in welchem eine extrem hohe elektrische Isolierung zwischen der primären Hilfswicklung und der primären Anregungswicklung erreicht wird, wodurch die Zuverlässigkeit bzw. Betriebssicherheit des Transformators verbessert wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wandlertransformator bereitzustellen, in welchem die Spikespannung extrem verringert ist, wenn die Ladungsspannung Null oder sehr klein ist.
Um diese Aufgaben zu erfüllen, enthält der Wandlertransformator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine aus einem Harz bestehende Spule und weist einen Außenumfang und zumindest vier im Tandem gebildete Flansche auf dem Außenumfang auf, wobei zumindest drei Kammern zwischen den benachbarten Flanschen definiert werden, eine primäre Hilfswicklung zur Zufuhr von elektrischer Leistung zu einer Antriebssteuerungs- und Überspannungsschutzschaltung, wobei die primäre Hilfswicklung um eine der Kammern gewickelt ist, eine primäre Anregungswicklung, die um eine weitere Kammer gewickelt ist, welche durch eine oder zwei Kammern von den primären Hilfswicklungen getrennt ist, zumindest eine sekundäre Wicklung, welche immer elektrische Leistung verbraucht und welche um eine der Kammern zwischen der primären Hilfswicklung und der primären Anregungswicklung gewickelt ist.
In der vorliegenden Erfindung ist die primäre Hilfswicklung nicht auf die primäre Anregungswicklung gewickelt, sondern auf eine Kammer, welche durch eine oder zwei Kammern (nachfolgend als "Zwischenkammer" bezeichnet) von der Kammer getrennt ist, auf welche die primäre Anregungswicklung gewickelt ist. Diese Anord nung schwächt die magnetische Verbindung zwischen der primären Anregungswicklung und der primären Hilfswicklung. Da die sekundäre Wicklung oder primäre Wicklung, welche immer elektrischen Strom verbraucht, um die Zwischenkammer gewickelt ist, wird die magnetische Verbindung zwischen der primären Hilfswicklung und der um die Zwischenkammer gewickelten Wicklung erhöht und die Existenz der Wicklung auf der Zwischenkammer schwächt weiter die magnetische Verbindung zwischen der primären Anregungswicklung und der primären Hilfswicklung. Auf diese Weise kann die in der primären Hilfswicklung erzeugte Spikespannung verringert werden.
Die Verringerung der Spikespannung ermöglicht die leichte Steuerung der Rücklaufwandlerschaltung und verhindert die Überspannungsstromschaltung vom irrtümlichen Betrieb. Aus diesem Grund können die Schaltkreiskomponenten zum Unterdrücken der Spikeschaltung eliminiert werden oder die Zahl solcher Komponenten verringert werden. Als ein Ergebnis ist die Zahl der Komponenten verringert und/oder können die Komponenten verkleinert werden. Dies führt zu einer Erniedrigung der Kosten des Transformators.
Wenn die primäre Hilfswicklung und die primäre Anregungswicklung auf die verschiedenen Kammern gewickelt werden, wird die elektrische Isolation zwischen der primären Hilfswicklung und der primären Anregungswicklung deutlich verbessert und kann so die Betriebssicherheit des Transformators erhöht werden.
Auf der Zwischenkammer, welche zwischen den Kammern angeordnet ist, auf welchen die primäre Anregungswicklung und die primäre Hilfswicklung gewickelt sind, wird zumindest eine der primären Wicklungen anstelle der sekundären Wicklung gewickelt, welche elektrische Leistung verbraucht und welche verschieden von der vorstehend erwähnten primären Wicklung ist. Diese Anordnung verringert die Spikespannung deutlich.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Wandlertransformator bereitgestellt, enthaltend eine Spule aus einem Harz und mit einem Außenumfang und fünf im Tandem an dem Außenumfang gebildeten Flanschen; zumindest vier zwischen den benachbarten Flanschen definierten Kammern, einer primären Hilfswicklung zur Zufuhr elektrischer Leistung zu einem Antriebssteuerungs- und Überspannungsstromkreis bzw. -schaltung, wobei die primäre Hilfswicklung auf eine der Kammern gewickelt ist, eine primären Anregungswicklung, welche auf eine andere Kammer gewickelt ist, welche durch eine oder zwei Kammern von der primären Hilfswicklung getrennt ist, zumindest eine sekundären Wicklung, die in zumindest zwei getrennte Wicklungen getrennt ist, wobei eine von diesen getrennten Wicklungen auf der Kammer zwischen der primären Hilfswicklung und der primären Anregungswicklung gewickelt ist, und die andere der getrennten Wicklungen auf einer anderen als den Kammern gewickelt ist, auf welchen die primäre Hilfswicklung, die primäre Anregungswicklung und die eine der getrennten Wicklungen gewickelt sind und wobei eine der getrennten Wicklungen parallel zu zumindest einer der anderen der getrennten Wicklungen geschaltet ist. In dieser Anordnung fließt ein Strom durch die sekundären Wicklungen, die in Reihe geschalten sind, so daß die Spikespannung deutlich verringert werden kann, wenn die Belastungsspannung Null oder sehr klein ist.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Wandlertransformators gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1B ist ein Schaltdiagramm der Ausführungsform gemäß Fig. 1A;
Fig. 2A ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Wandlertransformators gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2B ist ein Schaltkreisdiagramm der Ausführungsform gemäß Fig. 2A;
Fig. 3A ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform des Wandlertransformators gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3B ist ein Schaltdiagramm der Ausführungsform gemäß Fig. 3A;
Fig. 4 ist ein Vergleichsdiagramm der Spikespannung/Beladungsspannungen zwischen den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und des Standes der Technik;
Fig. 5A ist eine weitere Ausführungsform des Wandlertransformators gemäß der vorliegenden Erfindung
Fig. 56 ist ein Schaltdiagramm der Ausführungsform gemäß Fig. 5A;
Fig. 6 ist ein Schaltdiagramm eines Rücklaufwandlers vom allgemeinen Typ;
Fig. 7A ist eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen Wandlertransformators;
Fig. 7B ist ein Schaltdiagramm gemäß Fig. 7A;
Fig. 8A ist eine Querschnittsansicht eines weiteren herkömmlichen Wandlertransformators;
Fig. 8B ist ein Schaltdiagramm gemäß Fig. 8A; und
Fig. 9 ist eine Ansicht, die eine Anschalt/Abschalt-Zeitwellenform des Schaltelements eines Rücklaufwandlers und eine Betriebswellenform der primären Hilfswicklung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine erste Ausführungsform des Wandlertransformators gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1A gezeigt, welche eine Querschnittsansicht ist, und Fig. 1B, welche eine Schaltdiagramm ist. Der Transformator hat einen Magnetkern 1 und eine Spule 2, in welcher der Magnetkern 1 eingefügt ist. Die Flansche 2a bis 2f sind im Tandem an dem Außenumfang der Spule 2 gebildet. Die Kammern 3a bis 3e sind getrennt zwischen den benachbarten Flanschen 2a bis 2f definiert, so daß sie voneinander getrennt vorgesehen sind. Auf der Kammer 3a an einem der entferntesten Enden der Spule 2 ist nur eine primäre Hilfswicklung P2 gewickelt. Die primären Anregungswicklungen enthalten zwei getrennte primäre Anregungswicklungen P1-1 und P1-2, die auf die Kammern 3c und 3e gewickelt sind. Hier sind die Kammern 3a, 3c und 3e mit den dazwischen angeordneten Kammern 3b und 3d angeordnet. Die getrennten primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 sind in Reihe geschaltet. Jedoch können sie auch parallel geschaltet sein.
Eine zweite Wicklung S1, welche die Hauptbetriebsspannung erzeugt, ist nicht getrennt, aber ist auf eine der Kammern 3d gewickelt. Eine zweite Wicklung S2, welche eine weitere Betriebsspannung erzeugt, ist nicht getrennt und auf der Kammer 3b zwischen den Kammern 3a und 3c, auf welchen die primäre Hilfswicklung P2 und die primäre Anregungswicklung P1-1 gewickelt sind, angeordnet. Mit der zweiten Wicklung 52 ist ein Dummy oder eine Last bzw. Beladung 4 verbunden, welche immer die elektrische Energie verbraucht, so daß die zweite Wicklung S2 immer die elektrische Energie verbraucht.
Auf diese Weise ist die primäre Hilfswicklung P2 nicht auf die primäre Anregungswicklung P1-1 oder P1-2 gewickelt, sondern auf die Kammer 3a gewickelt, welche getrennt von den Kammern 3c und 3e, auf welchen die primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 gewickelt sind, angeordnet. Aufgrund dieser Anordnung ist die magnetische Verbindung zwischen den primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 und der primären Hilfswicklung P2 geschwächt.
Die primäre Hilfswicklung P2 ist auf die Kammer 3a gewickelt, die benachbart zu der Kammer 3b angeordnet, auf welche die zweite Wicklung 52, die immer die elektrische Leistung verbraucht, gewickelt ist. Aus diesem Grund ist die magnetische Verbindung zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der sekundären Hilfswicklung 52 stark, und die magnetische Verbindung zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der primären Anregungswicklung P1-1 weiter geschwächt, wodurch die Spikespannung Vs, wie in Fig. 9 gezeigt, verringert werden kann. Die Verringerung der Spikespannung Vs erlaubt die leichte Steuerung des Rücklaufwandlerstromkreises und verhindert einen irrtümlichen Betrieb der Überspannungsschutzschaltung. So können der Induktor L1, der Widerstand R4 und dergleichen zur Unterdrückung der Spikespannung Vs der primären Hilfswicklung P2, wie in Fig. 6 gezeigt, oder der Dämpferschaltkreis (der Kondensator C3 und der Widerstand R3) entfernt oder in der Anzahl verringert werden. Als ein Ergebnis kann die Zahl der Komponenten des Transformators verringert und/oder die Komponenten können verkleinert werden, was zu der Verringerung der Kosten des Transformators führt. Wenn die primäre Hilfswicklung P2 und die primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 auf die verschiedenen Kammern 3a, 3c und 3e gewickelt werden, wird die elektrische Isolation zwischen der primären Hilfswicklung P2 und den primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 deutlich verbessert, wodurch die Betriebssicherheit des Transformators erhöht wird.
Da die zweite Wicklung 51 auf die Kammer 3d zwischen den Kammern 3c und 3e, auf welche die getrennten primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2 gewickelt sind, gewickelt ist, kann die Streuaktivität zwischen den Wicklungen P1-1, P1-2 und S1 verringert werden, wodurch die in diesen Wicklungen erzeugte Spikespannung verringert wird. Die primären Anregungswicklungen bestehen aus nur zwei getrennten primären Anregungswicklungen P1-1 und P1-2. So wird die Zahl der Wicklungen des Wandlertransformators auf ein Minimum beschränkt, so daß ein kleiner und billiger Wandlertransformator, in welchem die Zahl der terminalen Pins des Wandlertransformators auf ein Minimum beschränkt ist, bereitgestellt wird.
Die Fig. 2A und 2B sind eine Querschnittsansicht und ein Schaltdiagramm einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform hat vier Kammern 3a bis 3d, die zwischen den Flanschen 2a bis 2e definiert sind. Eine primäre Anregungswicklung P1 ist nicht getrennt und ist nur auf eine Kammer 3c gewickelt, wohingegen die zweiten Wicklungen, welche die Hauptbetriebsspannung erzeugen, aus zwei getrennten sekundären Wicklungen 51-1 und 51-2 bestehen, die auf die Kammern 3b und 3d auf beiden Seiten der Kammern 3c für die primäre Anregungswicklung P1 gewickelt sind. Die Kammer 3b für eine der getrennten sekundären Wicklungen, S1-1, ist benachbart zu der Kammer 3a angeordnet, auf welcher die primäre Hilfswicklung P2 gewickelt ist, und die getrennten sekundären Wicklungen S1-1 und S1-2 sind parallel geschaltet. Eine sekundäre Wicklung S2, welche eine weitere Betriebsspannung erzeugt, ist auf dem Außenumfang der getrennten sekundären Wicklung S1-2 gewickelt.
Die Anordnung der sekundären Wicklung S1-1 auf der Kammer 3b zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der primären Anregungswicklung P1 schwächt die magnetische Verbindung zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der primären Anregungswicklung P1. Sogar wenn eine spezifische Last nicht besteht, verursacht die parallele Verbindung zwischen den getrennten sekundären Wicklungen S1-1 und S1-2 einen reaktiven Stromfluss, um durch die Wicklungen S1-1 und S1-2 in Abhängigkeit von den Unterschieden der Induktivitäten, die von dem Unterschied der Wicklungspositionen oder dgl. der Wicklungen S1-1 und S1-2 erzeugt werden, zu fließen. So wird die magnetische Verbindung zwischen der primären Anregungswicklung P1 und der primären Hilfswicklung P2 weiter verringert, so daß die Spikespannung Vs deutlich verringert ist. Ähnlich zu dem Fall der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erlaubt dies die leichte Kontrolle des Rückflusswandlers, Verhinderung eines irrtümlichen Betriebs des Überspannungsschutzschaltkreises, Verringerung der Zahl der Teile wie die Dämpferschaltung, Verkleinerung der Teile und Verringerung der Kosten. Da die primäre Hilfswicklung P2 und die primäre Anregungswicklung P1 auf verschiedenen Kammern 3a und 3c gewickelt sind, ist die elektrische Isolation zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der primären Anregungswicklung P1 deutlich verringert, wodurch eine verbesserte Betriebsfähigkeit erreicht wird.
Die Anordnung der primären Wicklung P1 zwischen den sekundären Wicklungen S1-1 und S1-2 kann die Streuinduktivität verringern, wodurch die in den Wicklungen P1, S1-1 und S1-2 erzeugten Spikespannungen verringert werden können. Da weiter die sekundäre Wicklung in nur zwei sekundäre Wicklungen S1-1 und S1-2 geteilt wird, ist die Zahl der Wicklungen des Wandlertransformators auf ein Minimum beschränkt. Auf diese Weise kann ein kleiner und billiger Wandlertransformator bereitgestellt werden, welcher in der Zahl der endständigen Pins des Wandlertransformators auch auf ein Minimum beschränkt ist.
Die Fig. 3A und 3B sind eine Querschnittsansicht und ein Schaltdiagramm einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Unterschiede von dieser Ausführungsform zu der Ausführungsform gemäß den Fig. 2A und 2B sind so, daß die sekundären Wicklungen S2, welche eine weitere Betriebsspannung erzeugen, auch zwei sekundäre Wicklungen S2-1 und S2-2 umfassen, und ein Paar der sekundären Wicklungen S1-1 und 2-1 auf eine Kammer 3b gewickelt werden, so daß die eine die andere überlappt, daß die primäre Hilfswicklung P2 und die primäre Anregungswicklung P1 auf beiden Seiten der sekundären Wicklungen S1-1 und S2-1 angeord net werden, und daß das andere Paar der sekundären Wicklungsabschnitte S1-2 und S2-2 auf einer Kammer 3d gewickelt werden, so daß die eine die andere überlappt. Das vorher erwähnte Paar der sekundären Wicklungen S1-1 und S2-2 sind in Reihe geschaltet, wohingegen das letztere Paar der getrennten sekundären Wicklungen S2-1 und S2-2 parallel geschaltet wird. Unter diesen Bedingungen fließt ein Reaktivstrom durch diese sekundären Wicklungsabschnitte S2-1 und S2-2, die in Reihe geschaltet sind, sogar wenn keine elektrische Leistung aus den zweiten Wicklungen S1-1, S1-2, S2-1 und S2-2 erhalten wird. Dies schwächt weiter die magnetische Verbindung zwischen der primären Anregungswicklung P1 und der primären Hilfswicklung P2, wodurch der Spikespannung Vs der primären Hilfswicklung P2 ebenfalls erlaubt wird, sich zu erniedrigen. Auf diese Weise werden durch diese Anordnung dieselben technischen Wirkungen wie durch die Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 A und 1 B und in den Fig. 2A und 2B erhalten. Auf andere Weise kann der Rücklaufwandler leicht gesteuert werden, der Überspannungsschutzstromkreis bzw. -schaltung kann am irrtümlichen Betrieb gehindert werden, die Zahl der Bestandteile wie der Dämpferschaltkreis kann verringert werden, die Teile können kleingemacht und der Wandlertransformator mit geringen Kosten hergestellt werden. Da die primäre Hilfswicklung P2 und die primäre Anregungswicklung P1 auf die verschiedenen Kammern 3a und 3c gewickelt werden, ist die elektrische Isolation zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der primären Anregungswicklung P1 beträchtlich erhöht, was zu einer hohen Betriebssicherheit führt.
Die Anordnung der primären Anregungswicklung P1 zwischen den sekundären Wicklungen S1-1 und S1-2 stärkt die magnetische Verbindung dazwischen und kann die Streuinduktivität dazwischen verringern. Auf diese Weise können die in den Wicklungen P1, S1-1 und S1-2 erzeugten Spikespannungen ebenfalls verringert werden.
Die sekundären Wicklungen bestehen aus den sekundären Wicklungen S1-1 und S1-2, welche die Hauptbetriebsspannung erzeugen, und den sekundären Wicklungen S2-1 und S2-2, wohingegen die primäre Anregungswicklung P nicht geteilt ist.
So ist im Vergleich zu dem Fall mit der primären Anregungswicklung P1 gemäß Fig. 8 die Zahl der Wicklungen des Wandlertransformators verringert und die Zahl der endständigen Pins des Wandlertransformators ist ebenfalls kleiner gemacht, wodurch ein kleiner und billiger Wandlertransformator bereitgestellt werden kann.
In Fig. 4 sind die Vergleichsbeziehungen der Ladespannungen gegen die Spikespannungs-Verhältnisse zwischen der ersten und der dritten Ausführungsform (mit jeweils Ausführungsform 1, Ausführungsform 2 und Ausführungsform 3 gekennzeichnet) und in zwei Fällen des Standes der Technik (d. h., Stand der Technik 1 gemäß den Fig. 7A und 7B und Stand der Technik 2 gemäß den Fig. 8A und 8B) gezeigt. Die Tests werden unter den Bedingungen durchgeführt, in welchen die Eingangs-AC-Spannung der vorliegenden Erfindung und die des Standes der Technik 100 V ist, die Ausgangsspannungen V1 und V2 der sekundären Wicklungen 51 und 52 jeweils 14 und 6,5 V sind. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, ist die Spikespannung Vs der vorliegenden Erfindung um etwa ein Drittel zu der des Standes der Technik 1 und 2 verringert.
In Ausführungsform 1 wird die Spikespannung Vs schnell verringert, wenn der Laststrom sich innerhalb des Bereiches des Laststromes von 0 A bis im wesentlichen 0,2 A erhöht. In den Ausführungsformen 1 und 2 fließt ein Reaktivstrom sogar, wenn keine Beladung verbunden ist. Wenn der Ladungsstrom Null ist, ist die Spikespannung Vs daher erheblich niedriger als die des Standes der Technik.
In allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist die sekundäre Wicklung S2, S1-1 oder S2-1, welche immer die elektrische Leistung verbraucht, auf der Kammer 3b zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der primären Anregungswicklung P1 oder der primären Anregungswicklung P1-1 vorgesehen. Wie jedoch in den Fig. 5A und 5B gezeigt, welche eine Querschnittsansicht und ein Schaltdiagramm einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, kann eine primäre Wicklung P3, welche eine andere als die primäre Anregungswicklung P1, und die primäre Anregungswicklung P2 ist, und welche immer die elektrische Leistung verbraucht, auf der Kammer 3b vorgesehen sein, welche zwischen der Kammer 3a der primären Hilfswicklung P2 und der Kammer 3c der primären Anregungswicklung P1-1 ist. Weiter kann eine Vielzahl von Kammern zwischen der primären Hilfswicklung P2 und der primären Anregungswicklung P1-1 oder der primären Anregungswicklung P1 vorgesehen sein, und primäre Wicklungen oder die sekundären Wicklungen, die immer die elektrische Leistung verbrauchen, können darauf gewickelt werden.
In den ersten bis dritten Ausführungsformen gemäß den Fig. 1A und 1 B, Fig. 2A und 2B und Fig. 3A und 3B werden die Kammern 3a bis 3e individuell hergestellt und können Verbindungsflächen a bis d aufweisen, wie die der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 5A, und die benachbarten Verbindungsflächen a bis d der Kammern 3a bis 3e können mittels Verbindungsbestandteilen zusammenhängen, aneinander befestigt oder miteinander fixiert sein. Bei der Herstellung eines Transformators durch Verbindung einer Vielzahl von Spulen können verschiedene Wicklungen auf die verschiedenen Spulen gewickelt werden. Auf diese Weise kann die Produktivität und die Betriebswirksamkeit des Transformators verbessert werden. Wenn die Drähte der Wicklungen P1 (oder P1-1 und P1-2), P2, P3, 51 (oder S1-1 und S1-2) und S2 (oder S2-1 und S2-2) den gleichen Durchmesser haben, wird nur eine Art von Draht verwendet, was zu einer leichten Handhabung und Steuerung und geringen Herstellungskosten eines Transformators führt.

Claims

1. Wandlertransformator enthaltend:

eine Spule (2) aus einem Harz und mit einem Außenumfang und zumindest vier im Tandem auf diesem Außenumfang gebildeten Flanschen,

zumindest drei zwischen den benachbarten Flanschen (2a bis 2f) definierten Kammern (3a bis 3d)

eine primäre Hilfswicklung (P2) zum Liefern elektrischer Energie zu einem/r Antriebssteuerungs - und Überspannungsschutzstromkreis bzw. - schaltung, wobei die primäre Wicklung (P2) auf einer der Kammern (3a) gewickelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

eine primäre Anregungswicklung (P1-1 oder P1) auf eine weitere der Kammern (3c) gewickelt ist, welche durch zumindest eine oder zwei Kammern von der primären Hilfswicklung (P2) getrennt ist, und

zumindest eine zweite Wicklung (S2), welche immer elektrische Energie verbraucht, auf einer der Kammern (3b) zwischen der primären Hilfswicklung (P2) und der primären Anregungswicklung (P1-1 oder P1) gewickelt ist.

2. Wandlertransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine andere primäre Wicklung (P3), welche die elektrische Energie verbraucht, auf der Kammer (3b) zwischen der primären Anregungswicklung (P1-1) und der primären Hilfswicklung (P2) anstelle der zweiten Wicklung (S2), welche die elektrische Energie verbraucht, gewickelt ist.

3. Wandlertransformator nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch zumindest fünf im Tandem auf dem Außenumfang gebildete Flansche (2a bis 2f),

zumindest vier zwischen den benachbarten Flanschen definierte Kammern (3a bis 3e),

zumindest eine in zumindest zwei getrennte Wicklungen (S1-1, S1-2, oder S2-1, S2-2) getrennte sekundäre Wicklungen, wobei eine dieser getrennten Wicklungen (S1-1 oder S2-1) auf dieser Kammer (3b) zwischen der primären Hilfswicklung (P2) und der primären Anregungswicklung (P1) gewickelt ist, und die andere der getrennten Wicklungen (S1-2 oder S2-2) auf einer anderen Kammer (3d) zu den Kammern (3a bis 3c, 3e) gewickelt ist, wobei die primäre Hilfswicklung (P2), die primäre Anregungswicklung (P1) und die eine der getrennten Wicklungen (S1-1 oder S2-1) gewickelt sind, und

wobei eine der getrennten Wicklungen (S1-1 oder S2-1) parallel mit der zumindest einen der anderen getrennten Wicklungen (S1-2 oder S2-2) verbunden ist.