DE69724390T2

DE69724390T2 - Transformator für Schaltnetzteil

Info

Publication number: DE69724390T2
Application number: DE69724390T
Authority: DE
Inventors: Jean Michel Bouillot; Thierry Coutureau; Herve Faivre; Denis Larche
Original assignee: Thomson Television Components France SA
Current assignee: Thomson Television Components France SA
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2017-11-19
Also published as: FR2756967B1; NZ329225A; ZA9710786B; KR19980063901A; MY114587A; US5982263A; DE69724390D1; BR9707099A; EP0848396B1; EP0848396A1; ID18334A; MX9709327A; TW350075B; CN1185010A; FR2756967A1; JPH10177922A

Description

Hintergrund
Schaltnetzteile dienen derzeit zur Bestückung der meisten Fernsehgeräte und Monitore mit einer Kathodenstrahlröhre. Diese Netzteile arbeiten mit einer Stromzerhackung, d. h. einer periodischen Unterbrechung eines Stromflusses.
Das Prinzip der Schaltnetzteile von diesem Typ ist derzeit bekannt. Der Artikel "IEE Transaction on Consumer Electronics 473–479" erläutert den Vorteil und das Arbeitsprinzip von Netzteilen dieses Typs. Diese Netzteile enthalten einen Transformator mit Primärwicklungen und Sekundärwicklungen.
Die Erfindung betrifft den Aufbau des Transformators. Ein bekanntes Beispiel eines Transformators dieses Typs für ein Schaltnetzteil ist beschrieben in der Europäischen Patentschrift EP 71008 , angemeldet auf den Namen der Licentia Patent Verwaltung.
Diese Patentschrift beschreibt einen Transformator für ein Schaltnetzteil, in dem die Wicklungen der Primärseite und der Sekundärseite nicht in aufeinanderfolgenden Schichten um einen ferromagnetischen Kern, sondern in nebeneinander liegenden Kammern ausgebildet sind, die axial entlang des Kerns liegen. Jede Kammer ist von der nächsten Kammer durch eine Schicht aus einem Isoliermaterial getrennt. Ein Transformator dieses Typs ist in 1 unter der allgemeinen Bezugsziffer 1 dargestellt.
Er enthält einen Ferritkern 2 aus zwei E-förmigen Ferrit-Kernhälften 3, 4, die über eine Klebeschicht 5 miteinander verbunden sind, um einen rechtwinkligen Torus mit rechteckförmigem Querschnitt zu bilden, an den sich ein in 1 durch einen Spulenkörper 6 verdecktes, zentrales Teil anschließt. Der Spulenkörper 6 ist teilweise in 2 dargestellt. Er enthält einen mittleren Hohlzylinder 7 und Wände 8 senkrecht zu diesem Zylinderkörper. In 2 ist nur eine dieser Wände 8 dargestellt. (Nicht dargestellte) Wicklungen liegen in Kammern 9 zwischen zwei Wänden. Die Drähte 10, 10' dieser Wicklungen sind mit Anschlussstiften oder sogenannten Pins 11, 11' verbunden. Die Primärwicklungen sind mit den Pins 11 und die Sekundärwicklungen mit den Pins 11' verbunden. Alle Anschlusspins 11 für die Primärseite liegen auf der einen Seite des Transformators. Alle Anschlusspins 11' der Sekundärseite liegen auf der anderen Seite des Transformators. Wegen der in 1 gezeigten Perspektive sind nur die Drähte 10 der Primärwicklung und die Pins 11 der Primärwicklung dargestellt. Die Anschlussdrähte 10' für die Sekundärwicklung und die Anschlusspins 11' für die Sekundärwicklung liegen alle für eine einwandfreie Isolierung auf verschiedenen Seiten des Transformators. Die Drähte 10' der Sekundärseite sind mit den Pins 11' der Sekundärseite in einer technischen Weise verbunden, die ähnlich ist zu der Verbindung der Drähte 10 der Primärseite mit den Pins 11 der Primärseite. Der Ausdruck „andere Seite des Transformators" bedeutet, dass die primären Pins 11 und die sekundären Pins 11' zu beiden Seiten einer Symmetrieebene des Kerns liegen. In dem in 1 dargestellten Fall ist dies die Symmetrieebene, die allen drei Zweigen oder Schenkeln der E-förmigen Kernhälften 3, 4 des Kern 2 gemeinsam ist.
Der Ausdruck „Enden 12, 12'" der Primärdrähte 10 und der Sekundärdrähte 10' dient im Folgenden zur Bezeichnung des Teils des Drahtes 10, 10' zwischen dem Ende einer Wicklung und einem Anschlusspin 11 oder 11'. Diese Enden werden in ihrer Lage durch Kerben 13, 13' auf einer Seite der Isolierwände 8 gehalten. Die Kerben 13 oder 13' einer Wand 8 bilden zusammen einen Anschlusskamm 14 der Wand 8.
Die die primären Drähte 10 führenden Kerben 13 der Wände 8 liegen auf derselben Seite wie die primären Anschlusspins 11. Die Kerben 13' der die sekundären Drähte 10' führenden Wände 8 liegen auf derselben Seite wie die Anschlusspins 11' für die Sekundärseite.
Dieser Transformatoraufbau ermöglicht eine gute Isolierung der Primärseite, auch mit "heißer Seite" bezeichnet, von der Sekundärseite, auch mit "kalter Seite" bezeichnet. Diese gute Isolierung ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Primär- und Sekundärwicklungen in Kammern 9 liegen, die durch Isolierwände 8 voneinander isoliert sind, und die Tatsache, dass die Pins 11 der Primärseite und die Pins 11' der Sekundärseite weit voneinander entfernt sind.
Die Streuinduktivitäten bleiben akzeptabel, da die die Primärwicklungen enthaltenden Kammern 9, und die die Sekundärwicklungen enthaltenden Kammern 9' alternierende axiale Lagen haben oder ineinandergeschachtelt sind und es eine ziemlich große Zahl von ihnen gibt. Jedoch nimmt diese Streuinduktivität, wenn alle anderen Dinge gleich bleiben, zu, wenn die Schaltfrequenz zunimmt.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transformator für ein Schaltnetzteil von dem Typ mit Kammern, wie z. B. beschrieben in der Europäischen Patentschrift EP 71008 , mit einer geringen Streuinduktivität und leichter herzustellen, während die verschiedenen Anforderungen der Benutzer dieser Transformatoren berücksichtigt werden und dabei die Qualität der Isolierung in den Transformatoren vom Kammertyp erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung, wie sie im Anspruch 1 beansprucht wird, dadurch gelöst, indem der Spulenkörper entsprechend den Wicklungen ausgebildet wird, die er enthalten soll. Dieser Punkt wird im Folgenden erläutert:
Es war ersichtlich, dass der Spulenkörper aus einem Isoliermaterial besteht. Er enthält einen Hohlzylinder 7. Das Innere dieses Zylinders 7 enthält einen Teil des Magnetkreises des Transformators. Die die Primärseite oder die Sekundärseite bildenden Wicklungen sind um diesen Zylinder ausgebildet. Der Außendurchmesser dieses Zylinders stellt den Innendurchmesser jeder der Teilwicklungen dar, die am nächsten zu diesem Zylinder liegen. Der Außendurchmesser einer Teilwicklung ist der größte Durchmesser dieser Wicklung. Wenn eine zweite Teilwicklung in einer Kammer gebildet wird, in der bereits eine erste Wicklung ausgebildet ist, ist der Innendurchmesser dieser zweiten Wicklung gleich dem Außendurchmes-ser der ersten Wicklung, und sein Außendurchmesser ist der größte Durchmesser dieser Sekundärwicklung. Gemäß der Erfindung sind die Außendurchmesser der in jeder Kammer des Spulenkörpers enthaltenen äußersten Wicklungen gleich. Es sollte bemerkt werden, dass die Verwendung des Ausdrucks „Durchmesser" voraussetzt, dass der Zylinder ein Drehteil-Zylinder ist, d. h. ein Zylinder, dessen Querschnitt aus einem Kreis besteht. Im allgemeineren Fall kann er ein willkürlicher Zylinder sein, d. h., dass das Volumen, das durch eine gerade Linie erzeugt wird, die sich parallel zu sich selbst erstreckt und eine Leitlinie berührt, des z. B. ein Zylinder mit einem rechteckigen oder elliptischen Querschnitt sein kann. In diesem allgemeinen Fall der Ausführungsform der Erfindung fallen die Außenflächen der äußersten Wicklungen in jeder der Kammern alle mit derselben zylinderförmigen Oberfläche zusammen, wobei diese zylinderförmige Oberfläche parallel zu der zylinderförmigen Oberfläche des die innersten Wicklungen aufnehmenden Spulenkörpers liegt.
Zusammenfassung der Erfindung
Zusammenfassend betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Form einen Transformator für ein Schaltnetzteil mit einem Spulenkörper mit einem zylinderförmigen Teil mit einer Achse AA', die Achse AA' schneidenden Trennwänden und Kammern, die durch zwei axial aufeinanderfolgende Trennwände und die Außenfläche des zylinderförmigen Teils begrenzt sind, wobei der Spulenkörper Primärwicklungen und Sekundärwicklungen trägt, jede Kammer wenigstens eine Primärwicklung oder Sekundärwicklung aus einem leitenden Draht enthält, jede Wicklung zwei Seitenflächen aufweist, eine innere Seitenfläche am nächsten zu der Außenseitenfläche des zylinderförmigen Teils des Spulenkörpers, wobei eine der Innenflächen der Wicklungen jeder der Kammern die innerste Fläche der Wicklungen dieser Kammer darstellt, diese innerste Fläche mit der Außenfläche des Spulenkörpers und einer Außenseite zusammenfällt, die die Außenseite dieser von der Außenseite des Spulenkörpers am weitesten entfernten Wicklung ist, wobei eine der Außenflächen der Wicklungen jeder der Kammern die äußerste Oberfläche der Wicklungen dieser Kammer darstellt, und dadurch gekennzeichnet, dass die äußerste Oberfläche der Wicklungen jeder der Kammern alle mit der selben zylinderförmigen Oberfläche parallel zu der Außenfläche des Spulenkörpers zusammenfallen.
Ein Aufbau von diesem Typ unterscheidet sich von dem Stand der Technik darin, dass in den Transformatoren vom Kammertyp für ein Schaltnetzteil nach dem Stand der Technik die Trennwände Kammern begrenzen, deren axiale Längen alle zueinander gleich sind. Gemäß der Erfindung können sich diese axialen Längen von einer Kammer zu einer anderen Kammer ändern, so dass unterschiedliche Zahlen von Windungen der Wicklungen innerhalb einer Kammer Wicklungen bilden, deren äu ßerste Oberflächen mit einer einzigen zylinderförmigen Oberfläche parallel zu der zylinderförmigen Oberfläche des Spulenkörpers zusammenfallen. Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung trägt zur Verringerung der Streuinduktivitäten bei. Eine andere Maßnahme befasst sich außerdem mit der Verringerung dieser Streuinduktivitäten. Das beinhaltet einerseits die Anordnung der Primärwicklungen parallel zueinander und andererseits der Sekundärwicklungen parallel zueinander. Jeder Wicklungsteil, z. B. der Primärwicklungsteil, der zu einer Primärparallelwicklung beiträgt, liegt in einer Primärkammer. Diese Primärkammer liegt neben einer Sekundärkammer, die selbst ein Wicklungsteil enthält, das mit anderen Sekundärwicklungen eine Sekundär-Parallelwicklung darstellt. Dieser Parallelwicklungsaufbau trägt nicht nur zur Verringerung des ohmschen Widerstands der Wicklungen, was bekannt ist, sondern außerdem zur Verringerung der induktiven Verluste durch Vergrößerung der Fläche der gegenüberliegenden Oberflächen der Primär- und der Sekundärwicklungen bei. Der Ausdruck "gegenüberliegende Oberflächen" bedeutet die Wicklungsoberflächen, die parallel zu den Trennwänden liegen. Die Oberflächen werden als "gegenüberliegend" bezeichnet, wenn sie auf beiden Seiten derselben Trennwand liegen.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Die allgemeinste Ausführungsform der Erfindung, die bevorzugte Ausführungsform und deren Varianten werden nunmehr anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben:
Die bereits beschriebene 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines bekannten Transformators.
Die bereits beschriebene 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Spulenkörpers. In diesem Teil ist nur eine der Kammerwände dargestellt.
3 zeigt einen axialen Halbschnitt eines Spulenkörpers und der darin enthaltenen Wicklungen für einen bekannten Transformator.
4 zeigt einen schematischen axialen Halbschnitt eines Spulenkörpers und die darin enthaltenen Wicklungen für einen Transformator gemäß der Erfindung in seiner allgemeinsten Ausführungsform.
5 zeigt eine Draufsicht eines Transformators gemäß der Erfindung.
6 zeigt einen axialen Halbschnitt entlang der Linie VI-VI in 5.
7 zeigt schematisch die Verbindungsmodi für die Wicklungen der Primärseite und der Sekundärseite einer bevorzugten Ausführungsform eines Transformators gemäß der Erfindung.
8 zeigt schematisch die räumliche Lage der in 7 dargestellten Wicklungen in den Kammern des in 6 dargestellten Spulenkörpers.
9 zeigt eine Draufsicht auf eine der Trennwände gemäß dem Stand der Technik.
10 zeigt eine Draufsicht auf wenigstens eine der Trennwände eines Spulenkörpers eines Transformators gemäß der Erfindung.
In allen Figuren sind Bauteile, die dieselben Funktionen erfüllen, mit denselben Bezugsziffern versehen.
3 zeigt einen axialen Halbschnitt eines Spulenkörpers 6 mit Primärwicklungen 15, die in Kammern 9 des Spulenkörpers 6 liegen, und Sekundärwicklungen 16, die in Kammern 9' des Spulenkörpers 6 liegen. Die Kammern 9 und 9' wechseln einander ab, um eine gute Kopplung zu ergeben. Das Volumen jeder Kammer ist begrenzt durch eine Oberfläche 17, die zu dem Hohlzylinder 7 mit der Achse AA' des Spulenkörpers 6 gehört, und durch Wände 8 senkrecht zu der Achse AA'. In dem dargestellten Beispiel gibt es drei Kammern 9 mit Primärwicklungen und drei Kammern 9' mit Sekundärwicklungen. Alle Kammern haben dasselbe Volumen, weil die axialen Abstände von zwei aufeinander folgenden Kammern zueinander gleich sind. Die Primärkammern sind mit 9-1, 9-2, 9-3 bezeichnet. Die Sekundärkammern sind mit 9'-4 , 9'-5, 9'-6 bezeichnet.
Die Kammer 9-1 enthält einen Teil 15a einer Primärarbeitswicklung, die Kammer 9-2 enthält einen anderen Teil 15b derselben Wicklung, und die Kammer 9-3 enthält einen letzten Teil 15c derselben Wicklung. Die Wicklungen 15a, 15b, 15c liegen in Reihe und sind z. B. durch Verschweißung mit Anschlussstiften oder so genannten Pins 11 verbunden. Weitere Primärwicklungen, eine 15e zur Steuerung und die andere 15d für Rückkopplung, liegen in der Kammer 9-2.
Die Kammer 9-2 enthält somit drei Wicklungen oder Wicklungsteile, die übereinander hergestellt sind. Eine zweite Wicklung wird als über einer Wicklung liegend bezeichnet, wenn der Innendurchmesser der zweiten Wicklung gleich dem Außendurchmesser der ersten Wicklung ist.
Die Sekundärkammern enthalten jeweils Wicklungen 16a in der Kammer 9'-4, 16b, in der Kammer 9'-5 und 16c in der Kammer 9'-6. Diese drei ersten Wicklungen der Sekundärseite sind parallel geschaltet und außerdem mit Pins 11', z. B. über Schweißung, mit der Sekundärseite verbunden. In Reihe geschaltete Wicklungsteile 16d, 16e und 16f liegen über den Wicklungen 16a, 16b bzw. 16c. Schließlich liegt eine Wicklung 16g über der Wicklung 16f in der Kammer 9'-6. Im Allgemeinen bestehen die Primär- und die Sekundärwicklungen aus Wicklungs-teilen, die in verschiedenen Kammern liegen und je nach Bedarf in Reihe oder parallel geschaltet sind. Aufbauten dieses Typs haben Zweck der der Optimierung der Primär/Sekundär-Kopplung, der Verringerung der ohmschen Verluste, der Gewinnung der verschiedenen benötigten Spannungen an der Sekundärseite, und die Anordnung ist entsprechend den Kühlmitteln bemessen, um eine akzeptable Betriebstemperatur zu erreichen. Die Anzahl der Windungen der Wicklungen auf der Primärseite und der Sekundärseite ist so gewählt, dass die gewünschten Spannungen an der Sekundärseite entstehen, während die ohmschen Verluste (Kupferverluste) und magnetische oder Streuverluste (Kernverluste) minimiert werden. Auf der Grundlage von durchgeführten Berechnungen und Versuchen werden Transformatoren, die die technischen Eigenschaften des in 3 dargestellten Transformators haben, gebildet, in dem die Wicklungen in der oben beschriebenen Weise erzeugt sind. Bei dem dargestellten Beispiel ist ersichtlich, dass die verschiedenen Außendurchmesser der Wicklungen oder der Wicklungsteile, die am weitesten außerhalb liegen, nicht gleich sind, so dass die Seitenfläche dieser Wicklungen ein gezacktes oder zinnenartiges Aussehen aufweist. Das ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Kammern 9 gleiche Volumina aufweisen. Auf ähnliche Weise sind die Durchmesser der Drähte prinzipiell in Anbetracht ihrer ohmschen Eigenschaften gewählt, und die Überlegungen für die durch die Wicklungen eingenommen Volumina erfolgen nur derart, dass die gebildeten Transformatoren nicht zu gewaltig und zu schwer werden.
Gemäß der Erfindung werden, um die magnetischen Verluste und demzufolge die ohmschen Verluste zu minimieren, die Kammern gebildet, die Durchmesser der Drähte und die Anzahl der Wicklungen gewählt, nicht nur auf der Grundlage der bereits in der Beschreibung des Standes der Technik erwähnten Überlegungen, wie er in 3 dargestellt ist, sondern auch durch einen zusätzlichen Parameter. Dieser besteht in dem Außendurchmesser der äußersten Wicklung jeder Kammer. Gemäß der Erfindung sind die äußersten Durchmesser jeder Kammer zu einander gleich.
Eine hypothetische Ausführungsform der Erfindung ist in 4 dargestellt.
Diese Figur zeigt einen Halbschnitt auf einer axialen Ebene eines Spulenkörpers 6 mit Primärwicklungen oder Wicklungsteilen 15 und Sekundärwicklungen 16.
In diesem hypothetischen Beispiel haben die Formen und Volumina der Kammern 9, die durch Trennwände 8 ausgehend von der Grenzfläche 17 eines zentralen Zylinders 8 Formen und Volumina aufweisen, die nicht notwendigerweise ähnlich oder gleich sind. Wände 8-1, 8-2, die nicht senkrecht zu der Achse AA' liegen, bestimmen eine Kammer 9-1, deren Querschnitt auf einer axialen Ebene eine Trapezform hat, sind in diesem hypothetischen Beispiel absichtlich dargestellt. Wände 8-3, 8-4 quer zu der Außenfläche 17, deren Querschnitt auf einer axialen Ebene gekrümmt ist, sind ebenfalls dargestellt. Mit der Außenfläche 17 bilden diese Wände eine Kammer 9-3, von der jeder Querschnitt auf einer Axialebene die in 4 dargestellte Form hat.
In jeder Kammer 9 ist der Abschnitt der äußersten Oberfläche der Wicklungen, die darin enthalten sind, ein gerades Liniensegment CC'. Jedes gerade Liniensegment CC' jeder der Kammern 9 gehört zu derselben geraden Linie BB' parallel zu der Achse AA' des mittleren Teils 7 des Spulenkörpers 6. Dasselbe gilt für jeden der Abschnitte des Spulenkörpers auf einer Axialebene. Um dieses Ergebnis zu erzielen, kann der Fachmann auf dem Gebiet z. B. folgende Parameter ändern:

– die Form jeder Kammer,
– der Durchmesser der die verschiedenen Wicklungen bildenden Drähte,
– die Hinzufügung von Wicklungen, die parallel zu den ersten Wicklungen geschaltet sind.

Diese Überlegungen treten auf, nachdem in bekannter Weise die Anzahl von Windungen der Wicklungen und ihre Verteilung in den verschiedenen Kammern festgelegt sind.
In den allgemeinsten Fällen wird auch den Kosten für die Herstellung der Anlage für die Herstellung der Spulenkörper Bedeutung gewidmet.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Transformators gemäß der Erfindung wird anhand der 5 bis 9 beschrieben.
5 zeigt eine Draufsicht eines Transformators gemäß der Erfindung. Dieser Transformator hat die allgemeine Form des in Figur dargestellten Transformators. Die Oberseite des Transformators ist die den Anschlusspins 11, 11' gegenüberliegende Seite.
5 zeigt die Oberseite des Kerns 2, Teile des Spulenkörpers 6 und insbesondere ein unteres Teil 19 dieses Spulenkörpers, das die Pins 11 trägt, sowie Kammteile 14, 14' der Primärseite und der Sekundärseite. 6 und 8 sind vergrößerte Halbschnitte entlang der Linie VI-VI des in 5 dargestellten Transformators.
Zum Zwecke der Klarheit sind die Wicklungen in 6 nicht dargestellt.
6 zeigt den Spulenkörper 6 und den Teil des Kerns 2, der in dem zentralen Teil 7 des Spulenkörpers 6 liegt.
Wände 8 senkrecht zu der Achse AA' des zentralen Teils 7 begrenzen, zusammen mit der Oberfläche 17 dieses zentralen Teils, Kammern 9 zur Aufnahme der Wicklungen. Der zentrale Teil 7 ist ein Drehteilzylinder. Die äußerste Oberfläche jeder der Wicklungen in einer Kammer und die Gesamtheit der in den verschiedenen Kammern enthaltenen Wicklungen bilden in dieser Ausführungsform ein zylinderförmige Drehoberfläche. Die Außendurchmesser der äußersten Wicklungen jeder der Kammern sind alle zueinander gleich.
Es ist ersichtlich, dass die Höhen jeder der Kammern, d. h. der Trennabstand, gemessen parallel zu der Achse AA', zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wänden nicht notwendigerweise gleich zueinander ist.
In dem Fall, wenn die die Wicklungen bildenden Drähte denselben Durchmesser aufweisen, dann ist die Höhe der Kammern umgekehrt proportional zu der Anzahl der Windungen der in jeder Kammer enthaltenen Wicklungen.
In dem Fall, wenn die Anzahl der Windungen der Wicklungen dieselbe ist, jedoch wenn der Durchmesser der Drähte unterschiedlich ist, dann ist die Höhe der Kammern proportional zu dem Quadrat des Durchmessers der darin enthaltenen Drähte. Natürlich sind die oben angegebenen Berechnungen nur möglich, wenn die Höhe der Kammern verglichen mit dem Durchmesser der darin aufgenommen Drähte groß ist.
Die Kammern 9 des Transformators in 6 sind mit C1 bis C9 nummeriert. Für jede Kammer gibt die folgende Tabelle die Anzahl der Windungen der Wicklungen, die darin enthalten sind, und die Durchmesser der Benutzen Drähte an.
In dem dargestellten Beispiel enthält jede Kammer nur Drähte mit demselben Durchmesser, um die Herstellung zu vereinfachen. Wenn eine Kammer mehrere Wicklungen enthält, ist es natürlich möglich, für diese Wicklungen Drähte mit unterschiedlichen Durchmessern anzuwenden.
Für jede Primär- und Sekundärwicklung zeigen die 7 und 8 ihre Verbindungsart (parallel oder in Reihe) und ihre Lage in jeder der Kammern 9.
Die an der linken Seite der 7 dargestellte Primärseite des Transformators enthält drei Gruppen von Wicklungen.
Eine erste Gruppe von Wicklungen 20 enthält vier parallel geschaltete Wicklungen zwischen den Pins 10 auf der Primärseite. Es gibt neun Pins, bezeichnet mit B1 bis B9. Die vier Wicklungen der Gruppe 20 sind mit N1, N5, N8 und N17 bezeichnet.
Eine zweite Gruppe von Wicklungen 21, die zwei Wicklungen enthält, die in Reihe geschaltet sind und einander an dem mit B4 bezeichneten Anschluss 10 treffen, liegt zwischen den mit B3 und B5 bezeichneten Klemmen 10. Die Wicklungen dieser zweiten Gruppe sind mit N12 und N13 bezeichnet.
Schließlich liegt die dritte Gruppe von Primärwicklungen 22, die aus zwei mit N10 und N11 bezeichneten Wicklungen besteht, die in Reihe an die mit B7 bezeichnete Klemme 10 angeschlossen sind, zwischen den Klemmen 10 B6, B8.
Die an der rechten Seite von 7 dargestellte Sekundärseite enthält ebenfalls drei Gruppen von Wicklungen.
Eine erste Gruppe 23 enthält nur eine mit N6 bezeichnete Wicklung zwischen den mit B16 und B17 bezeichneten Anschlusspins 11'.
Eine zweite Gruppe 24 enthält nur eine mit N7 bezeichnete Wicklung zwischen den mit B11 und B12 bezeichneten Klemmen 11'.
Schließlich enthält eine dritte Gruppe 25 drei Untergruppen von in Reihe geschalteten Wicklungen.
Eine erste Untergruppe 26 enthält drei parallel geschaltete Wicklungen zwischen den mit B12 und B13 bezeichneten Klemmen 11'. Diese drei Wicklungen sind mit N2, N9 und N14 bezeichnet.
Eine zweite Untergruppe 27 enthält zwei parallele Wicklungen, die mit N3, N15 bezeichnet sind und zwischen den mit B13, B14 bezeichneten Klemmen liegen.
Schließlich enthält die dritte Untergruppe 28 zwei parallele Wicklungen, die mit N4, N16 bezeichnet sind und zwischen den mit B14, B15 bezeichneten Klemmen liegen.
Die verschiedenen Wicklungen sind, wie in 8 dargestellt, durch ihre Wicklungsnummer untergebracht, die von einer mit C1 bezeichneten Kammer bis zu einer mit C9 bezeichneten Kammer ansteigt. Die Primärwicklungen liegen in den mit C1, C3, C5, C7 und C9 bezeichneten Kammern 9.
Jede der Wicklungen N1, N5, N8, N17, die parallel liegen und die Gruppe 20 bilden, liegt jeweils in ihrer eigenen Kammer C1, C3, C5 bzw. C9.
Die Gruppen der Wicklungen der Sekundärseite liegen in dem mit C2, C4, C6 und C8 bezeichneten Kammern 9'. Es ist somit ersichtlich, dass die geradzahlig bezeichneten Kammern der Sekundärseite mit den ungeradzahlig bezeichneten Kammern mit den Primärwicklungen einander abwechseln. Mit Ausnahme der äußersten Kammern C1 und C9 liegt eine Primärwicklungen enthaltende Kammer neben zwei, Sekundärwicklungen enthaltenden Kammern. In dem dargestellten Beispiel, wo die äußersten Kammern C1 und C9 Primärwicklungen enthaltende Kammern sind, liegt jede der Sekundärwicklungen enthaltenden Kammern neben zwei, Primärwicklungen enthaltenden Kammern.
Die Gruppe von Sekundärwicklungen 23 einschließlich der Wicklung N6 liegt in der Kammer C4. Die Gruppe von Wicklungen 24 einschließlich der Wicklung N7 liegt mit der Wicklung N6 der Gruppe 23 in derselben Kammer C4. Die Kammer C4 enthält nur die Wicklungen N6 und N7. Die Wicklungen der Gruppe der Sekundärwicklungen 25 haben ihre Wicklungen in den mit C2, C6 und C8 bezeichneten Sekundärkammern untergebracht.
Die Reihenwicklungen N2, N3 und N4 der Untergruppen 26, 27 und 28 liegen in der mit C2 bezeichneten Kammer 9', die keine anderen Wicklungen enthält. Schließlich liegt die Wicklung N9 der Untergruppe 26 alleine in der Kammer C4.
Die Anzahlen der Windungen der parallel liegenden Wicklungen N2, N9 und N14 betragen 41, 44 bzw. 41. Diese Anzahlen werden so eingestellt, dass Ströme mit demselben Wert in jeder dieser drei parallel liegenden Wicklungen entstehen. Diese Einstellungen erfolgen bei der Herstellung der Prototypen, um so die ohmschen Verluste und daher die Temperaturen in jeder dieser drei Wicklungen auszugleichen. Dasselbe erfolgt einerseits für die beiden parallel liegenden Wicklungen N3, N4 und andererseits N15, N16. Das dadurch erzielte Ergebnis besteht darin, dass die ohmschen Verluste in jeder der Kammern C2, C6 und C8 verteilt werden und dadurch die in den Kammern entstehende maximale Temperatur minimiert wird.
Auf ähnliche Weise wird auf der Primärseite die Anzahl der Windungen jeder der drei parallel liegenden Wicklungen N1, N5, N8, N17 eingestellt, um gleiche Ströme in jeder der Wicklungen und daher gleiche ohmsche Verluste in jeder der Kammern C1, C3, C5 und C9 zu erhalten. Die in einer Kammer entstehende maximale Temperatur wird auf diese Weise minimiert.
Die Tatsache, dass jede der parallel geschalteten Primärwicklungen N1, N5, N8, N17 in einer Kammer liegt, die an einer Seite wenigstens an einer Kammer liegt, die selbst eine Sekundärwicklung aufweist, die einen Teil eines Satzes von parallel ge schalteten Sekundärwicklungen bildet, trägt zu einer Erhöhung der Flächen der einander gegenüberliegenden Oberflächen der Primär- und Sekundärwicklungen bei. Diese Erhöhung des Bereichs der einander gegenüberliegenden Oberflächen erhöht die Kopplung zwischen der Primärseite und der Sekundärseite und trägt damit zu einer Verringerung der Streuinduktivität bei. Bei einer Anwendung auf einer Steueranordnung einer Kathodenstrahlröhre bildet daher ein Transformator gemäß der Erfindung einen Beitrag zu der Verringerung von Störsignalen, bei denen die Gefahr besteht, dass sie das auf dieser Röhre erzeugte Bild stören.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist wenigstens eine der Trennwände zwischen den Wicklungen oder Wicklungsteile enthaltenden zwei Kammern mit zwei Kämmen zur Halterung der zwei Enden der Wicklungen versehen. Der Unterschied zwischen einer Trennwand gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung und einer Wand nach dem Stand der Technik ist in den 9 und 10 dargestellt.
9 zeigt eine Draufsicht einer Trennwand 8 gemäß dem Stand der Technik. Diese im Wesentlichen rechteckförmige Wand ist auf einer ihrer Seiten mit einem Kamm 14 versehen. Der Kamm dient zur Halterung der Enden 12 der Wicklungen von dem Ende der Wicklung zu einem Anschlusspin 11. Dieser Kamm liegt auf der Primärseite oder auf der Sekundärseite, abhängig davon, ob die Wicklungen in der Kammer 9, die selbst unmittelbar über dieser Wand liegt, Primär- oder Sekundärwicklungen sind. Gemäß der Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens eine der Wände 8 mit zwei Kämmen versehen, ein Kamm 14 auf der Primärseite und der andere Kamm 14' auf der Sekundärseite.
Jeder der Kämme befindet sich in einer Lage im Wesentlichen symmetrisch zu der Lage der anderen bezüglich einer Mittelachse der Wand. Der Ausdruck „Mittelachse" bedeutet eine Achse, die parallel oder senkrecht zu der Ebene der Wand liegt und durch einen Symmetriepunkt der Wand oder im gleichen Abstand von zwei gegenüberliegenden Kanten der Wand verläuft. In dem in 10 dargestellten Beispiel ist die Achse BB', die durch den Punkt 0 läuft, der die Mitte der Röhre 7 ist, enthalten in der Symmetrieebene des Kerns 2 und in der Ebene der Wand, eine Mittelachse. Eine Achse, die durch 0 läuft und senkrecht zu der Ebene der Wand liegt, ist ebenfalls eine Mittelachse.
Die unmittelbar über dieser Wand liegende Kammer 9 kann ebenfalls eine Kammer sein, die Primärwicklungen oder Sekundärwicklungen enthält. Es ist bekannt, dass ein Netzteil auf seiner Primärseite oder seiner Sekundärseite gesteuert oder geregelt werden kann. Daher ist gemäß dieser Ausführungsform die Lage der die Steuerwicklungen enthaltenden Kammer bei dem Gießen des Spulenträgers vorbestimmt. Jedoch kann die Wahl der Steuerseite entsprechend den Anforderungen des Benutzers dann bestimmt werden, wenn die Wicklungen erzeugt werden. Das bewirkt eine größere Flexibilität in der Fertigung.

Claims

Kammertransformator (1) für ein Schaltnetzteil mit einem Spulenkörper (6) mit einem zylinderförmigen Teil (7) mit einer Achse AA', die Achse AA' schneidenden Trennwänden (8) und Kammern (9), die durch zwei axial aufeinanderfolgende Trennwände und die Außenfläche (17) des zylinderförmigen Teils begrenzt sind, wobei der Spulenkörper Primärwicklungen (15) und Sekundärwicklungen (16) trägt, jede Kammer (9) wenigstens eine Primärwicklung oder Sekundärwicklung aus einem leitenden Draht enthält, jede Wicklung zwei Seitenflächen aufweist, eine innere Seitenfläche am nächsten zu der Außenseitenfläche (17) des zylinderförmigen Teils (7) des Spulenkörpers (6), wobei eine der Innenflächen der Wicklungen jeder der Kammern die innerste Fläche (17) der Wicklungen dieser Kammer (9) darstellt, die innerste Fläche (17) mit der Außenfläche (17) des Spulenkörpers (6) und einer Außenseite zusammenfällt, die die Außenseite dieser von der Außenseite des Spulenkörpers (6) am weitesten entfernten Wicklung ist, wobei eine der Außenflächen der Wicklungen jeder der Kammern die äußerste Oberfläche (18) der Wicklungen dieser Kammer (9) darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass die äußersten Oberflächen (18) der Wicklungen jeder der Kammern (9) alle mit derselben zylinderförmigen Oberfläche (18) parallel zu der Außenfläche (17) des Spulenkörpers zusammenfallen.
Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Primärwicklungen (20) aus wenigstens drei parallel geschalteten Teilwicklungen (N1, N5, N8, N17) besteht und jede der Teilwicklungen in einer Kammer (9) isoliert ist, und die diese Wicklungen enthaltenden Kammern (C1, C3, C5, C9) jede neben einer Sekundärwicklungen enthaltenden Kammer (9') liegt.
Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (20) aus vier parallel geschalteten Teilwicklungen (N1, N5, N8, N17) besteht und jede Teilwicklung in einer Kammer isoliert ist.
Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärwicklung (25) aus wenigstens zwei parallel geschalteten Teilwicklungen (N2, N3, N4; N14, N15, N16) besteht und jede der Teilsekundärwicklungen in einer Kammer (9') liegt, die an einer Seite wenigstens neben einer eine Primärwicklung enthaltenden Kammer (9) liegt.
Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Sekundärwicklungen (25) drei parallel geschaltete Teilwicklungen (N2, N3, N4; N14, N15, N16) enthält.
Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Windungen jeder der parallel geschalteten Teilprimärwicklungen so bemessen ist, dass sich daraus derselbe Wert für den in jeder dieser Teilwicklungen fließenden Strom ergibt.
Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Windungen jeder der parallel geschalteten Teilwicklungen derart bemessen ist, dass sich daraus derselbe Wert für den in jeder dieser Teilwicklungen fließenden Strom ergibt.
Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sekundärwicklung (25) aus wenigstens zwei parallel geschalteten Teilwicklungen (N2, N3, N4; N14, N15, N16) besteht und jede der Teilsekundärwicklungen in einer Kammer (9') liegt, die an einer Seite wenigstens neben einer Kammer (9) liegt, die eine Wicklung der Primärseite enthält.
Transformator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Windungen jeder der parallel geschalteten Teilprimärwicklungen derart bemessen ist, dass sich daraus derselbe Wert für den in jeder dieser Teilwicklungen fließenden Strom ergibt.
Transformator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahl der Windungen jeder der parallel geschalteten Teilsekundärwicklungen derart be messen ist, dass sich daraus derselbe Wert für den in jeder dieser Teilwicklungen fließenden Strom ergibt.
Transformator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Primärwicklung (20) vier parallel geschaltete Teilwicklungen enthält und dass eine der Sekundärwicklungen (25) drei parallel geschaltete Teilwicklungen (N2, N3, N4; N9; N14, N15, N16) enthält und die Teilwicklungen der Sekundärseite, die parallel geschaltet sind, in Kammern neben zwei Primärwicklungen enthaltenden Kammern liegt.
Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Trennwände zwei Kämme (14, 14') enthält und einer der Kämme Drähte der Primärseite und der andere Drähte der Sekundärseite führt.