EP0390643B1 - Transformateur du type à circuit magnétique fermé en ferrite - Google Patents
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- H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
- H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
- H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
Definitions
- the present invention relates to a transformer with a closed ferrite magnetic circuit comprising an air gap, more particularly a transformer of the above type used in switching power supplies.
- a type of transformer for switching power supply consists of a magnetic circuit consisting of two ferrite half-circuits having in section an "E" shape and of a winding carcass carrying a coil comprising one or more several electrically separated windings.
- the winding carcass is provided with an axial hole into which the central legs of the "E" are inserted.
- the magnetic circuit and the winding carcass are assembled by gluing.
- one of the ferrite half-circuits is bonded to the winding carcass, then the two magnetic half-circuits are assembled together by bonding the facing faces of the outer legs of the circuits.
- An air gap is therefore obtained between the inner legs.
- the air gap easily absorbs the mechanical stresses caused in particular by thermal shock according to the constraints imposed by the standards in force.
- the air gap when the air gap is an air gap, it generates magnetostrictive phenomena which result in audible snoring in the transformer, magnetostriction being a phenomenon of elastic deformation linked to magnetization, that is to say that characteristics of the ferrite vary according to the magnetic induction.
- the present invention therefore aims to remedy the above drawbacks by proposing a new material.
- the subject of the present invention is a transformer of the closed magnetic ferrite circuit type comprising an air gap, characterized in that the air gap is filled with a single-component mastic having a Shore hardness having a constant behavior as a function of the temperature.
- the putty has a Shore hardness of 30 to 25 ° C.
- the single-component sealant is chosen from polysulphide or polyurethane sealants.
- the putty used is a polysulphide putty.
- Single-component sealants such as polysulfide or polyurethane sealants have the advantage of being self-adhesive, of being flexible enough to absorb vibrations and, on the other hand, of polymerizing without shrinking over time.
- a transformer 1 for switching power supply comprises a magnetic circuit consisting of two ferrite half-circuits 2, 3 having in section a shape of "E".
- the lower magnetic half-circuit 3 has an inner leg or central leg 9 shorter than the two outer legs.
- the transformer 1 also includes a winding carcass 4.
- This carcass carries a coil 5 comprising one or more electrically separate windings.
- the magnetic circuit and the coil carcass are assembled by gluing as explained below.
- the bonding of the magnetic circuit with respect to the carcass 4 consists of depositing glue on the outer face of a cheek 12 of the carcass 4. This cheek 12 is that which is on the side of the lower magnetic half-circuit 3 and the 'base 13 for fixing the transformer and electrical connection of these windings.
- the glue dots 12a and 12b therefore make it possible to secure the magnetic circuit 3 and the carcass 4.
- glue dots are deposited in the spaces 10, 11 between the facing faces of the outer legs of the magnetic circuits 2, 3 so to secure the two magnetic circuits.
- the air gap 6 between the inner legs 8, 9 is then constituted by air. This type of air gap absorbs the mechanical stresses due to thermal shock. As a result, there is no longer any risk of cracking of the ferrites. However, this air gap generates magnetostriction noises which result in audible snoring, which is particularly annoying.
- the air gap determined by the legs 8 and 9 is filled with an absorbent material 15 as shown in FIG. 2.
- This material 15 consists of a single-component sealant with a Shore hardness of around 30 ShA at 25 ° C. This Shore hardness also has a constant behavior as a function of temperature.
- the one-component sealant is chosen from polysulfide or polyurethane sealants.
- a polysulphide sealant is used which currently has the advantage of having greater flexibility than polyurethane sealants.
- Polysulfide mastic also has the advantage of being a good heat sink, which allows the calories generated at the air gap to be removed with better efficiency than in the case of an air air gap.
- the putty sold by CIBA-GEIGY under the name of ARA joint PRC was used as polysulphide mastic.
- This putty was deposited in an air gap having a width of 0.8 mm in the form of a pasty drop of 0.4 to 0.7 gram.
- This type of sealant has the advantage of polymerizing without significant shrinkage over time.
- This paste was deposited before assembly of the two magnetic half-circuits 2 by the glue dots 10 and 11, as in the case of FIG. 1.
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Description
- La présente invention concerne un transformateur à circuit magnétique fermé en ferrite comportant un entrefer, plus particulièrement un transformateur du type ci-dessus utilisé dans les alimentations à découpage.
- En effet, les alimentations à découpage fonctionnant en mode à accumulation ou "flyback" nécessitent un stockage d'énergie dans le circuit magnétique en ferrite d'un transformateur avant transfert de cette énergie vers le circuit électrique branché en aval du transformateur. Ce stockage d'énergie impose l'utilisation d'un circuit magnétique à entrefer. De manière classique, un type de transformateur pour alimentation à découpage est constitué d'un circuit magnétique se composant de deux demi-circuits en ferrite ayant en coupe une forme de "E" et d'une carcasse de bobinage portant une bobine comportant un ou plusieurs enroulements électriquement séparés. La carcasse de bobinage est munie d'un trou axial dans lequel viennent s'insérer les jambes centrales des "E". L'assemblage du circuit magnétique et de la carcasse de bobinage se fait par collage. De préférence, un des demi-circuits en ferrite est collé sur la carcasse de bobinage, puis les deux demi-circuits magnétiques sont assemblés ensemble par collage des faces en regard des jambes extérieures des circuits. On obtient donc entre les jambes intérieures un entrefer à air. Un tel assemblage garantit une bonne tenue mécanique du circuit magnétique et de la bobine. En effet, l'entrefer à air absorbe facilement les contraintes mécaniques provoquées notamment par les chocs thermiques selon les contraintes imposées par les normes en vigueur. Toutefois, lorsque l'entrefer est un entrefer à air, il génère des phénomènes magnétostrictifs qui se traduisent par des ronflements audibles dans le transformateur, la magnétostriction étant un phénomène de déformation élastique liée à l'aimantation, c'est-à-dire que les caractéristiques géométriques du ferrite varient en fonction de l'induction magnétique.
- Pour remédier à ces inconvénients, on a proposé dans la demande de brevet français N°87 15202 déposée le 3 Novembre 1987, au nom de la Demanderesse, de disposer dans l'entrefer des jambes centrales un matériau de la famille des silicones. Si ce matériau a donné des résultats satisfaisants pour des fréquences fixes, il n'en est pas de même lorsque le transformateur doit travailler à des fréquences variables. D'autre part, les silicones qui doivent être utilisés sont des silicones neutres qui présentent le défaut d'être peu adhérents.
- La présente invention a donc pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un nouveau matériau.
- En conséquence, la présente invention a pour objet un transformateur du type à circuit magnétique fermé en ferrite comportant un entrefer, caractérisé en ce que l'entrefer est rempli par un mastic monocomposant présentant une dureté Shore ayant un comportement constant en fonction de la température. De préférence, le mastic présente une dureté Shore de 30 à 25°C.
- Selon un mode de réalisation préférentiel, le mastic monocomposant est choisi parmi les mastics polysulfure ou polyuréthane. De préférence le mastic utilisé est un mastic polysulfure.
- Les mastics monocomposants tels que les mastics polysulfure ou polyuréthane présentent l'avantage d'être auto-adhérents, d'être suffisamment souples pour amortir les vibrations et d'autre part de polymériser sans retrait dans le temps.
- D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation préférentiel pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin ci-annexé dans lequel :
- la figure 1 est une vue en coupe d'un transformateur à circuit magnétique en double "E" réalisé selon la technique de l'art antérieur, et
- la figure 2 est une vue en coupe d'un transformateur du type de celui de la figure 1 réalisé selon un mode de réalisation de l'invention.
- Comme représenté sur la figure 1, un transformateur 1 pour alimentation à découpage comporte un circuit magnétique se composant de deux demi-circuits en ferrite 2, 3 ayant en coupe une forme de "E". Le demi-circuit magnétique inférieur 3 comporte une jambe intérieure ou jambe centrale 9 plus courte que les deux jambes extérieures. Le transformateur 1 comporte aussi une carcasse 4 de bobinage. Cette carcasse porte une bobine 5 comportant un ou plusieurs enroulements électriquement séparés. L'assemblage du circuit magnétique et de la carcasse de la bobine est réalisé par collage comme expliqué ci-après. Le collage du circuit magnétique par rapport à la carcasse 4 consiste à déposer de la colle sur la face extérieure d'une joue 12 de la carcasse 4. Cette joue 12 est celle qui est du côté du demi-circuit magnétique inférieure 3 et de l'embase 13 de fixation du transformateur et de raccordement électrique de ces enroulements. Les points de colle 12a et 12b permettent donc de solidariser le circuit magnétique 3 et la carcasse 4. Ensuite, des points de colle sont déposés dans les espaces 10, 11 entre les faces en regard des jambes extérieures des circuits magnétiques 2, 3 de manière à solidariser les deux circuits magnétiques. Dans ce cas, l'entrefer 6 entre les jambes intérieures 8, 9 est alors constitué par de l'air. Ce type d'entrefer absorbe les contraintes mécaniques dues au choc thermique. De ce fait, il n'y a plus risque de fissurations des ferrites. Cependant, cet entrefer à air génère des bruits de magnétostriction qui se traduisent par des ronflements audibles, ronflements qui sont particulièrement gênants.
- Conformément à la présente invention et pour diminuer très sensiblement ces bruits de magnétostriction, on remplit l'entrefer déterminé par les jambes 8 et 9 d'un matériau absorbeur 15 comme représenté sur la figure 2. Ce matériau 15 est constitué par un mastic monocomposant présentant une dureté Shore d'environ 30 ShA à 25°C. Cette dureté Shore a de plus un comportement constant en fonction de la température. En fait, le mastic monocomposant est choisi parmi les mastics polysulfure ou polyuréthane. De préférence, on utilise un mastic polysulfure qui présente l'avantage actuellement d'avoir une plus grande souplesse que les mastics polyuréthane. Le mastic polysulfure présente aussi l'avantage d'être un bon dissipateur thermique ce qui permet d'évacuer les calories générées au niveau de l'entrefer avec un meilleur rendement que dans le cas d'un entrefer à air.
- A titre d'exemple, on a utilisé comme mastic polysulfure le mastic vendu par CIBA-GEIGY sous le nom de ARA joint PRC. Ce mastic a été déposé dans un entrefer présentant une largeur de 0,8 mm sous forme d'une goutte pâteuse de 0,4 à 0,7 gramme. Ce type de mastic présente l'avantage de polymériser sans retrait notable dans le temps. Cette pâte a été déposée avant assemblage des deux demi-circuits magnétiques 2 par les points de colle 10 et 11, comme dans le cas de la figure 1.
Claims (4)
- Transformateur du type à circuit magnétique (2,3) fermé en ferrite comportant un entrefer (6), caractérisé en ce que l'entrefer (6) est rempli par un mastic monocomposant (15) présentant une dureté Shore ayant un comportement constant en fonction de la température.
- Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dureté Shore est de 30 ShA à 25°C.
- Transformateur selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mastic monocomposant est choisi parmi les mastics polysulfure ou polyuréthane.
- Transformateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mastic monocomposant est déposé à l'état pâteux.
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