EP2095382B1 - Transformer with a plug-in laminate winding - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbesondere einen Planartransformator, mit einer Steckblechwicklung.The invention relates to an inductive component, in particular a planar transformer, with a tab winding.
Elektronik, die in den unterschiedlichsten Bereichen für mehr Sicherheit und Komfort sorgt, bestimmt die Entwicklung neuer Technologien in der Kfz-Industrie, wie beispielsweise die Hybridtechnologie. Hierbei spielen induktive Bauelemente eine wesentliche Rolle und müssen dabei den permanent steigenden Anforderungen der Autoindustrie gerecht werden. Die größten Probleme stellen hierbei die Baugröße und die geringe geometrische Flexibilität verfügbarer Leistungsbauelemente und die große Temperaturbelastung dar. Insbesondere eine Spannungswandlung mit Transformator kann zu einer erheblichen Wärmeerzeugung in den Spulen führen, wobei die Hitze an die Umgebung und an benachbarte Bauteile abgegeben werden muss. Des Weiteren kommt es häufig vor, dass der den Transformator aufnehmende Bauraum klein und zerklüftet ausgebildet ist, so dass die geometrische Inflexibilität herkömmlicher Bauteile eine Anordnung schwierig macht und unter Umständen bei einer thermisch ungünstigen Positionierung mit einer Leistungseinbuße verbunden ist.Electronics, which provide more safety and comfort in a wide variety of areas, are driving the development of new technologies in the automotive industry, such as hybrid technology. Here inductive components play an essential role and must meet the ever-increasing demands of the auto industry. The biggest problems here are the size and the low geometric flexibility of available power components and the high temperature load. In particular, a voltage conversion with transformer can lead to significant heat generation in the coils, the heat must be delivered to the environment and to adjacent components. Furthermore, it often happens that the space accommodating the transformer is small and rugged, so that the geometric inflexibility of conventional components makes an arrangement difficult and may be associated with a performance penalty in a thermally unfavorable positioning.
Bekannte Transformatoren, die für den Einsatz bei hohen Temperaturen vorgesehen sind, weisen des Weiteren häufig Isolationsformteile als zusätzliche Isolation auf. Die Herstellung dieser Isolationsformteile, die relativ kompliziert aufgebaut sind, erweist sich als äußerst aufwendig und teuer. Ein weiterer Nachteil bei der Herstellung derartiger Transformatoren ist es, dass durch die Isolationsformteile zusätzliche Fertigungsschritte notwendig werden, wodurch sich die Fertigungskosten erhöhen.Known transformers, which are intended for use at high temperatures, furthermore often have insulating moldings as additional insulation. The preparation of these insulating moldings, which are constructed relatively complicated, proves to be extremely complicated and expensive. Another disadvantage in the production of such transformers is that additional manufacturing steps are required by the insulating moldings, thereby increasing the manufacturing cost.
Ein weiteres Gebiet für die hier beschriebenen Transformatoren umfasst Fotovoltaik-Wechselrichter, in denen ein Transformator zur Spannungsanpassung verwendet ist, wobei der Schwerpunkt der Leistungen im kW-Bereich liegt. Aufgrund des beschränkten Wirkungsgrads wird nicht die ganze vom Generator abgegebene Energie ins Netz eingespeist, sondern ein Teil davon im Wechselrichter und insbesondere im Transformator in Wärme umgesetzt. Eine höhere Verlustleistung führt damit zu einer Verringerung der Performance.Another area for the transformers described herein includes photovoltaic inverters employing a voltage-adapting transformer, with the focus of the kW power range. Due to the limited efficiency, not all of the energy emitted by the generator is fed into the grid, but a part of it is converted into heat in the inverter and in particular in the transformer. A higher power loss leads to a reduction in performance.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transformator auszubilden, der unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen eine hohe Bauteitzuverlässigkeit und Lebensdauer gewährleistet, und trotz einer geringen Bauhöhe eine gute Isolierung aufweist.Against this background, it is the object of the present invention to form a transformer which ensures a high building reliability and durability under demanding operating conditions, and despite having a low overall height has good insulation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Transformator, gemäß der Ansprüche 1 und 13. Die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiertThis object is achieved according to the invention by a transformer according to claims 1 and 13. The preferred embodiments of the invention are defined in the dependent claims
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Bauelements gemäß Anspruch 1 lässt sich insbesondere ein kompaktes, zuverlässiges und wärmeleitendes Bauteil ausbilden. Die Steckbleche bilden eine starre Wicklung, die an den Spulenkörper angepasst werden kann, wodurch eine äußerst genaue Fertigung mit geringen Toleranzen möglich ist. Beim Zusammenfügen des Spulenkörpers und der Steckbleche wird diese Genauigkeit durch die somit gebildete Stabilität des Bauteils beibehalten. Somit können vorteilhafterweise geforderte Kriech- und Luftstrecken genau vorgegeben werden. Die Abstände zwischen den Windungen der Steckblechwicklung ermöglichen die Aufnahme der zweiten Spule, so dass die abwechselnde Primär/SekundärspulenanordnungBy using the device according to the invention according to claim 1 can be formed in particular a compact, reliable and heat-conducting component. The baffles form a rigid winding, which can be adapted to the bobbin, whereby a very accurate production with low tolerances is possible. When assembling the bobbin and the baffles this accuracy is maintained by the thus formed stability of the component. Thus, advantageously required creepage distances and clearances can be specified exactly. The distances between the turns of the plug-in plate winding allow the reception of the second coil, so that the alternating primary / secondary coil arrangement
die Streuinduktivität verringert und so die Effizienz des Transformators erhöht. Somit wird ein Transformator bereitgestellt, der auf hohe Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen wenig kritisch reagiert und gut wärmeleitend ist. Der Transformator der vorliegenden Erfindung weist eine geringe Verlustleistung, einen hohen Wirkungsgrad, und eine hohe Spannungsfestigkeit auf.reduces the stray inductance and thus increases the efficiency of the transformer. Thus, a transformer is provided which responds to high temperatures or temperature fluctuations little critical and is good heat conducting. The transformer of the present invention has low power dissipation, high efficiency, and high withstand voltage.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Spulenkörper eine größere Tiefe als die Steckblechwicklung auf. Durch die Oberstehenden Spulenkörperabschnitte erfolgt eine gut definierte Trennung der Primärspule von der Sekundärspule sowie von anderen Komponenten, um eine Spannungsfestigkeit oder geforderte Kriech- und Luftstrecken nach Norm sicher zu stellen. Diese Isolation gewährleistet eine hohe Durchschlagsfestigkeit, die den Einsatz für Transformatoren mit hohen Spannungen problemlos ermöglichen.In a further preferred embodiment of the present invention, the bobbin has a greater depth than the plug-in sheet winding. By the upper bobbin sections is a well-defined separation of the primary coil of the secondary coil and other components to ensure a dielectric strength or required creepage distances and clearances according to standard. This insulation ensures high dielectric strength, making it easy to use for high-voltage transformers.
Gemäß dem vorliegenden Anspruch 1 weisen der Spulenkörper und die Steckblechwicklung jeweils ein aufeinander abgestimmtes Verbindungselement auf. Diese Verbindungselemente dienen dem drahtlosen Verbinden einer Spule mit dem Spulenkörper, wodurch eine mechanische Fixierung und eine kompakte Ausbildung gewährleistet wird.According to the present claim 1, the bobbin and the baffle winding each have a coordinated connecting element. These connecting elements are used for wireless connection of a coil with the bobbin, whereby a mechanical fixation and a compact design is ensured.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Spulenkörper mit einem Vergussverfahren hergestellt. In einer weiteren Ausführungsform ist der Spulenkörper mithilfe einer Umspritzung gefertigt. Diese Fertigungsverfahren ermöglichen eine Herstellung mit relativ geringem Aufwand, da diese Spulenkörper serienmäßig fertigbar sind und eine Unabhängigkeit hinsichtlich der Produktionsstätte und des Herstellers gewährleistet. Durch die Verwendung der Verfahren ist eine hohe Reproduzierbarkeit gegeben und infolgedessen auch eine kostengünstige Fertigung möglich, wodurch eine kleine Schwankungsbreite der Bauteileigenschaften erreicht wird.In a preferred embodiment, the bobbin is produced by a casting process. In a further embodiment, the bobbin is produced by means of an encapsulation. These manufacturing methods allow a relatively low cost production, since these bobbins are manufacturable as standard and ensures independence in terms of the production facility and the manufacturer. By the use of the method, a high reproducibility is given and consequently a cost-effective production possible, whereby a small range of variation of the component properties is achieved.
In einer weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Steckblechwicklung einzelne Steckbleche, die ein offenes Ende aufweisen. Diese Steckbleche sind vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und werden gestanzt, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht wird. Die Steckblechwicklung dient zur Herstellung von Transformatoren mit geringer Bauhöhe und hoher Leistungsdichte. Die Steckbleche sind ebenfalls serienmäßig mit geringen Toleranzen fertigbar und somit kostengünstig herzustellen.In a further embodiment of the present invention, the plug-in plate winding comprises individual plug-in plates which have an open end. These baffles are preferably made of copper and are stamped, whereby a simple and inexpensive production is possible. The plug-in plate winding is used to produce transformers with low overall height and high power density. The baffles are also manufactured as standard with low tolerances and thus inexpensive to manufacture.
In weiteren Ausbildungen der vorliegenden Erfindung weisen die Steckbleche an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche auf. Des Weiteren können die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen. Es ist auch möglich, anstelle von Vorsprüngen Vertiefungen für denselben Zweck auszubilden. Ferner sind die Steckbleche an mindestens einer Innenseite des Seitenschenkels, mit einem Eingriffselement ausgebildet, das eine arretierende Verbindung mit mindestens einem Rastelement des Spulenkörper schafft. Dabei kann das mindestens eine Rastelement des Spulenkörper an einer der Steckblechwicklung zugewandten Mantelfläche ausgebildet sein, um eine Verbindung mit dem mindesten einen Eingriffselement zu gewährleisten. Vorzugsweise ist das Rastelement elastisch verformbar ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Zusammensetzen der Transformatorbestandteile. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Steckverbindung gleichzeitig der mechanischen Fixierung dient, so dass ein zusätzliches Kleben, Klammem, Verschrauben oder dergleichen nicht erforderlich ist.In further embodiments of the present invention, the plug-in plates on at least one end of a side leg on a projection for an electrical connection with a connecting element for plug-in on. Furthermore, the baffles on the outer periphery of at least one side leg a projection for an electrical connection with a connecting element for plug-in sheets. It is also possible to form recesses for the same purpose instead of protrusions. Furthermore, the plug-in plates are formed on at least one inner side of the side leg, with an engagement element which creates a locking connection with at least one latching element of the bobbin. In this case, the at least one latching element of the bobbin may be formed on one of the tab sheet winding facing surface to ensure a connection with the at least one engagement element. Preferably, the locking element is formed elastically deformable. This embodiment enables a simple and inexpensive assembly of the transformer components. Another advantage is that the connector simultaneously serves the mechanical fixation, so that an additional gluing, Klammem, screwing or the like is not required.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mindestens jeweils zwei Steckbleche mit Hilfe des Verbindungselements für Steckbleche miteinander verschaltet. Diese Verbindungselemente können verlötet oder verschweißt sein oder es können andere Arten der elektrischen Verbindung verwendet werden.In a further embodiment of the present invention, at least two plug-in metal sheets are connected to one another with the aid of the connecting element for plug-in sheets. These connectors may be soldered or welded or other types of electrical connection may be used.
In einer weiteren Ausbildung ist das induktive Bauteil mit Kunststoff umspritzt oder vergossen. Dadurch wird unter anderem eine zusätzliche Verbesserung der Spannungsfestigkeit und der Kriech- und Luftstrecken gewährleistet. Diese Ausführungsform gewährleistet die Ausbildung eines kompakten, zuverlässigen Bauelements. Wegen der vollständigen Einbettung in die Vergussmasse, werden die einzelnen Transformatorkomponenten fixiert und stabilisiert. Durch die Verwendung einer Umspritzung können entweder die überstehenden Enden des Spulenkörpers verkleinert werden oder die Steckblechwicklung breiter ausgebildet werden, und somit die Performance erhöhen. Das Spritzgussverfahren selbst erweist sich als besonders einfach, da das Kupfer schon durch den Spulenkörper, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, fixiert ist. Ein weiterer Vorteil des Umspritzens des erfindungsgemäßen Transformators ist der Schutz vor Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und Korrosion. Des Weiteren ist die Verwendung eines Spritzgussverfahrens kostengünstiger als die Fertigung eines Gehäuses, und aufgrund der oft sehr klein ausgebildeten Bauräume auch platzsparend.In a further embodiment, the inductive component is encapsulated or encapsulated with plastic. This ensures, among other things, an additional improvement of the dielectric strength and the creepage distances and clearances. This embodiment ensures the formation of a compact, reliable device. Due to the complete embedment in the potting compound, the individual transformer components are fixed and stabilized. By using an encapsulation either the protruding ends of the bobbin can be reduced or the baffle winding can be made wider, and thus increase the performance. The injection molding itself proves to be particularly simple, since the copper is already fixed by the bobbin, which is preferably made of plastic. Another advantage of the extrusion coating of the transformer according to the invention is the protection against moisture, temperature fluctuations and corrosion. Furthermore, the use of an injection molding process is cheaper than the production of a housing, and also saves space due to the often very small space designed.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 13 wird vorzugsweise zum Erzeugen von kleinen Übersetzungsverhältnissen verwendet. Hierbei werden die beiden Spulen abwechselnd angeordnet, wodurch die Streuinduktivität verringert wird und höhere Betriebsfrequenzen beim Betrieb des Transformators möglich sind. Des Weiteren wird mit dieser Ausführungsform ein kompaktes, induktives Bauelement mit geringer Bauhöhe verwirklicht. Die Verwendung einer Steckblechwicklung hat den Vorteil der hohen Stromeffektivität, wobei die Verschachtelung zu geringen elektrischen und magnetischen Verlusten führt. Somit wird ein Transformator bereitgestellt, der auf hohe Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen wenig kritisch reagiert und gut wärmeleitend ist. Der Transformator der vorliegenden Erfindung weist eine geringe Verlustleistung, einen hohen Wirkungsgrad, und eine konstruktionsbedingte, reproduzierbare Spannungsfestigkeit auf.The embodiment according to claim 13 is preferably used for generating small gear ratios. In this case, the two coils are arranged alternately, whereby the stray inductance is reduced and higher operating frequencies during operation of the transformer are possible. Furthermore, this embodiment realizes a compact, low-profile, inductive component. The use of a tab coil has the advantage of high current efficiency, with nesting resulting in low electrical and magnetic losses. Thus, a transformer is provided which responds to high temperatures or temperature fluctuations little critical and is good heat conducting. The transformer of the present invention has a low power dissipation, a high efficiency, and a design-related, reproducible withstand voltage.
In einer weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung weisen die Taschen des Spulenkörpers eine größere Tiefe als die Steckblechwicklung auf. Auch in diesem Fall sorgt die Geometrie des Spulenkörpers bzw. der Taschen für eine gute Isolation, wodurch eine hohe Durchschlagsfestigkeit gewährleistet und eine zusätzliche Isolation entfallen kann. Durch die tiefer ausgebildeten Taschen wird eine gut definierte Trennung der Primär- und Sekundärspule sowie von anderen Komponenten erreicht, wodurch es möglich ist, Kriech- und Luftstreckendefiniert konstruktiv festzulegen. Dies erweist sich insbesondere im Hinblick auf die Verwendung eines E-Kerns als vorteilhaft, da der Spulenkörper keine den E-Kern umschließende innere Mantelfläche aufweist, wodurch Spannungsdurchschläge über kurze Luftstrecken erfolgen könnten. Durch die Ausbildung der tiefen Taschen kann das Auftreten von Spannungsdurchschlägen verringert werden.In a further embodiment of the present invention, the pockets of the bobbin have a greater depth than the dummy plate winding. Also in this case, the geometry of the bobbin or the pockets ensures good insulation, which ensures a high dielectric strength and can be dispensed with an additional insulation. The deeper pockets provide a well-defined separation of the primary and secondary coils as well as other components, making it possible to constructively define creepage and airway defined. This proves to be advantageous, in particular with regard to the use of an E-core, since the coil body has no inner lateral surface enclosing the E-core, as a result of which voltage breakdowns could occur over short air gaps. By forming the deep pockets, the occurrence of voltage breakdowns can be reduced.
In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Steckblechwicklungen der Primärspule und/oder der Sekundärspule einzelne Windungen, die abschnittweise miteinander verbunden sind, so dass die jeweiligen Spulen mindestens zwei Windungen aufweisen. Durch die Anwendung dieser Ausführungsform sind zumindest abschnittsweise einzelne Windungen der Wicklung elektrisch kontaktiert. Durch die Verschachtelung von mindestens zwei Windungen verbessert sich die Kopplung unter den Wicklungen. Da diese Bleche ebenfalls vorzugsweise mittels eines Stanzverfahrens fertigbar sind, können sie serienmäßig, und somit kostengünstig, hergestellt werden.In a further embodiment, the plug-in windings of the primary coil and / or the secondary coil comprise individual windings, which are connected to each other in sections, so that the respective coils have at least two windings. By using this embodiment, individual turns of the winding are electrically contacted at least in sections. The nesting of at least two turns improves the coupling under the windings. Since these sheets are also preferably manufacturable by means of a stamping process, they can be produced in series, and thus cost-effectively.
In weiteren Ausbildungen der vorliegenden Erfindung weisen die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche auf. Auch können die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel eine Vertiefung anstelle eines Vorsprungs aufweisen. Des Weiteren können die Steckbleche jedoch an mindestens einer Außenseite des Seitenschenkels mit einem Eingriffselement ausgebildet sein, das eine Verbindung mit mindestens einem Rastelement des Spulenkörpers gewährleistet oder die Steckbleche weisen an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels einen Vorsprung oder eine Vertiefung für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche auf. Weiterhin kann der das mindestens eine Rastelement des Spulenkörpers an einer der Steckblechwicklung zugewandten Mantelfläche ausgebildet sein, um eine Verbindung mit dem mindestens einen Eingriffselement zu gewährleisten, wobei das mindestens eine Rastelement elastisch verformbar ausgebildet sein kann.In further embodiments of the present invention, the plug-in plates on the outer circumference of at least one side leg on a projection for an electrical connection with a connecting element for plug-in plates. Also, the baffles may have a recess instead of a projection on the outer periphery of at least one side leg. Furthermore, however, the baffles may be formed on at least one outer side of the side leg with an engagement member which ensures a connection with at least one locking element of the bobbin or the baffles have at least one end of a side leg a projection or a recess for electrical connection with the connecting element for mounting plates on. Furthermore, the at least one latching element of the bobbin may be formed on a jacket surface facing the plug-in sheet winding in order to ensure a connection with the at least one engagement element, wherein the at least one latching element may be formed elastically deformable.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Anschlussstellen des induktiven Bauteils mit Kunststoffen umspritzt oder vergossen. Dadurch ergeben sich dieselben zuvor erwähnten Vorteile.In a further preferred embodiment, the connection points of the inductive component are encapsulated or encapsulated with plastics. This results in the same advantages mentioned above.
In einer noch weiteren Ausführungsform ist an einem Ende des Spulenkörpers und an einem Ende der Steckbleche ein Zentriermittel ausgebildet, um ein leichteres Einführen der Stechbleche in den Spulenkörper mit kleinen Toleranzen zu gewährleisten. Kombinationen einzelner oder mehrerer der vorgenannten Ausführungsformen oder Ausbildungen der Erfindung sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.In yet another embodiment, a centering means is formed at one end of the bobbin and at one end of the baffles to ensure easier insertion of the lancing plates into the bobbin with small tolerances. Combinations of one or more of the aforementioned embodiments or embodiments of the invention are also the subject of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Schutzansprüche angegeben. In der folgenden Beschreibung sind mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen weitere Ausführungsbeispiele ausführlicher beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1a
- eine dreidimensionale Ansicht einer ersten Ausführungsform, wobei mindes- tens eine der Spulen eine Steckblechwicklung aufweist;
- Fig. 1b
- eine dreidimensionale Ansicht der Ausführungsform aus
Fig. 1a mit einem magnetischen E-Kern; - Fig. 2a
- schematische Darstellungen eines Steckblechs mit einem offenen Ende, wo- bei die Steckbleche an ihrem Außenumfang oder Innenumfang mindestens einen Vorsprung oder eine Vertiefung aufweisen;
- Fig. 2b
- eine schematische Darstellung des Steckblechs mit einem offenen Ende, wo- bei die Steckbleche an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels einen Vorsprung oder eine Vertiefung aufweisen;
- Fig. 2c
- eine schematische Darstellung des Steckblechs mit einem offenen Ende, wo- bei ein Vorsprung oder eine Vertiefung an einem Ende eines Seitenschenkels ausgebildet ist, und ein Vorsprung oder eine Vertiefung an der Außenseite des Seitenschenkels;
- Fig. 2d
- schematische Darstellungen des Steckblechs, wobei das Steckblech an min- destens einer Innenseite oder einer Außenseite des Seitenschenkels mit ei- nem Eingriffselement ausgebildet ist;
- Fig. 3a
- eine dreidimensionale Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegen- den Erfindung, wobei die Primärspule und die Sekundärspule eine Steck- blechwicklung und der Spulenkörper mehrere Taschen zur Aufnahme der Steckblechwicklungen aufweisen;
- Fig. 3b
- eine dreidimensionale Ansicht der zweiten Ausführungsform mit einem mag- netischen E-Kem;
- Fig. 3c
- eine dreidimensionale Ansicht der zweiten Ausführungsform, wobei die Ver- bindungselemente der Steckbleche des induktiven Bauteils mit Kunststoff um- spritzt oder vergossen sind.
- Fig. 1a
- a three-dimensional view of a first embodiment, wherein at least one of the coils has a dummy plate winding;
- Fig. 1b
- a three-dimensional view of the embodiment
Fig. 1a with a magnetic E-core; - Fig. 2a
- schematic representations of a plug-in plate having an open end, wherein the baffles have at least one projection or a recess on its outer circumference or inner circumference;
- Fig. 2b
- a schematic representation of the plug-in plate with an open end, wherein the plug-in plates have at least one end of a side leg a projection or a recess;
- Fig. 2c
- a schematic representation of the plug-in plate with an open end, wherein a projection or a recess is formed at one end of a side leg, and a projection or a recess on the outside of the side leg;
- Fig. 2d
- schematic representations of the plug-in plate, wherein the plug-in plate is formed on at least one inner side or an outer side of the side leg with an engagement element;
- Fig. 3a
- 3 shows a three-dimensional view of a second embodiment of the present invention, wherein the primary coil and the secondary coil have a plug-in connection. sheet winding and the bobbin have a plurality of pockets for receiving the tab windings;
- Fig. 3b
- a three-dimensional view of the second embodiment with a magnetic E-Kem;
- Fig. 3c
- a three-dimensional view of the second embodiment, wherein the connecting elements of the plug-in plates of the inductive component with plastic injected or encapsulated.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Spulenkörper 101 und die Steckblechwicklung 104 ein aufeinander abgestimmtes Verbindungselement auf. In der gezeigten Ausführung sind die zwei parallel laufenden Wandungen 106 mit dem Verbindungselement in Form einer Brücke 107 versehen, wobei die Brücke 107 fest mit den beiden Wandungen 106 verbunden ist. Die Brücke 107 dient als Einschiebschutz am Spulenkörper 101, um eine Verwechslung beim steckbaren Verbinden der Steckblechwicklung 104 und dem Spulenkörper 101 zu verhindern. Vorzugsweise ist die Brücke 107 an den Seitenwänden zwischen den zwei parallel laufenden Wandungen 106 angebracht. In anderen Ausführungsformen kann die Brücke 107 auch abnehmbar mit den Wandungen 106 verbunden sein. Des Weiteren ist es möglich, den Transformator 100 so auszubilden, dass die Brücke 107 am unteren Ende zwischen jeweils zwei parallel laufenden Wandungen angebracht ist. Die Brücke 107 bietet den Vorteil eines verschlusssicheren Aufbaus, und dass der Spulenkörper 101 und die Steckblechwicklung 104 ohne zusätzliches Verbindungsmaterial miteinander verbunden werden können, wodurch es möglich ist, die gewünschte kompakte Bauweise zu optimieren. Im Allgemeinen umfasst die Steckblechwicklung 104 einzelne Bleche, die ein offenes Ende aufweisen. Vorzugsweise sind diese Bleche aus Kupfer hergestellt. Die Bleche der Steckblechwicklung 104 werden im Allgemeinen aus Kostengründen gestanzt, wodurch sich der zusätzliche Vorteil einer serienmäßigen Fertigung ergibt. Aufgrund der hohen Reproduzierbarkeit ergibt sich daraus auch der Vorteil der Unabhängigkeit hinsichtlich der Produktionsstätte und des Herstellers. Da auch der Spulenkörper 101 auf kostengünstige und schnelle Art und Weise mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wird, ergeben sich für den Spulenkörper 101 dieselben Vorteile.In a preferred embodiment, the
In einer Ausführungsform ist der Spulenkörper 101 mit einer größeren Tiefe als die Steckblechwicklung 104 ausgebildet. Diese Geometrie des Spulenkörpers 101 sorgt hierbei für eine gute Isolation, so dass zusätzliche Isolationsmaterialien entfallen können. Die ausgebildete Tiefe sorgt für eine gute Trennung der ersten und der zweiten Spule sowie von anderen Komponenten, um so definierte Kriech- und Luftstrecken festzulegen. Des Weiteren sind in dieser Ausführungsform jeweils zwei Bleche der Steckblechwicklung 104 mit Hilfe von leitenden Verbindungselementen für die Steckbleche 108 miteinander verschaltet. In dieser Ausführungsform sind die Verbindungselemente für die Steckbleche 108 am hinteren Ende und an der Seite des Spulenkörpers 101 angebracht, wobei diese flexible Geometrie vorteilhafterweise dazu dient, dass der Transformator 100 in kleine und verschachtelte Bauräume einsetzbar ist. Die auf der Steckblechwicklung 104 ausgebildeten Vorsprünge oder Vertiefungen 110 dienen der elektrischen Verbindung mit den Verbindungselementen für die Steckbleche 108. Die Vorsprünge oder Vertiefungen 110 können jedoch auch mit den Verbindungselementen für die Steckbleche 108 gesteckt, geklebt, geklammert, geschweißt oder verschraubt werden. Das obere Ende der Verbindungselemente für die Steckbleche 108 dient als Anschluss 109, der mit Bereichen versehen ist, mit deren Hilfe beispielsweise eine einfachere Anbringung einer Leiterdrahtes ermöglicht wird.In one embodiment, the
Die
Des Weiteren sorgt die Geometrie des Spulenkörpers 301 für eine sehr gute Isolation, so dass zusätzliche Isolationsmaterialien entfallen können. Der Spulenkörper 301 ist, wie in der vorherigen Ausführungsform, mittels eines Spritzgussverfahrens oder Umspritzungsverfahrens hergestellt, und weist demzufolge dieselben zuvor beschriebenen Vorteile auf. Die Steckblechwicklungen 304 der Primärspule 302 und der Sekundärspule 303 sind aus einzelnen Steckblechen gebildet, die ein offenes Ende aufweisen.Furthermore, the geometry of the
In einer Ausführungsform können die Steckblechwicklungen 304 der Primärspule 302 und/oder der Sekundärspule 303 einzelne Windungen, die abschnittweise miteinander verbunden sind, umfassen, so dass die jeweiligen Spulen mindestens zwei Windungen aufweisen. Durch die Anwendung dieser Ausführungsform sind zumindest abschnittsweise einzelne Windungen der Wicklung elektrisch kontaktiert. Durch die Verschachtelung der mindestens zwei Windungen verbessert sich die Kopplung unter den Wicklungen. Die einzelnen Steckbleche sowie die abschnittsweise miteinander verbundenen Steckbleche sind vorzugsweise aus Kupfer hergestellt.In one embodiment, the
Die in
Claims (15)
- Transformer (100), comprising a coil body (101) for accommodating a first coil (102) and a second coil (103), wherein
at least one of the coils has a plug-in winding (104); which plug-in winding comprises one or more turns disposed in a stacked arrangement, and at least two spaces are provided between the turns of the plug-in winding for accommodating the second coil;
characterised in that
the coil body and the plug-in winding respectively have a mutually adapted connecting element, and two walls (106) extending parallel with one another incorporating the connecting element in the form of a bridge (107) are respectively provided, which prevents a mix-up when the plug-in winding is being connected to the coil body in a plug-in arrangement. - Transformer as claimed in claim 1, wherein the coil body has a greater depth than the plug-in winding.
- Transformer as claimed in claim 1, wherein the bridge is mounted on the side walls between the two parallel walls.
- Transformer as claimed in claim 1, wherein the plug-in winding comprises individual plug-in plates which have an open end.
- Transformer as claimed in claim 4, wherein the plug-in plates have a cut-out on at least one end of a side arm for an electrical connection to a connecting element for plug-in plates.
- Transformer as claimed in claim 4, wherein the plug-in plates have a projection on at least one end of a side arm for an electrical connection to a connecting element for plug-in plates.
- Transformer as claimed in claim 1, wherein the plug-in plates have a cut-out on an external circumference of at least one side arm for an electrical connection to the connecting element for plug-in plates.
- Transformer as claimed in claim 1, wherein the plug-in plates have a projection on an external circumference of at least one side arm for an electrical connection to the connecting element for plug-in plates.
- Transformer as claimed in claim 1, wherein the plug-in plates are provided with a locating element on at least one internal face of the side arm, which establishes a locking connection with at least one catch element of the coil body.
- Transformer as claimed in claim 9, wherein the at least one catch element of the coil body is provided on a casing surface facing the plug-in winding in order to ensure a connection to the at least one locating element.
- Transformer as claimed in claim 10, wherein the at least one catch element is of an elastically deformable design.
- Transformer as claimed in claim 1, wherein at least two plug-in plates are connected to one another respectively with the aid of the connecting element for plug-in plates.
- Transformer (300) comprising a coil body for accommodating a primary coil (302) and a secondary coil (303) as well as a magnetic core (312), wherein
the magnetic core is connected to the coil body so that the coil body comprises a middle arm of the core;
the primary coil and the secondary coil have a plug-in winding (304) comprising several turns;
characterised in that
the coil body is provided with several pockets (305) for accommodating the plug-in windings, which are disposed one above the other in a stacked arrangement so that the pockets form a wall (306) between the turns which extends parallel with the plug-in windings, and
the coil body does not have the inner casing surface surrounding the middle arm of the magnetic core. - Transformer as claimed in claim 13, wherein the pockets of the coil body are of a greater depth than the plug-in winding.
- Transformer as claimed in claim 13, wherein the plug-in windings of the primary coil and the secondary coil comprise individual plug-in plates which have an open end.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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