EP2523198A1

EP2523198A1 - Transformer with laminated coil

Info

Publication number: EP2523198A1
Application number: EP20120167728
Authority: EP
Inventors: Matthias Knogl; Manfred Kronawitter; Norbert Ginglseder
Original assignee: Sumida Components and Modules GmbH
Current assignee: Sumida Components and Modules GmbH
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2032-05-11
Also published as: DE102011075707A1; EP2523198B1

Abstract

The transformer (100) has a coil shell (110) provided with a central aperture for enclosing a central limb of a magnetic core (103). The coil shell comprises multiple support surfaces for retaining a winding and multiple winding chambers for retaining another winding. Two insulation caps (108, 107) are attached at two coil shell sides of the coil shell, respectively. Two terminal assemblies (106, 105) are attached at the two coil shell sides of the coil shell and electrically connected with two windings, respectively. Recesses of the caps are filled with capping material (102). An independent claim is also included for a method for manufacturing a transformer.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Transformatoren, in denen relativ große Ströme auf der Eingangsseite oder der Ausgangsseite auftreten, so dass eine der beiden Wicklungen einen großen Leiterquerschnitt in Form geblechter Windungsabschnitte aufweist.The invention relates in general to transformers in which relatively large currents occur on the input side or the output side, so that one of the two windings has a large conductor cross-section in the form of bladed winding sections.

Der rasante Fortschritt in der Elektronik führt dazu, dass in vielen Bereichen Leistungselektronikbaugruppen eingesetzt werden, wobei in der Regel elektrische Energie auf verschiedenen Spannungspotentialen zu handhaben ist. Beispielsweise werden in der Kfz-Industrie zunehmend elektrische Verbraucher eingesetzt, etwa zur Versorgung der komplexen elektronischen Komponenten im Fahrzeug, zur Bereitstellung zusätzlicher Antriebsenergie, zur Speicherung von Bremsenergie und dergleichen, wobei in diesen Anwendungsfällen relativ große Leistungen im Bereich von einigen 100 Watt bis zu einigen Kilowatt oder höher mit zum teil sehr unterschiedlichen Betriebsspannungen zu verarbeiten sind. Auch in anderen Bereichen ist häufig eine Umsetzung von Spannungen und Strömen erforderlich, wobei auch bei Bedarf eine galvanische Entkopplung erforderlich ist. Dazu gehören beispielsweise Anwendungen in Wechselrichtern in Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen, Blockheizkraftwerken und dergleichen. Zu diesem Zweck werden häufig sogenannte Hochfrequenztransformatoren eingesetzt, die einen geeigneten magnetischen Kern und entsprechende Wicklungen aufweisen, so dass ein Betrieb bei Frequenzen von einigen 100 Hz bis zu einigen 100 Kilohertz und höher ermöglicht wird. Durch die Verwendung relativ hoher Taktfrequenzen in derartigen elektronischen Baugruppen kann das gesamte Bauvolumen der Transformatoren relativ klein gehalten werden, was insbesondere wichtig ist, um viele neue Anwendungszwecke zu erschließen und um auch die gesamten Herstellungskosten entsprechender elektronischer Bauteilgruppen gering zu halten.The rapid progress in electronics means that in many areas power electronics modules are used, which is usually to handle electrical energy at different voltage potentials. For example, in the automotive industry increasingly electrical consumers are used, such as to supply the complex electronic components in the vehicle, to provide additional drive energy, for storing braking energy and the like, in these applications, relatively large powers in the range of some 100 watts to some Kilowatts or higher with partly very different operating voltages are to be processed. Also in other areas, a conversion of voltages and currents is often required, with a galvanic decoupling is required if required. These include, for example, applications in inverters in photovoltaic systems, wind turbines, combined heat and power plants and the like. For this purpose, so-called high-frequency transformers are often used, which have a suitable magnetic core and corresponding windings, so that operation at frequencies of a few 100 Hz to several 100 kilohertz and higher is made possible. By using relatively high clock frequencies in such electronic assemblies, the overall construction volume of the transformers can be kept relatively small, which is particularly important in order to open up many new applications and to keep the overall manufacturing costs of corresponding electronic component groups low.

Transformatoren, die hohe Eingangsspannungen oder Ausgangsspannungen bei hohen Ausgangsströmen bzw. Eingangsströmen liefern können, werden häufig in Form von Planartransformatoren aufgebaut, die eine Wicklung aufweisen, die in Form von Leiterblechen, etwa Kupferblechen, vorgesehen wird, so dass eine große Kupferoberfläche und ein großer Querschnitt zu geringen Gleichstromverlusten und auch Wechselstromverlusten führen. Durch die Verwendung derartiger Transformatoren mit einer geblechten Wicklung können zum einen relativ große Spannungsunterschiede erzeugt werden, wobei gleichzeitig auch ein sehr geringes Bauvolumen erreicht werden kann, so dass bei Betriebsfrequenz von ungefähr 100 Kilohertz Leistungen von 1 bis mehreren Kilowatt bei einem Bauteilvolumen von etwa 100 Kubikzentimetern verarbeitet werden können. Bei einer weiteren Verringerung der Bauteilgröße bzw. bei einer Erhöhung der zu verarbeiteten Leistung müssen insbesondere bei einem relativ großen Potentialunterschied zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung dabei genau definierte Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden, um die zuverlässige galvanische Entkopplung unter anspruchsvollen Bedingungen, wie sie etwa im Fahrzeugbereich, in Wechselrichtern von Photovoltaikanlagen, und dergleichen auftreten können, sicherzustellen. Insbesondere wird durch das Einrichten einer gewünschten hohen Isolationsfestigkeit jedoch unter Umständen das entsprechende Bauvolumen vergrößert und/oder ein entsprechender Aufwand bei der Herstellung der Transformatoren wächst deutlich an, etwa durch das Verwenden sehr teurer Materialien und dergleichen.Transformers that can provide high input voltages or output voltages at high output currents are often constructed in the form of planar transformers having a winding that is provided in the form of conductor plates, such as copper sheets, such that a large copper surface and a large cross section lead to low DC losses and AC losses. By using such transformers with a laminated winding, on the one hand, relatively large differences in voltage can be generated, while at the same time a very small volume of construction can be achieved, so that at an operating frequency of approximately 100 kilohertz, powers of 1 to several kilowatts contribute a component volume of about 100 cubic centimeters can be processed. In a further reduction in the size of the component or an increase in the power to be processed in particular a relatively large potential difference between input voltage and output voltage while precisely defined air and creepage distances must be maintained to the reliable galvanic decoupling in demanding conditions, such as in the vehicle sector , in inverters of photovoltaic systems, and the like may occur. In particular, by setting up a desired high insulation resistance, however, under certain circumstances, the corresponding volume of construction increased and / or a corresponding effort in the production of transformers is growing significantly, for example by using very expensive materials and the like.

Unter Berücksichtigung dieser Sachlage ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit denen ein effizienter Aufbau eines Transformators insbesondere im Hinblick auf eine Leistungsverbesserung, etwa die Einhaltung von Isolationsstrecken mit hoher Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit, reduzierte Verluste, etc., ermöglicht wird.Taking this into account, it is an object of the present invention to provide measures with which an efficient construction of a transformer, in particular with regard to a performance improvement, such as compliance with isolation distances with high reliability and reproducibility, reduced losses, etc., is possible.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch einen Transformator, der einen magnetischen Kern mit einem Mittelschenkel und Seitenschenkeln aufweist. Der Transformator umfasst ferner einen Spulenkörper mit einer zentralen Öffnung zum Umschließen des Mittelschenkels, wobei der Spulenkörper mehrere Auflageflächen zur Aufnahme einer ersten Wicklung mit geblechten Windungen und mehrere Wickelkammern zur Aufnahme einer zweiten Wicklung aufweist. Des weiteren ist in dem Transformator eine erste Isolationskappe vorgesehen, die an einer ersten nicht von den Seitenschenkeln abgedeckten Spulenkörperseite angebracht ist. Ferner ist eine zweite Isolationskappe vorgesehen, die an einer zweiten nicht von den Seitenschenkeln abgedeckten Spulenkörperseite angebracht ist. Der Transformator umfasst ferner eine erste Anschlussanordnung, die an der ersten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der ersten Wicklung verbunden ist. Des weiteren ist eine zweite Anschlussanordnung vorgesehen, die an der zweiten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der zweiten Wicklung verbunden ist.According to one aspect of the present invention, this object is achieved by a transformer having a magnetic core with a center leg and side legs. The transformer further comprises a bobbin having a central opening for enclosing the center leg, the bobbin having a plurality of bearing surfaces for receiving a first winding with lathed windings and a plurality of winding chambers for receiving a second winding. Furthermore, a first insulation cap is provided in the transformer, which is attached to a first not covered by the side legs bobbin side. Further, a second insulating cap is provided, which is attached to a second not covered by the side legs bobbin side. The transformer further includes a first terminal assembly disposed on the first bobbin side and electrically connected to the first winding. Furthermore, a second connection arrangement is provided, which is arranged on the second bobbin side and is electrically connected to the second winding.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Aufbau des Transformators sind Isolationskappen vorgesehen, die jeweils an den Anschlüssen der ersten und der zweiten Wicklung angebracht sind, so dass sich durch die Isolationskappen definierte Isolationsabstände im Bereich der Anschlussanordnungen erreichen lassen. D. h., die Isolationskappen repräsentieren Bauteilkomponenten, die etwa durch Spritzgussverfahren und dergleichen hergestellt sind, so dass deren Abmessungen und Formen mit einem hohen Grad an Reproduzierbarkeit vorgegeben sind. Damit sind im Zusammenwirken mit dem Spulenkörper genau definierte Abstände, etwa zwischen Kern und Anschlussleitungen für die erste und die zweite Wicklung vorgegeben. Daher können auch bei einem sehr kompakten Aufbau konstruktiv vorgegebene Abstände, Kriechstrecken, Luftstrecken und dergleichen vorgesehen werden, wobei etwa durch Auswahl des Materials der Isolationskappen, deren geometrische Gestaltung, und dergleichen ein hoher Grad an Flexibilität bei der Einstellung der gewünschten Eigenschaften mit hoher Reproduzierbarkeit gegeben ist, wobei auch entsprechende Toleranzen bei der Montage des Transformators gering bleiben.According to the inventive construction of the transformer insulation caps are provided, which are respectively attached to the terminals of the first and the second winding, so that defined by the insulation caps insulation distances reach in the area of the connection arrangements. That is, the insulation caps represent component parts made by, for example, injection molding and the like, so that their dimensions and shapes are predetermined with a high degree of reproducibility. Thus, in conjunction with the bobbin precisely defined distances, such as between the core and leads for the first and the second winding specified. Therefore, even with a very compact structure structurally predetermined distances, creepage distances, air gaps and the like can be provided, for example by selecting the material of the insulation caps, their geometric design, and the like given a high degree of flexibility in setting the desired properties with high reproducibility is, with corresponding tolerances remain low during assembly of the transformer.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die erste und die zweite Isolationskappe Aussparungen auf, die mit einem Vergussmaterial gefüllt sind. Durch das Vorsehen der Aussparungen kann damit ein entsprechendes Vergussmaterial, wie es typischerweise zum Vergießen der Transformatorkomponenten in einem Gehäuse eingesetzt wird, eine hohe mechanische Festigkeit erreicht werden, da durch die Aussparungen eine verbesserte Verbindung zwischen der Kappe und dem Vergussmaterial entsteht. Des weiteren wird durch die Aussparungen nicht nur die mechanische Kopplung der Isolationskappen und damit des gesamten Spulenkörpers an das Vergussmaterial und damit an das Gehäuse und den Kern des Transformators verbessert, sondern es wird auch eine verbesserte thermische Ankopplung des Transformatorinneren an das Vergussmaterial und schließlich an das Gehäuse ermöglicht. Dabei können vorzugsweise Vergussmaterialien mit hoher thermischer Leitfähigkeit eingesetzt werden, so dass eine sehr effiziente Wärmeleitung vom Spulenkörper und somit den Wicklungen zum Gehäuse entsteht. Andererseits bieten die Isolationskappen in den Bereichen um die Aussparungen herum die gewünschte erhöhte Isolationsfestigkeit und bietet auch die mechanische Plattform zum Anbringen von entsprechenden Leitungen und dergleichen, so dass eine konstruktive Einstellung der zuvor genannten Kriech- und Luftstrecken sowie der Isolationsabstände erfolgt, wodurch der Einfluss von Montageungenauigkeiten verringert wird.In an advantageous embodiment, the first and the second insulation cap recesses, which are filled with a potting material. By providing the recesses can thus a corresponding potting material, as it is typically used for potting the transformer components in a housing, a high mechanical strength can be achieved because the recesses result in an improved connection between the cap and the potting material. Furthermore, not only the mechanical coupling of the insulation caps and thus the entire bobbin to the potting material and thus to the housing and the core of the transformer is improved by the recesses, but it is also an improved thermal coupling of the transformer inside the potting material and finally to the Housing allows. In this case, potting materials with high thermal conductivity can preferably be used, so that a very efficient heat conduction from the bobbin and thus the windings to the housing is formed. On the other hand, provide the insulation caps in the areas around the recesses the desired increased insulation resistance and also provides the mechanical platform for attaching appropriate lines and the like, so that a structural adjustment of the aforementioned creepage and clearance distances and the insulation distances is carried out, whereby the influence of Mounting inaccuracies is reduced.

In einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt die erste Isolationskappe eine Aufnahme zur Führung von Anschlussleitungen der zweiten Anschlussanordnung. Da die zweite Wicklung in der Regel eine höhere Spannung aufnimmt als die geblechte Wicklung, die typischerweise eine kleinere Anzahl an Windungen aufweist, ergibt sich durch die Ausbildung der Führung in der ersten Isolationskappe ein genau eingestellter Abstand und Verlauf der entsprechenden Anschlussdrähte für die höhere Betriebsspannung der zweiten Wicklung. Somit werden während der weiteren Montage des Transformators, etwa beim Einbringen in ein Gehäuse und beim Vergießen des Transformators mit dem Gehäuse mögliche Lageänderungen der Anschlussdrähte minimiert. Daher werden bereits bei der Konstruktion des Transformators gewünschte kleinere Abmessungen vorgesehen, wobei dennoch eine ausreichend hohe Isolationsfestigkeit sichergestellt ist. Des weiteren ergibt sich die Möglichkeit, die einzelnen Wicklungsabschnitte in den jeweiligen Wickelkammern mittels der Führung in der Isolationskappe in geeigneter Weise miteinander zu verbinden, so dass die gesamte Verschaltung der Wicklung mit hoher mechanischer Präzision erreicht wird.In an advantageous embodiment, the first insulation cap has a receptacle for guiding connection lines of the second connection arrangement. Since the second winding usually receives a higher voltage than the lathed winding, which typically has a smaller number of turns, resulting from the training the guide in the first insulation cap a precisely set distance and course of the corresponding leads for the higher operating voltage of the second winding. Thus, during further assembly of the transformer, such as when placed in a housing and when casting the transformer with the housing possible changes in position of the leads minimized. Therefore, already in the construction of the transformer desired smaller dimensions are provided, yet a sufficiently high insulation resistance is ensured. Furthermore, there is the possibility of connecting the individual winding sections in the respective winding chambers by means of the guide in the insulation cap in a suitable manner, so that the entire interconnection of the winding is achieved with high mechanical precision.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Spulenkörper mehrere Spulenkörpersegmente auf, die zusammengesteckt sind, wobei jedes Spulenkörpersegment mindestens eine Wickelkammer und eine Auflagefläche aufweist. Durch diesen modularen Aufbau des Spulenkörpers können somit einzelne Windungen der geblechten Wicklung aufgebracht werden, so dass sich etwa ein umlaufender Windungsabschnitt ergibt, wobei durch die Segmente dennoch eine hohe mechanische Präzision bei der Positionierung der geblechten Windungsabschnitte gewährleistet ist. Ferner ermöglicht der modulare Aufbau das Vorsehen einer gewünschten Anzahl an Wickelkammern für die weitere Drahtwicklung, wobei durch die Segmente gleichzeitig eine Verschachtelung der ersten und der zweiten Wicklung erfolgt, so dass insgesamt eine hohe Effizienz auf Grund der intensiven Kopplung der ersten und der zweiten Wicklung ermöglicht wird.In a further advantageous embodiment, the bobbin has a plurality of bobbin segments, which are put together, wherein each bobbin segment has at least one winding chamber and a bearing surface. This modular design of the bobbin thus individual turns of the laminated winding can be applied, so that there is approximately a circumferential winding section, wherein the segments nevertheless a high mechanical precision in the positioning of the laminated winding sections is ensured. Furthermore, the modular design allows the provision of a desired number of winding chambers for the further wire winding, wherein at the same time interleaving of the first and the second winding takes place through the segments, so that a total of high efficiency due to the intensive coupling of the first and the second winding allows becomes.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Wickelkammer eines ersten Spulenkörpersegments eine Umfangslänge am Wickelkammerboden auf, die verschieden ist von einer zweiten Umfangslänge der Wickelkammer eines zweiten Spulenkörpersegments. Durch das Einrichten einer unterschiedlichen Umfangslänge der entsprechenden Wickelkammern in den jeweiligen Spulenkörpersegmenten ergibt sich damit auch eine unterschiedliche Leitungslänge bzw. Drahtlänge einer entsprechenden Wicklungslage der jeweiligen Wicklungsabschnitte, so dass damit ein Abgleich der Gesamtleitungslänge der Wicklungsabschnitte möglich ist. Beispielsweise können in Anwendungen, in denen Wicklungsabschnitte mit gleichen Windungszahlen vorzusehen sind, die parallel zu schalten sind, die unterschiedliche Länge der Zuleitungen durch geeignete Anpassung der Umfangslängen in den einzelnen Wickelkammer ausgeglichen werden. D.h. in vorteilhaften Ausführungsformen hat die Umfangslänge derjenigen Wickelkammer den größten Wert, die den kleinsten Abstand zu der Anschlußanordnung besitzt, während andere Wickelkammern mit einem größeren Abstand eine entsprechend geringere Umfangslänge besitzen, so dass die geringere Leitungslänge für jeweiligen Windungen in diesen Wicklungsabschnitten zumindest zu einem hohen Grade den längeren Leitungsweg zu der Anschlußanordnung kompensiert. Auf diese Weise können die Leitungslängen der jeweiligen Wicklungsabschnitte in den Wickelkammer einander angepaßt werden, so dass insgesamt die Wechselstromverluste aufgrund einer Reduzierung möglicher Ausgleichsströme geringer sind. Dabei wird in anschaulichen Ausführungsformen eine "näherungsweise" gleich lange Leitungsführung für die einzelnen Wicklungsabschnitte erreicht, wobei diese so zu verstehen ist, dass eine Abweichung der Leitungslänge der jeweiligen Wicklungsabschnitte und den dazugehörigen Zuleitungen zu der Anschlußanordnung 10% oder kleiner ist im Vergleich zu der Wickelkammer, die die maximale Leitungslänge besitzt. Dabei ist auch die Möglichkeit enthalten, dass die Leitungslängen im Rahmen der Meßgenauigkeit gleich sind.In a further advantageous embodiment, the winding chamber of a first bobbin segment has a circumferential length on the winding chamber bottom, which is different from a second circumferential length of the winding chamber of a second bobbin segment. By setting up a different circumferential length of the corresponding winding chambers in the respective bobbin segments, this also results in a different line length or wire length of a corresponding winding layer of the respective winding sections, so that an adjustment of the total line length of the winding sections is possible. For example, in applications in which winding sections with the same number of turns are to be provided, which are to be connected in parallel, the different lengths of the leads can be compensated by suitably adapting the circumferential lengths in the individual winding chamber. That is, in advantageous embodiments, the circumferential length of those winding chamber the largest value having the smallest distance to the terminal assembly, while other winding chambers having a greater distance have a correspondingly smaller circumferential length, so that the smaller line length for respective turns in these winding sections at least to a high degree compensates for the longer conduction path to the terminal assembly. In this way, the line lengths of the respective winding sections can be adapted to each other in the winding chamber, so that the total AC losses due to a reduction of possible compensation currents are lower. In this case, in illustrative embodiments, an "approximately" equal length of wiring for the individual winding sections is achieved, which is to be understood so that a deviation of the line length of the respective winding sections and the associated leads to the terminal assembly is 10% or less compared to the winding chamber that has the maximum cable length. It also includes the possibility that the line lengths are the same within the measurement accuracy.

Die unterschiedliche Ausgestaltung der Umfangslängen der einzelnen Wickelkammern kann dabei bereits bei der Herstellung der einzelnen Spulenkörpersegmente erfolgen oder kann auch durch nachträgliches Justieren, etwa durch Einbringen von Materialabschnitten, etc., bei der Montage des Transformator verwirklicht werden.The different configuration of the circumferential lengths of the individual winding chambers can already take place in the production of the individual bobbin segments or can also be achieved by subsequent adjustment, such as by introducing material sections, etc., in the assembly of the transformer.

In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen sind die Isolationskappen auf dem Spulenkörper aufgesteckt, d. h. bei der Montage sind die Isolationskappen als separate Einzelteile vorhanden, so dass eine effiziente Aufbringung der ersten und der zweiten Wicklung auf den eigentlichen Spulenkörper möglich ist, und nachfolgend durch das Anbringen der Isolationskappen die gewünschten Eigenschaften im Hinblick auf Isolationsfestigkeit und dergleichen mit hoher mechanischer Präzision eingestellt werden. Insbesondere bei Vorsehen des Spulenkörpers in Form von einzelnen Modulen, d. h. in Form einzelner Spulenkörpersegmente, können somit geeignet angepasste Isolationskappen in separaten Herstellungsvorgängen erzeugt werden, so dass sich unterschiedliche "Längen" des Spulenkörpers auf Grund des modularen Aufbaus verwenden lassen, wobei dann zu der gewünschten Länge auch eine geeignete Isolationskappe bereitgestellt werden kann, ohne dass ansonsten Änderungen im Montagevorgang erforderlich sind.In further advantageous embodiments, the insulation caps are attached to the bobbin, d. H. during assembly, the insulation caps are present as separate individual parts, so that an efficient application of the first and the second winding on the actual bobbin is possible, and subsequently set by the attachment of the insulation caps the desired properties in terms of insulation resistance and the like with high mechanical precision become. In particular, when providing the bobbin in the form of individual modules, d. H. in the form of individual bobbin segments, thus suitably adapted insulation caps can be produced in separate manufacturing operations, so that different "lengths" of the bobbin due to the modular design can be used, then to the desired length, a suitable insulation cap can be provided without otherwise Changes in the assembly process are required.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen eine oder mehrere der Auflageflächen eine Aussparung auf. Durch die Aussparungen in den Auflageflächen wird somit ein Teil der geblechten Windung auf der jeweiligen Auflagefläche freigelegt, so dass damit eine verbesserte mechanische und thermische Ankopplung der Wicklung an ein entsprechendes Vergussmaterial erfolgt. Auf diese Weise kann sowohl die mechanische Stabilität als auch das thermische Verhalten verbessert werden, da beispielsweise bei Verwendung eines gut thermisch leitenden Vergussmaterials eine effiziente Anbindung der geblechten Wicklung an das Vergussmaterial und damit an das Gehäuse sowie die weiteren Komponenten, etwa den Kern des Transformators, erfolgt.In a further advantageous embodiment, one or more of the support surfaces on a recess. By the recesses in the bearing surfaces thus a portion of the laminated winding is exposed on the respective support surface, so that so an improved mechanical and thermal coupling of the winding to a corresponding potting material takes place. In this way, both the mechanical stability and the thermal behavior can be improved because, for example, when using a highly thermally conductive potting material efficient connection of the laminated winding to the potting material and thus to the housing and the other components, such as the core of the transformer, he follows.

In vorteilhaften Ausführungsformen sind die erste Wicklung und die zweite Wicklung miteinander verschachtelt, d. h. entlang einer Längsrichtung des Spulenkörpers sind Wicklungsabschnitte der ersten Wicklung und der zweiten Wicklung abwechselnd vorgesehen, so dass eine intensive Kopplung der beiden Wicklungen entsteht.In advantageous embodiments, the first winding and the second winding are interleaved with each other, i. H. Along a longitudinal direction of the bobbin winding sections of the first winding and the second winding are provided alternately, so that an intensive coupling of the two windings is formed.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Transformator bereitgestellt mit einem magnetischen Kern mit einem Mittelschenkel und mit Seitenschenkeln. Der Transformator umfasst ferner einen Spulenkörper mit einer zentralen Öffnungen zum Umschließen des Mittelschenkels, wobei der Spulenkörper mehrere Spulenkörpersegmente aufweist, und jedes Spulenkörpersegment eine oder mehrere Auflageflächen zur Aufnahme einer oder mehrerer geblechter Windungen einer ersten Wicklung und eine Wickelkammer mit einem Wickelkammerboden zur Aufnahme eines Wicklungsabschnitts einer zweiten Wicklung aufweist. Ferner ist eine erste Umfangslänge am Wickelkammerboden einer ersten Wickelkammer unterschiedlich zu einer zweiten Umfangslänge am Wickelkammerboden einer zweiten Wickelkammer. Der Transformator umfasst ferner eine erste Anschlußanordnung, die an der ersten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der ersten Wicklung verbunden ist, und umfasst eine zweite Anschlußanordnung, die an der zweiten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der zweiten Wicklung verbunden ist.In another aspect of the present invention, there is provided a transformer having a magnetic core with a center leg and side legs. The transformer further includes a bobbin having a central opening for enclosing the center leg, the bobbin having a plurality of bobbin segments, and each bobbin segment having one or more bearing surfaces for receiving one or more flexible turns of a first winding and a winding chamber having a winding chamber bottom for receiving a winding section of a second winding has. Furthermore, a first circumferential length on the winding chamber bottom of a first winding chamber is different from a second circumferential length on the winding chamber bottom of a second winding chamber. The transformer further includes a first terminal assembly disposed on the first bobbin side and electrically connected to the first winding, and includes a second terminal assembly disposed on the second bobbin side and electrically connected to the second winding.

Der erfindungsgemäße Transformator gemäß diesem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine Verringerung der Wechselstromverluste durch geeignete Anpassung der Umfangslängen der Wickelkammern, die in den Spulenkörpersegmenten vorgesehen sind, die auch zur Aufnahme der geblechten Wicklungsabschnitte durch Bereitstellen der Auflageflächen dienen. D.h. durch die Anpassung der Umfangslängen können entsprechende Ausgleichsströme, die bei einer Parallelschaltung der einzelnen Wicklungsabschnitte der die höhere Spannung führenden Wicklung auftreten können, reduziert werden, da beispielsweise eine gewisse Kompensation der verschiedenen Leitungslängen, die in konventionellen Transformatoren, insbesondere durch den unterschiedlichen Abstand der einzelnen Wicklungsabschnitte von der Anschlußanordnung entstehen, erreicht wird. Durch die Kompensation der Längenunterschiede kann somit für ansonsten gleiche Wicklungsabschnitte, d.h. für Wicklungsabschnitte mit einer gleichen Anzahl an einzelnen Windungen, eine deutliche Verbesserung des Wechselstromverhaltens erreicht werden, wobei dennoch ein hoher Grad an Flexibilität gegeben ist, um die geblechte Wicklung mit den einzelnen Wicklungsabschnitten der "Hochspannungswicklung" in gewünschter Weise zu verschachteln, ohne dass damit nennenswerte störende Ausgleichsströme zwischen den einzelnen entlang der Längsrichtung des Mittelschenkels angeordneten Wicklungsabschnitten auftreten.The inventive transformer according to this further aspect of the present invention makes it possible to reduce the AC losses by suitably adjusting the circumferential lengths of the winding chambers provided in the bobbin segments, which also serve to receive the laminated winding sections by providing the bearing surfaces. That is, by adjusting the circumferential lengths corresponding compensation currents, which can occur in a parallel connection of the individual winding sections of the higher voltage leading winding can be reduced because, for example, a certain compensation of the different cable lengths, in conventional transformers, in particular by the different Distance between the individual winding sections arise from the terminal arrangement is achieved. By compensating the differences in length can thus be achieved for otherwise identical winding sections, ie for winding sections with an equal number of individual turns, a significant improvement in AC behavior, yet a high degree of flexibility is given to the laminated winding with the individual winding sections of Nested "high voltage winding" in the desired manner, without causing significant disturbing balance currents between the individual arranged along the longitudinal direction of the center leg winding sections occur.

Vorteilhafterweise kann diese Gestaltung des erfindungsgemäßen Transformators auch mit weiteren Maßnahmen kombiniert werden, wie dies zuvor beschrieben ist, beispielsweise durch das Vorsehen von Isolationskappen für die Anschlußanordnungen, so dass im Zusammenwirken mit einem verbesserten Wechselstromverhalten auch gleichzeitig eine weitere Verhaltensverbesserung durch die genau Einstellung der Luft- und Kriechstrecken erreicht wird, wie dies auch bereits zuvor erläutert ist.Advantageously, this design of the transformer according to the invention can also be combined with further measures, as described above, for example by the provision of insulation caps for the terminal arrangements, so that at the same time a further behavioral improvement by the exact adjustment of the air in conjunction with an improved AC behavior. Creepage distances is achieved, as already explained above.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Transformators bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Auflegen eines Wicklungsabschnitts einer geblechten Wicklung des Transformators auf jeweils eine Auflagefläche eines Spulenkörpersegments. Ferner werden mehrere Spulenkörpersegmente zu einem Spulenkörper zusammengesetzt, der die geblechte Wicklung trägt. Es wird ein Wicklungsabschnitt auf eine Wickelkammer aufgebracht, die in jedem Spulenkörpersegment vorgesehen ist, um eine zweite Wicklung herzustellen. Das Verfahren umfasst ferner das Verbinden der einzelnen Wicklungsabschnitte der geblechten Wicklung und das Aufstecken einer ersten Isolationskappe und einer zweiten Isolationskappe auf den Spulenkörper. Schließlich wird ein Kern an dem Spulenkörper angebracht.In another aspect of the present invention, a method of making a transformer is provided. The method comprises laying a winding section of a laminated winding of the transformer on each support surface of a bobbin segment. Further, a plurality of bobbin segments are assembled into a bobbin which carries the laminated winding. A winding section is applied to a winding chamber provided in each bobbin segment to make a second winding. The method further comprises connecting the individual winding sections of the laminated winding and attaching a first insulation cap and a second insulation cap to the bobbin. Finally, a core is attached to the bobbin.

In diesem erfindungsgemäßen Montageverfahren wird ein segmentierter Spulenkörper bereitgestellt, so dass entsprechende Windungsabschnitte in der geblechten Wicklung bereits auf die jeweiligen Spulenkörpersegmente aufgebracht werden können, bevor die eigentliche Montage des Spulenkörpers erfolgt. Auf diese Weise können effizient umlaufende Windungen auf die Auflagenflächen aufgebracht werden, wobei die mechanische Positionierung und Fixierung auf Grund der Auflagefläche möglich ist. Des weiteren können bei Bedarf die Wicklungsabschnitte der zweiten Wicklung in die Wickelkammer vor dem Auflegen der geblechten Windungen eingebracht werden, während in anderen Ausführungsformen das Aufbringen der Wicklungsabschnitte der zweiten Wicklung nach dem Auflegen oder auch nach dem Zusammensetzen der einzelnen Spulenkörpersegmente erfolgt. Auf diese Weise kann eine sehr effiziente Verschachtelung der geblechten Wicklung mit der zweiten Wicklung erfolgen, wobei die entsprechende Aufteilung der Wicklungsabschnitte durch Auswahl der Anzahl der einzelnen Spulenkörpersegmente erfolgen kann. Damit besteht ein hoher Grad an Flexibilität bei der Gestaltung des Transformators, insbesondere für den gewünschten Grad an Verschachtelung der beiden Wicklungen, wobei dennoch der gesamte geometrische Aufbau des Spulenkörpers und der Wicklungen durch konstruktive Maßnahmen, d. h. durch die Gestalt der Spulenkörpersegmente so festgelegt ist, dass ein geringes Bauvolumen verwirklicht werden kann. Dabei sind die jeweiligen Luft- und Kriechstrecken durch die Form der Spulenkörpersegmente weitestgehend vorgegeben, wobei insbesondere im Zusammenwirken mit den nach dem Aufbringen der Wicklungen aufgesetzten Isolationskappen insgesamt reproduzierbar die Isolationseigenschaften des Transformators vorgegeben sind.In this assembly method according to the invention, a segmented bobbin is provided, so that corresponding winding sections in the laminated winding can already be applied to the respective bobbin segments before the actual assembly of the bobbin takes place. In this way, efficiently rotating turns can be applied to the support surfaces, wherein the mechanical positioning and fixing due to the support surface is possible. Further, if necessary, the winding sections of the second winding may be introduced into the winding chamber prior to the laying of the laminated windings, while in other embodiments the application of the winding sections of the second winding after placing or after the assembly of the individual bobbin segments takes place. In this way, a very efficient nesting of the laminated winding with the second winding can be carried out, wherein the corresponding division of the winding sections can be done by selecting the number of individual bobbin segments. Thus, there is a high degree of flexibility in the design of the transformer, in particular for the desired degree of nesting of the two windings, yet the entire geometric structure of the bobbin and the windings is determined by design measures, ie by the shape of the bobbin segments so that a small volume of construction can be realized. The respective creepage distances and clearances are largely predetermined by the shape of the bobbin segments, which in particular in combination with the applied after application of the windings insulation caps total reproducible the insulation properties of the transformer are given.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Transformators bereitgestellt, wobei ein Blechpaket einer ersten Wicklung in einen Spulenkörper eingeführt wird, der mehrere gestapelte Auflageflächen zur Aufnahme jeweils eines Windungsabschnitts aufweist. Das Verfahren umfasst ferner das Aufbringen von Wicklungsabschnitten einer zweiten Wicklung auf den Spulenkörper, wobei mehrere Wickelkammern zur Aufnahme der zweiten Wicklung vorgesehen sind. Ferner wird das erste Blechpaket elektrisch angeschlossen, um damit die erste Wicklung herzustellen. Ferner wird eine erste Isolationskappe und eine zweite Isolationskappe auf den Spulenkörper aufgesteckt und es wird ein Kern an dem Spulenkörper angebracht.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a transformer, wherein a laminated core of a first winding is inserted into a bobbin having a plurality of stacked bearing surfaces for receiving a respective winding section. The method further comprises applying winding sections of a second winding on the bobbin, wherein a plurality of winding chambers are provided for receiving the second winding. Furthermore, the first laminated core is electrically connected to produce the first winding. Further, a first insulating cap and a second insulating cap is fitted onto the bobbin and a core is attached to the bobbin.

In diesem Verfahren wird ein Blechpaket der ersten Wicklung effizient in den Spulenkörper eingeschoben, so dass die erste Wicklung nach dem entsprechenden elektrischen Anschließen der jeweiligen Windungsabschnitte bei geringem Montageaufwand hergestellt werden kann, wobei auf Grund der Ausbildung des Spulenkörpers und der nachfolgend angebrachten Isolationskappen ebenfalls, wie dies auch bereits zuvor erläutert ist, die Eigenschaften, insbesondere die Isolationseigenschaften, des Transformators durch konstruktive Maßnahmen, d. h. durch die geometrische Gestaltung des Spulenkörpers und die geometrische Gestaltung der Isolationskappen, festgelegt sind. Somit wird insgesamt ein sehr einfacher Montagevorgang ermöglicht, wobei dennoch ein hohes Maß an mechanischer Präzision gewährleistet ist.In this method, a laminated core of the first winding is efficiently inserted into the bobbin, so that the first winding can be produced with little installation effort after the corresponding electrical connection of the respective Windungsabschnitte, also due to the formation of the bobbin and the subsequently attached insulation caps, such as this has already been explained above, the properties, in particular the insulation properties, of the transformer by design measures, ie by the geometric design of the bobbin and the geometric design of the insulation caps are set. Thus, a very simple assembly process is possible on the whole, while still ensuring a high degree of mechanical precision.

In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren wird ferner eine Anschlussleitung für die zweite Wicklung mittels einer in der zweiten Isolationskappe vorgesehenen Führung angebracht, um dadurch einen genau definierten Isolationsabstand zum Kern einzuhalten. In weiteren Ausführungsformen werden die Isolationskappen nach dem Verbinden der ersten Wicklung aufgebracht, so dass diese auch eine geeignete Gestalt besitzen können, um entsprechende Anschlussleitungen zu decken. Auf diese Weise können ebenfalls genaue reproduzierbare Isolationsabstände verwirklicht werden.In further advantageous embodiments of the method according to the invention, a connection line for the second winding is furthermore attached by means of a guide provided in the second insulation cap, in order thereby to observe a precisely defined isolation distance from the core. In further embodiments, the insulation caps are applied after connecting the first winding, so that they can also have a suitable shape to cover corresponding connection lines. In this way, exactly reproducible isolation distances can also be realized.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Transformators bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Spulenkörpers mit mehreren Spulenkörpersegmenten, wovon jedes eine oder mehrere Auflageflächen zur Aufnahme einer oder mehrerer geblechter Windungen einer ersten Wicklung und eine Wickelkammer mit einem Wickelkammerboden zur Aufnahme eines Wicklungsabschnitts einer zweiten Wicklung aufweist. Das Verfahren umfasst ferner das Einstellen einer Umfangslänge am Wickelkammerboden in jeder Wickelkammer in Abhängigkeit von der Position einer Wickelkammer im Spulenkörper. Des weiteren umfasst das Verfahren das Aufbringen einer gleichen Anzahl an Windungen in jeder Wickelkammer zum Herstellen eines jeweiligen Wicklungsabschnitts und das separate Verbinden jedes Wicklungsabschnitts mit einer Anschlußanordnung.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a transformer. The method includes providing a bobbin having a plurality of bobbin segments, each having one or more bearing surfaces for receiving one or more bladed windings of a first winding and a winding chamber having a winding chamber bottom for receiving a winding section of a second winding. The method further comprises adjusting a circumferential length at the winding chamber bottom in each winding chamber in dependence on the position of a winding chamber in the bobbin. The method further comprises applying an equal number of turns in each winding chamber to make a respective winding section and separately connecting each winding section to a terminal assembly.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine effiziente Anpassung der Gesamtleitungslänge von Wicklungsabschnitten, die über den Spulenkörper hinweg verteilt sind und daher unterschiedliche Abstände zu der jeweiligen Anschlußanordnung besitzen, in der die einzelnen Wicklungsabschnitte parallel miteinander verschaltet werden.This inventive method thus enables an efficient adaptation of the total line length of winding sections, which are distributed over the bobbin time and therefore have different distances to the respective terminal arrangement, in which the individual winding sections are connected in parallel with each other.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben und gehen auch aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung hervor, in der auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:

Fig. 1a eine schematische perspektivische Ansicht eines Transformators gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
Fig. 1b eine Aufrissansicht des Transformators gemäß einer Ausführungsform zeigt, wobei ein Spulenkörper zur Aufnahme eines Blechpakets ausgebildet ist und Isolationskappen an gegenüberliegenden Seiten vorgesehen sind,
Fig. 2a schematisch eine perspektivische Aufrissansicht des Transformators zeigt, wobei mehrere Spulenkörpersegmente in Verbindung mit den Isolationskappen vorgesehen sind, um einen modularen Aufbau des Spulenkörpers zu ermöglichen,
Fig. 2b schematisch eine Ansicht eines Spulenkörpersegments mit einer Auflagefläche und einem Wickelraum zeigt,
Fig. 2c schematisch eine Ansicht eines geblechten Wicklungsabschnitts mit zwei Windungen in kreisförmiger Gestalt mit dazwischen liegender Isolationsfolie,
Fig. 2d und 2e zeigen ein Spulenkörpersegment mit geblechtem Wicklungsabschnitt mit zwei Windungen, die durch das Spulenkörpersegment selbst isoliert sind,
Fig. 3a zeigt eine perspektivische Schemaansicht eines Transformators, in welchem die Wicklungsabschnitte durch Anpassung des Umfangs der Wickelkammern im Wechselstromverhalten verbessert sind und
Fig. 3b zeigt eine schematische Seitenansicht, in der die unterschiedlichen Umfangslängen der Wickelkammern zum Längenabgleich der einzelnen Wicklungsabschnitte in Verbindung mit den Anschlussleitungen zur Anschlussanordnungen für die Wicklung gezeigt sind.

Further advantageous embodiments are described in the dependent claims and will become apparent from the following detailed description, in which reference is made to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1a shows a schematic perspective view of a transformer according to the present invention,
Fig. 1b shows an elevational view of the transformer according to an embodiment, wherein a bobbin for receiving a laminated core is formed and insulation caps are provided on opposite sides,
Fig. 2a schematically shows an exploded perspective view of the transformer, wherein a plurality of bobbin segments are provided in connection with the insulation caps, to allow a modular structure of the bobbin,
Fig. 2b schematically shows a view of a bobbin segment with a support surface and a winding space,
Fig. 2c 2 is a schematic view of a two-turn laminated winding section in a circular shape with an insulating film therebetween;
Fig. 2d and 2e show a bobbin segment with a laminated winding section with two windings, which are insulated by the bobbin segment itself,
Fig. 3a shows a perspective schematic view of a transformer in which the winding sections are improved by adjusting the circumference of the winding chambers in AC behavior and
Fig. 3b shows a schematic side view, in which the different circumferential lengths of the winding chambers for length adjustment of the individual winding sections in connection with the connecting lines to the connection arrangements for the winding are shown.

Fig. 1 a zeigt schematisch eine perspektivische Darstellung eines Transformators 100, der beispielsweise abhängig von der einzusetzenden Schaltungstopologie einer entsprechenden elektronischen Baugruppe ein Bauvolumen von etwa 100 Kubikzentimeter oder deutlich weniger besitzt, wobei Leistungen von einem Kilowatt bis mehrere Kilowatt umgesetzt werden können. Der Transformator 100 umfasst ein schematisch angeordnetes Gehäuse 101, das in Form eines Kunststoffmaterials, eines Metallgehäuses, und dergleichen vorgesehen sein kann, abhängig von den gewünschten Eigenschaften im Hinblick auf die Störstrahlungsunterdrückung, und dergleichen. Ferner ist in dem Gehäuse 101 ein Vergussmaterial 102 vorgesehen, das in Form eines beliebigen geeigneten isolierenden Materials bereitgestellt werden kann, wobei in einigen anschaulichen Ausführungsformen ein Vergussmaterial mit verbesserter thermischer Leitfähigkeit verwendet wird, um eine bessere thermische Ankopplung weiterer Komponenten des Transformators 100 an das Gehäuse 101 zu ermöglichen. Beispielsweise ist ein geeignetes Vergussmaterial mit hoher thermischer Leitfähigkeit SE4445CV. Fig. 1 a schematically shows a perspective view of a transformer 100 which, for example, depending on the circuit topology of a corresponding electronic module has a volume of about 100 cubic centimeters or significantly less, with powers of one kilowatt to several kilowatts can be implemented. The transformer 100 includes a schematically arranged housing 101, which may be provided in the form of a plastic material, a metal housing, and the like, depending on the desired characteristics with respect to the interference radiation suppression, and the like. Further, a potting material 102 is provided in the housing 101 which may be provided in the form of any suitable insulating material, in some illustrative embodiments a potting material with improved thermal conductivity is used to allow a better thermal coupling of other components of the transformer 100 to the housing 101. For example, a suitable potting material with high thermal conductivity is SE4445CV.

Der Transformator 100 umfasst ferner einen Spulenkörper 110 sowie einen magnetischen Kern 103, der einen Teil des Spulenkörpers 110 umschließt und auch durch eine Öffnung im Spulenkörper verläuft, wie dies nachfolgend in Verbindung mit Fig. 1b detaillierter dargestellt ist. Ferner sind Anschlussanordnungen 106 und 105 vorgesehen, die als Verbindung zu entsprechenden Wicklungen dienen, die in Fig. 1 a nicht gezeigt sind. Des Weiteren ist eine erste Isolationskappe 107 am Spulenkörper 110 angebracht und deckt in der gezeigten Ausführungsform einen Teil der Anschlussanordnung 106 ab. In ähnlicher Weise ist eine Isolationskappe 108 gegenüberliegend zur Kappe 107 am Spulenkörper 110 angebracht, wobei die Kappe 108 eine geeignete Gestalt aufweist, um u. a. eine präzise Führung von Anschlussdrähten der Anschlussanordnung 105 zu ermöglichen, wie dies auch nachfolgend detaillierter erläutert ist. Die Isolationskappen 107 und 108 sind somit an entsprechend gegenüberliegenden Seiten des Spulenkörpers 110 angebracht, die nicht von dem Kern 103 abgedeckt sind.The transformer 100 further comprises a bobbin 110 and a magnetic core 103, which encloses a part of the bobbin 110 and also passes through an opening in the bobbin, as described below in connection with Fig. 1b is shown in more detail. Further, terminal assemblies 106 and 105 are provided which serve as connection to respective windings which are incorporated in US Pat Fig. 1 a are not shown. Furthermore, a first insulation cap 107 is attached to the bobbin 110 and covers part of the terminal assembly 106 in the illustrated embodiment. Similarly, an insulating cap 108 is attached to the bobbin 110 opposite the cap 107, the cap 108 having a suitable shape to, inter alia, allow precise guidance of leads of the terminal assembly 105, as also explained in more detail below. The insulation caps 107 and 108 are thus mounted on corresponding opposite sides of the bobbin 110, which are not covered by the core 103.

Fig. 1b zeigt schematisch eine perspektivische Aufrissansicht des Transformators 100, wobei der besseren Übersichtlichkeit wegen das Gehäuse 101 und die Vergussmasse 102 aus Fig. 1a nicht dargestellt sind. Wie gezeigt, ist der Kern 103 aus zwei Kernhälften 103A und 103B aufgebaut, etwa in Form eines E-Kerns. D. h., entsprechende Seitenschenkel 103S des Kerns 103 umschließen einen zentralen Teil des Spulenkörpers 110, während ein Mittelschenkel 103M durch eine Öffnung 113 des Spulenkörpers durchgreift, wobei, abhängig von der einzusetzenden Schaltungstopologie, auch ein Luftspalt im Mittelschenkel 103M und/oder in den Seitenschenkeln 103S vorgesehen sein kann. Der Spulenkörper 110, der in der dargestellten Ausführungsform eine allgemein rechteckige Form besitzt in anderen Ausführungsformen jedoch eine geeignete andere Form, etwa oval, rund, etc. besitzen kann, weist ferner mehrere Auflageflächen 111 auf, so dass auf diesen Auflageflächen 111 entsprechende Windungsabschnitte 121 einer Wicklung 120 angeordnet werden können. Wie dargestellt, bilden die Auflageflächen 111 geeignete "Taschen", um damit jeweils eine von mehreren gestapelten Windungen 121 der Wicklung oder des Blechpakets 120 aufzunehmen. Die Wicklung 120 weist eine geeignete Anzahl an Windungsabschnitten 121, die somit in Verbindung mit der Anschlussanordnung 106 eine selbsttragende Wicklung repräsentieren, und damit so aufgebaut ist, wie dies zur Spannungs- und Stromumsetzung erforderlich ist. Dabei besitzt die Anschlussanordnung 106 eine entsprechende geeignete Gestaltung im Hinblick auf Verschaltung der jeweiligen Windungsabschnitte 121 derart, dass die gewünschten elektrischen Eigenschaften der Wicklung 120 erreicht werden. Wenn beispielsweise nur eine einzelne Windung erforderlich ist, so können alle Windungsabschnitte 121 durch die Anschlussleitungen der Anordnung 106 entsprechend parallel kontaktiert werden. Wenn eine andere Verschaltung der Windungsabschnitte 121 erforderlich ist, so können ggf. weitere Anschlussleitungen in der Anordnung 106 hinzugefügt werden, etwa nach dem Einführen der Wicklung 120 in den Spulenkörper 110, oder es werden entsprechende Verbindungen über eine elektronische Platine oder andere Anschlussmittel außerhalb des Transformators hergestellt. Fig. 1b schematically shows an exploded perspective view of the transformer 100, for the sake of clarity, the housing 101 and the potting compound 102 from Fig. 1a are not shown. As shown, the core 103 is constructed of two core halves 103A and 103B, such as an E-core. D. h., Corresponding side legs 103 S of the core 103 surround a central part of the bobbin 110, while a center leg 103 M passes through an opening 113 of the bobbin, and, depending on the circuit topology to be used, also an air gap in the center leg 103 M and / or in the Side legs 103S may be provided. The bobbin 110, which in the illustrated embodiment has a generally rectangular shape but in other embodiments may have a suitable other shape, such as oval, round, etc., further comprises a plurality of bearing surfaces 111, so that on these bearing surfaces 111 corresponding winding sections 121 of a Winding 120 can be arranged. As shown, the bearing surfaces 111 form suitable "pockets" for receiving one of a plurality of stacked turns 121 of the winding or sheet stack 120, respectively. The winding 120 has a suitable number of winding sections 121, which thus represent a self-supporting winding in connection with the connection arrangement 106 and is constructed in such a way that as required for voltage and current conversion. In this case, the connection arrangement 106 has a corresponding suitable design with regard to interconnection of the respective turn portions 121 such that the desired electrical properties of the winding 120 are achieved. If, for example, only a single turn is required, then all turn sections 121 can be contacted in parallel through the connection lines of the arrangement 106. If a different interconnection of the turn portions 121 is required, additional leads may optionally be added in the assembly 106, such as after insertion of the coil 120 into the bobbin 110, or appropriate connections via an electronic board or other connection means outside the transformer produced.

Ferner besitzen, wie eingangs angedeutet ist, die Windungsabschnitte 121 einen geeigneten Querschnitt, beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei auf Grund der größeren Materialstärke die einzelnen Windungsabschnitte 121 im Wesentlichen eigenstabil sind, was in der vorliegenden Anmeldung auch als ein geblechter Windungsabschnitt bezeichnet wird. Auf Grund dieser Gestaltungsform weisen die Windungsabschnitte 121 einen geringen thermischen Widerstand auf, wobei auch eine relativ große Oberfläche erzeugt wird, so dass auch der entsprechende Wechselstromwiderstand bei höheren Taktfrequenzen gering bleibt. Insbesondere wird eine Breite 121B der Windungsabschnitte 121 so festgelegt, dass beim Aufliegen auf den Auflageflächen 111 lateral ein gewünschter Abstand zu den Seitenschenkeln 103S des Kerns 103 besteht. Der Abstand kann zusätzlich geeignet gesteuert werden durch Auswählen einer "Tiefe" 111B der Auflageflächen 111. D. h., die Tiefe 111B wird so gewählt, dass diese mindestens der Breite 121B entspricht, wobei die Tiefe 111B größer gewählt werden kann, wenn ggf. ein größerer Abstand zu dem Material des Kerns 103 gewünscht ist.Further, as indicated at the outset, the turn portions 121 have a suitable cross-section, for example a substantially rectangular cross-section, wherein due to the greater material thickness, the individual turn portions 121 are substantially inherently stable, which is also referred to in the present application as a bladed turn portion. Due to this design form, the turn portions 121 have a low thermal resistance, wherein also a relatively large surface is generated, so that the corresponding AC resistance remains low at higher clock frequencies. In particular, a width 121B of the turn portions 121 is set so that, when resting on the bearing surfaces 111, a desired lateral distance to the side legs 103S of the core 103 exists. In addition, the distance may be suitably controlled by selecting a "depth" 111B of the bearing surfaces 111. That is, the depth 111B is selected to be at least equal to the width 121B, wherein the depth 111B may be selected to be larger if necessary. a greater distance to the material of the core 103 is desired.

Des weiteren wird der Blechquerschnitt 121B bzw. die Tiefe 111B der Auflageflächen so gewählt, dass auch eine gewünschte Tiefe von Wickelkammern 112 entsteht, die im Spulenkörper 110 abwechselnd zu den Auflageflächen 111 vorgesehen sind, um entsprechende Wicklungsabschnitte einer zweiten Wicklung 130 aufzunehmen, die in der Regel wesentlich mehr Windungen enthält, so dass im Transformator relativ hohe Spannungen in kleine Spannungen und umgekehrt umgesetzt werden können. Somit definiert die Breite 111B der Auflageflächen 111 im Wesentlichen bei einem vorgegebenen Drahtquerschnitt der Wicklung 130 die Anzahl der möglichen Lagen und damit der Anzahl der Windungen der Wicklungsabschnitte der Wicklung 130. Andererseits wird eine "Breite" 112B der Wickelkammern 112 so festgelegt, dass zum einen ein gewünschter Kupferfüllfaktor im Spulenkörper 110 erreicht wird, und zum anderen auch die Anzahl der Wicklungsabschnitte der Wicklung 130 vorgegeben wird. Auf diese Weise wird ein hoher Grad an Verschachtelung der Wicklungen 120 und 130 sicher gestellt. Des weiteren ist somit die galvanische Trennung der Wicklung 120 und 130 im Wesentlichen durch die geometrische Gestaltung des Spulenkörpers 110 gegeben, so dass entsprechende Luft-und Kriechstrecken durch konstruktiv festgelegte Eigenschaften des Spulenkörpers 110 vorgegeben sind. Ferner weist der Spulenkörper 110 geeignete ausgebildete Führungen 114 auf, um damit die Drähte der Wicklung 130 in geeigneter Weise von einer Wickelkammer 112 in eine weitere Wickelkammer oder als separater Anschlussdraht zu der Anschlussanordnung 105 gemäß einem gewünschten Verschaltungsschema zu führen, so dass auch in diesem Falle eine genau definierte räumliche Positionierung gewährleistet ist.Furthermore, the sheet metal cross section 121B or the depth 111B of the bearing surfaces is selected so that a desired depth of winding chambers 112 is formed, which are provided in the bobbin 110 alternately to the bearing surfaces 111 to accommodate corresponding winding sections of a second winding 130, which in the Usually contains substantially more turns, so that in the transformer relatively high voltages can be converted into small voltages and vice versa. Thus, the width 111B of the bearing surfaces 111 essentially defines, for a given wire cross-section of the winding 130, the number of possible layers and thus the number of turns of the winding sections of the winding 130 "Width" 112B of the winding chambers 112 set so that on the one hand, a desired Kupferfüllfaktor is achieved in the bobbin 110, and on the other hand, the number of winding sections of the winding 130 is set. In this way, a high degree of interleaving of the windings 120 and 130 is ensured. Furthermore, therefore, the galvanic separation of the winding 120 and 130 is essentially given by the geometric configuration of the bobbin 110, so that corresponding air and creepage distances are predetermined by structurally defined properties of the bobbin 110. Further, bobbin 110 has suitable formed guides 114 to suitably guide the wires of winding 130 from one winding chamber 112 to another winding chamber or as a separate lead to terminal assembly 105 according to a desired wiring scheme so that also in this case a well-defined spatial positioning is guaranteed.

Ferner sind die Isolationskappen 107 und 108 gezeigt, die nach Einführen des Blechpakets der Wicklung 120 in den Spulenkörper 110 an den gegenüberliegenden Seiten des Spulenkörpers 110 angebracht werden. In der gezeigten Ausführungsform besitzt beispielsweise die Isolationskappe 107 eine entsprechende Aussparung 107A, die somit für eine verbesserte mechanische und thermische Ankopplung des Spulenkörperinneren und damit der Wicklungen 120 und 130 an ein Vergussmaterial, etwa das Material 102 in Fig. 1a, sorgt, während andererseits die Anschlussanordnung 106 und auch die Enden der Windungen 121 in geeigneter Weise abgedeckt bleiben, so dass nach erfolgter mechanischer Ankopplung der Kappe 107 genau definierte Isolationsstrecken und Abstände vorgegeben sind. In ähnlicher Weise weist die Isolationskappe 108 Aussparungen bzw. Schlitze 108A, die ebenfalls eine verbesserte thermische und mechanische Ankopplung an ein Vergussmaterial ermöglichen, während gleichzeitig relevante Bereiche der Anschlussanordnung 105 abgedeckt bleiben. Des weiteren sind Führungen 108A und 108B vorgesehen, die zur Aufnahme und zur Führung von Drähten der Anschlussanordnung 105 dienen, so dass nach Anbringen der Kappe 108 und der Montage der Anschlussanordnung 105 die genaue Positionierung der Anschlussdrähte sichergestellt ist, die auch während der weiteren Verarbeitungsschritte beibehalten wird. Wie gezeigt können auch Anschlussdrähte der Anschlussanordnung 105 geeignet isoliert werden, etwa mittels Schrumpfschläuchen und dergleichen, wobei die Isolation an genau definierten Bereichen der Anschlussdrähte erfolgen kann, da durch die Kappe 108 eine genaue Positionierung der Anschlussdrähte der Anordnung 105 garantiert ist.Furthermore, the insulation caps 107 and 108 are shown, which are mounted after insertion of the laminated core of the winding 120 in the bobbin 110 on the opposite sides of the bobbin 110. In the embodiment shown, for example, the insulation cap 107 has a corresponding recess 107A, which thus for improved mechanical and thermal coupling of the bobbin interior and thus the windings 120 and 130 to a potting material, such as the material 102 in Fig. 1a ensures, while on the other hand, the terminal assembly 106 and the ends of the turns 121 remain covered in a suitable manner, so that after the mechanical coupling of the cap 107 exactly defined isolation distances and distances are given. Similarly, the isolation cap 108 has recesses 108A which also provide improved thermal and mechanical coupling to a potting material while concealing relevant portions of the port assembly 105. Furthermore, guides 108A and 108B are provided for receiving and guiding wires of the terminal assembly 105, so that after the cap 108 has been mounted and the terminal assembly 105 has been mounted, accurate positioning of the lead wires is maintained and maintained during the further processing steps becomes. As shown, lead wires of the terminal assembly 105 can also be suitably insulated, such as by means of heat shrink tubing and the like, the insulation can be made at well-defined areas of the leads, since the cap 108 guarantees accurate positioning of the leads of the assembly 105.

Bei der Herstellung des Transformators 100 werden somit die einzelnen Komponenten, d. h. der Spulenkörper 110, die Isolationskappen 107 und 108 mittels geeigneter Verfahren, etwa Spritzgussverfahren, und dergleichen hergestellt, so dass Materialzusammensetzung und geometrische Gestalt dieser Komponenten mit hoher Präzision und Reproduzierbarkeit gegeben sind. Des weiteren wird auch die Wicklung bzw. das Blechpaket 120 separat in Verbindung mit der Anschlussanordnung 106 vorbereitet. Das Paket 120 wird mit der Seite der Anschlussanordnung 106 in den Spulenkörper 110 eingeschoben und ist somit in seiner Lage auf Grund der Auflageflächen 111 genau positioniert. Vor oder nach dem Einbringen der Wicklung 120 kann die Wicklung 130 aufgebracht werden, wobei beliebig geeignete Wickel- und Kontaktierungsverfahren angewendet werden können.In the manufacture of the transformer 100 thus the individual components, i. H. the bobbin 110, the insulating caps 107 and 108 are formed by suitable methods such as injection molding, and the like, so that material composition and geometric shape of these components are given with high precision and reproducibility. Furthermore, the winding or the laminated core 120 is prepared separately in connection with the connection arrangement 106. The package 120 is inserted with the side of the terminal assembly 106 in the bobbin 110 and thus is positioned in its position due to the bearing surfaces 111 exactly. Before or after the introduction of the winding 120, the winding 130 can be applied, wherein any suitable winding and contacting methods can be used.

In einigen anschaulichen Ausführungsformen weisen die Auflageflächen 111 entsprechende Aussparungen 111 E auf, so dass nach dem Einführen des Blechpakets 120 Bereiche einzelner Windungen 121 freiliegen, während dennoch eine präzise mechanische Fixierung erfolgt ist. Diese freiliegenden Flächen der Windungen 121 bieten somit eine größere Fläche zur Anbindung an ein Vergussmaterial, so dass zum einen eine innige mechanische Verbindung zwischen Spulenkörper 110 und Wicklung 120 erfolgt, während andererseits auch eine gute thermische Anbindung an das Vergussmaterial erreicht wird, das insbesondere mit höherer Wärmeleitfähigkeit vorgesehen werden kann, so dass insgesamt ein sehr effizienter Wärmefluss von innen nach außen im Transformator 100 gegeben ist.In some illustrative embodiments, the support surfaces 111 corresponding recesses 111 E, so that after insertion of the laminated core 120 areas of individual turns 121 are exposed, while still a precise mechanical fixation is done. These exposed surfaces of the turns 121 thus provide a larger area for connection to a potting material, so that on the one hand an intimate mechanical connection between bobbin 110 and winding 120 takes place, while on the other hand, a good thermal connection to the potting material is achieved, especially with higher Thermal conductivity can be provided, so that a total of a very efficient heat flow from the inside out in the transformer 100 is given.

Die Isolationskappen 108 werden sodann aufgesteckt und schließlich wird der Kern 103 zusammengefügt und mechanisch fixiert, woraufhin die gesamte Anordnung in ein Gehäuse eingebracht und mit Vergussmaterial vergossen wird, wie dies auch in Fig. 1a gezeigt ist.The insulation caps 108 are then attached and finally the core 103 is assembled and mechanically fixed, whereupon the entire assembly is placed in a housing and potted with potting material, as in Fig. 1a is shown.

Fig. 2a zeigt schematisch eine perspektivische Aufrissansicht eines Transformators 200, der im Endzustand eine ähnliche Konfiguration aufweisen kann, wie dies auch für den Transformator 100 in Fig. 1 a gezeigt ist. D. h., im fertig montierten Zustand ist der Transformator 200 ggf. in einem Gehäuse untergebracht, das mit einem geeigneten Vergussmaterial ausgefüllt ist. Im Hinblick auf die Baugröße und die elektrischen Eigenschaften des Transformators 200 gelten die gleichen Anmerkungen, wie sie auch zuvor dargelegt sind. Insbesondere kann der Transformator 200 für Leistungsanwendungen eingesetzt werden, in denen Leistungen im Bereich von mehreren 100 Watt bis zu mehreren Kilowatt und mehr bei geringem Bauvolumen gehandhabt werden müssen. Wie gezeigt, umfasst der Transformator 200 einen Kern 203, der etwa aus Kernhälften 203A, 203B aufgebaut ist. Des weiteren ist ein modularer Spulenkörper 210 vorgesehen, der mehrere Spulenkörpersegmente 210A, ..., 210D aufweist. Die Spulenkörpersegmente 210A, ..., 210D weisen jeweils eine Auflagefläche 211 auf, die so gestaltet ist, dass entsprechende Wicklungsabschnitte 221 einer Wicklung 220, die wiederum als geblechte Wicklung zu verstehen ist, zwischen zwei der Spulenkörpersegmente 210A, ..., 210D fixiert ist. Im Hinblick auf die Abmessungen der Auflageflächen 211 gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu den Auflageflächen des Spulenkörpers 210 des Transformators 100 beschrieben sind. Ferner besitzt jedes der Spulenkörpersegmente 210A, ..., 210D einen Wickelraum 212, der zur Aufnahme eines Wicklungsabschnitts einer zweiten Wicklung (nicht gezeigt) dient. Auch hier gelten die gleichen Kriterien wie sie zuvor für die Wickelkammern 112 des Transformators 110 beschrieben sind. Fig. 2a schematically shows an exploded perspective view of a transformer 200, which may have a similar configuration in the final state, as well as for the transformer 100 in Fig. 1 a is shown. D. h., In the assembled state, the transformer 200 is optionally housed in a housing which is filled with a suitable potting material. With regard to the size and the electrical properties of the transformer 200, the same comments apply, as also stated above. In particular, the transformer 200 may be used for power applications in which power ranges from several hundred watts to several kilowatts and more with a small volume of construction must be handled. As shown, the transformer 200 includes a core 203 constructed of approximately core halves 203A, 203B. Furthermore, a modular bobbin 210 is provided which has a plurality of bobbin segments 210A, ..., 210D. The bobbin segments 210A,..., 210D each have a bearing surface 211 which is designed such that corresponding winding sections 221 of a winding 220, which in turn is to be understood as a laminated winding, are fixed between two of the bobbin segments 210A,..., 210D is. With regard to the dimensions of the bearing surfaces 211, the same criteria apply as previously described with reference to the bearing surfaces of the bobbin 210 of the transformer 100. Further, each of the bobbin segments 210A, ..., 210D has a winding space 212 serving to receive a winding portion of a second winding (not shown). Again, the same criteria apply as previously described for the winding chambers 112 of the transformer 110.

Fig. 2b zeigt schematisch eine vergrößerte Darstellung des Spulenkörpersegments 210B, in dem die Auflagefläche 211 so dargestellt ist, dass diese eine wirksame Breite 211B zur Aufnahme eines Windungsabschnitts der geblechten Wicklung aufweist. Des weiteren ist die Wickelkammer 212 gezeigt, deren Höhe durch die Breite 211B gegeben und so festgelegt ist, dass eine gewünschte Anzahl an Wicklungslagen und damit an Windungen für den entsprechenden Wicklungsabschnitt der zweiten Wicklung (nicht gezeigt) entsteht, wobei dennoch eine insgesamt hoher Füllgrad des zusammengesetzten Spulenkörpers erreicht wird. Ferner sind Führungen 214 vorgesehen, die eine präzise Führung von Wickeldrähten von einer Wickelkammer zu einer anderen oder zu einer Anschlussanordnung ermöglichen, so dass entsprechende Isolationsabstände in präziser Weise vorgegeben sind. Fig. 2b schematically shows an enlarged view of the bobbin segment 210 B, in which the support surface 211 is shown having an effective width 211 B for receiving a winding portion of the laminated winding. Furthermore, the winding chamber 212 is shown, whose height is given by the width 211B and is set so that a desired number of winding layers and thus windings for the corresponding winding section of the second winding (not shown) is formed, yet still a high overall degree of filling assembled bobbin is achieved. Further, guides 214 are provided which allow a precise guidance of winding wires from one winding chamber to another or to a connection arrangement, so that corresponding insulation distances are specified in a precise manner.

Es sei wieder auf Fig. 2a verwiesen, in der ferner Anschlussanordnungen 205 für die Wicklungsabschnitte in den Wickelkammern 212 und eine Anschlussanordnung 206 zur Verschaltung der einzelnen Windungsabschnitte 221 vorgesehen sind. Des weiteren ist eine Isolationskappe 207 vorgesehen, die an der Seite der Anschlussanordnung 206 an den Spulenkörper anzubringen ist, während eine Isolationskappe 208 an der Seite der Anschlussanordnung 205 an dem modularen Spulenkörper anzubringen ist. Im Hinblick auf die geometrische Gestaltung der Kappen 207, 208 gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor auch für die Isolationskappen des Transformators 100 beschrieben sind. Insbesondere weist die Kappe 208 Führungen 208B und 208C auf, um Anschlussdrähte der Anschlussanordnung 205 in geeigneter Weise zu führen und zu positionieren, wie dies auch zuvor erläutert ist.It's up again Fig. 2a referenced, in which further connection arrangements 205 are provided for the winding sections in the winding chambers 212 and a connection arrangement 206 for interconnecting the individual winding sections 221. Further, an insulation cap 207 is provided to be attached to the bobbin on the side of the terminal assembly 206, while an insulation cap 208 on the side of the terminal assembly 205 is to be attached to the modular bobbin. With regard to the geometric design of the caps 207, 208 apply the same criteria as previously described for the insulation caps of the transformer 100. In particular, the cap 208 has guides 208B and 208C for connecting wires of the Portion 205 in a suitable manner to lead and position, as also previously explained.

Bei der Montage des Transformators 200 können somit die einzelnen Spulenkörpersegmente 210A, ..., 210D sowie die Isolationskappen 207 und 208 in geeigneter Weise separat hergestellt werden, wobei insbesondere die Größe der Kappen 207, 208 auf die gewünschte Anzahl an Spulenkörpersegmenten angepasst wird, die im Transformator 200 vorzusehen ist. Des weiteren werden die Windungsabschnitte 221 bereitgestellt und werden einzeln zunächst auf jeweils eines der Spulenkörpersegmente aufgebracht, die dann wiederum mechanisch zusammengesteckt werden, so dass die gewünschte Anzahl an Windungen für die geblechte Wicklung entsteht. Des weiteren wird durch das Zusammensetzen einer gewünschten Anzahl der Segmente der Spulenkörper 210 hergestellt, bei dem die Segmente bereits bewickelt sind oder dieser so bewickelt werden kann, dass in den Wickelkammern 212 die jeweiligen Wicklungsabschnitte der weiteren Wicklung, die der Einfachheit nicht gezeigt ist, aufgebracht sind. Auch die Anschlussanordnungen 205 und 206 können so dann montiert werden, so dass sich die gewünschte Verschaltung der einzelnen Wicklungen ergibt. Daraufhin werden die Isolationskappen 207, 208 aufgesetzt und ergeben somit die gewünschten Isolationsabstände, wie dies auch zuvor erläutert ist. Nach Einsetzen des Kernes 203 kann sodann die resultierende Anordnung in ein Gehäuse eingebracht und vergossen werden.When assembling the transformer 200, the individual coil body segments 210A,..., 210D and the insulation caps 207 and 208 can thus be manufactured separately in a suitable manner, in particular the size of the caps 207, 208 being adapted to the desired number of coil body segments is to be provided in the transformer 200. Furthermore, the turn portions 221 are provided and individually applied first to each one of the bobbin segments, which are then in turn mechanically mated, so that the desired number of turns for the laminated winding is formed. Further, by assembling a desired number of the segments, the bobbin 210 is made in which the segments are already wound or wound so that the respective winding sections 212 of the other winding, which is not shown for simplicity, are applied in the winding chambers 212 are. The connection arrangements 205 and 206 can then also be mounted so that the desired interconnection of the individual windings results. Thereafter, the insulation caps 207, 208 are placed and thus give the desired isolation distances, as previously explained. After inserting the core 203, the resulting assembly can then be placed in a housing and potted.

Fig. 2c zeigt schematisch einen Teil des Transformators 200, d.h. einen der Abschnitte 221 der geblechten Wicklung 220 (siehe Fig. 2a), wobei der Abschnitt 221 in Fig. 2c zwei Windungen 221A, 221B aufweist. Um eine zuverlässige elektrische Isolation der beiden Windungen 221A, 221B zu erreichen, ist in der dargestellten Ausführungsform eine Isolationsfolie 225 vorgesehen, die somit einen direkten mechanischen Kontakt der beiden Windungen 221A, 221B verhindert. Ferner ist in der gezeigten Ausführungsform eine andere Geometrie für die Windungen 221 im Vergleich zu den zuvor dargestellten Ausführungsformen vorgesehen, etwa in Form einer kreisförmigen Geometrie, so dass auch eine entsprechende kreisförmige Gestaltung des Spulenkörpers sowie bei Bedarf auch der magnetischen Komponenten des Transformators 200 vorzusehen ist. Fig. 2c schematically shows a part of the transformer 200, that is, one of the portions 221 of the laminated winding 220 (see Fig. 2a ), with section 221 in FIG Fig. 2c has two windings 221A, 221B. In order to achieve a reliable electrical insulation of the two windings 221A, 221B, an insulating film 225 is provided in the illustrated embodiment, which thus prevents a direct mechanical contact of the two windings 221A, 221B. Furthermore, in the embodiment shown, a different geometry is provided for the windings 221 in comparison to the previously illustrated embodiments, for example in the form of a circular geometry, so that a corresponding circular design of the bobbin and, if necessary, the magnetic components of the transformer 200 is provided ,

Fig. 2d zeigt schematisch einen Teils des Transformators 200 gemäß einer weiteren Ausführungsform, in der ein Spulenkörpersegment 210A mit einer im Wesentlichen ovalen bzw. kreisförmigen Geometrie entsprechend dem gewünschten gesamten geometrischen Aufbau des Transformators 200 dargestellt ist. Ferner ist in der dargestellten Ausführungsform das Spulenkörpersegment 210A so gestaltet, dass es als Auflagefläche bzw. Anlagefläche für den geblechten Wicklungsabschnitt 221 und damit als effiziente Isolation für die einzelnen Windung 221A, 221B dient. D.h. die Isolierung der Windungen 221A, 221B erfolgt durch das Spulenkörpersegment 210A selbst und ist somit durch konstruktive Maßnahmen festgelegt, wobei das Material des Segments 210A als effizientes Isolationsmaterial dient. Wie gezeigt ist ferner eine Halterung 214 vorgesehen, in der entsprechende Anschlußdrähte von Wicklungsabschnitten geführt werden können, wobei jeweils ein einzelner Wicklungsabschnitt in der Wickelkammer 212 vorzusehen ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind Anschlußleitungen 235 eines in Fig. 2d nicht sichtbaren Wicklungsabschnittes dargestellt. Ferner ist in einigen Ausführungsformen eine Einkerbung bzw. ein Schlitz 214S in den Halterungen 214 vorgesehen, so dass beim Bewickeln des Spulenkörpersegments 210A die Wickeldrähte im Schlitz 214S mechanisch fixiert werden können, so dass sich eine sehr effiziente automatische Bewicklung erreichen lässt, ohne dass konventionelle Befestigungsverfahren mittels Klebebändern, etc. erforderlich sind. Nach erfolgter Bewicklung des Segments 210A kann sodann der Wicklungsabschnitt 221 aufgeschoben werden, so dass beispielsweise die Windung 221A auf der Auflagefläche 211 aufliegt und somit in geeigneter Weise positioniert ist. Fig. 2d 12 schematically illustrates a portion of the transformer 200 according to another embodiment, in which a bobbin segment 210A having a substantially oval or circular geometry corresponding to the desired overall geometric configuration of the transformer 200 is illustrated. Further, in the illustrated embodiment the bobbin segment 210A is designed so that it serves as a bearing surface or contact surface for the laminated winding section 221 and thus as an efficient insulation for the individual winding 221A, 221B. That is, the insulation of the windings 221A, 221B is carried out by the bobbin segment 210A itself and is thus determined by design measures, wherein the material of the segment 210A serves as an efficient insulating material. As shown, a holder 214 is further provided, in which corresponding connecting wires of winding sections can be guided, wherein in each case a single winding section is provided in the winding chamber 212. In the embodiment shown are leads 235 of an in Fig. 2d not visible winding section shown. Further, in some embodiments, a notch 214S is provided in the brackets 214 so that when winding the coil body segment 210A, the winding wires in the slot 214S can be mechanically fixed so that a very efficient automatic winding can be achieved without conventional fastening methods by means of adhesive tapes, etc. are required. After the winding of the segment 210A, the winding section 221 can then be slid so that, for example, the winding 221A rests on the support surface 211 and is thus suitably positioned.

Fig. 2e zeigt schematisch das Spulenkörpersegment 210A mit dem aufgeschobenen Wicklungsabschnitt 221 und dem Anschlußdrähten 235 eines Wicklungsabschnitts 230A, der in der Wickelkammer 212 (nicht sichtbar) untergebracht ist. Fig. 2e schematically shows the bobbin segment 210A with the deferred winding portion 221 and the lead wires 235 of a winding portion 230A, which is housed in the winding chamber 212 (not visible).

Die Ausführungsformen des Transformators 200 in den Fig. 2d und 2e zeigen im Wesentlichen kreisförmige Geometrien, etwa für die Öffnung 213 des Spulenkörpersegments 210A, wobei auch der äußere Umriss des Spulenkörpersegments 210A im Wesentlichen eine Kreisform aufweist, mit Ausnahme der Halterungen 214. Es sollte jedoch beachtet werden, dass auch andere geometrische Gestaltungsformen, etwa eine ovale Gestalt für die Mittelöffnung 213 und/oder die äußere Form des Segments 210A oder auch Kombinationen von im wesentlichen rechteckförmigen Geometrien mit im wesentlichen runden Geometrien verwendet werden können.The embodiments of the transformer 200 in the Fig. 2d and 2e show substantially circular geometries, such as for the opening 213 of the bobbin segment 210A, wherein the outer contour of the bobbin segment 210A has a substantially circular shape, with the exception of the brackets 214. It should be noted, however, that other geometric shapes, such as an oval Shape for the central opening 213 and / or the outer shape of the segment 210A or combinations of substantially rectangular geometries can be used with substantially circular geometries.

Fig. 3a zeigt eine perspektivische schematische Darstellung, teilweise im Aufriss, eines Transformators 300, in welchem eine weitere Verbesserung des elektrischen Verhaltens erreicht wird, etwa zusätzlich oder alternativ zu den bereits mit Bezug zu den Transformatoren 100 und 200 beschriebenen Maßnahmen, indem das Wechelstromverhalten verbessert wird. Der Transformator 300 weist, in ähnlicher Weise, wie dies bereits zuvor für die Bauelemente 100 und 200 beschrieben ist, einen magnetischen Kern auf, wobei in der dargestellten Aufrißansicht lediglich eine Kernhälfte 303B gezeigt ist. Ferner ist ein Spulenkörper 310 vorgesehen, der mehrere Spulenkörpersegmente 310A, ... 310G umfasst, die in der dargestellten Aufrißansicht entlang einer Längsrichtung eines Mittelschenkels 303M angeordnet sind. Die Spulenkörpersegmente weisen jeweils eine zentrale Öffnung 313A,....313G auf (313B bis 313G in den Fig. nicht dargestellt). Es sollte beachtet werden, dass in der Darstellung der Fig. 3a die Abstände der Segmente 310A, ... 310G noch nicht der endgültigen Positionierung dieser Segmente entsprechen. Im Hinblick auf eine geeignete geometrische Gestaltung der Segmente 310A, ... 310G sei auch auf die Ausführungen im Hinblick auf die Transformatoren 100 und 200 verwiesen. Insbesondere besitzen die Segmente 310A, ... 310G eine entsprechende Auflagefläche 311, möglicherweise in Verbindung mit einer gegenüberliegenden Anlagefläche zur Aufnahme eines geblechten Wicklungsabschnitts mit einer oder mehreren Windungen, wie dies auch zuvor bereits erläutert ist. Des weiteren ist in jedem Spulenkörpersegment 310A, ... 310G eine Wickelkammer 312 vorgesehen, die für das Segment 310A teilweise in einer Aufrißansicht gezeigt ist. Wie dies auch bereits zuvor erläutert ist, hängt die "Tiefe" der Wickelkammer 312 von der Breite der Auflagefläche 311 ab, wobei die nutzbare Tiefe der Wickelkammer 312 auch durch einen Wickelkammerboden 315 festgelegt wird. D.h., wenn der Wickelkammerboden 315 in geeigneter Weise nach außen hin verlagert wird, ergibt sich eine größere Umfangslänge 315U, die somit wiederum die Leitungslänge festlegt, die für das Erzeugen einer einzelnen Windung in der Wickelkammer 312 erforderlich ist. In der dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise die Umfangslänge 315U für das Segment 310A so festgelegt, dass diese größer ist als die entsprechende Umfangslänge für alle nachfolgenden Segmente 310b, ... 310G, um damit eine geeignete Anpassung der Leitungslängen für Wicklungsabschnitte zu erreichen, die in den jeweiligen Wickelkammern 312 der Segmente 310A, ... 310G herzustellen sind. Fig. 3a 11 shows a perspective schematic illustration, partly in elevation, of a transformer 300 in which a further improvement of the electrical behavior is achieved, for example in addition to or as an alternative to the measures already described with respect to the transformers 100 and 200, by improving the alternating current behavior. The transformer 300 has, in a similar manner as before for the devices 100 and 200, has a magnetic core, only one core half 303B being shown in the illustrated elevational view. Further, a bobbin 310 is provided, which comprises a plurality of bobbin segments 310A, ... 310G, which are arranged in the illustrated elevational view along a longitudinal direction of a center leg 303M. The bobbin segments each have a central opening 313A, .... 313G (313B to 313G not shown in the figures). It should be noted that in the presentation of the Fig. 3a the distances of the segments 310A, ... 310G do not yet correspond to the final positioning of these segments. With regard to a suitable geometric design of the segments 310A,... 310G, reference is also made to the statements with regard to the transformers 100 and 200. In particular, the segments 310A, ... 310G have a corresponding bearing surface 311, possibly in connection with an opposing contact surface for receiving a laminated winding section with one or more windings, as previously explained. Further, in each bobbin segment 310A, ... 310G, there is provided a winding chamber 312 which is partially shown in elevational view for the segment 310A. As already explained above, the "depth" of the winding chamber 312 depends on the width of the support surface 311, wherein the usable depth of the winding chamber 312 is also determined by a winding chamber bottom 315. That is, as the winding chamber bottom 315 is displaced outwardly as appropriate, a greater circumferential length 315U results, which in turn determines the length of pipe required to create a single turn in the winding chamber 312. For example, in the illustrated embodiment, the circumferential length 315U for the segment 310A is set to be greater than the corresponding circumferential length for all subsequent segments 310b,... 310G, to provide suitable line length adaptation for winding sections included in the respective winding chambers 312 of the segments 310A, ... 310G are to be produced.

In dem vorliegenden Beispiel ist also bei einer fest vorgegebenen Windungszahl pro Wicklungsabschnitt in jeder der Kammern 312 ein größerer Umfang jeder einzelnen Windung eingerichtet, so dass insgesamt eine größere Drahtlänge für das Erzeugen der vorgegebenen Anzahl von Windungen notwendig ist. Diese notwendige Drahtlänge nimmt für die nachfolgenden Spulenkörpersegmente ab, bis schließlich in der dargestellten Ausführungsform in dem Spulenkörpersegment 310G die geringste Umfangslänge pro Windung verwirklicht ist. Andererseits wird etwa der Wicklungsabschnitt in dem Segment 310G über entsprechende Verbindungsleitungen über die Halterungen 314 nach oben zu einer nicht gezeigten Anschlußanordnung geführt, so dass der in dem Segment 310G zu erzeugende Wicklungsabschnitt die größte Leitungslänge für die Zuleitung zu der Anschlußanordnung besitzt. Andererseits hat ein Wicklungsabschnitt, der in dem Segment 310A zu erzeugen ist, die kürzeste Verbindungsleitung, so dass an an dem Anschlußpunkt, an dem alle Verbindungsleitungen zusammengeführt sind, eine gewisse Kompensation der unterschiedlichen Verbindungsleitungslängen dadurch erfolgen kann, dass die jeweiligen zugehörigen Leitungslängen für die Windungen der Wicklungsabschnitte in komplementärer Weise vorgesehen sind. D.h. für das Segment 310A ist die Verbindungsleitung am kürzesten, während die Leitungslänge für die einzelnen Windungen des zugehörigen Wicklungsabschnitts aufgrund der größten Umfangslänge 315U am größten ist, so dass sich insgesamt eine Leitungslänge ergibt, die vergleichbar ist mit dem Wicklungsabschnitt für das Segment 310G, das zwar die kleinste Leitungslänge für die eigentlichen Windungen besitzt, das jedoch die größte Länge der zugehörigen Verbindungsleitungen aufweist. Analoges gilt auch für die dazwischen liegenden Segmente, so dass eine effiziente Angleichung der Gesamtleitungslängen aller Wicklungsabschnitte gelingt.In the present example, therefore, with a fixed number of windings per winding section in each of the chambers 312, a larger circumference of each individual winding is set up, so that overall a larger wire length is necessary for generating the predetermined number of windings. This necessary wire length decreases for the subsequent bobbin segments, until finally in the illustrated embodiment in the bobbin segment 310G the smallest circumferential length per turn is realized. On the other hand, about the winding section in the segment 310G is guided via corresponding connecting lines via the brackets 314 upwards to a connection arrangement, not shown, so that in the Segment 310G to be generated winding section has the largest cable length for the supply line to the terminal assembly. On the other hand, a winding section to be generated in the segment 310A has the shortest connection line, so that at the connection point where all the connection lines are merged, some compensation of the different connection line lengths can be made by the respective associated line lengths for the turns the winding sections are provided in a complementary manner. That is, for the segment 310A, the connection line is the shortest, while the line length for the individual turns of the associated winding section is largest due to the largest circumferential length 315U, so as to give a total line length comparable to the winding section for the segment 310G Although the smallest line length for the actual turns has, however, has the largest length of the associated connecting lines. The same applies to the segments lying in between, so that an efficient alignment of the total line lengths of all winding sections succeeds.

Durch eine entsprechende Anpassung der Umfangslängen 315U in den jeweiligen Spulenkörpersegmente 310A, ... 310G kann somit eine effiziente Angleichung des Leitungswiderstands und somit der Wechselstromeigenschaften erreicht werden. Dazu wird eben die entsprechende Umfangslänge 315U in Abhängigkeit der aktuellen Position des zugehörigen Segments so eingestellt, dass sich die gewünschte Angleichung der Gesamtleitungslänge ergibt. Auf diese Weise können beispielsweise näherungsweise gleiche Leitungslängen für jeden Wicklungsabschnitt in den jeweiligen Segmenten 310A, ... 310G erhalten werden. "Näherungsweise gleich" ist so zu verstehen ist, dass eine Abweichung von einer maximalen Leitungslänge, die in einem der Segmente 310A, ... 310G verwickelt ist, 10% oder weniger beträgt für alle anderen Wicklungsabschnitte. Selbstverständlich können auch andere Werte für die diversen Leitungslängen eingestellt werden, so dass sich eine größere Abweichung als 10% ergibt, wenn dies für das Gesamtverhalten des Transformators 300 als geeignet erachtet wird.By an appropriate adaptation of the circumferential lengths 315U in the respective coil body segments 310A,... 310G, an efficient alignment of the line resistance and thus of the AC characteristics can thus be achieved. For this purpose, the corresponding circumferential length 315U is set in dependence on the current position of the associated segment so that the desired alignment of the total line length results. In this way, for example, approximately equal line lengths can be obtained for each winding section in the respective segments 310A, ... 310G. "Approximately equal" is to be understood as meaning that a deviation from a maximum line length involved in one of the segments 310A, ... 310G is 10% or less for all other winding sections. Of course, other values for the various line lengths may be adjusted to give greater than 10% deviation, if deemed appropriate for the overall performance of the transformer 300.

Für die geeignete Wahl der jeweiligen Umfangslängen 315U kann somit zunächst die Position des zugehörigen Segments 310A, ... 310G bestimmt werden, etwa durch einfache Längenmessung, und es wird daraus eine geeignete "Aufpolsterung" des jeweiligen Wickelkammerbodens 315 ermittelt für eine vorgegebene Anzahl an Windungen und einen vorgegebenen Drahtdurchmesser, so dass sich die gewünschte Angleichung der jeweiligen Leitungslängen ergibt. Die Einstellung der jeweiligen Umfangslängen 315U kann dabei bereits bei der Herstellung der Segmente 310A, ... 310G erfolgen, indem eben unterschiedliche Spritzgußformen und dergleichen verwendet werden, während in anderen Ausführungsformen eine entsprechende nachträgliche Anpassung ausgehend von Segmenten, die eine minimale Umfangslänge besitzen, bewerkstelligt wird. Dazu kann entsprechendes Material in geeigneter Weise nachträglich aufgebracht werden, um die gewünschte Vergrößerung der Umfangslänge in positionsabhängiger Weise zu erhalten, wie dies auch zuvor erläutert ist.For the appropriate choice of the respective circumferential lengths 315U, the position of the associated segment 310A,... 310G can thus be determined, for example by simple length measurement, and a suitable "padding" of the respective winding chamber bottom 315 is determined therefrom for a predetermined number of turns and a given wire diameter, so that the desired alignment of the respective line lengths results. The setting of the respective circumferential lengths 315U can be done already in the production of the segments 310A, ... 310G by just different injection molds and the like can be used, while in other embodiments, a corresponding subsequent adaptation of segments having a minimum circumferential length, is accomplished. For this purpose, appropriate material can be subsequently applied in a suitable manner in order to obtain the desired enlargement of the circumferential length in a position-dependent manner, as also explained above.

Nach erfolgter Anpassung der Umfangslängen 315U kann die Bewicklung durch automatisierte Verfahren stattfinden, wobei beispielsweise entsprechende Spalte 314S in Halterungen 314 genutzt werden können, um die Drahtenden beim automatisierten Wickelvorgang mechanische zu fixieren, wie dies bereits auch zuvor mit Bezug zu dem Transformator 200 beschrieben ist.After the circumferential lengths 315U have been adapted, the wrapping may be performed by automated methods, for example using corresponding gaps 314S in holders 314 to mechanically fix the wire ends in the automated wrapping operation, as previously described with respect to the transformer 200.

Fig. 3b zeigt schematisch eine Seitenschnittansicht eines Teils des Transformators 300. Wie gezeigt sind die Spulenkörpersegmente, von denen die Segmente 310A, ... 310D dargestellt sind, in einer geeigneten räumlichen Beziehung zueinander angeordnet, sodass ein Wicklungsabschnitt 330A einer Wicklung 330 einen kleinsten Abstand zu einer Anschlußanordnung 305 aufweist. D.h. eine Leitungslänge von Verbindungsleitungen 335A des Wicklungsabschnitts 330A zu der Anschlußanordnung 305 ist für alle gezeigten Spulenkörpersegmente am kürzesten. Andererseits ist die Länge einer Verbindungsleitung 335D eines Wicktungsabschnitts 330D in dem Segment 310D am längsten. In ähnlicher Weise sind die Abstände von Leitungsabschnitte 330B, 330C in den Segmenten 310B bzw. 310C entsprechend größer als für das Segment 310A und kleiner als für das Segment 310D. Über geeignete Maßnahmen an der Segmentstruktur, z.B. die Form und Lage von Ausnehmungen 338A (bzw. 238A in der Fig. 2e) im Innenumfang der zentralen Öffnungen kann man eine Verwechslung der einzelnen Spulenkörpersegmente ausschließen. Fig. 3b 12 schematically illustrates a side sectional view of a portion of the transformer 300. As shown, the bobbin segments of which the segments 310A,... 310D are shown are arranged in a suitable spatial relationship to one another such that a winding portion 330A of a winding 330 is a smallest distance from a terminal assembly 305 has. That is, a line length of connection lines 335A of the winding section 330A to the terminal arrangement 305 is the shortest for all the coil body segments shown. On the other hand, the length of a connecting line 335D of a Wicktungsabschnitts 330D in the segment 310D is the longest. Similarly, the spacings of line sections 330B, 330C in segments 310B and 310C, respectively, are correspondingly greater than for segment 310A and smaller than for segment 310D. Through suitable measures on the segment structure, eg the shape and position of recesses 338A (or 238A in the Fig. 2e ) in the inner circumference of the central openings can be excluded a confusion of the individual bobbin segments.

Bei einer vorgegeben Anzahl von Windungen und einer vorgegebenen Drahtgeometrie können somit entsprechende Leitungsunterschiede kompensiert werden, indem entsprechend die Wickelkammerböden 315D, ... 315A zunehmend nach "außen" verlegt werden, etwa "aufgepolstert" werden, so dass damit die entsprechenden Umfangslängen zunehmen, so dass sich für das Segment 310A die größte Umfangslänge und damit der größte Umfang für die jeweiligen Windungen des Abschnitts 330A ergeben. In ähnlicher Weise wird für das in Fig. 3b gezeigte Beispiel der kleinste Umfang pro Windung für die Wicklungsabschnitt 330D erhalten, so dass eine effektive Angleichung der Gesamtdrahtlänge für alle Wicklungsabschnitte 330A, ... 330D inklusive der zugehörigen Verbindungsleitungen 335A, ... 335D erreicht wird. Daraus ergibt sich ein verbessertes Wechselstromverhalten, so dass bei gleicher Baugröße eine geringere Verlustleistung auftritt und somit insgesamt eine höhere Leistung durch den Transformator übertragen werden kann.For a given number of turns and a given wire geometry thus corresponding line differences can be compensated by accordingly the winding chamber floors 315D, ... 315A are increasingly moved to "outside", about "padded", so that thus increase the corresponding circumferential lengths, so that the segment 310A has the largest circumferential length and therefore the largest circumference for the respective turns of the section 330A. Similarly, for the in Fig. 3b example shown the smallest circumference per turn for the Winding section 330D obtained, so that an effective equalization of the total wire length for all winding sections 330A, ... 330D including the associated connection lines 335A, ... 335D is achieved. This results in an improved AC behavior, so that with the same size, a lower power loss occurs and thus a total of higher power can be transmitted through the transformer.

Zu beachten ist, dass die Ausführungsformen des Transformators 300 auch in ähnlicher Weise aufgebaut werden können, wie dies im Zusammenhang mit den Transformatoren 100 und 200 beschrieben ist, so dass insbesondere auch für den Transformator 300 gut definierte Kriech- und Luftstrecken erhalten werden, und insbesondere auch geeignete Isolationskappen vorgesehen werden können, wie dies auch zuvor erläutert ist.It should be noted that the embodiments of the transformer 300 can also be constructed in a similar manner, as described in connection with the transformers 100 and 200, so that in particular also for the transformer 300 well-defined creepage distances and clearances are obtained, and in particular Also suitable insulation caps can be provided, as also explained above.

Die vorliegende Erfindung stellt somit Transformatoren und Herstellungsverfahren bereit, in denen Isolationsabstände und/oder Leitungslängen konstruktiv durch die Geometrie des Spulenkörpers und der Isolationskappen eingestellt werden. Gleichzeitig werden die Kappen mit entsprechende Aussparungen bzw. Schlitze vorgesehen, so dass eine geeignete mechanische und thermische Ankopplung an ein Gehäuse erreicht wird. Die Ausbildung von geeigneten Führungen im Spulenkörper in Verbindung mit einer Anpassung der Umfangslängen ermöglicht eine präzise Drahtführung und Einstellung der Drahtlänge der Wicklung, so dass beispielsweise der Wechselstromwiderstand in den einzelnen Wickelkammern annähernd gleich ist, was insgesamt die Wechselstromverluste des Trafos gering hält. Auch können die Spulenkörper bzw. die Auflageflächen für die geblechte Wicklung geeignet gestaltet sein, so dass sich eine gut thermische und mechanische Ankopplung an das Vergussmaterial ergibt. Des weiteren können Anschlussdrähte, etwa für die Drahtwicklung, an genau definierten Stellen isoliert werden, so dass der Materialaufwand gering bleibt. Insgesamt wird durch die verschachtelte Anordnung der geblechten Wicklung und der Drahtwicklung eine sehr hohe Effizienz erreicht, wobei in dem beschriebenen modularen System der Grad der Kopplung, d. h. die Anzahl der einzelnen Wicklungsabschnitte in sehr flexibler Weise vorgegeben werden kann.The present invention thus provides transformers and manufacturing methods in which isolation distances and / or line lengths are set constructively by the geometry of the bobbin and the insulation caps. At the same time the caps are provided with corresponding recesses or slots, so that a suitable mechanical and thermal coupling to a housing is achieved. The formation of suitable guides in the bobbin in conjunction with an adjustment of the circumferential lengths allows precise wire guidance and adjustment of the wire length of the winding, so that, for example, the AC resistance in the individual winding chambers is approximately equal, which keeps the total AC losses of the transformer low. Also, the bobbin or the bearing surfaces can be designed suitable for the laminated winding, so that there is a good thermal and mechanical coupling to the potting material. Furthermore, connecting wires, for example for the wire winding, can be insulated at precisely defined points, so that the material expenditure remains low. Overall, a very high efficiency is achieved by the nested arrangement of the laminated winding and the wire winding, wherein in the described modular system, the degree of coupling, ie the number of individual winding sections can be specified in a very flexible manner.

Ferner sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung folgende Ausführungsformen explizit offenbart:

1. Ein Transformator mit
einem magnetischen Kern mit einem Mittelschenkel Mund Seitenschenkeln,
einem Spulenkörper mit einer zentralen Öffnung zum Umschließen des Mittelschenkels, wobei der Spulenkörper mehrere Auflageflächen zur Aufnahme einer ersten Wicklung mit geblechten Windungen und mehrere Wickelkammern zur Aufnahme einer zweiten Wicklung aufweist,
einer ersten Isolationskappe, die an einer ersten nicht von den Seitenschenkeln abgedeckten Spulenkörperseite des Spulenkörpers angebracht ist,
einer zweiten Isolationskappe, die an einer zweiten nicht von den Seitenschenkeln abgedeckten Spulenkörperseite des Spulenkörpers angebracht ist,
einer ersten Anschlussanordnung, die an der ersten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der ersten Wicklung verbunden ist und
einer zweiten Anschlussanordnung, die an der zweiten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der zweiten Wicklung verbunden ist.
2. Der Transformator nach Ausführungsform 1, wobei die erste und die zweite Isolationskappe Aussparungen aufweisen, die mit einem Vergussmaterial gefüllt sind.
3. Der Transformator nach Ausführungsform 2, wobei das Vergussmaterial ein Material mit erhöhter thermischer Leitfähigkeit ist zur thermischen Kopplung der Wicklungen mit dem Kern über die Aussparungen.
4. Der Transformator nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die erste Isolationskappe eine Aufnahme zur Führung von Anschlussleitungen der ersten Anschlussanordnung aufweist.
5. Der Transformator nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Spulenkörper mehrere Spulenkörpersegmente aufweist, die zusammengesteckt sind, wobei jedes Spulenkörpersegment mindestens eine Wickelkammer und eine Auflagefläche aufweist.
6. Der Transformator nach Ausführungsform 5, wobei die Wickelkammer eines ersten Spulenkörpersegments eine erste Umfangslänge am Wickelkammerboden aufweist, die verschieden ist von einer zweiten Umfangslänge der Wickelkammer eines zweiten Spulenkörpersegments.
7. Der Transformator nach Ausführungsform 6, wobei die Umfangslängen der Wickelkammern von drei order mehr Spulenkörpersegmenten verschieden sind.
8. Der Transformator nach Ausführungsform 7, wobei die Umfangslängen der Wickelkammern aller Spulenkörpersegmente verschieden sind.
9. Der Transformator nach einer der Ausführungsformen 6 bis 8, wobei die Umfangslänge der Wickelkammer desjenigen Spulenkörpersegments, das den kleinsten Abstand zur zweiten Anschlussanordnung besitzt, am größten ist.
10. Der Transformator nach einer der Ausführungsformen 6 bis 9, wobei die Umfangslänge der Wickelkammer desjenigen Spulenkörpersegments, das den größten Abstand zur zweiten Anschlussanordnung besitzt, am kleinsten ist.
11. Der Transformator nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die erste und zweite Isolationskappe auf den Spulenkörper aufgesteckt sind.
12. Der Transformator nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei eine oder mehrere der Auflageflächen eine Aussparung aufweisen.
13. Der Transformator nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die erste und die zweite Wicklung ineinander verschachtelt sind.
14. Ein Transformator mit
einem magnetischen Kern mit einem Mittelschenkel und Seitenschenkeln,
einem Spulenkörper mit einer zentralen Öffnung zum Umschließen des Mittelschenkels, wobei der Spulenkörper mehrere Spulenkörpersegmente aufweist und jedes Spulenkörpersegment eine oder mehrere Auflageflächen zur Aufnahme einer oder mehrerer geblechten Windungen einer ersten Wicklung und eine Wickelkammer mit einem Wickelkammerboden zur Aufnahme eines Wicklungsabschnitts einer zweiten Wicklung aufweist und wobei eine erste Umfangslänge am Wickelkammerboden einer ersten Wickelkammer unterschiedlich ist zu einer zweiten Umfangslänge am Wickelkammerboden einer zweiten Wickelkammer,
einer ersten Anschlussanordnung, die an der ersten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der ersten Wicklung verbunden ist und
einer zweiten Anschlussanordnung, die an der zweiten Spulenkörperseite angeordnet und elektrisch mit der zweiten Wicklung verbunden ist.
15. Der Transformator nach Ausführungsform 14, wobei die erste Wickelkammer einen geringeren Abstand zu der ersten Anschlussanordnung besitzt als die zweite Wickelkammer und die erste Umfangslänge größer ist als die zweite Umfangslänge.
16. Der Transformator nach Ausführungsform 14 oder 15, wobei die Anzahl der Windungen für jeden Wicklungsabschnitt der zweiten Wicklung gleich ist.
17. Der Transformator nach einer der Ausführungsformen 14 bis 16, wobei die Umfangslängen aller Wickelkammern unterschiedlich sind.
18. Der Transformator nach einer der Ausführungsformen 14 bis 17, der ferner eine erste Isolationskappe, die an einer ersten nicht von den Seitenschenkeln abgedeckten Spulenkörperseite des Spulenkörpers angebracht ist, und eine zweite Isolationskappe, die an einer zweiten nicht von den Seitenschenkeln abgedeckten Spulenkörperseite des Spulenkörpers angebracht ist, aufweist.
19. Ein Verfahren zur Herstellung eines Transformators, mit
Auflegen eines Wicklungsabschnitts einer geblechten Wicklung des Transformators auf jeweils eine Auflagefläche eines Spulenkörpersegments,
Zusammensetzen mehrerer Spulenkörpersegmente zu einem Spulenkörper, der die geblechte Wicklung aufweist,
Aufbringen eines Wicklungsabschnitts auf eine Wickelkammer, die in jedem Spulenkörpersegment vorgesehen ist, um eine zweite Wicklung herzustellen,
Verbinden der einzelnen Wicklungsabschnitte der geblechten Wicklung,
Aufstecken einer ersten Isolationskappe und einer zweiten Isolationskappe auf den Spulenkörper und
Anbringen eines Kerns an dem Spulenkörper.
20. Ein Verfahren zur Herstellung eines Transformators, mit
Einführen eines Blechpakets einer ersten Wicklung in einen Spulenkörper, der mehrere gestapelte Auflageflächen zur Aufnahme jeweils eines Windungsabschnitts aufweist,
Aufbringen von Wicklungsabschnitten einer zweiten Wicklung auf den Spulenkörper, wobei mehrere Wickelkammern zur Aufnahme der zweiten Wicklung vorgesehen sind,
Verbinden des Blechpakets, um die erste Wicklung herzustellen,
Aufstecken einer ersten Isolationskappe und einer zweiten Isolationskappe auf den Spulenkörper und
Anbringen eines Kerns an dem Spulenkörper.
21. Das Verfahren nach Ausführungsform 19 oder 20, wobei ferner eine Anschlussleitung für die zweite Wicklung mittels einer in der zweiten Isolationskappe vorgesehenen Führung angebracht wird, um durch einen durch die Führung vorgegebenen Isolationsabstand zum Kern einzuhalten.
22. Ein Verfahren zur Herstellung eines Transformators, mit:
Bereitstellen eines Spulenkörpers mit mehreren Spulenkörpersegmenten, wovon jedes eine oder mehrere Auflageflächen zur Aufnahme einer oder mehrerer geblechten Windungen einer ersten Wicklung und eine Wickelkammer mit einem Wickelkammerboden zur Aufnahme eines Wicklungsabschnitts einer zweiten Wicklung aufweist,
Einstellen einer Umfangslänge am Wickelkammerboden in jeder Wickelkammer in Abhängigkeit der Position einer Wickelkammer im Spulenkörper,
Aufbringen einer gleichen Anzahl an Windungen in jeder Wickelkammer zum Herstellen eines jeweiligen Wicklungsabschnitts und
separates Verbinden jedes Wicklungsabschnitts mit einer Anschlussanordnung.
23. Das Verfahren nach Ausführungsform 22, wobei die Umfangslänge am Wickelkammerboden in jeder Wickelkammer so eingestellt wird, dass eine Gesamtleitungslänge jedes Wicklungsabschnitts einschließlich der Verbindung mit der Anschlussanordnung für alle Wicklungsabschnitte näherungsweise gleich ist.

Furthermore, within the scope of the present disclosure, the following embodiments are explicitly disclosed:

1. A transformer with
a magnetic core with a mid-thigh mouth side legs,
a bobbin having a central opening for enclosing the center leg, the bobbin having a plurality of bearing surfaces for receiving a first winding with lathed windings and a plurality of winding chambers for receiving a second winding,
a first insulation cap attached to a first bobbin side of the bobbin not covered by the side legs,
a second insulation cap attached to a second bobbin side of the bobbin not covered by the side legs;
a first terminal assembly disposed on the first bobbin side and electrically connected to the first winding, and
a second terminal assembly disposed on the second bobbin side and electrically connected to the second winding.
2. The transformer according to embodiment 1, wherein the first and the second insulation cap have recesses which are filled with a potting material.
3. The transformer of embodiment 2, wherein the potting material is a material having increased thermal conductivity for thermally coupling the windings to the core via the recesses.
4. The transformer according to one of the preceding embodiments, wherein the first insulation cap has a receptacle for guiding connection lines of the first connection arrangement.
5. The transformer according to one of the preceding embodiments, wherein the bobbin has a plurality of bobbin segments, which are plugged together, wherein each bobbin segment has at least one winding chamber and a support surface.
6. The transformer according to embodiment 5, wherein the winding chamber of a first bobbin segment has a first circumferential length on the winding chamber bottom, which is different from a second circumferential length of the winding chamber of a second bobbin segment.
7. The transformer according to Embodiment 6, wherein the circumferential lengths of the winding chambers are different from three or more bobbin segments.
8. The transformer according to embodiment 7, wherein the circumferential lengths of the winding chambers of all bobbin segments are different.
9. The transformer according to any one of embodiments 6 to 8, wherein the circumferential length of the winding chamber of that bobbin segment, which has the smallest distance to the second connection arrangement, is greatest.
10. The transformer according to any one of embodiments 6 to 9, wherein the circumferential length of the winding chamber of that bobbin segment which has the greatest distance from the second connection arrangement, is the smallest.
11. The transformer according to one of the preceding embodiments, wherein the first and second insulation cap are attached to the bobbin.
12. The transformer according to one of the preceding embodiments, wherein one or more of the bearing surfaces have a recess.
13. The transformer according to one of the preceding embodiments, wherein the first and the second winding are interleaved.
14. A transformer with
a magnetic core with a middle leg and side legs,
a bobbin having a central opening for enclosing the center leg, the bobbin having a plurality of bobbin segments, and each bobbin segment having one or more bearing surfaces for receiving one or more laminated turns of a first winding and a winding chamber having a winding chamber bottom for receiving a winding section of a second winding; a first circumferential length at the winding chamber bottom of a first winding chamber is different from a second circumferential length at the winding chamber bottom of a second winding chamber,
a first terminal assembly disposed on the first bobbin side and electrically connected to the first winding, and
a second terminal assembly disposed on the second bobbin side and electrically connected to the second winding.
15. The transformer of embodiment 14, wherein the first winding chamber has a smaller distance to the first terminal assembly than the second winding chamber and the first circumferential length is greater than the second circumferential length.
16. The transformer according to embodiment 14 or 15, wherein the number of turns for each winding section of the second winding is the same.
17. The transformer according to any one of Embodiments 14 to 16, wherein the circumferential lengths of all the winding chambers are different.
18. The transformer according to any one of embodiments 14 to 17, further comprising a first insulation cap attached to a first bobbin side of the bobbin not covered by the side legs, and a second insulation cap attached to a second bobbin side of the bobbin not covered by the side limbs is attached has.
19. A method of manufacturing a transformer, with
Laying a winding section of a laminated winding of the transformer on each support surface of a bobbin segment,
Assembling a plurality of bobbin segments to a bobbin having the laminated winding,
Applying a winding section to a winding chamber provided in each bobbin segment to make a second winding,
Connecting the individual winding sections of the laminated winding,
Attaching a first insulation cap and a second insulation cap on the bobbin and
Attaching a core to the bobbin.
20. A method of manufacturing a transformer, with
Inserting a laminated core of a first winding into a bobbin, which has a plurality of stacked bearing surfaces for receiving a respective winding section,
Applying winding sections of a second winding to the bobbin, wherein a plurality of winding chambers are provided for receiving the second winding,
Connecting the laminated core to make the first winding,
Attaching a first insulation cap and a second insulation cap on the bobbin and
Attaching a core to the bobbin.
21. The method of embodiment 19 or 20, further comprising attaching a lead for the second winding by means of a guide provided in the second insulation cap to maintain an insulation distance to the core through the guide.
22. A method of manufacturing a transformer, comprising:
Providing a bobbin having a plurality of bobbin segments, each having one or more bearing surfaces for receiving one or more laminated windings of a first winding and a winding chamber having a winding chamber bottom for receiving a winding section of a second winding,
Setting a circumferential length on the winding chamber bottom in each winding chamber as a function of the position of a winding chamber in the bobbin,
Applying an equal number of turns in each winding chamber for producing a respective winding section and
separate connection of each winding section to a terminal arrangement.
23. The method of embodiment 22, wherein the circumferential length at the winding chamber bottom in each winding chamber is adjusted so that a total line length of each winding section, including the connection to the terminal arrangement, is approximately the same for all winding sections.

Claims

Transformer with
a magnetic core (103, 203, 303B) having a center leg and side legs,
a bobbin (110, 210, 310) having a central opening (113, 313A) for enclosing the center leg (103M, 303M), the bobbin having a plurality of bobbin segments (210, 310) and each bobbin segment having one or more bearing surfaces (111, 211 , 311) for receiving one or more bladed windings (121, 221) of a first winding (120, 220) and a winding chamber (112, 212, 312) having a winding chamber bottom (315) defining a depth of the winding chamber (112, 212, 312) a first circumferential length (315U) of a winding chamber bottom (315) of a first winding chamber is different from a second circumferential length of a winding chamber bottom of a second winding chamber .
a first terminal assembly (106, 206) disposed on the first bobbin side and electrically connected to the first winding (120, 220) and
a second terminal assembly (105, 205, 305) disposed on the second bobbin side and electrically connected to the second winding (130, 330).

The transformer of claim 1, wherein the first winding chamber has a smaller distance to the first terminal assembly than the second winding chamber and the first circumferential length is greater than the second circumferential length.

A transformer according to claim 1 or 2, wherein the number of turns for each winding section of the second winding is the same.

Transformer according to one of claims 1 to 3, wherein the circumferential lengths of the winding chambers of three or more bobbin segments are different.

Transformer according to one of claims 1 to 4, wherein the circumferential lengths of all winding chambers are different.

A transformer according to any one of claims 1 to 5, wherein the circumferential length of the winding chamber of that bobbin segment (310A) having the smallest distance to the second terminal assembly (305) is greatest.

A transformer according to any one of claims 1 to 6, wherein the circumferential length of the winding chamber of that bobbin segment (310G) having the greatest distance to the second terminal assembly (305) is smallest.

Transformer according to one of claims 1 to 7, further comprising a first insulating cap, which is attached to a first not covered by the side legs bobbin side of the bobbin, and a second insulating cap, which is attached to a second not covered by the side legs bobbin side of the bobbin, having.

Transformer according to claim 8, wherein the first insulation cap has a receptacle (108B, 108C) for guiding connection lines (335) of the first connection arrangement.

A transformer according to claim 8 or 9, wherein the first and second insulation caps (107, 108) have recesses (107A, 108A) filled with a potting material (102).

Transformer according to one of the preceding claims, wherein one or more of the bearing surfaces have a recess.

Method for producing a transformer, comprising: Providing a bobbin having a plurality of bobbin segments, each having one or more bearing surfaces for receiving one or more laminated windings of a first winding and a winding chamber having a winding chamber bottom for receiving a winding section of a second winding,

Setting a depth of each winding chamber by means of a winding chamber bottom for setting a circumferential length of the winding chamber bottom in each winding chamber as a function of the position of a winding chamber in the bobbin,

Applying an equal number of turns in each winding chamber for producing a respective winding section and

separate connection of each winding section to a terminal arrangement.

The method of claim 12, wherein the circumferential length at the winding chamber bottom in each winding chamber is adjusted so that a total line length of each winding section including the connection with the terminal arrangement for all winding sections is approximately equal.

The method of claim 12 or 13, the method further comprising: Attaching a first insulation cap and a second insulation cap on the bobbin and

Attaching a core to the bobbin.

The method of claim 14, further comprising attaching a lead for the second winding by means of a guide provided in the second insulation cap to maintain an insulation distance from the core through the guide.