FR2684484A1 - Coil for a transformer - Google Patents
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Abstract
Description
BOBINE POUR TRANSFORMATEURCOIL FOR TRANSFORMER
L'invention concerne une bobine de support des spires de bobinage ou enroulements d'un tranformateur, et plus particulièrement d'un transformateur d'alimentation en puissance en mode interrupteur (Switch Mode Power Supply en The invention relates to a support coil for winding windings or windings of a transformer, and more particularly of a power supply transformer in switch mode (Switch Mode Power Supply in
terminologie anglosaxonne SMPS en abrégé). Anglo-Saxon SMPS terminology for short).
Avec ce type de transformateur, on emploie actuellement des bobines segmentées soit verticalement soit horizontalement pour supporter With this type of transformer, we currently use coils segmented either vertically or horizontally to support
les enroulements primaires et secondaires. primary and secondary windings.
La figure 1 des dessins ci-joints montre le principe d'une bobine segmentée verticalement, dans laquelle les couches de spires primaires et secondaires sont respectivement désignées par les références "P" et "S" L'inconvénient de ce type de disposition est que les valeurs de fuite d'inductance sont beaucoup trop élevées pour autoriser l'utilisation d'un tel transformateur à de Figure 1 of the attached drawings shows the principle of a vertically segmented coil, in which the layers of primary and secondary turns are respectively designated by the references "P" and "S" The disadvantage of this type of arrangement is that the inductance leakage values are much too high to allow the use of such a transformer at
très hautes fréquences.very high frequencies.
La figure 2 montre le principe d'une bobine segmentée horizontalement, adaptée pour un transformateur du type "SMPS" prévu pour être utilisé à hautes fréquences Les couches de spires primaires (P) et secondaires (S) sont séparées par une bande isolante, et des barrières insérées, produisant des chemins de fuite allongés, sont aussi FIG. 2 shows the principle of a horizontally segmented coil, suitable for a "SMPS" type transformer intended to be used at high frequencies. The layers of primary (P) and secondary (S) turns are separated by an insulating strip, and inserted barriers, producing elongated escape routes, are also
incorporées dans la bobine.incorporated into the coil.
L'inconvénient de ce type de disposition est que, si les barrières de fuite sont formées par des couches de bande enveloppant la bobine, la fabrication prend du temps, est coûteuse et difficile à automatiser De façon alternative, si les barrières sont formées d'éléments en matériau isolant moulé, elles sont alors difficiles à maintenir en place et engendrent alors de sérieux problèmes de manutention De plus, les barrières de fuite s'ajoutant à l'épaisseur de la paroi d'extrémité de la bobine, il en résulte une perte de la place théoriquement disponible pour les enroulements. L'invention a pour objet de fournir une bobine de transformateur qui présente une faible fuite comme celle obtenue avec des enroulements fragmentés horizontalement, tout en permettant de surmonter les The disadvantage of this type of arrangement is that, if the leakage barriers are formed by layers of tape enveloping the coil, the production takes time, is costly and difficult to automate. Alternatively, if the barriers are formed from elements made of molded insulating material, they are then difficult to hold in place and then generate serious handling problems In addition, the leakage barriers being added to the thickness of the end wall of the coil, this results in a loss of theoretically available space for windings. The object of the invention is to provide a transformer coil which has a low leakage like that obtained with horizontally fragmented windings, while making it possible to overcome the
problèmes décrits ci-dessus de production. production problems described above.
Selon l'invention, il est notamment proposé une bobine de transformateur comprenant plusieurs éléments de squelettes emboitables de bobine, chaque élément incorporant une première et une seconde According to the invention, a transformer coil is notably proposed comprising several elements of nestable coil skeletons, each element incorporating a first and a second
barrières de fuite espacées.spaced leakage barriers.
Dans un mode de réalisation avantageux, les enroulements s'étendent sur la totalité de la largeur de l'espace entre les première et seconde barrières, une bande inter-enroulement est appliquée sur la totalité de la largeur de ces éléments incluant les barrières, et les éléments de squelette In an advantageous embodiment, the windings extend over the entire width of the space between the first and second barriers, an inter-winding strip is applied over the entire width of these elements including the barriers, and skeleton elements
de la bobine s'emboîtent sur la bande inter- of the coil fit onto the inter-
enroulement appliquée.winding applied.
Les éléments de bobine comprennent de préférence un élément de bobine interne avec des extrémités faisant partie intégrante dudit élément de bobine interne et au moins un élément de The coil elements preferably include an internal coil element with ends integral with said internal coil element and at least one element
squelette de bobine externe.external coil skeleton.
L'élément de squelette de bobine externe peut de façon avantageuse incorporer des pointes de guidage de fil conducteur, permettant à l'extrémité de sortie du fil d'être ramenée au travers de l'enroulement et terminée Des fentes dans l'élément de squelette de bobine permettent à l'extrémité de sortie du fil de sortir de la bobine selon des angles différents, réduisant le croisement de The outer coil skeleton element can advantageously incorporate conductive wire guide pins, allowing the output end of the wire to be brought through the winding and terminated Slots in the skeleton element spool allow the output end of the wire to exit the spool at different angles, reducing crossover
l'extrémité de sortie du fil.the outlet end of the wire.
Les éléments de bobine sont de préférence prévus avec des pièces du type cliquet, qui fixent les éléments de bobine emboités ensemble dans un The coil elements are preferably provided with ratchet-type parts, which fix the coil elements nested together in a
assemblage fixé solidairement.assembly fixed together.
De façon avantageuse la bobine assemblée telle que décrite est conforme avec 1 'IEC 65 (International Electrotechnical Commission) qui spécifie un chemin de fuite de 6 mm plus 0,4 mm de distance au travers de l'isolation (ou trois couches de matériau isolant) entre les enroulements d'entrée et de sortie, mais le principe peut être appliqué à Advantageously, the assembled coil as described complies with IEC 65 (International Electrotechnical Commission) which specifies a 6 mm leak path plus 0.4 mm distance through the insulation (or three layers of insulating material ) between the input and output windings, but the principle can be applied to
toute dimension d'un chemin de fuite étendu. any dimension of an extended escape route.
Quoiqu'il en soit, et selon un autre mode de réalisation de l'invention, cela ne veut pas dire qu'une barrière de 6 mm doit être prévue tout autour de la bobine Lorsque il n'y a pas de sortie qui croise la barrière, une barrière de 3 mm de large peut être prévue et fournir un passage de fuite de 6 mm Selon cette caractéristique supplémentaire d'un mode de réalisation de l'invention, une barrière de 3 mm est prévue tout autour de la bobine à l'exception de la position de sortie, o la barrière passe à une largeur de 6 mm De cette façon, une largeur supplémentaire d'enroulement de 3 mm est créée dans une bobine de dimensions hors Anyway, and according to another embodiment of the invention, this does not mean that a barrier of 6 mm must be provided all around the coil When there is no output which crosses the barrier, a barrier of 3 mm wide can be provided and provide a 6 mm leakage passage According to this additional characteristic of an embodiment of the invention, a barrier of 3 mm is provided all around the coil to the except for the exit position, where the barrier passes to a width of 6 mm In this way, an additional winding width of 3 mm is created in a reel of dimensions outside
tout identiques.all identical.
La constitution de la bobine décrite ci-dessus présente plusieurs avantages, à savoir: comme deux barrières de fuite sont moulées comme faisant partie d'un élément commun, elles sont plus aisées à manipuler et sont maintenues de façon plus solide dans la position correcte; ensuite la barrière forme la paroi d'extrémité de la bobine, ce qui rend ainsi plus efficace l'utilisation de l'espace d'enroulement disponible; troisièmement, non seulement la faible fuite des enroulements segmentés horizontalement est maintenue, mais la largeur d'enroulement étant accrue, cela réduit encore la fuite; quatrièmement, comme expliqué ci-dessus, de larges fentes de guidage et des excroissances vont pouvoir The constitution of the coil described above has several advantages, namely: as two leakage barriers are molded as part of a common element, they are easier to handle and are held more securely in the correct position; then the barrier forms the end wall of the coil, which thus makes more efficient use of the available winding space; thirdly, not only is the low leakage of the horizontally segmented windings maintained, but the winding width being increased, this further reduces the leakage; fourth, as explained above, wide guide slots and protrusions will be able
être aisément incorporées.be easily incorporated.
Une bobine de transformateur selon l'invention va maintenant être décrite à titre d'exemple en référence aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: les figures 1 et 2 montrent l'art antérieur; la figure 3 montre une construction de bobine (pour un transformateur "SMPS") selon un mode de réalisation de l'invention; les figures 4 A et 4 B sont des diagrammes explicatifs; et la figure 5 montre un autre mode de réalisation d'un élément de squelette de bobine selon l'invention. En référence à la figure 3, une bobine de transformateur "SMPS" comprend un élément de bobine interne 10 ayant des extrémités faisant partie intégrante de la bobine 12 L'élément de bobine 10 a une barrière de fuite 14 de 6 mm à une extrémité et une barrière de fuite 16 de 3 mm à l'autre extrémité. La bobine comprend également des éléments de squelette de bobine s'emboitant 18 et 20, l'élément 18 étant agencé pour se nicher ou s'emboîter au-dessus de l'élément de bobine interne 10 et l'élément 20 pour se nicher ou s'emboîter au-dessus de l'élément 18, comme indiqué A transformer coil according to the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: Figures 1 and 2 show the prior art; FIG. 3 shows a coil construction (for a "SMPS" transformer) according to an embodiment of the invention; Figures 4 A and 4 B are explanatory diagrams; and Figure 5 shows another embodiment of a coil skeleton element according to the invention. Referring to Figure 3, a "SMPS" transformer coil includes an internal coil element 10 having ends integral with the coil 12 The coil element 10 has a leakage barrier 14 of 6 mm at one end and a leakage barrier 16 of 3 mm at the other end. The reel also comprises elements of a coil skeleton interlocking 18 and 20, the element 18 being arranged to nestle or interlock above the internal reel element 10 and the element 20 to nestle or nest over element 18, as shown
par les lignes en traits interrompus sur le dessin. by the broken lines in the drawing.
Les éléments de squelette de bobine 18 et 20 sont généralement semblables et chacun incorpore une barrière de fuite 22 de 6 mm à une extrémité et une The coil skeleton elements 18 and 20 are generally similar and each incorporates a 6 mm leak barrier 22 at one end and a
barrière de fuite 24 de 3 mm à l'autre extrémité. leakage barrier 24 of 3 mm at the other end.
Les barrières 22, 24 sont reliées sur leurs côtés opposés par des parois de côté partielle 26, 28, l'une au moins de ces parois étant équipée avec des pointes de guidage de fil en faisant partie intégrante, ou avec des projections 30 Les fentes larges 32 entre les parois partielles de côté partielle 26, 28 rendent la sortie des extrémités de connexion possible de la bobine avec des angles différents Des formations du type à cliquet 34, 36, formées de façon intégrante avec les éléments rendent possible la fixation desdits éléments entre The barriers 22, 24 are connected on their opposite sides by partial side walls 26, 28, at least one of these walls being equipped with wire guide pins forming an integral part, or with projections 30 The slots wide 32 between the partial side partial walls 26, 28 make the exit of the connection ends possible from the coil with different angles Ratchet-type formations 34, 36, formed integrally with the elements make it possible to fix said elements Between
eux dans la condition assemblée.them in the assembled condition.
Dans la bobine assemblée, les enroulements (non montrés) o chaque élément de bobine s'étend sur la largeur totale W entre les première et seconde In the assembled coil, the windings (not shown) o each coil element extends over the total width W between the first and second
barrières 22, 24 alors que la bande inter- barriers 22, 24 while the strip inter-
enroulement est appliquée sur la largeur totale T de l'élément de bobine, incluant les barrières de fuite Les éléments de bobine 10, 18, 20 sont ainsi agencés pour s'emboîter au-dessus de la bande winding is applied over the total width T of the coil element, including the leakage barriers The coil elements 10, 18, 20 are thus arranged to fit above the strip
appliquée inter-enroulement.applied inter-winding.
Comme indiqué sur la figure 4 A, un chemin de fuite de 6 mm est possible avec une barrière de 3 mm de large pourvu qu'aucune sortie de fil ne croise la As shown in Figure 4 A, a 6 mm escape route is possible with a 3 mm wide barrier provided that no wire outlet crosses the
barrière à ce point.barrier at this point.
Quoiqu'il en soit, lorsque une sortie croise effectivement la barrière, comme montré sur la figure 4 B, il est nécessaire de prévoir une barrière Anyway, when an outlet actually crosses the barrier, as shown in Figure 4B, it is necessary to provide a barrier
de 6 mm de large.6 mm wide.
Selon un mode de réalisation de l'invention, montré figure 5, les éléments de bobines emboitables décrits ci-dessus sont fournis avec une barrière 38 de 3 mm, à la place d'une barrière de 6 mm, à l'exception de la position 40 de sortie, o la According to an embodiment of the invention, shown in FIG. 5, the nestable coil elements described above are supplied with a barrier 38 of 3 mm, in place of a barrier of 6 mm, with the exception of the exit position 40, where the
barrière a une portion 42 de largeur accrue de 6 mm. barrier has a portion 42 of increased width by 6 mm.
Ceci crée une largeur supplémentaire de 3 mm. This creates an additional width of 3 mm.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation plus particulièrement décrit ici Elle en embrasse au contraire toutes les variantes rentrant dans le As it goes without saying, and as it follows from the above, the invention is not limited to the embodiments more particularly described here. On the contrary, it embraces all the variants falling within it.
cadre des équivalences.equivalence framework.
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