NL8800001A - Compact transformer for electronic lamp, ballast or HF converter - uses superconducting material and magnetic screening to reduce capacitive coupling - Google Patents
Compact transformer for electronic lamp, ballast or HF converter - uses superconducting material and magnetic screening to reduce capacitive coupling Download PDFInfo
- Publication number
- NL8800001A NL8800001A NL8800001A NL8800001A NL8800001A NL 8800001 A NL8800001 A NL 8800001A NL 8800001 A NL8800001 A NL 8800001A NL 8800001 A NL8800001 A NL 8800001A NL 8800001 A NL8800001 A NL 8800001A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- transformer
- coils
- converters
- primary
- superconducting
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F36/00—Transformers with superconductive windings or with windings operating at cryogenic temperature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Abstract
Description
-1- \ t k s-1- \ t k s
Nedap N.V.Nedap N.V.
GroenloGroenlo
Compacte transformator.Compact transformer.
De uitvinding betreft een transformator, zoals die gebruikt wordt in hoog-frequent electronische lampballasts, of in DC-DC-converters met een hoog-frequent transformator. Heer in het bijzonder betreft het de categorie converters, waarin 5 een zogenaamde lektransformator wordt toegepast. Converters waarin dergelijke transformatoren worden toegepast zijn onder andere beschreven in de publicatie EUR 0105541 en in de publicatie "High-Frequency Resonant Transistor DC-DC converters", IEEE-transactions on Industrial Electronics, 10 Vol IE-31, no. 2, mei 1984.The invention relates to a transformer, such as is used in high-frequency electronic lamp ballasts, or in DC-DC converters with a high-frequency transformer. In particular, this concerns the category of converters in which a so-called electrode transformer is used. Converters employing such transformers are described, inter alia, in the publication EUR 0105541 and in the publication "High-Frequency Resonant Transistor DC-DC converters", IEEE-transactions on Industrial Electronics, 10 Vol IE-31, no. 2, May 1984 .
De lekzelfinductie van de transformator en in het eerste geval ook de primaire zelfinduktie wordt gebruikt om per schakelcyclus een hoeveelheid energie op te slaan. Om dit te bereiken zijn er in de algemeen gebruikte ferrietkernen 15 luchtspleten aangebracht, waarin het grootste gedeelte van de energieopslag plaats vindt. Om een maximale hoeveelheid energie per schakelcyclus op te kunnen slaan en dus een groot vermogen door te kunnen geven, worden de ferrietkernen bedreven met flux-dichtheden, die zo hoog zijn als 20 toelaatbaar in verband met temperatuurverhoging ten gevolge van kernverliezen. Ook het koper van de transformatorwik-kelingen draagt bij aan het energieverlies, ten gevolge van de resonantiestromen in de primaire wikkeling en door verhitting ten gevolge van magnetische strooivelden, het 25 zogenaamde proximity-effect. Hoewel litze-wikkeldraad laatstgenoemde verliezen vermindert, blijven de koperverliezen in bovengenoemd type converters relatief hoog. Voorts neemt de transformator in een resonante converter, als bovengenoemd, relatief veel ruimte in beslag.The leakage inductance of the transformer and in the first case also the primary self-induction is used to store an amount of energy per switching cycle. In order to achieve this, commonly used ferrite cores have 15 air gaps, in which the major part of the energy storage takes place. In order to be able to store a maximum amount of energy per switching cycle and thus to transmit a large amount of power, the ferrite cores are operated with flux densities as high as 20 permissible in connection with temperature increase due to core losses. The copper of the transformer windings also contributes to the energy loss as a result of the resonant currents in the primary winding and by heating as a result of magnetic stray fields, the so-called proximity effect. Although litz winding wire reduces the latter losses, the copper losses in the above type of converters remain relatively high. Furthermore, the transformer in a resonant converter, as mentioned above, takes up relatively much space.
30 Het doel van de uitvinding is de constructie mogelijk te maken van een hoog-frequent lektransformator met kleine afmetingen en lage verliezen. Dit doel wordt bereikt door gebruikt te maken van supergeleidend materiaal voor de spoelen en door geen transformatorkern toe te passen.The object of the invention is to enable the construction of a high-frequency electrode transformer with small dimensions and low losses. This goal is achieved by using superconducting material for the coils and by not using a transformer core.
35 De huidige ontwikkeling op het gebied van supergeleidende materialen rechtvaardigt de verwachting, dat binnenkort materialen beschikbaar komen, die bij kamertemperatuur of zelfs hogere temperaturen supergeleidend zijn. Het meest geschikt is een materiaal, dat zijn supergeleidende 40 eigenschap behoudt tot temperaturen van 100 graden Celsius of hoger, zodat het gebruikt kan worden in een omgeving, die verwarmd wordt door de aanwezigheid van electronische schakelingen.The current development in superconducting materials justifies the expectation that materials will become available soon which will be superconducting at room temperature or even higher temperatures. Most suitable is a material that retains its superconducting property up to temperatures of 100 degrees Celsius or higher so that it can be used in an environment heated by the presence of electronic circuits.
.88 0000 1 f -2- ί.88 0000 1 f -2- ί
Uiteraard kan ook een vorm van koeling worden toegepast zoals bijvoorbeeld met behulp van peltier-elementen.Of course, a form of cooling can also be used, such as, for example, with the aid of peltier elements.
Met conventioneel koperwikkeldraad zou weliswaar ook een constructie zonder kern mogelijk zijn, maar die zou tot zeer 5 grote spoelen met veel koperverliezen leiden, om de vereiste waarde van zelfinductie en lekzelfinductie te bereiken.With conventional copper winding wire, a core-less construction would also be possible, but this would lead to very large coils with a lot of copper losses, in order to achieve the required value of inductance and leakage inductance.
In de conventionele lektransformator, zoals beschreven in publicatie EUR 0105541 vindt de energie-opslag per schakelcyclus voornamelijk plaats in de luchtspleet tussen 10 de kernhelften en in de ruimte tussen de primaire en de secundaire spoelen. De kern dient in feite om de ampère-windingen van de primaire spoel te bundelen in de luchtspleet. Op deze manier kan de vereiste zelfinductie worden bereikt door betrekkelijk weinig windingen en zonder 15 excessieve koperverliezen bij de optredende stromen.In the conventional electrode transformer, as described in publication EUR 0105541, the energy storage per switching cycle takes place mainly in the air gap between the core halves and in the space between the primary and the secondary coils. In fact, the core serves to bundle the ampere turns of the primary coil into the air gap. In this way, the required inductance can be achieved by relatively few turns and without excessive copper losses in the occurring currents.
Als luchtspoelen van supergeleidend materiaal worden toegepast, dan wordt de energie opgeslagen in de lucht rondom de spoel. Een groot aantal windingen is nodig bij een gegeven diameter om de gewenste zelfinductie te bereiken, 20 maar omdat de spoelen bijna geen koperverliezen vertonen is dit geen probleem.When air coils of superconducting material are used, the energy is stored in the air around the coil. A large number of turns is required at a given diameter to achieve the desired inductance, but since the coils show almost no copper losses, this is not a problem.
De primaire en secundaire wikkelingen moeten dicht bij elkaar liggen. De gewenste koppelfactor kan verkregen worden door de afstand tussen de primaire en de secundaire spoelen 25 juist te kiezen. Kortsluiting van de secundaire spoel moet de magnetische veldverdeling rondom de primaire spoel zoveel veranderen, als deze wordt aangestuurd met een wisselspanningsbron, dat de gewenste verhouding tussen de zelfinductie van de primaire wikkeling bij een open 30 secundaire wikkeling en de zelfinductie van de primaire wikkeling bij een kortgesloten secundaire wikkeling, wordt bereikt.The primary and secondary windings must be close to each other. The desired coupling factor can be obtained by correctly selecting the distance between the primary and the secondary coils 25. Short circuit of the secondary coil must change the magnetic field distribution around the primary coil so much, if it is driven with an AC voltage source, that the desired ratio between the self-inductance of the primary winding on an open secondary winding and the self-inductance of the primary winding on an short-circuited secondary winding is achieved.
Voor de converter zoals beschreven in EUR 0105541 ligt deze verhouding rond 2:1. Een mogelijke constructie van de 35 transformator volgens de uitvinding wordt getoond in de vorm van een dwarsdoorsnede in figuur 1 en bestaat uit een sandwich constructie van een supergeleidend scherm (1 en 7), dat dient om de electrische en magnetische velden van de transformator af te schermen, een supergeleidende spoel (2), 40 twee supergeleidende electrische schermen (3 en 4), die verbonden kunnen worden met de referentie-potentialen van het primaire en het secundaire circuit en een secundaire spoel (6), terwijl alle genoemde lagen van elkaar gescheiden worden door isolatielagen (8), die tevens kunnen dienen als 45 dragers voor de supergeleidende materialen. De vorm is hier cirkelvormig verondersteld, maar elke andere vorm zoals bijvoorbeeld rechthoekig is uiteraard ook mogelijk.For the converter as described in EUR 0105541, this ratio is around 2: 1. A possible construction of the transformer according to the invention is shown in the form of a cross-section in figure 1 and consists of a sandwich construction of a superconducting screen (1 and 7), which serves to separate the electric and magnetic fields of the transformer. screens, a superconducting coil (2), 40 two superconducting electrical screens (3 and 4), which can be connected to the reference potentials of the primary and secondary circuit and a secondary coil (6), while all said layers are separated from each other separated by insulating layers (8), which can also serve as 45 carriers for the superconducting materials. The shape is assumed to be circular here, but any other shape such as rectangular is of course also possible.
.8800001 -3-.8800001 -3-
Bij veel converters worden hulpwikkelingen aan de primaire zijde gebruikt om stuurvermogen voor de schakeltransistoren te leveren en om de primaire regel- en stuurschakelingen te voeden. Bij deze uitvoering zal laag 2 uit figuur 1 uit 5 meerdere, sterk met elkaar gekoppelde spoelen bestaan.Many converters use auxiliary windings on the primary side to provide control power for the switching transistors and to power the primary control and control circuits. In this embodiment, layer 2 of figure 1 will consist of several, strongly coupled coils.
Veel converters leveren meer dan één uitgangsspanning. In dat geval moet de laag 6 uit figuur 1 uit meerdere sterk met elkaar gekoppelde spoelen bestaan.Many converters supply more than one output voltage. In that case the layer 6 of figure 1 must consist of several strongly coupled coils.
. 880000 1. 880000 1
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8800001A NL8800001A (en) | 1988-01-04 | 1988-01-04 | Compact transformer for electronic lamp, ballast or HF converter - uses superconducting material and magnetic screening to reduce capacitive coupling |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8800001 | 1988-01-04 | ||
NL8800001A NL8800001A (en) | 1988-01-04 | 1988-01-04 | Compact transformer for electronic lamp, ballast or HF converter - uses superconducting material and magnetic screening to reduce capacitive coupling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8800001A true NL8800001A (en) | 1989-08-01 |
Family
ID=19851538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8800001A NL8800001A (en) | 1988-01-04 | 1988-01-04 | Compact transformer for electronic lamp, ballast or HF converter - uses superconducting material and magnetic screening to reduce capacitive coupling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL8800001A (en) |
-
1988
- 1988-01-04 NL NL8800001A patent/NL8800001A/en not_active Application Discontinuation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7502234B2 (en) | Planar transformer power supply | |
US5414609A (en) | DC to DC/DC to AC power conversion system | |
US5764500A (en) | Switching power supply | |
JP2914439B2 (en) | Resonant converter with controlled inductor | |
JP3656865B2 (en) | converter | |
US4864486A (en) | Plank and frame transformer | |
CA1271520A (en) | Transformer rectifier | |
Tang et al. | Coreless printed circuit board (PCB) transformers with multiple secondary windings for complementary gate drive circuits | |
JP4920417B2 (en) | Ripple current reduction for transformers | |
US5631815A (en) | High voltage power supply | |
JPH0642430B2 (en) | Power supply | |
US4965712A (en) | Transformer having plural-turn core | |
EP0410526A1 (en) | Generator for generating an electric voltage | |
US6100781A (en) | High leakage inductance transformer | |
CA1290817C (en) | Power supply apparatus | |
US6426610B1 (en) | Controlled ferroresonant constant current source | |
NL8800001A (en) | Compact transformer for electronic lamp, ballast or HF converter - uses superconducting material and magnetic screening to reduce capacitive coupling | |
JPS61240588A (en) | High frequency heater | |
JPH029109A (en) | High tension transformer | |
EP0497219A2 (en) | Integrated magnetic power converter core | |
US4851629A (en) | High-frequency heating device | |
JPS5852431B2 (en) | switching power supply circuit | |
US20230055041A1 (en) | Hybrid core magnetics | |
JP3259337B2 (en) | Power converter | |
JPH11186076A (en) | Transformer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
BT | A document has been added to the application laid open to public inspection | ||
BV | The patent application has lapsed |