RU128000U1 - TRANSFORMER - Google Patents

TRANSFORMER Download PDF

Info

Publication number
RU128000U1
RU128000U1 RU2012136524/07U RU2012136524U RU128000U1 RU 128000 U1 RU128000 U1 RU 128000U1 RU 2012136524/07 U RU2012136524/07 U RU 2012136524/07U RU 2012136524 U RU2012136524 U RU 2012136524U RU 128000 U1 RU128000 U1 RU 128000U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
transformer
windings
winding
high voltage
Prior art date
Application number
RU2012136524/07U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Армен Араратович Сумбатян
Валерий Анатольевич Соловей
Василий Васильевич Марченков
Александр Олегович Полюшкин
Евгений Владимирович Москвин
Сергей Валентинович Григорьев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН"
Priority to RU2012136524/07U priority Critical patent/RU128000U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU128000U1 publication Critical patent/RU128000U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Ш-образный трансформатор, содержащий одну обмотку низшего напряжения, две обмотки высшего напряжения, отличающийся тем, что обмотка низшего напряжения расположена на центральном стержне трансформатора, а каждая из обмоток высшего напряжения расположена на соответствующем крайнем стержне трансформатора, причем обмотки высшего напряжения выполнены с противоположным направлением намотки.A w-shaped transformer containing one winding of low voltage, two windings of higher voltage, characterized in that the winding of the lower voltage is located on the central terminal of the transformer, and each of the windings of the higher voltage is located on the corresponding extreme terminal of the transformer, and the higher voltage windings are made in the opposite direction winding.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использовано в наиболее прецизионных экспериментах в физике, там, где необходимо регулируемое высокое напряжение.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in the most precise experiments in physics, where an adjustable high voltage is needed.

В экспериментах с нейтронными пучками особое значение имеет надежная бесперебойная работа аппаратуры, в схему которой входит трансформатор. Поэтому при решении поставленной задачи на первый план при разработке элементов экспериментальной установки выходит задача минимизации всех факторов, влияющих на бесперебойную работу аппаратуры и создающих помехи на измерительную аппаратуру.In experiments with neutron beams, the reliable uninterrupted operation of the equipment, which includes a transformer, is of particular importance. Therefore, when solving the task, the task of minimizing all factors that affect the smooth operation of the equipment and interfere with the measuring equipment comes to the fore when developing the elements of the experimental setup.

Для создания высокого напряжения используются различные виды преобразователей напряжения, в состав которых входит трансформатор. На вход трансформатора поступает низкое переменное или импульсное напряжение. С обмоток высшего напряжения трансформатора снимается увеличенное переменное или импульсное напряжение. Для большего увеличения высокого напряжения увеличенное на трансформаторе напряжение поступает на каскадные генераторы различных типов. Для прецизионных экспериментов используется симметричный каскадный генератор Халперна с пониженным уровнем наводок.To create a high voltage, various types of voltage converters are used, which include a transformer. The input of the transformer receives a low alternating or pulsed voltage. An increased alternating or impulse voltage is removed from the windings of the higher voltage of the transformer. For a larger increase in high voltage, the voltage increased on the transformer is supplied to cascade generators of various types. For precision experiments, a Halpern symmetric cascade generator with a low level of pickups is used.

Для такого генератора необходим определенный тип трансформаторов с двумя обмотками одинакового высшего напряжения: А.А.брамян, Б.А.Альтеркоп, Г.Д.Кулешов, Интенсивные электронные пучки, М., Энергоатомиздат, 1984, 232 с.[1].Such a generator requires a certain type of transformer with two windings of the same higher voltage: A. A. Bramyan, B. A. Alterkop, G. D. Kuleshov, Intense electron beams, M., Energoatomizdat, 1984, 232 pp. [1].

Известно, что для создания одинакового напряжения на обмотках трансформатора необходим одинаковый магнитный поток и одинаковое количество витков: А.М.Дымков, В.М.Кибель, Ю.В.Тишенин. Трансформаторы напряжения. Москва. «Энергия» [2].It is known that to create the same voltage on the transformer windings, the same magnetic flux and the same number of turns are needed: A.M. Dymkov, V.M. Kibel, Yu.V. Tishenin. Voltage transformers. Moscow. "Energy" [2].

Известен трансформатор П-образной формы: С.С.Вдовин, Проектирование импульсных трансформаторов. Л., Энергоатомиздат, 1991 г., 208 с., [3].Known U-shaped transformer: S. S. Vdovin, Design of pulse transformers. L., Energoatomizdat, 1991, 208 p., [3].

На каждом стержне этого трансформатора концентрически располагаются обмотка низшего, и на нее намотана обмотка высшего напряжения. Такой трансформатор обеспечивает одинаковый по величине магнитный поток.A lower winding is concentrically located on each rod of this transformer, and a higher voltage winding is wound on it. Such a transformer provides the same magnitude magnetic flux.

Но в данном П-образном трансформаторе близкое расположение обмоток приводит к большой величине паразитной емкости трансформатора. Это особенно существенно для высоковольтных трансформаторов с большим количеством витков в обмотках высшего напряжения. В ключевых преобразователях напряжения форма напряжения на транзисторах, входящих в состав преобразователей, близка к прямоугольной. Это приводит к большим броскам тока перезаряда паразитной емкости (импульсный ток через транзисторы до 10А) (Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая. 1970, N18. Л.К.Буевич, В.Б.Гаазе. Некоторые вопросы построения схем высоковольтных источников питания электронно-лучевых трубок) [4].Это снижает надежность работы, увеличивает уровень помех преобразователя напряжения, в схему которого (как внешнего устройства) входит трансформатор.But in this U-shaped transformer, the close arrangement of the windings leads to a large amount of stray capacitance of the transformer. This is especially important for high voltage transformers with a large number of turns in high voltage windings. In key voltage converters, the form of voltage on the transistors that are part of the converters is close to rectangular. This leads to large inrush currents of the parasitic capacitance overload (pulsed current through transistors up to 10A) (Questions of radio electronics. Series of general engineering. 1970, N18. L.K.Buevich, VBGaase. Some issues of constructing circuits of high-voltage electron-beam power sources tubes) [4]. This reduces the reliability of operation, increases the level of interference of the voltage converter, the circuit of which (as an external device) includes a transformer.

Известен однофазный изолирующий трансформатор, описанный в патенте РФ2199786 [5], содержащий трехстержневой магнитопровод. На центральном стержне установлена вторичная обмотка. Первичная обмотка выполнена из двух секций, установленных на периферийных стержнях и соединенных между собой с возможностью образования в центральном стержне магнитных потоков одного направления. Этот трансформатор стабилизирует напряжение и не приспособлен для получения высокого напряжения.Known single-phase isolation transformer described in patent RF2199786 [5], containing a three-core magnetic circuit. A secondary winding is mounted on the central shaft. The primary winding is made of two sections mounted on peripheral rods and interconnected with the possibility of the formation in the central rod of magnetic flux in one direction. This transformer stabilizes voltage and is not suitable for high voltage.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по конструктивным признакам является Ш-образный трансформатор: Патент WO 2004/040600 [6]. Данный трансформатор содержит одну обмотку низшего напряжения, которая расположена на крайнем стержне, две обмотки высшего напряжения (вторичные обмотки), которые расположены: одна на центральном стержне, а другая на втором крайнем стержне.Closest to the claimed technical solution for structural features is a W-shaped transformer: Patent WO 2004/040600 [6]. This transformer contains one low voltage winding, which is located on the extreme terminal, two higher voltage windings (secondary windings), which are located: one on the central terminal and the other on the second extreme terminal.

В силу такой конструкции трансформатор не обеспечивает одинакового высокого напряжения на обмотках высшего напряжения вследствие того, что магнитные потоки во вторичных обмотках неодинаковы по величине.Due to this design, the transformer does not provide the same high voltage on the higher voltage windings due to the fact that the magnetic fluxes in the secondary windings are not the same in magnitude.

Поэтому он не может использоваться в установках, использующих симметричные умножители напряжения (для решения физических задач с повышенной точностью).Therefore, it cannot be used in installations using symmetrical voltage multipliers (for solving physical problems with increased accuracy).

Кроме того в трансформаторе существует воздушный промежуток, что уменьшает магнитный поток, а значит и ограничивает выходное напряжение.In addition, there is an air gap in the transformer, which reduces the magnetic flux, and therefore limits the output voltage.

Задачей данного технического решения является обеспечение одинакового по величине высокого напряжения на обеих обмотках высшего напряжения трансформатора, уменьшение паразитной емкости трансформатора и обеспечение понижения уровня помех в аппаратуре, в схему которой входит трансформатор, например, в преобразователях напряжения.The objective of this technical solution is to ensure the same high voltage on both windings of the higher voltage of the transformer, to reduce the stray capacitance of the transformer and to reduce the level of interference in the equipment, the circuit of which includes a transformer, for example, in voltage converters.

Поставленная задача достигается тем, что в известном Ш-образном трансформаторе, содержащем одну обмотку (катушка) низшего напряжения (первичная катушка), две обмотки (катушки) высшего напряжения, новьм является то, что обмотка низшего напряжения расположена на центральном стержне трансформатора, а каждая из обмоток высшего напряжения расположена на соответствующем крайнем стержне трансформатора, и обмотки (катушки) высшего напряжения выполнены с противоположным направлением намотки.The problem is achieved in that in the well-known W-shaped transformer containing one winding (coil) of low voltage (primary coil), two windings (coils) of high voltage, new is that the low voltage winding is located on the central core of the transformer, and each of the high voltage windings is located on the corresponding extreme terminal of the transformer, and the high voltage windings (coils) are made with the opposite direction of the winding.

Заявляемая совокупность признаков не обнаружена в открытых публикациях.The claimed combination of features is not found in open publications.

Одним из наиболее рациональных вариантов преобразователя, является резонансный преобразователь с переключением в нуле тока или напряжения: Силовая электроника, N2, 2007. В.Ланцов, С.Эраносян. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания, [7]. Такой преобразователь имеет высокий кпд и низкий уровень помех. В таком преобразователе образуется колебательный LC-контур из индуктивности рассеяния и паразитной емкости трансформатора.One of the most rational options for the converter is a resonant converter with switching current or voltage at zero: Power Electronics, N2, 2007. V. Lantsov, S. Eranosyan. Electromagnetic compatibility of switching power supplies, [7]. Such a converter has a high efficiency and low interference level. In such a converter, an oscillatory LC circuit is formed from the leakage inductance and the stray capacitance of the transformer.

В заявляемом трансформаторе первичная обмотка и вторичная обмотка удалены друг от друга размещением на разных стержнях трансформатора. Симметричное расположение обмоток высшего напряжения относительно обмотки низшего напряжения обеспечивает одинаковые магнитные потоки, что необходимо для создания одинакового напряжения на обоих обмотках высшего напряжения. Одинаковое высокое напряжение на обеих обмотках трансформатора необходимо для работы симметричного каскадного генератора Халперна. При таком удаленном расположении обмоток высшего и низшего напряжения значительно уменьшается паразитная емкость трансформатора. Это значительно уменьшает броски тока при коммутации транзисторов в ключевых схемах. В свою очередь, это приводит к уменьшению помех и увеличению надежности работы преобразователя.In the inventive transformer, the primary winding and the secondary winding are removed from each other by placement on different terminals of the transformer. The symmetrical arrangement of the high voltage windings relative to the low voltage winding provides the same magnetic flux, which is necessary to create the same voltage on both high voltage windings. The same high voltage on both transformer windings is necessary for the Halpern symmetric cascade generator to operate. With such a remote location of the windings of the higher and lower voltage, the stray capacitance of the transformer is significantly reduced. This significantly reduces the inrush current when switching transistors in key circuits. In turn, this leads to a decrease in interference and an increase in the reliability of the converter.

При удаленном расположении обмоток высшего и нижнего напряжения увеличивается индуктивность рассеяния трансформатора, что приводит к уменьшению коэффициента полезного действия преобразователя напряжения. Но увеличение индуктивности рассеяния не оказывает определяющего влияния на коэффициент полезного действия в резонансных схемах: В.Ланцов, С.Эраносян. Квазирезонансные источники питания: проблемы, новый взгляд. Силовая электроника, N3, 2007 [8]. Основным величиной, характеризующей потери мощности в резонансных схемах, является добротность колебательного контура, образованного индуктивностью рассеяния и паразитной емкостью трансформатора. В последовательном колебательном контуре увеличение индуктивности ведет к увеличению добротности контура,With a remote location of the windings of higher and lower voltage, the transformer inductance increases, which leads to a decrease in the efficiency of the voltage converter. But an increase in the scattering inductance does not have a decisive influence on the efficiency in resonant circuits: V. Lantsov, S. Eranosyan. Quasi-resonant power sources: problems, a new look. Power Electronics, N3, 2007 [8]. The main quantity characterizing the power loss in the resonant circuits is the quality factor of the oscillatory circuit formed by the scattering inductance and stray capacitance of the transformer. In a sequential oscillatory circuit, an increase in inductance leads to an increase in the quality factor of the circuit,

В предлагаемом трансформаторе, увеличение индуктивности рассеяния были скомпенсированы малыми потерями колебательного контура. С помощью заявляемого трансформатора было получено выходное высокое напряжение, одинаковое на обеих обмотках (катушках) высокого напряжения и равное 10 кВ на каждой обмотке.In the proposed transformer, the increase in leakage inductance was compensated for by the small losses of the oscillatory circuit. Using the inventive transformer, an output high voltage was obtained, the same on both high voltage windings (coils) and equal to 10 kV on each winding.

Кроме того, увеличение индуктивности рассеяния приводит к уменьшению резонансной частоты. Уменьшение резонансной частоты уменьшает потери на перемагничивание материала сердечника трансформатора и уменьшает перенапряжение на транзисторах. Это уменьшает вероятность пробоев транзисторов и повышает надежность преобразователя напряжения,In addition, an increase in the leakage inductance leads to a decrease in the resonance frequency. Decreasing the resonant frequency reduces the magnetization reversal losses of the core material of the transformer and reduces the overvoltage on the transistors. This reduces the likelihood of transistor breakdowns and increases the reliability of the voltage converter,

Известный П-образный трансформатор [3] дает возможность получить одинаковый магнитный поток и одинаковое напряжение на обеих вторичных обмотках. Но преобразователь с таким трансформатором менее надежен, более энергозатратен и имеет более высокий уровень помех в сравнении с предлагаемым трансформатором.Known U-shaped transformer [3] makes it possible to obtain the same magnetic flux and the same voltage on both secondary windings. But a converter with such a transformer is less reliable, more energy consuming and has a higher level of interference compared to the proposed transformer.

На фиг.1 представлено заявляемое устройство в разрезе, где: 1 - катушка (обмотка) низшего напряжения; 2, 3 - катушки (обмотки) высшего напряжения выполнены с противоположным направлением намотки (левая и правая намотка); 4- центральный стержень трансформатора, на котором расположена катушка (обмотка) низшего напряжения (1); 5, 6 - боковые стержни трансформатора, на которых расположены катушки (2, 3) высшего напряжения; 7, 8- высоковольтные выводы.Figure 1 presents the inventive device in the context, where: 1 - coil (winding) of low voltage; 2, 3 - coils (windings) of higher voltage are made with the opposite direction of winding (left and right winding); 4- the central core of the transformer on which the low voltage coil (winding) is located (1); 5, 6 - lateral rods of the transformer, on which coils (2, 3) of higher voltage are located; 7, 8 - high-voltage conclusions.

На фиг.2 (а) представлены осциллограммы тока (верхняя кривая) и напряжения (нижняя кривая) на транзисторе с П-трансформатором. Частота 15.75 кГц.Figure 2 (a) shows the waveforms of the current (upper curve) and voltage (lower curve) on a transistor with a P-transformer. Frequency 15.75 kHz.

На фиг.2 (б) представлены осциллограммы тока (верхняя кривая) и напряжения (нижняя кривая) на транзисторе с заявляемым трансформатором. Частота 6,25 кГц.Figure 2 (b) shows the waveforms of the current (upper curve) and voltage (lower curve) on the transistor with the inventive transformer. Frequency 6.25 kHz.

Работа заявляемого устройства и возможность достижения эффекта заключается в следующем.The operation of the claimed device and the possibility of achieving the effect is as follows.

К обмотке низшего напряжения 1, расположенной на центральном стержне - 4 трансформатора, подключают источник переменного (импульсного) тока. Обмотки высшего напряжения -2 и 3, расположенные на боковых стержнях -5 и 6, подключаются к нагрузке (например, симметричный каскадный генератор Халперна). Расположение обмоток высшего и низшего напряжения на разных стержнях трансформатора приводит к уменьшению паразитной емкости, и соответственно к уменьшению импульсного тока по перезаряду этой емкости, что уменьшает вероятность выхода из строя полупроводниковых приооров и увеличивает к.п.д. преооразователя. расположение обмотки низшего напряжения на центральном стержне, а обеих обмоток высшего напряжения на крайних создает симметричный магнитный поток и одинаковое напряжение на обмотках высшего (при равенстве количества витков).To the winding of the lowest voltage 1, located on the Central rod - 4 transformers, connect the source of alternating (pulsed) current. Higher voltage windings -2 and 3, located on the side rods -5 and 6, are connected to the load (for example, Halpern symmetric cascade generator). The location of the windings of the higher and lower voltage on different rods of the transformer leads to a decrease in stray capacitance, and accordingly to a decrease in the pulse current overcharging this capacitance, which reduces the likelihood of failure of semiconductor priors and increases the efficiency pre-translator. the location of the lower voltage windings on the central rod, and both higher voltage windings on the extreme ones, creates a symmetric magnetic flux and the same voltage on the higher windings (with equal number of turns).

Чтобы снизить уровень помех необходимо, чтобы напряжение на каскадный генератор Халперна поступало поочередно, два раза за период. Кроме того, высоковольтный вывод должен находиться на наружной стороне обмотки, чтобы обеспечить электрическую безопасность. В заявляемом трансформаторе, чтобы соблюсти эти условия обмотки высшего напряжения имеют противоположную намотку.To reduce the level of interference, it is necessary that the voltage to the Halpern cascade generator is supplied alternately, twice a period. In addition, the high voltage terminal must be on the outside of the winding to ensure electrical safety. In the inventive transformer, in order to comply with these conditions, the higher voltage windings have the opposite winding.

Другими словами, когда низковольтные выводы катушек высшего напряжения с противоположной намоткой соединены, то на высоковольтных выводах (7, 8) этих катушек (обмоток) напряжение равно сумме напряжений на каждой катушке.In other words, when the low-voltage leads of the high-voltage coils with the opposite winding are connected, then the voltage at the high-voltage leads (7, 8) of these coils (windings) is equal to the sum of the voltages on each coil.

На обмотках высшего напряжения 2, 3 получают равное высокое напряжение.On the windings of higher voltage 2, 3 receive equal high voltage.

В силу того, что обмотки высокого напряжения расположены симметрично относительно обмоток низшего напряжения, трансформатор обеспечивает разделенный магнитный поток, и одинаковые магнитные потоки в катушках (обмотках) высшего напряжения будут симметричны и одинаковы по величине, т.к. длина силовой линии, связывающей катушку низшего напряжения с каждой катушкой высшего напряжения, одинакова.Due to the fact that the high voltage windings are located symmetrically with respect to the low voltage windings, the transformer provides a divided magnetic flux, and the same magnetic fluxes in the coils (windings) of the higher voltage will be symmetrical and the same in magnitude, because the length of the power line connecting the low voltage coil with each higher voltage coil is the same.

Таким образом, заявляемый трансформатор обеспечивает одинаковое высокое выходное напряжение на катушках высшего напряжения, обусловленное их симметричным расположением в отличие от прототипа.Thus, the inventive transformer provides the same high output voltage on the coils of higher voltage, due to their symmetrical arrangement in contrast to the prototype.

Предлагаемое техническое решение имеет следующие преимущества перед прототипом:The proposed technical solution has the following advantages over the prototype:

1. Обеспечивает симметричную магнитную связь между катушкой низшего напряжения и каждой катушкой высшего напряжения, что позволяет использовать его для прецизионных экспериментов, где используются специальные устройства с пониженным уровнем наводок и высоким напряжением, как например, симметричный каскадный генератор Халперна.1. Provides a symmetrical magnetic connection between the low voltage coil and each high voltage coil, which allows it to be used for precision experiments, where special devices with a low level of pickups and high voltage, such as a Halpern symmetric cascade generator, are used.

2. Обеспечивает согласное включение 2-х обмоток высшего напряжения для уменьшения амплитуды пульсаций высокого напряжения и отсутствие пробоев высокого напряжения, т.к. высоковольтные выводы катушек высшего напряжения находятся на наружной стороне катушек.2. Ensures the consonant inclusion of 2 higher voltage windings to reduce the amplitude of high voltage ripple and the absence of high voltage breakdowns, as The high voltage leads of the high voltage coils are located on the outside of the coils.

4. Меньше длина магнитной силовой линии в цепи, связывающей катушку низшего напряжения и каждую из катушек высшего напряжения, что уменьшает магнитное сопротивление сердечника трансформатора.4. The shorter the magnetic field line in the circuit connecting the low voltage coil and each of the higher voltage coils, which reduces the magnetic resistance of the transformer core.

Как было сказано выше, известен П-образный трансформатор, обеспечивающий одинаковое высокое напряжение.As mentioned above, a U-shaped transformer is known to provide the same high voltage.

При исследовании П-образного трансформатора, выявлены преимущества заявляемого трансформатора:When researching a U-shaped transformer, the advantages of the claimed transformer are revealed:

Значительно меньше паразитная емкостная связь между обмотками, что уменьшает потери и увеличивает выходное напряжение. На перезаряд этой емкости требуется большой импульсный ток. Как видно по осциллограммам тока (фиг.2) транзистора в обмотке низшего напряжения заявляемого трансформатора ток имеет синусоидальную форму, а в П-образном трансформаторе - сильно искаженную (первый полупериод имеет форму, близкую к прямоугольной), есть бросок тока. При работе с заявляемым трансформатором на осциллограмме тока нет броска тока при включении транзистора, что уменьшает потери и увеличивает надежность работы преобразователя.Significantly less parasitic capacitive coupling between the windings, which reduces losses and increases the output voltage. To recharge this capacity requires a large pulsed current. As can be seen from the waveforms of the current (Fig. 2) of the transistor in the lower voltage winding of the claimed transformer, the current has a sinusoidal shape, and in a U-shaped transformer it is strongly distorted (the first half-period has a shape close to rectangular), there is a current surge. When working with the inventive transformer on the current waveform there is no inrush current when the transistor is turned on, which reduces losses and increases the reliability of the converter.

При работе в резонансном источнике питания благодаря увеличенной индуктивности рассеяния трансформатора (которая вместе с паразитной емкостью образуют LC-контур) резонансная частота его значительно уменьшена. Соответственно, рабочая частота резонансного преобразователя значительно снижена, и в момент закрытия ключевого элемента (транзистора) напряжение на нем значительно снижено. Это увеличивает надежность преобразователя и уменьшает потери энергии, т.к. становится возможным использовать низковольтные транзисторы с малым сопротивлением канала. (фиг.2)When operating in a resonant power source, due to the increased transformer dissipation inductance (which together with the stray capacitance form an LC circuit), its resonant frequency is significantly reduced. Accordingly, the operating frequency of the resonant converter is significantly reduced, and at the time of closing the key element (transistor), the voltage on it is significantly reduced. This increases the reliability of the converter and reduces energy losses, as it becomes possible to use low voltage transistors with low channel resistance. (figure 2)

Меньше длина магнитной силовой линии, что увеличивает магнитный поток. Диаметр обмотки высшего напряжения в заявляемом трансформаторе меньше, чем в П-образном трансформаторе, где она располагается поверх первичной. Это значительно уменьшает длину и активное сопротивление провода и поля рассеяния. Это приводит к увеличению добротности контура и увеличению амплитуды напряжения на обмотке высшего напряжения.The length of the magnetic field line is shorter, which increases the magnetic flux. The diameter of the high voltage winding in the inventive transformer is smaller than in a U-shaped transformer, where it is located on top of the primary one. This greatly reduces the length and resistance of the wire and the scattering field. This leads to an increase in the quality factor of the circuit and an increase in the amplitude of the voltage across the winding of the higher voltage.

В заявляемом трансформаторе значительно облегчена проблема изоляции высоковольтной обмотки.In the inventive transformer, the insulation problem of the high voltage winding is greatly facilitated.

Расположение обмотки высшего напряжения на крайних стержнях, облегчает проблему отвода тепла, что повышает надежность работы преобразователя.The location of the high voltage winding on the outer rods facilitates the heat removal problem, which increases the reliability of the converter.

Такой трансформатор открывает возможность уменьшения помех и повышает надежность преобразователей, значительно увеличивает их кпд.Such a transformer opens the possibility of reducing interference and increases the reliability of the converters, significantly increasing their efficiency.

Испытания высоковольтного источника показали, что мощность блока питания, затрачиваемая на создание выходного напряжения 200 кВ, на 40% меньше с заявляемым трансформатором, чем с П-образным трансформатором. Напряжение на полупроводниковом элементе (полевой транзистор) в два раза меньше при работы преобразователя с заявляемым трансформатором, чем с П-образным.Tests of the high-voltage source showed that the power supply used to create an output voltage of 200 kV is 40% less with the claimed transformer than with a U-shaped transformer. The voltage on the semiconductor element (field effect transistor) is half as much when the converter is operating with the inventive transformer than with a U-shaped one.

Заявляемый трансформатор предполагается использовать в преобразователе высокого напряжения для проведения экспериментов по измерению электрического дипольного момента нейтрона в ФГБУ ПИЯФ в установке ЭДМ спектрометра.The inventive transformer is supposed to be used in a high voltage converter for conducting experiments on measuring the electric dipole moment of a neutron at the PNPI FSBI in the installation of an EDM spectrometer.

ЛитератураLiterature

1. А.Абрамян, Б.А.Альтеркоп, Г.Д.Кулешов, Интенсивные электронные пучки, М., Энергоатомиздат, 1984.1. A. Abramyan, B. A. Alterkop, G. D. Kuleshov, Intense electron beams, M., Energoatomizdat, 1984.

2. А.М.Дымков, В.М.Кибель, Ю.В.Тишенин. Трансформаторы напряжения. Москва. «Энергия».2. A.M. Dymkov, V.M. Kibel, Yu.V. Tishenin. Voltage transformers. Moscow. "Energy".

3. С.С.Вдовин, Проектирование импульсных трансформаторов. Л., Энергоатомиздат, 1991 г., 208 с.3. S. S. Vdovin, Design of pulse transformers. L., Energoatomizdat, 1991, 208 p.

4. Вопросы радиоэлектроники. Серия общетехническая. 1970, N18. Л.К.Буевич, В.Б.Гаазе. Некоторые вопросы построения схем высоковольтных источников питания электронно-лучевых трубок.4. Questions of radio electronics. The series is general technical. 1970, N18. L.K. Buevich, V. B. Gaase. Some questions of constructing circuits of high-voltage power supplies of cathode ray tubes.

5. Патент RU №2199786. MПК7 H01F 30/10.5. Patent RU No. 2199786. MPC 7 H01F 30/10.

6. Патент WO 2004/04060, МПК Н01F 27/28; H01F 29/14 - прототип.6. Patent WO 2004/04060, IPC H01F 27/28; H01F 29/14 - prototype.

7. Силовая электроника. N2, 2007. В.Ланцов, С.Эраносян. Электромагнитная совместимость импульсных источников питания.7. Power electronics. N2, 2007. V. Lantsov, S. Eranosyan. Electromagnetic compatibility of switching power supplies.

8. В.Ланцов, С.Эраносян. Квазирезонансные источники питания: проблемы, новый взгляд. Силовая электроника, N3, 2007.8. V. Lantsov, S. Eranosyan. Quasi-resonant power sources: problems, a new look. Power Electronics, N3, 2007.

Claims (1)

Ш-образный трансформатор, содержащий одну обмотку низшего напряжения, две обмотки высшего напряжения, отличающийся тем, что обмотка низшего напряжения расположена на центральном стержне трансформатора, а каждая из обмоток высшего напряжения расположена на соответствующем крайнем стержне трансформатора, причем обмотки высшего напряжения выполнены с противоположным направлением намотки.
Figure 00000001
A w-shaped transformer containing one winding of low voltage, two windings of higher voltage, characterized in that the winding of the lower voltage is located on the central terminal of the transformer, and each of the windings of the higher voltage is located on the corresponding extreme terminal of the transformer, and the higher voltage windings are made in the opposite direction winding.
Figure 00000001
RU2012136524/07U 2012-08-24 2012-08-24 TRANSFORMER RU128000U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136524/07U RU128000U1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 TRANSFORMER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012136524/07U RU128000U1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 TRANSFORMER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU128000U1 true RU128000U1 (en) 2013-05-10

Family

ID=48804051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012136524/07U RU128000U1 (en) 2012-08-24 2012-08-24 TRANSFORMER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU128000U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619087C2 (en) * 2014-12-18 2017-05-11 Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" Circular ferromagnetic core of high-frequency transformer, extended along cylinder axle
RU186814U1 (en) * 2018-10-24 2019-02-05 Дмитрий Васильевич Гуков Transformer with reduced magnetizing current when operating under load

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2619087C2 (en) * 2014-12-18 2017-05-11 Открытое акционерное общество "Российский институт мощного радиостроения" Circular ferromagnetic core of high-frequency transformer, extended along cylinder axle
RU186814U1 (en) * 2018-10-24 2019-02-05 Дмитрий Васильевич Гуков Transformer with reduced magnetizing current when operating under load

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Du et al. High-voltage high-frequency transformer design for a 7.2 kV to 120V/240V 20kVA solid state transformer
Li et al. A WBG based three phase 12.5 kW 500 kHz CLLC resonant converter with integrated PCB winding transformer
JP4800451B1 (en) High frequency transformer
Peftitsis et al. Auxiliary power supply for medium-voltage modular multilevel converters
CN110212784B (en) Passive element integration device for single-phase three-level AC/DC resonant converter
Gong et al. Design and implementation of a 40-kV, 20-kJ/s capacitor charger for pulsed-power application
RU128000U1 (en) TRANSFORMER
US9072155B2 (en) Transformer network
CN203481031U (en) High-voltage transformer
US20140085757A1 (en) Surge blocking inductor
JP2012080011A (en) High frequency transformer
CN104851575B (en) A kind of pulse transformer
Candolfi et al. FEA identification of high order generalized equivalent circuits for MF high voltage transformers
CN102881412A (en) Energy-generation transformer
Dai et al. Research on a miniaturized pulsed inductor applied in PPS
RU2459395C1 (en) Linear induction accelerator
KR20170055890A (en) High voltage power supply
Carpita et al. A rotating contactless power transfer system for space applications
RU2482562C2 (en) Hv pulse coreless transformer
RU167845U1 (en) FILTER-COMPENSATING DEVICE
CN105161284A (en) High-isolation voltage-resistant power supply manufacture method
JP2016119753A (en) Power conversion device
US6934165B2 (en) Loosely coupled parallel resonant converter
RU140841U1 (en) HIGH FREQUENCY TRANSFORMER WITH REDUCED SCATTERING RELIABLE RELIABILITY
Morren et al. Design study and scaled experiments for high-power DC-DC conversion for HVDC-systems

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200825