Claims (2)
Изобретение относитс к электротехнике , к трансформаторам, предназн ченным дл работы на низкоомную нагрузку , и может быть использовано, н пример, дл управлени коммутационны ми приборами типа мифистор, используемыми в телефонных станци х, аппаратах автоматики и вычислительной техники . Из известных импульсных трансформаторов наиболее близким по своей технической сущности .к за вл емому вл етс импульсный трансформатор, со держащий тороидальный сердечник, на котором размещены многовитковые первичные обмотки и одновиткова , вторична обмотка, при этом одновиткова обмотка выполнена в виде металлического сло , охватывающего весь сердечник с кольцевым зазором, расположенным на внешней поверхности сердечника l. Недостатком конструкции известного трансформатора вл етс наличие па ных соединений, которые необходимы при вьшолнении внешних выводов вторичной обмотки от металлического сло . Па ные соединени из-за различной толщины припо вли ют на разброс активного сопротивлени цепи вторичной обмотки , при этом величина сопротивлени па ного соединени соизмерима с активным сопротивлением низкоомной нагрузки и с сопротивлением металлического сло , вл ющегос активной частью вторичной обмотки. Другим недостатком известного трансформатора вл етс невозможность изготовлени вторичной о бмотки в видб металлического сло со средней точкой. Целью изобретени вл етс создание такой конструкции импульсного трансформатора, котора при обеспечении высоких значений КПД, малой индуктивности рассе ни и малом активном сопротивлении вторичной обмотки, имеющей среднюю точку, позвол ет расширить функциональные возможности имJ8 пульсного трансформатора за счет вбгполнени им нар ду с функцией согласовани функции запоминани и врем задающего элемента, а также механизировать и автоматизировать изготовление вторичной обмотки, заменив рзгчную операцию намотки сборочными работами. Поставленна цель достигаетс тем, что в трансформаторе, содержащем тороидальныи сердечник, многовитковые пер вичные обмотки, размещенные на указан ном сердечнике, вторичную обмотку, пе вичные обмотки выполнены из двух параллельных проводов, витки которых равномерно распределены на сердечнике из материала с пр моугольной петлей гистерезиса, а вторична обмотка, выполненна в виде двухвитковой обмотки со средней точкой, представл ет собой токопровод щую скобообразную Пластину с ответвлени ми, два из которых вл ютс ее витками, отогнутыми в одном направлении, и охватывает сердечник с первичными обмотками,при этом их свободные концы служат выводами трансформатора, а третье ответвление служит средним выводом вторичной обмотки. Кроме того, витки и выводы вторичной обмотки с помощью диэлектрической пластины с пазами фиксированы симметрично относительно витков и выводов первичной обмотки. На фиг; 1 показан общий вид предлагаемого импульсного трансформатора; на фиг. 2 - вторична обмотка предлапаемого трансформатора; на фиг. 3 электрическа схема импульсного транс форматора, подключенного к нагрузке мифистору); на фиг. 4 - петл гистерезиса ленточного сердечника из материала с ППГ. Импульсный трансформатор содержит ленточный тороидальный сердечник 1 из материала с пр моугольной петлей гистерезиса , на котором размещены две первичные обмотки 2 и 3 с выводами 4, 4 , 5,5 . Обмотки 2 и 3 вьшолнены дву м параллельными проводами, витки которых равномерно распределены на ука занном сердечнике. Вторична обмотка трансформатора вьшолнена в виде токопровод щей пластины 6 с ответвлени ми 7, В и 9 и представл ет двухвитковую обмотку со средней точкой. Ответвлени 7 и 8 отогнуты в одном направлении и охватывают сердечник 1 с обмотками 2 и 3. Вследствие этого ответвлени 7 и 8 имеют согласно после1 довательные соединени , а по отношению к направлению тока от внешнего источника - параллельно встречное. Ответвление 9 вл етс средним выводом вторичной обмотки. Свободные концы ответвлени 7 и 8 вл ютс выводами 10 и 10 трансформатора. Предлагаема инструкци позвол ет вторичную обмотку и все выводы трансформатора изготавливать методом гальванопластики . Между первичными и вторичной обмотками размещена диэлектрическа пластина 11 с пазами, в которых расположены выводы 4, 4 , 5, 5 , 9, 10 и 10 трансформатора. Данна пластина обеспечивает симметричную фиксацию витков и выводов вторичной . обмотки относительно витков и выводов первичных обмоток. Принцип действи за вл емого импульсного трансформатора по сн етс при работе его на низкоомную нагрузку, например при работе его в схеме управлени мифистором (см. фиг. 3), При подаче на одну из первичных обмоток (например, на выводы 4-4) импульсного напр жени ампли-тудой U, и длительностью fvi и при прохождении под действием этого напр жени через обмотку тока Ц происходит перемагничивание сердечника из состо ни - Bj в состо ние + Вд и изменение магнитного потока на ЛФ, определ емого выражением ДФ BSW lOOfytU, где ДВ 8f,4Bg - остаточна индукци насыщени соответственно (гс) ; V/ - число витков Первичной обмотки; S - активное поперечное сечение сердечника. напр жение на первичной обмотке. В; Гц - длительность импульса , МКС. , При изменении магнитного потока на величину й.Ф на вторичной обмотке наводитс напр жение Uri, определ емое выражением ,, ДФ Так как дл магнитного материала сердечника с ППГ значение дФ имеет посто нно максимальное значение насыщени , то, как следует из выражени (), при посто нном напр жении U 58 будет посто нное значение длительноети импульса, передаваемой на выход трансформатора, т.е. в этом случае трансформатор выполн ет функцию врем задающего элемента. Под действием напр жени Uij через витки вторичной обмотки трансформатора и мифистор М, сопротивление которого в замкнутом состо нии составл ет 0,015+0,025 Ом, протекает импульсный ток длительностью и . Под действием количества электричества 1 V , значение которого должно находитьс в пределах 500+550 А мк при токе пор дка J,5-2 А, происходит надежное срабатывание мифистора, в ре зультате чего к внешнему источнику Е подключаетс нагрузка Ry . При этом ток нагрузки О j через замкнутые контакты мифистора разветвл етс на две параллельные цепи и проходит по двум половинам вторичной обмотки и выходит через ее среднюю точку. Чтобы ток нагрузки не вызывал перемагничивани сердечника и соответственно самопроизвольное обратное срабатывание ми фистора, обе половины вторичной обмотки должны создавать встречные взаимно-исключающие магнитные потоки. Чтобы не происходило ложного срабатывани за счет разницы в токах, необходимо чтобы все цепи вторичной обмотки и ее обе половины имели одинаковое значение сопротивлени , т.е. должна быть обеспечена геометрическа симметри . Дл получени высокого значени КПД трансформатора необходимо, чтобы сопротивление цепей вторичных обмоток не превьшало 0,002-0,003 Ом, что выну5кдает выполн ть их из толстого провода , который, в свою очередь, невозможно применить дл микроминиатюрного издели При прекращении действи импульса и на первичной обмотке магнитное состо ние сердечника изменитс из состо ни +Вд в состо ние +Ву.. Дл реального сердечника с Ш1Г магнитньй поток имеет приращение -АФд SCBg-B,,) (обратного знака по отношению первоначального перемагничивани . Б результате во вторичной обмотке наводитс напр жение помехи, от воздействи которого может произойти ложное срабатывание мифистора. С целью получени минимального зна чени напр жени помехи примен етс сердечник с большим значением коэффи1 циента пр моугольности петли гистерезиса (Кг,). Поэтому используетс ленточный сердечник из пермаллоевых сплавов, имеющих по сравнению с ферритовыми, сердечниками большие значени Kq и большие значени приращени индукции йВ В г + BS, последнее из которых обратно пропорционально вли ет на габаритные размеры трансформаторы. При прекращении подачи напр жени и на первичную обмотку магнитное состо ние сердечника останетс без изменени (останетс в состо нии +Bf.) до тех пор, пока на вторую первичную обмотку не будет подано напр жение U. Таким образом, трансформатор выполн ет функцию запоминани информации . При подаче на вторую первичную обмотку (на выводе 5-5) напр жени J и перемагничивание сердечника происходит из состо ни +В г в состо ние -В g (происходит считывание информации ) . Под действием напр жени , наводимого на вторичной обмотке, но с противоположньгм знаком, и протекающего через нее импульса тока происходит переключение мифистора в противоположное направление, тем самым происходит подключение к внешнему источнику другой нагрузки и отключение первой нагрузки , Поскольку напр жени Uij иОг, наводимые на вторичной обмотке при записи и считывании информации , должны быть одинаковыми, необходимо обеспечить одинаковую магнитную св зь вторичной обмотки с каждой из первичных обмоток. Поэтому первичные обмотки должны быть идентичны, а витки и выводы Вторичной обмотки должны симметрично располагатьс относительно витков и выводов двух первичных обмоток . Так как источником входных сигна- (напр жений U и U() вл ютс относительно высокоомные генераторы с R(.,,упор дка 75 Ом, а нагрузка вл етс низкоомной, пор дка единиц миллиом, то трансформатор в этом случае вьшолн ет функции, .согласуклцего элемента с коэффициентом трансформации пор дка 100:1. Поскольку трансформатор передает с допустимыми искажени ми импульсное напр жение при необходимом произведении Си и , поэтому он вл етс импульсным . Таким образом, за вленный мпульсньБ трансформатор вл етс ногофункциональным. Ржидае№,1й экономический эффект от производства и применени данного трансформатора при объеме выпуска 100 тыс.шт. в год составл ет 878,0 тыс.руб. Формула изобретени 1. №1пульсный трансформатор, содержащий тороидальный сердечник, многовитковые первичные обмотки, размещенные на указанном сердечнике, вторичную обмотку, о тличающийфункциональньгх возможностей трансформатора , а также обеспечени автоматизации и механизации изготовлени вторичной обмотки, первичные обмотки выполнены из двух параллельных проводов витки которых равномерно распределены на сердечнике из материала с пр моугольной петлей гистерезиса, а вторич фс/г. f на обмотка, выполненна в виде двухвитковой обмотки со средней точкой, представл ет собой токопровод щую скобообразную пластину с ответвлени ми , два из которых вл ютс ее витками , отогнутыми в одном направлении, и охватывает сердечник с первичными обмотками, при этом их свободные концы служат выводами трансформатора, а третье ответвление служит средним выводом вторичной обмотки. The invention relates to electrical engineering, to transformers intended for operation at low-impedance loads, and can be used, for example, to control switching devices such as the mythistor used in telephone exchanges, automation devices and computer equipment. Of the known pulse transformers, the closest in technical essence to the claimed is a pulse transformer containing a toroidal core, on which are placed multi-turn primary windings and a single turn, secondary winding, while the single turn winding is made in the form of a metal layer covering the entire core with an annular gap located on the outer surface of the core l. A disadvantage of the construction of a known transformer is the presence of solder joints, which are necessary when executing the external leads of the secondary winding from the metal layer. Due to the different thickness, solder joints influence the variation of the active resistance of the secondary winding circuit, while the resistance value of the solder joint is comparable with the active resistance of the low-resistance load and with the resistance of the metal layer, which is the active part of the secondary winding. Another disadvantage of the known transformer is the impossibility of producing a secondary winding in a metal layer with a medium point. The aim of the invention is to create such a design of a pulse transformer, which, while ensuring high values of efficiency, low inductance of scattering and low active resistance of the secondary winding, having a midpoint, allows to expand the functionality of the pulse J8 of the transformer due to the matching function memorization and timing of the master element, as well as mechanize and automate the manufacture of the secondary winding, replacing the explosive operation of winding assembly p bots. The goal is achieved by the fact that in a transformer containing a toroidal core, multi-turn primary windings placed on a specified core, a secondary winding, the primary windings are made of two parallel wires, the turns of which are evenly distributed on the core of a material with a rectangular hysteresis loop, and the secondary winding, made in the form of a double-turn winding with a midpoint, is a conductive clamp-type plate with branches, two of which are its turns, -mentioned one direction, and covers the core with the primary winding, while their free ends are terminals of the transformer, and the third branch is the average output of the secondary winding. In addition, the turns and conclusions of the secondary winding with a dielectric plate with grooves are fixed symmetrically with respect to the turns and conclusions of the primary winding. Fig; 1 shows a general view of the proposed pulse transformer; in fig. 2 - secondary winding of a pre-transformer; in fig. 3 electrical circuit of the pulse transformer connected to the load to the mythistor; in fig. 4 - loop hysteresis of the tape core of the material with BCP. The pulse transformer contains a ribbon toroidal core 1 of a material with a rectangular hysteresis loop, on which are placed two primary windings 2 and 3 with terminals 4, 4, 5.5. The windings 2 and 3 are filled with two parallel wires, the turns of which are evenly distributed on the indicated core. The secondary winding of the transformer is implemented in the form of a conductive plate 6 with branches 7, B and 9 and represents a two-turn winding with a midpoint. Branches 7 and 8 are bent in one direction and cover core 1 with windings 2 and 3. As a result of this, branches 7 and 8 have sequential connections, and parallel to the opposite direction with respect to the direction of current from an external source. Branch 9 is the middle terminal of the secondary winding. The free ends of branch 7 and 8 are terminals 10 and 10 of the transformer. The proposed instruction allows the secondary winding and all transformer leads to be manufactured by electroforming. A dielectric plate 11 with slots is placed between the primary and secondary windings, in which the transformer leads 4, 4, 5, 5, 9, 10 and 10 are located. This plate provides a symmetrical fixation of the turns and conclusions of the secondary. windings on the turns and conclusions of the primary windings. The principle of operation of the claimed pulse transformer is explained when it is operated for a low-impedance load, for example, when it is operated in the control circuit of the mifistor (see Fig. 3). voltage amplitude U, and duration fvi and during the passage of this voltage through the winding of the current C, the core is re-magnetized from the state - Bj to the + Vd state and the change of the magnetic flux on the LF, defined by the DF expression BSW lOOfytU, where DV 8f, 4Bg - residual induction saturation, respectively (gf); V / - the number of turns of the primary winding; S is the active cross section of the core. voltage on the primary winding. AT; Hz - pulse duration, ISS. When the magnetic flux is changed by the value y.F the voltage Uri is induced on the secondary winding, defined by the expression ,, DF. As for the magnetic material of the core with the BCP, the value of dF has a constant maximum value of saturation, as follows from the expression (), at a constant voltage U 58, there will be a constant value of the duration of the pulse transmitted to the output of the transformer, i.e. in this case, the transformer performs the function of the time of the master. Under the action of the voltage Uij, through the turns of the secondary winding of the transformer and the Mifistor M, whose resistance in the closed state is 0.015 + 0.025 Ω, a pulse current with duration and flows. Under the action of the amount of electricity 1 V, the value of which should be in the range of 500 + 550 A mk at a current of the order of J, 5-2 A, the mifistor starts to operate reliably, as a result of which the load Ry is connected to external source E. In this case, the load current O j divides into two parallel circuits through the closed contacts of the mythistor and passes through two halves of the secondary winding and exits through its midpoint. In order for the load current not to cause a magnetic reversal of the core and, accordingly, spontaneous reverse triggering of the fistor, both halves of the secondary winding must create counter-current mutually exclusive magnetic fluxes. In order to avoid false triggering due to the difference in currents, it is necessary that all the circuits of the secondary winding and its both halves have the same resistance value, i.e. geometric symmetry must be provided. To obtain a high transformer efficiency, it is necessary that the resistance of the secondary windings does not exceed 0.002-0.003 ohms, which makes it necessary to carry them out of a thick wire, which, in turn, cannot be used for the miniature product When the pulse terminates and the primary winding is magnetic the core is changed from + WD to + Wu. For a real core with R1G, the magnetic flux has an increment of –Afd SCBg-B ,,) (of the opposite sign in relation to the initial magnetization reversal. B An interfering voltage is induced in the secondary winding, which can cause a false trigger of the mythistor to effect a minimum value of the interfering voltage. A core with a large hysteresis loop coefficient (Kg) is used. Therefore, a ribbon core of permalloy loop is used. of alloys having, compared to ferrite, cores, large Kq values and large induction increments В B g + BS, the latter of which inversely affects the overall dimensions measure transformers. When the voltage supply to the primary winding stops, the magnetic state of the core remains unchanged (remains in state + Bf.) Until the voltage U is applied to the second primary winding. Thus, the transformer performs the function of storing information . When applying to the second primary winding (at pin 5-5) voltage J and remagnetization of the core occurs from the state + V g to the state –B g (information is being read). Under the action of a voltage induced on the secondary winding, but with an opposite sign, and a current pulse flowing through it, the mifistor switches in the opposite direction, thereby connecting to an external source of another load and disconnecting the first load, Since the voltage Uij and Ohm induced on the secondary winding when writing and reading information must be the same; it is necessary to provide the same magnetic coupling of the secondary winding with each of the primary windings. Therefore, the primary windings should be identical, and the turns and leads of the Secondary winding should be symmetrically positioned relative to the turns and leads of the two primary windings. Since the source of input signals (voltages U and U () are relatively high impedance generators with R (. ,, is 75 Ohms, and the load is low impedance, on the order of a few millimeters, the transformer in this case performs functions according to an element with a transformation ratio of the order of 100: 1. As the transformer transmits with permissible distortions the pulse voltage at the required product of C and therefore it is pulsed. Thus, the claimed m-pulse transformer is multifunctional. The overall effect of the production and use of this transformer with a production volume of 100 thousand pieces per year is 878.0 thousand rubles. Invention 1. No. 1 is a pulse transformer containing a toroidal core, multi-turn primary windings placed on a specified core, secondary winding Owing to the functional capabilities of the transformer, as well as the automation and mechanization of the manufacture of the secondary winding, the primary windings are made of two parallel wires whose turns are evenly distributed on the core is made of a material with a rectangular hysteresis loop, and the secondary fs / g. f on a winding made in the form of a double-turn winding with a midpoint, is a conductive clamp-type plate with branches, two of which are its turns, bent in one direction, and covers the core with the primary windings, while their free ends serve the terminals of the transformer, and the third branch serves as the middle terminal of the secondary winding.
2. Импульсный трансформатор по п. 1, отличающийс тем, что витки и выводы вторичной обмотки фиксированы симметрично относительно витков и выводов первичной обмотки с помощью диэлектрической пластины с пазами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 75143, кл. Н 01F 19/08, 1969. Ф1/г.22. Pulse transformer according to claim 1, characterized in that the turns and leads of the secondary winding are fixed symmetrically with respect to the turns and leads of the primary winding using a slotted dielectric plate. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate No. 75143, cl. H 01F 19/08, 1969. F1 / D.2
//
////
N4/UN4 / U
фуг.fug.