WO2008028663A1 - Transformer with a plug-in laminate winding - Google Patents
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Abstract
A transformer is disclosed which comprises a coil former for holding a first coil and a second coil, with at least one of the coils having a plug-in laminate winding; and the plug-in laminate winding has one or more turns which are arranged in a stacked form, with at least two gaps being formed between the turns of the plug-in laminate winding in order to hold the second coil.
Description
Transformator mit Steckblechwicklung Transformer with plug-in winding
Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbesondere einen Planartransforma- tor, mit einer Steckblechwicklung.The invention relates to an inductive component, in particular a Planartransforma- tor, with a tab winding.
Elektronik, die in den unterschiedlichsten Bereichen für mehr Sicherheit und Komfort sorgt, bestimmt die Entwicklung neuer Technologien in der Kfz-Industrie, wie beispielsweise die Hybridtechnologie. Hierbei spielen induktive Bauelemente eine wesentliche Rolle und müssen dabei den permanent steigenden Anforderungen der Autoindustrie gerecht werden. Die größten Probleme stellen hierbei die Baugröße und die geringe geometrische Flexibilität verfügbarer Leistungsbauelemente und die große Temperaturbelastung dar. Insbesondere eine Spannungswandlung mit Transformator kann zu einer erheblichen Wärmeerzeugung in den Spulen führen, wobei die Hitze an die Umgebung und an benachbarte Bauteile abgegeben werden muss. Des Weiteren kommt es häufig vor, dass der den Transformator aufnehmende Bauraum klein und zerklüftet ausgebildet ist, so dass die geometrische Inflexibilität herkömmlicher Bauteile eine Anordnung schwierig macht und unter Umständen bei einer thermisch ungünstigen Positionierung mit einer Leistungseinbuße verbunden ist.Electronics, which provide more safety and comfort in a wide variety of areas, are driving the development of new technologies in the automotive industry, such as hybrid technology. Here inductive components play an essential role and must meet the ever-increasing demands of the auto industry. The biggest problems here are the size and the low geometric flexibility of available power components and the high temperature load. In particular, a voltage conversion with transformer can lead to significant heat generation in the coils, the heat must be delivered to the environment and adjacent components. Furthermore, it often happens that the space accommodating the transformer is small and rugged, so that the geometric inflexibility of conventional components makes an arrangement difficult and may be associated with a performance penalty in a thermally unfavorable positioning.
Bekannte Transformatoren, die für den Einsatz bei hohen Temperaturen vorgesehen sind, weisen des Weiteren häufig Isolationsformteile als zusätzliche Isolation auf. Die Herstellung dieser Isolationsformteile, die relativ kompliziert aufgebaut sind, erweist sich als äußerst aufwendig und teuer. Ein weiterer Nachteil bei der Herstellung derartiger Transformatoren ist es, dass durch die Isolationsformteile zusätzliche Fertigungsschritte notwendig werden, wodurch sich die Fertigungskosten erhöhen.Known transformers, which are intended for use at high temperatures, furthermore often have insulating moldings as additional insulation. The preparation of these insulating moldings, which are constructed relatively complicated, proves to be extremely complicated and expensive. Another disadvantage in the production of such transformers is that additional manufacturing steps are required by the insulating moldings, thereby increasing the manufacturing cost.
Ein weiteres Gebiet für die hier beschriebenen Transformatoren umfasst Fotovoltaik- Wechselrichter, in denen ein Transformator zur Spannungsanpassung verwendet ist, wobei der Schwerpunkt der Leistungen im kW-Bereich liegt. Aufgrund des beschränkten Wirkungsgrads wird nicht die ganze vom Generator abgegebene Energie ins Netz eingespeist, sondern ein Teil davon im Wechselrichter und insbesondere im Transformator in Wärme umgesetzt. Eine höhere Verlustleistung führt damit zu einer Verringerung der Performance.
Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Transformator auszubilden, der unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen eine hohe Bauteilzuverlässigkeit und Lebensdauer gewährleistet, und trotz einer geringen Bauhöhe eine gute Isolierung aufweist.Another area for the transformers described here includes photovoltaic inverters in which a transformer is used for voltage adjustment, with the focus of the power in the kW range. Due to the limited efficiency, not all of the energy emitted by the generator is fed into the grid, but a part of it is converted into heat in the inverter and in particular in the transformer. A higher power loss leads to a reduction in performance. Against this background, it is the object of the present invention to form a transformer which ensures a high component reliability and service life under demanding operating conditions, and despite a low overall height has a good insulation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Transformator, der einen Spulenkörper für die Aufnahme einer ersten Spule und einer zweiten Spule umfasst, wobei mindestens eine der Spulen eine Steckblechwicklung aufweist, und die Steckblechwicklung eine oder mehrere Windungen umfasst, die auf gestapelte Weise angeordnet sind, wobei mindestens zwei Abstände zwischen den Windungen der Steckblechwicklung zur Aufnahme der zweiten Spule ausgebildet sind.This object is achieved by a transformer comprising a bobbin for receiving a first coil and a second coil, wherein at least one of the coils has a tab winding, and the tab winding comprises one or more windings, which are arranged in a stacked manner at least two distances between the turns of the plug-in sheet winding are formed for receiving the second coil.
Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Bauelements lässt sich insbesondere ein kompaktes, zuverlässiges und wärmeleitendes Bauteil ausbilden. Die Steckbleche bilden eine starre Wicklung, die an den Spulenkörper angepasst werden kann, wodurch eine äußerst genaue Fertigung mit geringen Toleranzen möglich ist. Beim Zusammenfügen des Spulenkörpers und der Steckbleche wird diese Genauigkeit durch die somit gebildete Stabilität des Bauteils beibehalten. Somit können vorteilhafterweise geforderte Kriech- und Luftstrecken genau vorgegeben werden. Die Abstände zwischen den Windungen der Steckblechwicklung ermöglichen die Aufnahme der zweiten Spule, so dass die abwechselnde Primär/Sekundärspulenanordnung die Streuinduktivität verringert und so die Effizienz des Transformators erhöht. Somit wird ein Transformator bereitgestellt, der auf hohe Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen wenig kritisch reagiert und gut wärmeleitend ist. Der Transformator der vorliegenden Erfindung weist eine geringe Verlustleistung, einen hohen Wirkungsgrad, und eine hohe Spannuπgsfestigkeit auf.The use of the component according to the invention makes it possible in particular to form a compact, reliable and heat-conducting component. The baffles form a rigid winding, which can be adapted to the bobbin, whereby a very accurate production with low tolerances is possible. When assembling the bobbin and the baffles this accuracy is maintained by the thus formed stability of the component. Thus, advantageously required creepage distances and clearances can be specified exactly. The spacings between the turns of the plug-in coil winding enable the second coil to be accommodated, so that the alternating primary / secondary coil arrangement reduces the leakage inductance and thus increases the efficiency of the transformer. Thus, a transformer is provided which responds to high temperatures or temperature fluctuations little critical and is good heat conducting. The transformer of the present invention has low power dissipation, high efficiency, and high voltage resistance.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Spulenkörper eine größere Tiefe als die Steckblechwicklung auf. Durch die überstehenden Spulenkörperabschnitte erfolgt eine gut definierte Trennung der Primärspule von der Sekundärspule sowie von anderen Komponenten, um eine Spannungsfestigkeit oder geforderte Kriech- und Luftstrecken nach Norm sicher zu stellen. Diese Isolation gewährleistet eine hohe Durchschlagsfestigkeit, die den Einsatz für Transformatoren mit hohen Spannungen problemlos ermöglichen.
In einer weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung weisen der Spulenkörper und die Steckblechwicklung jeweils ein aufeinander abgestimmtes Verbindungselement auf. Diese Verbindungselemente dienen dem drahtlosen Verbinden einer Spule mit dem Spulenkörper, wodurch eine mechanische Fixierung und eine kompakte Ausbildung gewährleistet wird.In a further preferred embodiment of the present invention, the bobbin has a greater depth than the plug-in sheet winding. Due to the protruding bobbin sections, a well-defined separation of the primary coil from the secondary coil and from other components takes place in order to ensure a dielectric strength or required creepage distances and clearances according to standard. This insulation ensures high dielectric strength, making it easy to use for high-voltage transformers. In a further embodiment of the present invention, the bobbin and the baffle winding each have a mutually coordinated connecting element. These connecting elements are used for wireless connection of a coil with the bobbin, whereby a mechanical fixation and a compact design is ensured.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind jeweils zwei parallel laufende Wandungen des Transformators mit dem Verbindungselement in Form mit einer Brücke ausgebildet, die als Einschiebeschutz am Spulenkörper angebracht sind. Somit wird eine Verwechslung beim steckbaren Verbinden der Steckblechwicklung mit dem Spulenkörper verhindert. Diese Brücke ist vorzugsweise an den Seitenwänden der zwei parallel laufenden Wandungen angebracht.In a further preferred embodiment, two mutually parallel walls of the transformer are formed with the connecting element in the form of a bridge, which are mounted as Einschiebeschutz on the bobbin. Thus, a confusion in the plug-in connection of the plug-in plate winding is prevented with the bobbin. This bridge is preferably attached to the side walls of the two parallel walls.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Spulenkörper mit einem Vergussverfahren hergestellt. In einer weiteren Ausführungsform ist der Spulenkörper mithilfe einer Umspritzung gefertigt. Diese Fertigungsverfahren ermöglichen eine Herstellung mit relativ geringem Aufwand, da diese Spulenkörper serienmäßig fertigbar sind und eine Unabhängigkeit hinsichtlich der Produktionsstätte und des Herstellers gewährleistet. Durch die Verwendung der Verfahren ist eine hohe Reproduzierbarkeit gegeben und infolgedessen auch eine kostengünstige Fertigung möglich, wodurch eine kleine Schwankungsbreite der Bauteileigenschaften erreicht wird.In a preferred embodiment of the present invention, the bobbin is produced by a casting process. In a further embodiment, the bobbin is produced by means of an encapsulation. These manufacturing methods allow a relatively low cost production, since these bobbins are manufacturable as standard and ensures independence in terms of the production facility and the manufacturer. By the use of the method, a high reproducibility is given and consequently a cost-effective production possible, whereby a small range of variation of the component properties is achieved.
In einer weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung umfasst die Steckblechwicklung einzelne Steckbleche, die ein offenes Ende aufweisen. Diese Steckbleche sind vorzugsweise aus Kupfer hergestellt und werden gestanzt, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung ermöglicht wird. Die Steckblechwicklung dient zur Herstellung von Transformatoren mit geringer Bauhöhe und hoher Leistungsdichte. Die Steckbleche sind ebenfalls serienmäßig mit geringen Toleranzen fertigbar und somit kostengünstig herzustellen.In a further embodiment of the present invention, the plug-in plate winding comprises individual plug-in plates which have an open end. These baffles are preferably made of copper and are stamped, whereby a simple and inexpensive production is possible. The plug-in plate winding is used to produce transformers with low overall height and high power density. The baffles are also manufactured as standard with low tolerances and thus inexpensive to manufacture.
In weiteren Ausbildungen der vorliegenden Erfindung weisen die Steckbleche an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche auf. Des Weiteren können die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel einen Vor-
sprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen. Es ist auch möglich, anstelle von Vorsprüngen Vertiefungen für denselben Zweck auszubilden. Ferner sind die Steckbleche an mindestens einer Innenseite des Seitenschenkels, mit einem Eingriffselement ausgebildet, das eine arretierende Verbindung mit mindestens einem Rastelement des Spulenkörper schafft. Dabei kann das mindestens eine Rästelement des Spulenkörper an einer der Steckblechwicklung zugewandten Mantelfläche ausgebildet sein, um eine Verbindung mit dem mindesten einen Eingriffselement zu gewährleisten. Vorzugsweise ist das Rastelement elastisch verformbar ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht ein einfaches und kostengünstiges Zusammensetzen der Transformatorbestandteile. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Steckverbindung gleichzeitig der mechanischen Fixierung dient, so dass ein zusätzliches Kleben, Klammern, Verschrauben oder dergleichen nicht erforderlich ist.In further embodiments of the present invention, the plug-in plates on at least one end of a side leg on a projection for an electrical connection with a connecting element for plug-in on. Furthermore, the baffles on the outer circumference of at least one side leg can have a have jump for an electrical connection with a connecting element for plug-in panels. It is also possible to form recesses for the same purpose instead of protrusions. Furthermore, the plug-in plates are formed on at least one inner side of the side leg, with an engagement element which creates a locking connection with at least one latching element of the bobbin. In this case, the at least one Rästelement of the bobbin may be formed on one of the tab sheet winding facing surface to ensure a connection with the at least one engagement element. Preferably, the locking element is formed elastically deformable. This embodiment enables a simple and inexpensive assembly of the transformer components. Another advantage is that the connector simultaneously serves the mechanical fixation, so that an additional gluing, stapling, screwing or the like is not required.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mindestens jeweils zwei Steckbleche mit Hilfe des Verbindungselements für Steckbleche miteinander verschaltet. Diese Verbindungselemente können verlötet oder verschweißt sein oder es können andere Arten der elektrischen Verbindung verwendet werden.In a further embodiment of the present invention, at least two plug-in metal sheets are connected to one another with the aid of the connecting element for plug-in sheets. These connectors may be soldered or welded or other types of electrical connection may be used.
In einer weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung ist das induktive Bauteil mit Kunststoff umspritzt oder vergossen. Dadurch wird unter anderem eine zusätzliche Verbesserung der Spannungsfestigkeit und der Kriech- und Luftstrecken gewährleistet. Diese Ausführungsform gewährleistet die Ausbildung eines kompakten, zuverlässigen Bauelements. Wegen der vollständigen Einbettung in die Vergussmasse, werden die einzelnen Transformatorkomponenten fixiert und stabilisiert. Durch die Verwendung einer Umspritzung können entweder die überstehenden Enden des Spulenkörpers verkleinert werden oder die Steckblechwicklung breiter ausgebildet werden, und somit die Performance erhöhen. Das Spritzgussverfahren selbst erweist sich als besonders einfach, da das Kupfer schon durch den Spulenkörper, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, fixiert ist. Ein weiterer Vorteil des Umspritzens des erfindungsgemäßen Transformators ist der Schutz vor Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und Korrosion. Des Weiteren ist die Verwendung eines Spritzgussverfahrens kostengünstiger als die Fertigung eines Gehäuses, und aufgrund der oft sehr klein ausgebildeten Bauräume auch platzsparend.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Transformator einen Spulenkörper für die Aufnahme einer Primärspule und einer Sekundärspule, wobei die Primärspule und die Sekundärspule eine Steckblechwicklung aufweisen, die mehrere Windungen umfasst, und der Spulenkörper mehrere Taschen zur Aufnahme der Steckblechwicklungen aufweist, die auf gestapelte Weise übereinander angeordnet sind, so dass die Taschen eine Wandung zwischen den Windungen bilden, die parallel zu der Steckblechwicklung verläuft.In a further embodiment of the present invention, the inductive component is encapsulated or encapsulated with plastic. This ensures, among other things, an additional improvement of the dielectric strength and the creepage distances and clearances. This embodiment ensures the formation of a compact, reliable device. Due to the complete embedment in the potting compound, the individual transformer components are fixed and stabilized. By using an encapsulation either the protruding ends of the bobbin can be reduced or the baffle winding can be made wider, and thus increase the performance. The injection molding itself proves to be particularly simple, since the copper is already fixed by the bobbin, which is preferably made of plastic. Another advantage of the extrusion coating of the transformer according to the invention is the protection against moisture, temperature fluctuations and corrosion. Furthermore, the use of an injection molding process is cheaper than the production of a housing, and also saves space due to the often very small space designed. In a preferred embodiment of the present invention, the transformer comprises a bobbin for receiving a primary coil and a secondary coil, wherein the primary coil and the secondary coil have a plug-in winding comprising a plurality of turns, and the bobbin has a plurality of pockets for receiving the plug-on windings stacked on Way are arranged one above the other, so that the pockets form a wall between the turns, which runs parallel to the tab winding.
Diese Ausführungsform wird vorzugsweise zum Erzeugen von kleinen Übersetzungsverhältnissen verwendet.. Hierbei werden die beiden Spulen abwechselnd angeordnet, wodurch die Streuinduktivität verringert wird und höhere Betriebsfrequenzen beim Betrieb des Transformators möglich sind. Des Weiteren wird mit dieser Ausführungsform ein kompaktes, induktives Bauelement mit geringer Bauhöhe verwirklicht. Die Verwendung einer Steckblechwicklung hat den Vorteil der hohen Stromeffektivität, wobei die Verschachtelung zu geringen elektrischen und magnetischen Verlusten führt. Somit wird ein Transformator bereitgestellt, der auf hohe Temperaturen bzw. Temperaturschwankungen wenig kritisch reagiert und gut wärmeleitend ist. Der Transformator der vorliegenden Erfindung weist eine geringe Verlustleistung, einen hohen Wirkungsgrad, und eine konstruktionsbedingte, reproduzierbare Spannungsfestigkeit auf.This embodiment is preferably used for generating small gear ratios. In this case, the two coils are arranged alternately, whereby the stray inductance is reduced and higher operating frequencies during operation of the transformer are possible. Furthermore, this embodiment realizes a compact, low-profile, inductive component. The use of a tab coil has the advantage of high current efficiency, with nesting resulting in low electrical and magnetic losses. Thus, a transformer is provided which responds to high temperatures or temperature fluctuations little critical and is good heat conducting. The transformer of the present invention has a low power dissipation, a high efficiency, and a design-related, reproducible withstand voltage.
In einer weiteren Ausbildung der vorliegenden Erfindung weisen die Taschen des Spulenkörpers eine größere Tiefe als die Steckblechwicklung auf. Auch in diesem Fall sorgt die Geometrie des Spulenkörpers bzw. der Taschen für eine gute Isolation, wodurch eine hohe Durchschlagsfestigkeit gewährleistet und eine zusätzliche Isolation entfallen kann. Durch die tiefer ausgebildeten Taschen wird eine gut definierte Trennung der Primär- und Sekundärspule sowie von anderen Komponenten erreicht, wodurch es möglich ist, Kriech- und Luftstreckendefiniert konstruktiv festzulegen. Dies erweist sich insbesondere im Hinblick auf die Verwendung eines E-Kems als vorteilhaft, da der Spulenkörper keine den E-Kem umschließende innere Mantelfläche aufweist, wodurch Spannungsdurchschläge über kurze Luftstrecken erfolgen könnten. Durch die Ausbildung der tiefen Taschen kann das Auftreten von Spannungsdurchschlägen verringert werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen die Steckblechwicklungen der Primärspule und/oder der Sekundärspule einzelne Windungen, die abschnittweise miteinander verbunden sind, so dass die jeweiligen Spulen mindestens zwei Windungen aufweisen. Durch die Anwendung dieser Ausführungsform sind zumindest abschnittsweise einzelne Windungen der Wicklung elektrisch kontaktiert.. Durch die Verschachtelung von mindestens zwei Windungen verbessert sich die Kopplung unter den Wicklungen. Da diese Bleche ebenfalls vorzugsweise mittels eines Stanzverfahrens fertigbar sind, können sie serienmäßig, und somit kostengünstig, hergestellt werden.In a further embodiment of the present invention, the pockets of the bobbin have a greater depth than the dummy plate winding. Also in this case, the geometry of the bobbin or the pockets ensures good insulation, which ensures a high dielectric strength and can be dispensed with an additional insulation. The deeper pockets provide a well-defined separation of the primary and secondary coils as well as other components, making it possible to constructively define creepage and airway defined. This proves to be particularly advantageous with regard to the use of an E-Kems, since the bobbin does not have the E-Kem enclosing inner surface, whereby voltage breakdowns could be made over short air distances. By forming the deep pockets, the occurrence of voltage breakdowns can be reduced. In a further embodiment of the present invention, the plug windings of the primary coil and / or the secondary coil comprise individual windings, which are connected to each other in sections, so that the respective coils have at least two turns. By using this embodiment, individual windings of the winding are electrically contacted at least in sections. By interleaving at least two windings, the coupling under the windings improves. Since these sheets are also preferably manufacturable by means of a stamping process, they can be produced in series, and thus cost-effectively.
In weiteren Ausbildungen der vorliegenden Erfindung weisen die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche auf. Auch können die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel eine Vertiefung anstelle eines Vorsprungs aufweisen. Des Weiteren können die Steckbleche jedoch an mindestens einer Außenseite des Seitenschenkels mit einem Eingriffselement ausgebildet sein, das eine Verbindung mit mindestens einem Rastelement des Spulenkörpers gewährleistet oder die Steckbleche weisen an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels einen Vorsprung oder eine Vertiefung für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche auf. Weiterhin kann der das mindestens eine Rastelement des Spulenkörpers an einer der Steckblechwicklung zugewandten Mantelfläche ausgebildet sein, um eine Verbindung mit dem mindestens einen Eingriffselement zu gewährleisten, wobei das mindestens eine Rastelement elastisch verformbar ausgebildet sein kann.In further embodiments of the present invention, the plug-in plates on the outer circumference of at least one side leg on a projection for an electrical connection with a connecting element for plug-in plates. Also, the baffles may have a recess instead of a projection on the outer periphery of at least one side leg. Furthermore, however, the baffles may be formed on at least one outer side of the side leg with an engagement member which ensures a connection with at least one locking element of the bobbin or the baffles have at least one end of a side leg a projection or recess for electrical connection with the connecting element for mounting plates on. Furthermore, the at least one latching element of the bobbin may be formed on a jacket surface facing the plug-in sheet winding in order to ensure a connection with the at least one engagement element, wherein the at least one latching element may be formed elastically deformable.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Anschlussstellen des induktiven Bauteils mit Kunststoffen umspritzt oder vergossen. Dadurch ergeben sich dieselben zuvor erwähnten Vorteile.In a further preferred embodiment, the connection points of the inductive component are encapsulated or encapsulated with plastics. This results in the same advantages mentioned above.
In einer noch weiteren Ausführungsform ist an einem Ende des Spulenkörpers und an einem Ende der Steckbleche ein Zentriermittel ausgebildet , um ein leichteres Einführen der Stechbleche in den Spulenkörper mit kleinen Toleranzen zu gewährleisten.
Kombinationen einzelner oder mehrerer der vorgenannten Ausführungsformen oder Ausbildungen der Erfindung sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.In yet another embodiment, a centering means is formed at one end of the bobbin and at one end of the baffles to ensure easier insertion of the lancing plates into the bobbin with small tolerances. Combinations of one or more of the aforementioned embodiments or embodiments of the invention are also the subject of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Schutzansprüche angegeben. In der folgenden Beschreibung sind mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen weitere Ausführungsbeispiele ausführlicher beschrieben. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:Further advantageous embodiments of the present invention are specified in the attached claims. In the following description, further embodiments are described in more detail with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings show:
Fig. 1a eine dreidimensionale Ansicht einer ersten Ausführungsform, wobei mindestens eine der Spulen eine Steckblechwicklung aufweist;1a is a three-dimensional view of a first embodiment, wherein at least one of the coils has a tab winding;
Fig. 1 b eine dreidimensionale Ansicht der Ausführungsform aus Fig. 1a mit einem magnetischen E-Kern;Figure 1 b is a three-dimensional view of the embodiment of Figure 1a with a magnetic E-core.
Fig. 2a schematische Darstellungen eines Steckblechs mit einem offenen Ende, wobei die Steckbleche an ihrem Außenumfang oder Innenumfang mindestens einen Vorsprung oder eine Vertiefung aufweisen;2a shows a schematic representation of a plug-in plate with an open end, wherein the plug-in plates have at least one projection or a recess on its outer circumference or inner circumference;
Fig. 2b eine schematische Darstellung des Steckblechs mit einem offenen Ende, wobei die Steckbleche an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels einen Vorsprung oder eine Vertiefung aufweisen;2b shows a schematic representation of the plug-in plate with an open end, wherein the plug-in plates have a projection or a recess on at least one end of a side leg;
Fig. 2c eine schematische Darstellung des Steckblechs mit einem offenen Ende, wobei ein Vorsprung oder eine Vertiefung an einem Ende eines Seitenschenkels ausgebildet ist, und ein Vorsprung oder eine Vertiefung an der Außenseite des Seitenschenkels;Figure 2c is a schematic representation of the plug-in plate having an open end, wherein a projection or a recess is formed at one end of a side leg, and a projection or a recess on the outside of the side leg.
Fig. 2d schematische Darstellungen des Steckblechs, wobei das Steckblech an mindestens einer Innenseite oder einer Außenseite des Seitenschenkels mit einem Eingriffselement ausgebildet ist;2d schematic representations of the plug-in plate, wherein the plug-in plate is formed on at least one inner side or an outer side of the side leg with an engagement element;
Fig. 3a eine dreidimensionale Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Primärspule und die Sekundärspule eine Steck-
blechwicklung und der Spulenkörper mehrere Taschen zur Aufnahme der Steckblechwicklungen aufweisen;3a is a three-dimensional view of a second embodiment of the present invention, wherein the primary coil and the secondary coil, a plug-in sheet winding and the bobbin have a plurality of pockets for receiving the tab windings;
Fig. 3b eine dreidimensionale Ansicht der zweiten Ausführungsform mit einem magnetischen E-Kern;Fig. 3b is a three-dimensional view of the second embodiment with a magnetic E-core;
Fig. 3c eine dreidimensionale Ansicht der zweiten Ausführungsform, wobei die Verbindungselemente der Steckbleche des induktiven Bauteils mit Kunststoff umspritzt oder vergossen sind.Fig. 3c is a three-dimensional view of the second embodiment, wherein the connecting elements of the plug-in plates of the inductive component are encapsulated with plastic or encapsulated.
Fig. 1a zeigt einen Spulenkörper 101 eines Transformators 100, der für die Aufnahme einer ersten Spule 102 und einer zweiten Spule 103 ausgebildet ist. Der Spulenkörper 101 ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung gewährleistet wird. Ferner ist der Spulenkörper 101 in der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und umfasst parallel laufende Wandungen 106, die auf gestapelte Weise angeordnet sind. Beispielsweise ergibt sich für eine eingespeiste Leistung von 1kW in etwa ein Bauvolumen von 10 - 50 cm3 für den Spulenkörper, vorzugsweise 15 - 30 cm3, und insbesondere ca. 3x3x2 cm3. Der Spulenkörper 101 weist in der Mitte eine Öffnung auf, die durch die Mantelflächen 111 begrenzt ist, um einen magnetischen E-Kern (112 in Fig. 1b) mit dem Spulenkörper 101 derart zu verbinden, dass der Spulenkörper 101 den Mittelschenkel des E-Kerπs einfasst. Es können jedoch auch Kerne mit anderen Bauformen verwendet werden. Der Spulenkörper 101 kann auch eine quadratische oder irgendeine andere geeignete Form aufweisen. Die Spule 102 umfasst eine Steckblechwicklung 104, die aus einer oder mehreren Windungen gebildet ist, wobei die Windungen auf eine gestapelte Weise angeordnet sind. Zwischen jeweils zwei Windungen der Steckblechwicklung 104, ist ein Abstand zur Aufnahme der zweiten Spule 103 ausgebildet. In dem gezeigten Beispiel umfasst die Spule 103 eine Wicklung, die einen Spulendraht oder eine Spulenlitze umfassen kann, wobei je nach Bedarf die Anzahl der Windungen verringert oder erhöht werden kann. Die in dem Ausführungsbeispiel gezeigte Verschach- telung der einzelnen Wicklungen führt zu geringeren magnetischen Verlusten und einer kompakten Bauweise, so dass der Transformator 100 aufgrund seiner geringen Bauhöhe leicht in kleine Bauräume einsetzbar ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Spulenkörper 101 und die Steckblechwicklung 104 ein aufeinander abgestimmtes Verbindungselement auf. In der gezeigten Ausführung sind die zwei parallel laufenden Wandungen 106 mit dem Verbindungselement in Form einer Brücke 107 versehen, wobei die Brücke 107 fest mit den beiden Wandungen 106 verbunden ist. Die Brücke 107 dient als Einschiebschutz am Spulenkörper 101 , um eine Verwechslung beim steckbaren Verbinden der Steckblechwicklung 104 und dem Spulenkörper 101 zu verhindern. Vorzugsweise ist die Brücke 107 an den Seitenwänden zwischen den zwei parallel laufenden Wandungen 106 angebracht. In anderen Ausführungsformen kann die Brücke 107 auch abnehmbar mit den Wandungen 106 verbunden sein. Des Weiteren ist es möglich, den Transformator 100 so auszubilden, dass die Brücke 107 am unteren Ende zwischen jeweils zwei parallel laufenden Wandungen angebracht ist. Die Brücke 107 bietet den Vorteil eines verschlusssicheren Aufbaus, und dass der Spulenkörper 101 und die Steckblechwicklung 104 ohne zusätzliches Verbindungsmaterial miteinander verbunden werden können, wodurch es möglich ist, die gewünschte kompakte Bauweise zu optimieren. Im Allgemeinen umfasst die Steckblechwicklung 104 einzelne Bleche, die ein offenes Ende aufweisen. Vorzugsweise sind diese Bleche aus Kupfer hergestellt. Die Bleche der Steckblechwicklung 104 werden im Allgemeinen aus Kostengründen gestanzt, wodurch sich der zusätzliche Vorteil einer serienmäßigen Fertigung ergibt. Aufgrund der hohen Reproduzierbarkeit ergibt sich daraus auch der Vorteil der Unabhängigkeit hinsichtlich der Produktionsstätte und des Herstellers. Da auch der Spulenkörper 101 auf kostengünstige und schnelle Art und Weise mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wird, ergeben sich für den Spulenkörper 101 dieselben Vorteile.FIG. 1a shows a bobbin 101 of a transformer 100, which is designed to receive a first coil 102 and a second coil 103. The bobbin 101 is preferably made of plastic, whereby a simple and inexpensive production is ensured. Further, the bobbin 101 is formed in the embodiment shown substantially rectangular and comprises parallel running walls 106 which are arranged in a stacked manner. For example, results for a supplied power of 1 kW in such a construction volume 10-50 cm 3 for the coil body, preferably 15 - 30 cm 3, and in particular about 3x3x2 cm 3. The bobbin 101 has an opening in the middle, which is bounded by the lateral surfaces 111, to connect a magnetic E-core (112 in Fig. 1b) with the bobbin 101 such that the bobbin 101, the center leg of the E-Kerπs surrounds. However, it is also possible to use cores of other types. The bobbin 101 may also have a square or any other suitable shape. The coil 102 includes a tab coil 104 formed of one or more turns, the coils being arranged in a stacked manner. Between each two turns of the plug-in plate winding 104, a distance for receiving the second coil 103 is formed. In the example shown, the coil 103 comprises a winding, which may comprise a coil wire or a coil strand, wherein the number of turns can be reduced or increased as required. The skinning of the individual windings shown in the exemplary embodiment leads to lower magnetic losses and a compact design, so that the transformer 100 can be easily used in small installation spaces due to its low overall height. In a preferred embodiment, the bobbin 101 and the plug-in plate winding 104 on a coordinated fastener. In the embodiment shown, the two parallel walls 106 are provided with the connecting element in the form of a bridge 107, wherein the bridge 107 is fixedly connected to the two walls 106. The bridge 107 serves as Einschiebschutz the bobbin 101 to prevent confusion when plugging the Steckblechwicklung 104 and the bobbin 101 pluggable. Preferably, the bridge 107 is attached to the sidewalls between the two parallel walls 106. In other embodiments, the bridge 107 may also be detachably connected to the walls 106. Furthermore, it is possible to form the transformer 100 such that the bridge 107 is mounted at the lower end between two mutually parallel walls. The bridge 107 offers the advantage of a fail-safe construction, and that the bobbin 101 and the plug-in plate winding 104 can be connected to each other without additional connecting material, whereby it is possible to optimize the desired compact design. In general, the tab 104 includes individual sheets having an open end. Preferably, these sheets are made of copper. The sheets of the tab 104 are generally stamped for cost reasons, resulting in the additional advantage of a standard production. Due to the high reproducibility, this also results in the advantage of independence with regard to the production facility and the manufacturer. Since the bobbin 101 is also produced in a cost-effective and rapid manner by means of an injection molding process, the bobbin 101 has the same advantages.
In einer Ausführungsform ist der Spulenkörper 101 mit einer größeren Tiefe als die Steckblechwicklung 104 ausgebildet. Diese Geometrie des Spulenkörpers 101 sorgt hierbei für eine gute Isolation, so dass zusätzliche Isolationsmaterialien entfallen können. Die ausgebildete Tiefe sorgt für eine gute Trennung der ersten und der zweiten Spule sowie von anderen Komponenten, um so definierte Kriech- und Luftstrecken festzulegen. Des Weiteren sind in dieser Ausführungsform jeweils zwei Bleche der Steckblechwicklung 104 mit Hilfe von leitenden Verbindungselementen für die Steckbleche 108 miteinander verschaltet. In dieser Ausführungsform sind die Verbindungs- elemeπte für die Steckbleche 108 am hinteren Ende und an der Seite des Spulenkörpers 101 angebracht, wobei diese flexible Geometrie vorteilhafterweise dazu dient,
dass der Transformator 100 in kleine und verschachtelte Bauräume einsetzbar ist. Die auf der Steckblechwicklung 104 ausgebildeten Vorsprünge oder Vertiefungen 110 dienen der elektrischen Verbindung mit den Verbindungselementen für die Steckbleche 108. Die Vorsprünge oder Vertiefungen 110 können jedoch auch mit den Verbindungselementen für die Steckbleche 108 gesteckt, geklebt, geklammert, geschweißt oder verschraubt werden. Das obere Ende der Verbindungselemente für die Steckbleche 108 dient als Anschluss 109, der mit Bereichen versehen ist, mit deren Hilfe beispielsweise eine einfachere Anbringung einer Leiterdrahtes ermöglicht wird.In one embodiment, the bobbin 101 is formed with a greater depth than the tab 104 winding. This geometry of the bobbin 101 ensures good insulation, so that additional insulation materials can be omitted. The formed depth provides good separation of the first and second coils as well as other components to define defined creepage distances and clearances. Furthermore, in this embodiment, in each case two plates of the plug-in plate winding 104 are interconnected by means of conductive connecting elements for the plug-in plates 108. In this embodiment, the connection elements for the baffles 108 are attached to the rear end and to the side of the bobbin 101, this flexible geometry advantageously serving to that the transformer 100 can be used in small and nested installation spaces. The protrusions or depressions 110 formed on the plug-in plate winding 104 serve for electrical connection with the connecting elements for the plug-in plates 108. However, the protrusions or depressions 110 can also be plugged, glued, clamped, welded or screwed to the connecting elements for the plug-in plates 108. The upper end of the connectors for the baffles 108 serves as a terminal 109, which is provided with areas by means of which, for example, a simpler attachment of a conductor wire is made possible.
Fig. 1b zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Transformators 100 mit dem Spulenkörper 101 , der mit dem magnetischen Kern 112 derart verbunden ist, dass der Spulenkörper den Mittelschenkel des Kerns 112 einfasst. Der magnetische Kern 112 wird vorzugsweise nach dem Einsetzen in den Transformator 100 gemeinsam mit dem Spulenkörper 101 umspritzt oder vergossen. Es ist auch möglich, den Spulenkörper alleine mit Umhüllungsmaterial zu versehen. Dies ermöglicht eine verbesserte hermetische Umhüllung durch die Umspritzung oder den Verguss und insbesondere eine verbesserte Dichtigkeit gegen das Eindringen von Feuchtigkeit. Des Weiteren dient das Umhüllungsmaterial des Transformators 100 als Schutz vor Temperaturschwankungen und Korrosion und gewährleistet eine bessere Spannungsfestigkeit. Wegen der vollständigen Einbettung in das Umhüllungsmaterialwerden die einzelnen Transformatorkomponenten fixiert und stabilisiert. Durch die Verwendung einer Umspritzung oder eines Vergusses können entweder die überstehenden Enden des Spulenkörpers verkleinert werden oder die Steckblechwicklung breiter ausgebildet werden, und somit die Performance erhöhen. Diese Verfahren erweisen sich als besonders einfach, da das Kupfer schon durch den Spulenkörper, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, fixiert ist.FIG. 1b shows a three-dimensional view of the transformer 100 with the bobbin 101, which is connected to the magnetic core 112 in such a way that the bobbin surrounds the middle limb of the core 112. The magnetic core 112 is preferably encapsulated or cast together after insertion into the transformer 100 together with the bobbin 101. It is also possible to provide the spool alone with wrapping material. This enables an improved hermetic coating by the encapsulation or the encapsulation and in particular an improved seal against the ingress of moisture. Furthermore, the wrapping material of the transformer 100 serves as protection against temperature fluctuations and corrosion and ensures better dielectric strength. Due to the complete embedding in the wrapping material, the individual transformer components are fixed and stabilized. By using an encapsulation or a potting either the protruding ends of the bobbin can be reduced or the baffle winding can be made wider, and thus increase performance. These methods prove to be particularly simple, since the copper is already fixed by the bobbin, which is preferably made of plastic.
Die Fig. 2a bis 2d zeigen verschiedene Ausführungsformen für eine Verbindung mit der Brücke 107 und/oder dem Verbindungselement für Steckbleche 108. So zeigt die Fig. 2a eine schematische Darstellung eines Steckblechs 200 mit einem offenen Ende, wobei die Steckbleche an dem Außenumfang eines Seitenschenkels 202 mindestens einen Vorsprung oder eine Vertiefung 220 aufweisen. Diese Ausführungsform dient der elektrischen Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche 108. Die Fig. 2b zeigt eine schematische Darstellung des Steckblechs 200 mit einem offenen Ende,
wobei die Steckbleche 200 an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels 202 einen Vorsprung oder eine Vertiefung 230 zum elektrischen Verbinden mit dem Verbindungselement für Steckbleche 108 aufweisen, und die Fig. 2c zeigt eine schematische Darstellung des Steckblechs 200 mit einem offenen Ende, wobei ein Vorsprung oder eine Vertiefung an einem Ende eines Seitenschenkels 202 ausgebildet ist, und ein weiterer Vorsprung oder eine Vertiefung an der Außenseite des Seitenschenkels 202. Auch ist es bei der Ausführungsform der Fig. 2c möglich, die Anbringung eines Vorsprungs bzw. einer Vertiefung an der Innenseite des Seitenschenkels 202 anzubringen. Diese Ausbildung dient insbesondere der Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche 108, wodurch vorteilhafterweise eine Verwechslung der Einschublage der Steckbleche vermieden werden kann. Die Fig. 2d zeigt eine schematische Darstellung des Steckblechs 200, wobei das Steckblech 200 an mindestens einer Innenseite oder mindestens einer Außenseite des Seitenschenkels mit einem Eingriffselement 240 ausgebildet ist. Demzufolge weist der Spulenkörper 101 an einer der Steckblechwicklung 104 zugewandten Mantelfläche 111 mindestens ein Rastelement 340 in der Fig. 3a auf , um eine Verbindung zu schaffen. Vorzugsweise ist das Rastelement 340 am Spulenkörper 101 elastisch formbar ausgebildet. Diese Ausführungsform gewährleistet ein einfaches und kostengünstiges Zusammensetzen der Transformatorbestandteile. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Steckverbindung der Fig.2d der mechanischen Fixierung dient.2a to 2d show various embodiments for a connection to the bridge 107 and / or the connecting element for plug-in plates 108. Thus, Fig. 2a shows a schematic representation of a plug-in plate 200 having an open end, wherein the plug-in plates on the outer circumference of a side leg 202 have at least one projection or recess 220. This embodiment is used for the electrical connection with the connecting element for plug-in plates 108. FIG. 2b shows a schematic illustration of the plug-in plate 200 with an open end, wherein the baffles 200 at at least one end of a side leg 202 have a projection or a recess 230 for electrical connection to the connector for baffles 108, and Fig. 2c shows a schematic representation of the plug 200 with an open end, wherein a projection or a Also, in the embodiment of Fig. 2c, it is possible to attach a projection on the inside of the side leg 202 to install. This training serves in particular the connection with the connecting element for plug-in plates 108, whereby advantageously a confusion of the insertion position of the plug-in plates can be avoided. FIG. 2 d shows a schematic representation of the plug-in plate 200, wherein the plug-in plate 200 is formed on at least one inner side or at least one outer side of the side leg with an engagement element 240. Accordingly, the bobbin 101 at one of the dummy plate 104 facing lateral surface 111 at least one locking element 340 in FIG. 3a, to create a connection. Preferably, the locking element 340 is formed elastically formable on the bobbin 101. This embodiment ensures a simple and inexpensive assembly of the transformer components. Another advantage is that the plug connection of FIG. 2d serves for the mechanical fixation.
Fig. 3a zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Transformator 300 umfasst einen Spulenkörper 301 für die Aufnahme einer Primärspule 302 und eine Sekundärspule 303, wobei die Primärspule 302 und die Sekundärspule 303 eine Steckblechwicklung 304 aufweisen, die eine oder mehrere Windungen umfasst. Um die Steckblechwicklungen 304 der Spulen 302 und 303 im Spulenkörper 301 unterzubringen, ist dieser mit mehreren Taschen 305 zur Aufnahme der Steckblechwicklungen 304 ausgebildet, die auf gestapelte Weise übereinander angeordnet sind, so dass die Taschen 305 eine Wandung 306 zwischen den Windungen bilden, die parallel zur Steckblechwicklung 304 verläuft. Wie in der vorherigen Ausführungsform beschrieben, weisen auch die Taschen 305 des Spulenkörpers 301 der zweiten Ausführungsform eine größere Tiefe als die Steckblechwicklung 304 auf. Durch die Trennung der Primärspule 302 von der Sekundärspule 303 sowie von anderen Komponenten wird eine definierte Kriech- und Luftstrecken gewährleistet.. Der Spulenkörper 301 ist vor-
zugsweise aus Kunststoff hergestellt, wodurch eine einfache und kostengünstige Herstellung gewährleistet wird. Ferner ist der Spulenkörper 301 in der gezeigten Ausführungsform im Wesentlichen rechteckig ausgebildet und umfasst parallel laufende Wandungen 306, die auf gestapelte Weise angeordnet sind. Beispielsweise ergibt sich für eine eingespeiste Leistung von 2kW in etwa ein Bauvolumen von 30 - 100 cm3 für den Spulenkörper, vorzugsweise 40 - 50 cm3, und insbesondere ca. 4x4x3 cm3. Der Spulenkörper 301 weist in der Mitte eine Öffnung auf, die durch keine Mantelflächen 111 begrenzt ist, um einen magnetischen Kern (312 in Fig. 3b) einzusetzen.Fig. 3a shows another embodiment of the present invention. A transformer 300 comprises a bobbin 301 for receiving a primary coil 302 and a secondary coil 303, wherein the primary coil 302 and the secondary coil 303 have a plug-in coil 304 comprising one or more windings. To accommodate the tab windings 304 of the coils 302 and 303 in the bobbin 301, it is formed with a plurality of pockets 305 for receiving the tab windings 304 stacked on top of each other so that the pockets 305 form a wall 306 between the turns that are parallel extends to the plug-in plate winding 304. As described in the previous embodiment, the pockets 305 of the bobbin 301 of the second embodiment also have a greater depth than the tab coil 304. The separation of the primary coil 302 from the secondary coil 303 and from other components ensures a defined creepage and clearance distances. The coil former 301 is present. preferably made of plastic, whereby a simple and inexpensive production is ensured. Further, in the embodiment shown, the bobbin 301 is substantially rectangular in shape and includes parallel-running walls 306 arranged in a stacked manner. For example, results for a supplied power of 2kW in about a physical volume from 30 to 100 cm 3 for the coil body, preferably 40 - 50 cm 3, and in particular about 4x4x3 cm 3. The bobbin 301 has an opening in the middle, which is not bounded by any lateral surfaces 111, to insert a magnetic core (312 in Fig. 3b).
Des Weiteren sorgt die Geometrie des Spulenkörpers 301 für eine sehr gute Isolation, so dass zusätzliche Isolationsmaterialien entfallen können. Der Spulenkörper 301 ist, wie in der vorherigen Ausführungsform, mittels eines Spritzgussverfahrens oder Um- spritzungsverfahrens hergestellt, und weist demzufolge dieselben zuvor beschriebenen Vorteile auf. Die Steckblechwicklungen 304 der Primärspule 302 und der Sekundärspule 303 sind aus einzelnen Steckblechen gebildet, die ein offenes Ende aufweisen.Furthermore, the geometry of the bobbin 301 ensures a very good insulation, so that additional insulation materials can be omitted. The bobbin 301 is, as in the previous embodiment, manufactured by means of an injection molding or injection molding method, and accordingly has the same advantages as described above. The plug-in windings 304 of the primary coil 302 and the secondary coil 303 are formed from individual plug-in plates, which have an open end.
In einer Ausführungsform können die Steckblechwicklungen 304 der Primärspule 302 und/oder der Sekundärspule 303 einzelne Windungen, die abschnittweise miteinander verbunden sind, umfassen, so dass die jeweiligen Spulen mindestens zwei Windungen aufweisen. Durch die Anwendung dieser Ausführungsform sind zumindest abschnittsweise einzelne Windungen der Wicklung elektrisch kontaktiert. Durch die Verschachte- luπg der mindestens zwei Windungen verbessert sich die Kopplung unter den Wicklungen. Die einzelnen Steckbleche sowie die abschnittsweise miteinander verbundenen Steckbleche sind vorzugsweise aus Kupfer hergestellt.In one embodiment, the tab windings 304 of the primary coil 302 and / or the secondary coil 303 may comprise individual turns connected in sections, such that the respective coils have at least two turns. By using this embodiment, individual turns of the winding are electrically contacted at least in sections. The interleaving of the at least two windings improves the coupling under the windings. The individual plug-in plates and the sections of interconnected plug-in plates are preferably made of copper.
Die in Fig. 2a bis 2c gezeigten Ausführungsformen für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche 308 können auch auf die zweite Ausführungsform der Erfindung angewendet werden. So zeigt die Fig. 2a eine schematische Darstellung eines Steckblechs 200 mit einem offenen Ende, wobei die Steckbleche 200 an dem Innenumfang von mindestens einem Seitenschenkel 202 einen Vorsprung oder eine Vertiefung 220 für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche 308 aufweisen. Die Fig. 2b zeigt eine schematische Darstellung des Steckblechs 200 mit einem offenen Ende, wobei die Steckbleche 200 an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels 202 einen Vorsprung oder eine Vertiefung 230 für
eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement des Steckblechs 108 aufweisen. Auch ist es möglich, das Steckblech 200 mit einem Vorsprung oder der Vertiefung an einem Ende eines Seitenschenkels 202 und einen weiteren Vorsprung oder eine weitere Vertiefung an der Innenseite des Seitenschenkels 202 auszubilden (nicht gezeigt). Diese Ausbildung dient insbesondere der elektrischen Verbindung mit den Verbindungselementen für Steckbleche 108. Die Fig. 2d zeigt eine schematische Darstellung des Steckblechs 200, wobei das Steckblech 200 an mindestens einer Außenseite des Seitenschenkels, in der Nähe der Anschlussstelle, mit einem Eingriffselement 240 ausgebildet ist. Demzufolge weist der Spulenkörper 301 an einer der Steckblechwicklung 304 zugewandten Mantelfläche 311 mindestens ein Rastelement 340 (siehe Fig. 3a) auf, um eine Verbindung zu ermöglichen. Vorzugsweise ist wie in der vorherigen Ausführungsform das Rastelement 340 am Spulenkörper 301 elastisch formbar ausgebildet. Auch in diesem Fall sind eine oder mehrere Bleche der Steckblechwicklung 304 mit Hilfe von Verbindungselemente für die Steckbleche 308 miteinander verschaltet. Auch kann an einem Ende des Spulenkörpers und an einem Ende der Steckbleche ein Zentriermittel (nicht gezeigt) ausgebildet sein, um ein leichteres Einführen der Stechbleche in den Spulenkörper mit kleinen Toleranzen zu gewährleisten.The embodiments shown in FIGS. 2a to 2c for electrical connection to the connector element 308 can also be applied to the second embodiment of the invention. Thus, Fig. 2a shows a schematic representation of a plug-in plate 200 having an open end, wherein the plug-in plates 200 on the inner circumference of at least one side legs 202 has a projection or a recess 220 for electrical connection with the connecting element for plug-in panels 308. 2b shows a schematic representation of the plug-in plate 200 having an open end, wherein the plug-in plates 200 at least one end of a side leg 202 has a projection or a recess 230 for have an electrical connection with the connecting element of the plug-in plate 108. It is also possible to form the plug-in plate 200 with a projection or recess at one end of a side leg 202 and a further projection or recess on the inside of the side leg 202 (not shown). This embodiment serves in particular for the electrical connection with the connecting elements for plug-in plates 108. FIG. 2 d shows a schematic representation of the plug-in plate 200, wherein the plug-in plate 200 is formed on at least one outer side of the side leg, near the connection point, with an engagement element 240. Consequently, the bobbin 301 has at least one catch element 340 (see FIG. 3 a) on a lateral surface 311 facing the plug-in plate winding 304 in order to enable a connection. Preferably, as in the previous embodiment, the locking element 340 formed on the bobbin 301 elastically formable. Also in this case, one or more sheets of the plug-in plate winding 304 are interconnected by means of connecting elements for the plug-in plates 308. Also, a centering means (not shown) may be formed at one end of the bobbin and at one end of the baffles to ensure easier insertion of the lancing plates into the bobbin with small tolerances.
Fig. 3b zeigt eine dreidimensionale Ansicht des Transformators 300 mit einem magnetischen Kern 312, der mit dem Spulenkörper 301 so verbunden ist, dass der Spulenkörper 301 den Mittelschenkel des Kerns 312 einfasst. In dieser Ausführungsform ist der Spulenkörper 301 vor dem Einsetzen des Kerns 312 mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens umspritzt bzw. mit einem geeigneten Vergussmittel vergossen. Im jedem Fall können die tiefer ausgebildeten Taschen verkleinert werden, bzw. die Steckblechwicklung 304 vergrößert, um die Leistungsdichte zu erhöhen. Zusätzlich dienen die oben erwähnte Umhüllungsverfahrendem Schutz vor Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und Korrosion, wie schon zuvor beschrieben.3b shows a three-dimensional view of the transformer 300 with a magnetic core 312, which is connected to the bobbin 301 so that the bobbin 301, the center leg of the core 312 surrounds. In this embodiment, prior to insertion of the core 312, the bobbin 301 is injection-molded or encapsulated with a suitable encapsulant by means of an injection molding process. In any case, the deeper pockets can be made smaller, or the plug-in coil 304 increases to increase the power density. In addition, the above-mentioned enveloping methods provide protection against moisture, temperature variations and corrosion as previously described.
Fig. 3c zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Verbindungselemente für die Steckbleche 308 des Transformators 300 mit Kunststoff umspritzt bzw. vergossen sind, und nur der Anschluss 309 frei bleibt. Diese Ausführungsform gewährleistet die Ausbildung eines kompakten, zuverlässigen Bauelements. Wegen der vollständigen Einbettung der Verbindungselemente für die Steckbleche 308 in das Umhüllungsmaterial, werden die einzelnen Transformatorkomponenten fixiert und
stabilisiert. Das Umhüllungserfahren selbst erweist sich als besonders einfach, da das Kupfer bereits durch den Spulenkörper, der vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt ist, fixiert ist. Des Weiteren ist die Verwendung dieser Umhüllungsverfahren kostengünstiger als die Fertigung eines Gehäuses, und aufgrund der oft sehr klein ausgebildeten Bauräume auch platzsparend, denn es ist möglich, die Anschlüsse 309 je nach Bauraumgröße und -form zu verformen.
FIG. 3 c shows another embodiment of the present invention, in which the connecting elements for the plug-in plates 308 of the transformer 300 are encapsulated with plastic, and only the terminal 309 remains free. This embodiment ensures the formation of a compact, reliable device. Because of the complete embedding of the connecting elements for the baffles 308 in the wrapping material, the individual transformer components are fixed and stabilized. The wrapping process itself proves to be particularly simple, since the copper is already fixed by the bobbin, which is preferably made of plastic. Furthermore, the use of this wrapping method is cheaper than the production of a housing, and also space-saving due to the often very small design space, because it is possible to deform the connections 309 depending on the size and shape of the space.
Claims
1. Transformator, der einen Spulenkörper für die Aufnahme einer ersten Spule und einer zweiten Spule umfasst, wobeiA transformer comprising a bobbin for receiving a first coil and a second coil, wherein
mindestens eine der Spulen eine Steckblechwicklung aufweist; undat least one of the coils has a plug-in plate winding; and
die Steckblechwicklung eine oder mehrere Windungen umfasst, die auf gestapelte Weise angeordnet sind, wobei mindestens zwei Abstände zwischen den Windungen der Steckblechwicklung zur Aufnahme der zweiten Spule ausgebildet sind.the plug-in sheet winding comprises one or more windings which are arranged in a stacked manner, at least two distances being formed between the turns of the plug-in sheet winding for receiving the second coil.
2. Transformator nach Anspruch 1 , wobei der Spulenkörper eine größere Tiefe als die Steckblechwicklung aufweist.2. Transformer according to claim 1, wherein the bobbin has a greater depth than the dummy plate winding.
3. Transformator nach Anspruch 1 , wobei der Spulenkörper und die Steckblechwicklung jeweils ein aufeinander abgestimmtes Verbindungselement aufweisen.3. Transformer according to claim 1, wherein the bobbin and the baffle winding each having a coordinated connecting element.
4. Transformator nach Anspruch 3, wobei jeweils zwei parallel laufende Wandungen mit dem Verbindungselement in Form einer Brücke ausgebildet sind, die eine Verwechslung beim steckbaren Verbinden der Steckblechwicklung mit dem Spulenkörper verhindert.4. Transformer according to claim 3, wherein each two parallel walls are formed with the connecting element in the form of a bridge, which prevents confusion when plugging the plug-in sheet winding with the bobbin.
5. Transformator nach Anspruch 4, wobei die Brücke an den Seitenwänden zwischen den zwei parallel laufenden Wandungen angebracht ist.5. Transformer according to claim 4, wherein the bridge is mounted on the side walls between the two parallel-running walls.
6. Transformator nach Anspruch 1 , wobei die Steckblechwicklung einzelne Steckbleche umfasst, die ein offenes Ende aufweisen.6. Transformer according to claim 1, wherein the dummy plate winding comprises individual baffles having an open end.
7. Transformator nach Anspruch 6, wobei die Steckbleche an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels eine Vertiefung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen. 7. Transformer according to claim 6, wherein the plug-in plates have at least one end of a side leg a recess for an electrical connection with a connecting element for plug-in plates.
8. Transformator nach Anspruch 6, wobei die Steckbleche an mindestens einem Ende eines Seitenschenkels einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen.8. The transformer of claim 6, wherein the baffles have at least one end of a side leg a projection for an electrical connection with a connecting element for plug-in panels.
9. Transformator nach Anspruch 1, wobei die Steckbleche an einem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel eine Vertiefung für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen.9. Transformer according to claim 1, wherein the plug-in plates on an outer circumference of at least one side leg having a recess for an electrical connection with the connecting element for plug-in plates.
10. Transformator nach Anspruch 1, wobei die Steckbleche an einem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen.10. The transformer according to claim 1, wherein the plug-in plates on an outer circumference of at least one side leg have a projection for an electrical connection to the connecting element for plug-in plates.
11. Transformator nach Anspruch 1, wobei die Steckbleche an mindestens einer Innenseite des Seitenschenkels mit einem Eingriffselement ausgebildet sind, das eine arretierende Verbindung mit mindestens einem Rastelement des Spulenkörpers schafft.11. Transformer according to claim 1, wherein the plug-in plates are formed on at least one inner side of the side leg with an engagement element which creates a locking connection with at least one latching element of the bobbin.
12. Transformator nach Anspruch 11, wobei das mindestens eine Rastelement des Spulenkörpers an einer der Steckblechwicklung zugewandten Mantelfläche ausgebildet ist, um eine Verbindung mit dem mindestens einen Eingriffselement zu gewährleisten.12. Transformer according to claim 11, wherein the at least one latching element of the bobbin is formed on one of the tab sheet winding facing surface to ensure a connection with the at least one engagement element.
13. Transformator nach Anspruch 12, wobei das mindestens eine Rastelement elastisch verformbar ausgebildet ist.13. Transformer according to claim 12, wherein the at least one latching element is formed elastically deformable.
14. Transformator nach Anspruch 1, wobei jeweils mindestens zwei Steckbleche mit Hilfe des Verbindungselements für Steckbleche miteinander verschaltet sind.14. Transformer according to claim 1, wherein in each case at least two plug-in sheets are interconnected by means of the connecting element for plug-in sheets.
15. Transformator nach Anspruch 1 , wobei das induktive Bauteil oder der Spulenkörper mit Kunststoff umspritzt ist, um eine bessere Spannungsfestigkeit zu gewährleisten.15. Transformer according to claim 1, wherein the inductive component or the bobbin is encapsulated with plastic in order to ensure a better dielectric strength.
16. Transformator nach Anspruch 1 , wobei das induktive Bauteil oder der Spulenkörper mit Kunststoff vergossen ist. 16. Transformer according to claim 1, wherein the inductive component or the bobbin is potted with plastic.
17. Transformator nach Anspruch 1 , wobei ein magnetischer Kern mit dem Spulenkörper derart verbunden ist, dass der Spulenkörper den Mittelschenkel des Kerns einfasst.17. A transformer according to claim 1, wherein a magnetic core is connected to the bobbin such that the bobbin surrounds the middle leg of the core.
18. Transformator, der einen Spulenkörper für die Aufnahme einer Primärspule und einer Sekundärspule umfasst, wobei18. A transformer comprising a bobbin for receiving a primary coil and a secondary coil, wherein
die Primärspule und die Sekundärspule eine Steckblechwicklung aufweisen, die mehrere Windungen umfasst; undthe primary coil and the secondary coil have a plug-in winding comprising a plurality of windings; and
der Spulenkörper mit mehreren Taschen zur Aufnahme der Steckblechwicklungen ausgebildet ist, die auf gestapelte Weise übereinander angeordnet sind, so dass die Taschen eine Wandung zwischen den Windungen bilden, die parallel zu der Steckblechwicklung verläuft.the bobbin is formed with a plurality of pockets for receiving the tab windings, which are stacked on top of each other, so that the pockets form a wall between the turns, which runs parallel to the tab winding.
19. Transformator nach Anspruch 18, wobei der Spulenkörper keine den mittleren Schenkel eines magnetischen Kerns umschließende innere Mantelfläche aufweist.19. A transformer according to claim 18, wherein the bobbin does not have the middle leg of a magnetic core enclosing the inner circumferential surface.
20. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Taschen des Spulenkörpers eine größere Tiefe als die Steckblechwicklung aufweisen.20. The transformer of claim 18, wherein the pockets of the bobbin have a greater depth than the tab lamination.
21. Transformator nach Anspruch 18, wobei der Spulenkörper mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens hergestellt ist.21. Transformer according to claim 18, wherein the bobbin is produced by means of an injection molding process.
22. Transformator nach Anspruch 18, wobei der Spulenkörper mit Kunststoff vergossen ist.22. Transformer according to claim 18, wherein the bobbin is potted with plastic.
23. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Bleckwicklungen der Primärspule und der Sekundärspule einzelne Steckbleche umfassen, die ein offenes Ende aufweisen.23. A transformer according to claim 18, wherein the Bleckwicklungen the primary coil and the secondary coil comprise individual baffles having an open end.
24. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Steckblechwicklungen der Primärspule und/oder der SekundärspuleWindungen aufweisen, die abschnittsweise miteinander verbunden sind. 24. Transformer according to claim 18, wherein the plug-in windings of the primary coil and / or the secondary coil have windings which are connected to each other in sections.
25. Transformator nach Anspruch 23, wobei die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen.25. Transformer according to claim 23, wherein the plug-in plates on the outer circumference of at least one side leg have a projection for an electrical connection to a connecting element for plug-in plates.
26. Transformator nach Anspruch 23, wobei die Steckbleche an dem Außenumfang von mindestens einem Seitenschenkel einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit einem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen.26. Transformer according to claim 23, wherein the plug-in plates on the outer circumference of at least one side leg have a projection for an electrical connection to a connecting element for plug-in plates.
27. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Steckbleche an mindestens einer Außenseite des Seitenschenkels mit einem Eingriffselement ausgebildet ist, der eine Verbindung mit mindestens einem Rastelement des Spulenkörpers gewährleistet.27. Transformer according to claim 18, wherein the plug-in plates is formed on at least one outer side of the side leg with an engagement element which ensures a connection with at least one latching element of the bobbin.
28. Transformator nach Anspruch 18, wobei das mindestens eine Rastelement des Spulenkörpers an einer der Steckblechwicklung zugewandten Mantelfläche ausgebildet ist, um eine Verbindung mit dem mindestens einen Eingriffselement zu gewährleisten.28. A transformer according to claim 18, wherein the at least one latching element of the bobbin is formed on one of the tab sheet winding facing surface to ensure a connection with the at least one engagement element.
29. Transformator nach Anspruch 28, wobei das mindestens eine Rastelement elastisch verformbar ausgebildet ist.29. Transformer according to claim 28, wherein the at least one latching element is formed elastically deformable.
30. Transformator nach Anspruch 19, wobei mindestens jeweils zwei Steckbleche mit Hilfe des Verbindungselements für Steckbleche miteinander verschaltet sind.30. A transformer according to claim 19, wherein at least two baffles are connected to each other by means of the connecting element for baffles.
31. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Verbindungselemente für Steckbleche des induktiven Bauteils mit Kunststoff umspritzt sind.31. Transformer according to claim 18, wherein the connecting elements for plug-in plates of the inductive component are encapsulated in plastic.
32. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Verbindungselemente für Steckbleche des induktiven Bauteils mit Kunststoff vergossen sind.32. Transformer according to claim 18, wherein the connecting elements for plug-in plates of the inductive component are encapsulated with plastic.
33. Transformator nach Anspruch 19, wobei der magnetischer Kern mit dem Spulenkörper derart verbunden ist, dass der Spulenkörper den Mittelschenkel des Kerns ein- fasst.33. The transformer of claim 19, wherein the magnetic core is connected to the bobbin such that the bobbin engages the center leg of the core.
34. Transformator nach Anspruch 33, wobei der Spulenkörper vor dem Einsetzen des Kerns umspritzt oder vergossen wird. 34. The transformer of claim 33, wherein the bobbin is overmolded or potted prior to insertion of the core.
35. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Steckbleche an mindestens einem Ende des Seitenschenkels einen Vorsprung für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen.35. The transformer according to claim 18, wherein the plug-in plates have at least one end of the side leg a projection for an electrical connection to the connecting element for plug-in plates.
36. Transformator nach Anspruch 18, wobei die Steckbleche an mindestens einem Ende des Seitenschenkels eine Vertiefung für eine elektrische Verbindung mit dem Verbindungselement für Steckbleche aufweisen.36. The transformer according to claim 18, wherein the plug-in plates have at least one end of the side leg a recess for an electrical connection to the connecting element for plug-in plates.
37. Transformator nach Anspruch 18, wobei an einem Ende des Spulenkörpers und an einem Ende der Steckbleche ein Zentriermittel ausgebildet ist, um ein leichteres Einführen der Stechbleche in den Spulenkörper zu gewährleisten. 37. Transformer according to claim 18, wherein at one end of the bobbin and at one end of the plug-in plates, a centering means is formed to ensure easier insertion of the lancing plates in the bobbin.
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