DE2541871A1 - Uebertrager - Google Patents

Description

• übertrager
• Die Erfindung betrifft einen Ubertrager, insbesondere für Frequenzen größer 10 kHz, der für höherfrequente elektronische Stromversorgungen verwendbar ist.
• Die an übliche Netzübertrager mit 50 bis 60 Hz Netzfrequenz gestellten wichtigsten Forderungen sind die galvanische Trennung des Netz-Lastkreises, eine Spannungsübersetzung entsprechend den in den Lastschaltungen benötigten Spannungen, die Kopplung von Stromübersetzungen mit den Spannungsübersetzungen und in der Regel die sekundärseitige Einfügung von Regelschaltungen, die sowohl Spannungsänderungen des Netzes als auch der Lastseite ausgleichen.
• Bei Ubertragern, die oberhalb der Netzfrequenz, z.B. bei 10 kHz und höher, arbeiten, wird gleichfalls die Erfüllung der vorstehend erstgenannten Forderungen angestrebt. Je höher die angebotene Frequenz ist, um so volumenmäßig kleiner kann hierbei bei gleicher übertragener Leistung der Ubertrager ausgelegt werden. Da auf der Netzseite zur Umwandlung der Netzfrequenz in die Arbeitsfrequenz Schwingschaltungen notwendig sind, werden bei diesen Ubertragern im allgemeinen die Schwingschaltungen mit zur Regelung ausgenutzt.
• Ein Vergleich der an übliche Netzübertrager und an Ubertrager, die oberhalb der Netzfrequenz arbeiten gestellten Forderungen zeigt, daß die letztgenannten Übertrager wesentliche technische und wirtschaftliche Vorteile ermöglichen. Zu ihrer Realisierung sind folgende Überlegungen zu berücksichtigen: Die Arbeitsfrequenz 'sollte möglichst hoch sein, wobei selbstver- -ständlich die elektrischen Daten der Schaltungsbauelemente, z.B.
• für Schwing-, Gleichrichter- und Regelschaltungen, zu berücksichtigen sind.
• Der Ubertragerkern soll geringe Verluste haben, d.h. es sind Ferritkerne oder in bestimmten Fällen auch Bandkerne zu benutzen.
• Der Wicklungsaufbau ist so zu wahlen, daß die Kapazitäten zwischen den Wicklungen kleingehalten werden, um Störspannungen, die in die Schaltungen eingekoppelt werden, möglichst niedrig zu halten.
• Um die Kopplungen der Wicklungen auf einen höchstmöglichen Wert zu bringen, soll die Streuinduktivität klein sein.
• Wie an sich bekannt, muß der Ubertrager bei Verwendung als Sperrwandler einen Luftspalt aufweisen, um bei vorgegebener Induktion eine möglichst große Leistung übertragen zu können. Der Luft spalt hat hierbei eine Minderung der effektiven Permeabilität zur Folge.
• Da aus fertigungstechnischen Gründen der Luft spalt innerhalb des Spulenwickeis oder inner- oder außerhalb des Spulenwickels zu liegen kommt, muß darauf geachtet werden, daß durch entsprechende Wicklungsanordnungen die Windungsspannungen zueinander gleich bleiben und die Xupferwirbelstromverluste in der Nahe des Luftspaltes nicht zu groß werden.
• Zur Steuerung der Regelschaltungen sind schließlich Regelwicklungen vorgesehen, die mit denjenigen sekundärer Wicklungen, die einem wechselnden Stromfluß unterliegen, eng zu verkoppeln sind.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen streuinduktivitätsarmen Ubertrager, insbesondere für Frequenzen größer 10 kliz, mit einem Ferrit- oder Schnittbandkern zu schaffen, der die vorstehend aufgeführten Forderungen erfüllt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß sämtliche Wicklungen des Ubertragere als Bandleitungen ausgebildet sind.
• Bei Bandleitungen ist die Kapazität zwischen nebeneinander liegenden, z.B. drahtförmigen Einzeladern bestimmt und daher ein Konstruktionselement. Es lassen sich durch Verschachtelungen, Übereinanderschichtungen, Überspringen von Windungen in einer Bandleitung und sofort berechenbar alle geforderten Streuinduktivitätswerte, Verkoppelungen und Kapazitätswerte erreichen. Auch bestimmte Windungsspannungen sind auf diese Weise zu realisieren. Es ist möglich, durch Hintereinanderschalten der Einzeldrähte auf einer gedruckten Schaltungsplatte die Windungszahl oder durch Parallelschalten die effektiven Leiterquerschnitte zu vergrößern. Außerdem lassen sich räumlich zwischen parallelgeschalteten Drähten Leiter eines anderen Systems einfügen. Bei diesen Ubertragern sind relativ geringe Windungszahlen mit komplizierten Wicklungsaufbauten notwendig. Da aus diesen Gründen eine Automatenwicklung, wie bei Netzübertragern, unwirtschaftlich wird, ist durch die Verwendung dieser Eandleitungen eine wesentlich wirtschaftlichere Herstellung möglich.
• Als Bandleitungen verwendbar sind zueinander parallele und mehr oder minder beabstandete runde oder flache, z.B. drahtförmige Leiter, die zwischen zwei mit thermoplastischem Material beschichte--ten Folien eingebettet sind. Als Bandleitungen können auch zueinander parallele und mehr oder minder beabstandete Lackdrähte mit thermoplastischer Auflage vorgesehen sein, wobei durch die Lackisolation die Spannungsfestigkeit erhöht wird. Die Lackdrähte können mindestens teilweise in einem Kleber oder Lack eingebettet sein.
• Auch die Einbettung der Drähte in eine einseitig beschichtete Eunststoffolie oder auch die Anordnung der Lackdrähte zwischen zwei Klebebändern ist vorteilhaft.
• Die Erxindang wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigen: Figur 1 einen bewickelten Spulenkörper nach der Erfindung in schematischer und perspektivischer Darstellung, Figur r einen für einen Übertrager gemäß Figur 1 verwendeten Wickel mit rechtwinkelig zur Wickellängsrichtung herausgeführtem Wickelanfang und Wickelende, Figur 3 bis 6 jeweils in Stirnansicht ein Ausführungsbeispiel einer 3andleitung nach der Erfindung.
• Im folgenden wird, zum Teil anhand der Figuren, der Aufbau eines für höhere Frequenzen geeigneten Übertragers mit zwei Bandleitungen beschrieben. Für die Primärwicklung und die erste Sekundärwicklung des Ubertragers 1 wird hierbei eine Bandleitung der in Figur 3 bis 6 gezeigten Art mit z. B. 30 Leitern verwendet, wobei die Breite der Bandleitung vorzugsweise gleich der Wickelbreite ist.
• Diese Bandleitung wird sechsmal um den Spulenkörper 2 gewickelt.
• Durch zwölfmaliges Hintereinanderschalten von je zwei parallelen Leitern 5 ergibt sich die Primärwindungszahl n1 zu 12 x 6 = 72 Windungen (24 Leiter). Die restlichen sechs Leiter werden zur Querschnittsvergrößerung parallelgeschaltet. Die Windungszahl n2 = 6 Windungen entspricht den sechsmaligen Umschlingungen der Bandleitung 4 um den Wickelkörper 2.
• Zur Gewährleistung einer guten Kopplung zueinander ist die Leitung mehrmals aufgetrennt. Es ergibt sich so eine gute Verschacntel-wng von Primär- und Sekundärwicklung.
• Die zweite Bandleitung mit zwei Windungen besteht z.Be aus sieben Kupferlackdrähten und einem besonders isolierten Leiter. Die Leit.ung ist hierbei auf der Ober- und Unterseite mit Klebeband gehaltext.
• Durch Parallelschalten von einmal drei, im anderen vier Eupferlack drähten ergeben sich zwei weitere Sekundärwicklungen gleicher Spannung und unterschiedlicher Leistungsabgabe. Der isolierte Leiter stellt hierbei die Regelwicklung dar. Die zusätzliche Isolation ist nötig, da die Regelschaltung Netzpotential hat. Um Spannungsängerungen durch Laständerungen an diesen beiden Sekundärwicklungen unverfälscht an die Regelwicklung weiterzugeben, sind sie verschachtelt um die Regelwicklung angeordnet.
• Wickelanfang und wickelende sind, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, lötösenfrei aus dem Wickel herausgeführt und unmittelbar mit einer nicht gezeigten Leiterplatte kontaktierbar.
• Als Leiter für die Bandleitungen werden Drähte, gegebenenfalls Kupferlackdrähte, mit gleichem oder unterschiedlichem Durchmesser oder auch, wenn dies aus Spannungsfestigkeitsgrandell erforderlich ist, besser isolierte Leiter verwendet. Die Leiter werden in erforderlicher Anæahl und Länge parallel und in vorzugsweise dichtem Abstand zueinander angeordnet und z.B. gemäß Figur 3 zwischen zwei Klebebändern 6 oder ein gefaltetes Klebeband eingefügt oder gegebenenfalls auch zwischen zwei mit thermoplastischem Material beschichteten Folien eingebettet. Nach Figur 4 kann als Träger der Drähte 5 auch eine Kunststoffolie 7 dienen, die eine Beschichtung 8 trägt, in welche die Leiter 5 eingebettet sind.
• Verwendet man Lackdrähte, so können diese, wie dies Figur 5 zeigt, mindestens teilweise in einen Kleber oder Lack 9 eingebettet sein.
• Die Bandleitung nach Figur 6 zeigt schließlich zueinander parallel und beabstandet angeordnete Lackdra.hte 5, die mit einer thermopraw stischen Auflage überzogen sind.
• 8 Patentanspriache 6 Figuren

Claims (8)

1. P a t ~en t a n s~Er ii c h e Streuinduktivitätsarmer übertrager, insbesondere für Frequenzen größer 10 kiiz, mit einem Berrit- oder Schnitt£andkern, d ad u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Wicklungen als Bandleitungen ausgebildet sind.
2. 2. Übertrager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß als Bandleitungen zueinander parallele und beabstandete Drähte vorgesehen sind, die zwischen zwei mit thermoplastischem Material beschichteten Folien eingebettet sind.
3. 3. Übertrager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c n e t, daß als Bandleitungen zueinander parallele und beabstandete Lackdrähte mit thermoplastischer Auflage vorgesehen sind.
4. 4. Übertrager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß als Bandleitungen zueinander parallele und beabstandete lackdrähte vorgesehen sind, die mindestens teilweise in einen Kleber oder Lack eingebettet sind.
5. 5. Übertrager nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c nn e t, daß die Lackdrähte zwischen Klebebändern angeordnet sind,
6. 6. Übertrager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß als Bandleitungen zueinander parallele und beabstandete Drähte vorgesehen sind, die in eine einseitig beschichtete Kunststoffolie eingebettet sind.
7. 7. Übertrager nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Anspruche 2 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß Wickelanfang und Wickelende lötösenfrei aus dem Wickel herausgeführt und unmittelbar mit einer Leiterplatte kontaktierbar sind.
8. 8. Übertrager nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n : e i c hn e t, daß die Wicklungen und gegebenenfalls die Leiter der Wicklungen entsprechend den gewünschte magnetischen und eleV-trischen Werten des Übertragers verschachtelt bzw. verschaltet sind.