DE29509926U1

DE29509926U1 - Switching power supply transformer for generating a SELV voltage

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Publication number: DE29509926U1
Application number: DE29509926U
Authority: DE
Original assignee: Vogt Electronic AG
Current assignee: Vogt Electronic AG
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1995-06-22
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2005-06-23

Description

Haar, den 22. Juni 1995Haar, 22 June 1995

VOGT electronic AG
Erlau-Erlautal 7
D-94130 ObernzeilVOGT electronics AG
Erlau-Erlautal 7
D-94130 Obernzeil

Mein Zeichen: V218/GMMy reference: V218/GM

BeschreibungDescription

Transformator für ein Schaltnetzteil zum Erzeugen einer SELV-SpannungTransformer for a switching power supply to generate a SELV voltage

Die Neuerung bezieht sich auf einen Transformator für ein Schaltnetzteil zum Erzeugen einer SELV-Spannung (Safety Electric Low Voltage), insbesondere zum Betreiben einer oder mehrerer Halogenlampe (n) .The innovation relates to a transformer for a switching power supply for generating a SELV voltage (Safety Electric Low Voltage), in particular for operating one or more halogen lamps (n).

Aufgabe der Neuerung ist es, den Transformator so zu gestalten, daß es möglich ist, das Schaltznetzteil vollständig in eine Platte, insbesondere Spanplatte, der im Möbel- und im Gehäusebau gewöhnlich in Dicken ab 16 mm verwendeten Art einzubauen.The aim of the innovation is to design the transformer in such a way that it is possible to completely install the switching power supply in a board, in particular chipboard, of the type commonly used in furniture and housing construction in thicknesses of 16 mm or more.

Die vorgenannte Aufgabe wird durch die im Schutzanspruch 1 genannten Merkmale gelöst.The above-mentioned problem is solved by the features mentioned in claim 1.

Mit dem neuerungsgemäßen Transformator sind Schaltnetzteile herstellbar, die in Platten ab 16 mm Dicke passen und dabei eine Leistungsübertragung von einigen 10 W ermöglichen. Dies wurde bisher für unerreichbar gehalten.The new transformer makes it possible to produce switching power supplies that fit into panels as thin as 16 mm and enable a power transmission of several tens of watts. This was previously considered unattainable.

Es wurde bereits versucht, Transformatoren für Schaltnetzteile herzustellen, die so niedrig sind, daß das Schaltnetzteil in eine Möbelbauplatte paßt. Die bekannten Transformatoren weisen einen Ringkern auf, auf den die Primärwicklung aufgewickelt ist. Kern und Primärwicklung sind in eine zweischalige Ummantelung aus Kunststoff vollständig eingekapselt. Diese Ummantelung hat ein gegen Kern und Primärwicklung isoliertes Mittelloch, und die Sekundärwicklung ist durch das Mittelloch hindurch außen über die Ummantelung gewickelt. Diese bekannten Transformatoren erlauben inAttempts have already been made to produce transformers for switching power supplies that are so low that the switching power supply fits into a furniture panel. The known transformers have a toroidal core onto which the primary winding is wound. The core and primary winding are completely encapsulated in a two-shell plastic casing. This casing has a center hole that is insulated from the core and primary winding, and the secondary winding is wound through the center hole and over the outside of the casing. These known transformers allow in

den durch die Plattendicke vorgegebenen verfügbaren Abmessungen nur eine relativ niedrige Leistungsübertragung, und die Streuinduktivität ist bei ihnen zu klein, um die nötige Kurzschlußsicherheit ohne besondere zusätzliche Maßnahmen bewirken zu können.the available dimensions determined by the plate thickness only allow a relatively low power transmission, and the stray inductance is too small to be able to achieve the necessary short-circuit protection without special additional measures.

Demgegenüber ist bei dem neuerungsgemäßen Transformatoraufbau in den verfügbaren Abmessungen eine für die Kurzschlußsicherheit ausreichende Streuinduktivität ohne weiteres erzielbar, bei jedoch ausreichend guter Kopplung zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung, um eine hohe Leistungsübertragung zu erreichen.In contrast, with the new transformer design in the available dimensions, a leakage inductance sufficient for short-circuit safety can be easily achieved, but with sufficiently good coupling between the primary winding and secondary winding to achieve high power transmission.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen des Transformators gemäß Schutzanspruch 1.The subclaims relate to advantageous embodiments of the transformer according to claim 1.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines neuerungsgemäßen Transformators dargestellt. In der Zeichnung zeigt:The drawing shows an example of a transformer according to the innovation. The drawing shows:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung des neuerungsgemäßen Transformators in Seitenansicht,Fig. 1 an exploded view of the new transformer in side view,

Fig. 2 den Transformator gemäß Fig. 1 in Seitenansicht in einer gegenüber Fig. 1 um 90° gedrehten Stellung, wobei der Kern im Schnitt entlang der Schnittlinie II in Fig. 2 dargestellt ist,Fig. 2 shows the transformer according to Fig. 1 in a side view in a position rotated by 90° compared to Fig. 1, with the core shown in section along section line II in Fig. 2,

Fig. 3 den Transformator gemäß Fig. 1 und 2 in Ansicht von oben, undFig. 3 the transformer according to Fig. 1 and 2 in view from above , and

Fig. 4 das ganze Schaltnetzteil in schematischer Darstellung, von der Seite gesehen.Fig. 4 the entire switching power supply in a schematic representation, seen from the side.

Der in der Zeichnung dargestellte Transformator weist einen Spulenkörper 1 auf, der, wie in Fig. 1 und 2 zu sehen, zwischen relativ dünnen Außenwänden la und Ib und einer ebenfalls dünnen mittleren Wand Ic zwei flache Wicklungsräume Id und Ie begrenzt, von denen der eine (Id) eine kleinere Höhe aufweist als der andere (Ie) , wobei der erstere die Sekundärwicklung Id' und der letzt-The transformer shown in the drawing has a coil body 1 which, as can be seen in Fig. 1 and 2, defines between relatively thin outer walls la and Ib and a likewise thin middle wall Ic two flat winding spaces Id and Ie, one of which (Id) has a smaller height than the other (Ie), the former containing the secondary winding Id' and the latter

genannte die Primärwicklung le' aufnimmt. Durch den mittleren Teil If des Spulenkörpers 1 erstreckt sich durchgehend eine Bohrung Ig.called the primary winding le'. A hole Ig extends continuously through the middle part If of the coil body 1.

Der Kern 2 des Transformators besteht aus zwei identischen Hälften 2a und 2b, die &Egr;-Form haben, wobei die Seitenschenkel 2c sowie die Jochabschnitte 2d einen rechteckigen Querschnitt aufweisen und der Mittelschenkel 2e jeweils im Querschnitt kreisrund ist.The core 2 of the transformer consists of two identical halves 2a and 2b, which have an E-shape, whereby the side legs 2c and the yoke sections 2d have a rectangular cross-section and the middle leg 2e is circular in cross-section.

Die Außenwände la und Ib des Spulenkörpers 1 sind außenseitig mit sich senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 2 erstreckenden nutartigen Ausnehmungen lh versehen, in die die Kernhälften 2a, 2b mit ihren Jochabschnitten 2d einfügbar sind. Die Mittelschenkelabschnitte 2e des Kerns 2 greifen im zusammengebauten Zustand des Transformators in die Mittelbohrung Ig des Spulenkörpers 1 ein, wobei die Seitenschenkel 2c im wesentlichen spaltfrei stirnseitig zusammenstoßen, so daß die Gesamthöhe &khgr; des Transformators der doppelten Höhe x/2 der Seitenschenkel 2c der Kernhälften 2a, 2b entspricht.The outer walls la and Ib of the coil body 1 are provided on the outside with groove-like recesses lh extending perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 2, into which the core halves 2a, 2b with their yoke sections 2d can be inserted. When the transformer is assembled, the center leg sections 2e of the core 2 engage in the center hole Ig of the coil body 1, with the side legs 2c meeting at the end face essentially without a gap, so that the total height x of the transformer corresponds to twice the height x/2 of the side legs 2c of the core halves 2a, 2b.

Zum problemlosen Herausführen des einen Endes der Sekundärwicklung Id' weist die äußere Wandung la des Spulenkörpers 1 einen in Fig. 3 zu sehenden Ausschnitt Ii auf, aus dem heraus das eine Ende der einlagigen Sekundärwicklung Id' von innen her an den in Fig. 3 zu sehenden zugehörigen Anschlußkontakt 3a geführt ist. Das andere, außen befindliche Ende der Sekundärwicklung Id' ist mit dem Anschlußkontakt 3b verbunden.To ensure that one end of the secondary winding Id' can be led out easily, the outer wall la of the coil body 1 has a cutout Ii, which can be seen in Fig. 3, from which one end of the single-layer secondary winding Id' is led from the inside to the associated connection contact 3a, which can be seen in Fig. 3. The other, external end of the secondary winding Id' is connected to the connection contact 3b.

Die Primärwicklung Ie' wird mit den in Fig. 1 zu sehenden Kontaktstiften 4 verbunden.The primary winding Ie' is connected to the contact pins 4 shown in Fig. 1.

Bei einer praktischen Ausführung eines Transformators gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 beträgt die Gesamthöhe &khgr; des aus den Kernhälften 2a und 2b zusammengesetzten Kerns etwa 10 mm. Über diesen Kern ist eine Leistung von ca. 60 W übertragbar.In a practical design of a transformer according to Fig. 1 to Fig. 3, the total height x of the core composed of the core halves 2a and 2b is about 10 mm. A power of about 60 W can be transmitted via this core.

Das gesamte Schaltnetzteil besteht, wie in Fig. 4 schematischThe entire switching power supply consists, as shown schematically in Fig. 4

dargestellt, ausshown, from

a) dem Transformator Tr,a) the transformer Tr,

b) der Schaltnetzteilelektronik SE,b) the switching power supply electronics SE,

c) einem benachbart zu einer Breitseite des Transformators Tr angeordneten, vorzugsweise als Platine P ausgeführten flachen Träger für diesen und die Schaltnetzteilelektronik SE,c) a flat carrier arranged adjacent to a broad side of the transformer Tr, preferably designed as a circuit board P, for the transformer and the switching power supply electronics SE,

d) den Leitungsanschlüssen {3a,3b,4), undd) the line connections {3a,3b,4), and

e) einer die vorganannten Teile umschließenden dünnwandigen Umhüllung U,e) a thin-walled enclosure U enclosing the above-mentioned parts,

wobei die Schaltnetzteilelektronik SE seitlich neben dem Transformator Tr im Bereich von dessen Höhe angeordnet ist, also zur Gesamthöhe des Schaltnetzteils nichts beiträgt. Im Falle des Einbaus in eine Preßspanplatte von 16 mm Dicke verbleibt somit für die unmittelbar benachbart zu einer Breitseite des Transformators Tr angeordnete Platine P einschließlich der Leitungsanschlüsse 3a, 3b, 4 und der Umhüllung U eine Höhe von 6 mm. Diese Höhe reicht gut aus. Die Platine P wird vorzugsweise bei der Transformatorseite angeordnet, auf der sich die Wicklungsanschlüsse 3a, 3b und 4 befinden.The switching power supply electronics SE are arranged to the side of the transformer Tr in the area of its height, so they do not contribute anything to the overall height of the switching power supply. In the case of installation in a 16 mm thick chipboard, a height of 6 mm remains for the board P arranged immediately adjacent to one of the broad sides of the transformer Tr, including the line connections 3a, 3b, 4 and the casing U. This height is more than sufficient. The board P is preferably arranged on the transformer side on which the winding connections 3a, 3b and 4 are located.

Die Mittelscheibe Ic des Spulenkörpers 1 überragt die Primärspule und die Sekundärspule so weit, daß die vorgeschriebene Länge der Krich- und Luftstrecke zwischen Primärspule und Sekundärspule einschließlich der Anschlüsse der letzteren vorhanden ist.The center disk Ic of the coil body 1 projects beyond the primary coil and the secondary coil to such an extent that the prescribed length of creepage and clearance distance between the primary coil and secondary coil, including the connections of the latter, is present.

Claims

OÜ-Üb-:-r· Haar, 22 June 1995 VOGT electronic AG Erlau-Erlautal 7 D-94130 Obernzeil My reference: V218/GM Protection claims

1. Transformer for a switching power supply for generating a SELV voltage, in particular for operating one or more halogen lamps (&eegr;), characterized in that the transformer is designed as a flat disc chamber transformer with a magnetic EE core (2) or EI core and with a coil body (1) surrounding the middle leg (2e) of the core (2) and forming two flat chambers (le, Id) separated by a disk (Ic), wherein the primary winding (Ie') is arranged in one chamber (Ie) and the secondary winding (Id') is arranged in the other chamber (Id), and the essentially gap-free side legs (2c) of the core (2) have such a maximum total height (x) that the switching power supply consisting of the transformer, the switching power supply electronics located laterally next to it, a flat carrier for the transformer and the switching power supply electronics located adjacent to a broad side of the transformer and the line connections (3a, 3b, 4) can be converted into a Free space can be installed in a conventional furniture board, in particular chipboard, without protruding beyond the planes of the board's broad sides.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that

the core (2) is a ferrite core.

3. Transformer according to claim 1 or 2, characterized in that the disk (Ic) of the coil body (1) separating the flat winding chambers (ld, Ie) has a significantly larger diameter than the primary winding (Ie').

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