DE9115298U1

DE9115298U1 - Foil power transformers, especially for electronic converters

Info

Publication number: DE9115298U1
Application number: DE9115298U
Authority: DE
Original assignee: Messelektronik Dresden O-8010 Dresden De GmbH
Current assignee: Messelektronik Dresden O-8010 Dresden De GmbH
Priority date: 1991-12-10
Filing date: 1991-12-10
Publication date: 1992-02-13
Anticipated expiration: 2001-12-11

Description

Folien-Leistungsübertrager, insbesondere für elektronische KonverterFoil power transformers, especially for electronic converters

Die Erfindung betrifft die spezifische Konstruktion eines Folien-Leistungsübertragers, insbesondere für elektronische Konverter, zur Umwandlung hochfrequenter Energien, vorzugsweise für die Übertragung großer Leistung bei kleinem Volumen und galvanischer Potentialtrennung.The invention relates to the specific construction of a foil power transformer, in particular for electronic converters, for converting high-frequency energies, preferably for the transmission of high power with a small volume and galvanic potential separation.

Die bekannten Übertrager der dargelegten Art sind wie folgt aufgebaut:The known transformers of the type described are constructed as follows:

- Übertrager mittlerer Leistung bis etwa 100 W mit einer Schaltfrequenz größer 50 kHz.- Transformers of medium power up to about 100 W with a switching frequency greater than 50 kHz.

Die Wicklungen dieser Übertrager bestehen meist aus Runddraht, primärseitig sind sie meist verschachtelt, während die Sekundärseite oft zwei- oder dreiadrig parallel aufgebaut ist oder aus HF-Litze besteht.The windings of these transformers usually consist of round wire, on the primary side they are usually nested, while the secondary side is often constructed with two or three wires in parallel or consists of HF strands.

- Übertrager hoher Leistung von etwa 100 bis 1000 W mit einer Schaltfrequenz größer 50 kHz.- High power transformers of approximately 100 to 1000 W with a switching frequency greater than 50 kHz.

In diesem Fall besteht die Primärseite aus Runddrahtwicklungen oder HF-Litze. Sie ist ebenfalls zwei- oder dreiadrig parallel ausgeführt. Die Sekundärseite besteht aus Kupferfolie oder HF-Litze.In this case, the primary side consists of round wire windings or HF stranded wire. It is also designed with two or three wires in parallel. The secondary side consists of copper foil or HF stranded wire.

Diese aufgeführten Übertrager wurden beschrieben von 3. Wüstehube "Schaltnetzteile-Grundlagen, ,Entwurf, Schaltungsbeispiele", Expert-Verlag 1982 und von 0. Kilgenstein "Schaltnetzteile in der Praxis", Vogel-Verlag, Würzburg. Die Nachteile der Übertrager bestehen darin, daß deren Wicklungen meist verschachtelt sind und im allgemeinen das Wicklungsmaterial aus Draht oder HF-Litze besteht, das eine vorteilhafte Fertigung einschränkt.These transformers were described by 3. Wüstehube "Switching power supplies - basics, design, circuit examples", Expert-Verlag 1982 and by 0. Kilgenstein "Switching power supplies in practice", Vogel-Verlag, Würzburg. The disadvantages of the transformers are that their windings are usually interlocked and the winding material is generally made of wire or HF stranded wire, which limits advantageous production.

Außerdem werden die Probleme, die beim Skin- und Proximity-Effekt auftreten, in diesen bekannten Ausführungen, mit erhöhtem Aufwand verbunden, berücksichtigt.In addition, the problems that occur with the skin and proximity effects are taken into account in these known designs, which entails increased effort.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Wickelaufbau für Übertrager größer 50 kHz zu schaffen, der die Probleme des Skin- und Proximity-Effektes sowie eine günstigere Verlustleistungsabführung bewältigt. The invention specified in claim 1 is based on the problem of creating a winding structure for transformers greater than 50 kHz that overcomes the problems of the skin and proximity effects as well as more favorable power loss dissipation.

Dieses Problem wird mit Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst.This problem is solved by measures of claim 1.

Mit der Erfindung wird im Anwendungsfall eine günstigere Wickeltechnologie erzielt, es kann mit einer vertretbaren Übertemperatur gearbeitet werden und mit Hilfe einer Hilfswicklung ist neben der Gewinnung einer Hilfsspannung eine Schirmwirkung erreichbar.The invention achieves a more cost-effective winding technology in the application, it is possible to work with a reasonable excess temperature and with the help of an auxiliary winding a shielding effect can be achieved in addition to generating an auxiliary voltage.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in den Ansprüchen 2 und 3 beschrieben. Im Rahmen dieser Weiterbildung wird als Wickelmaterial für die Primär-, Hilfs- und Sekundärspulen ein Laminat verwendet, bei dem die Metallfolie mittig mit einer an beiden Schnittkanten überstehenden Isolierfolie kombiniert ist. Die Grund-, Zwischen- und Deckisolation besteht aus Isolierfolie , ähnlich wie im Anspruch 1 dargestellt.An advantageous embodiment of the invention is described in claims 2 and 3. In this development, a laminate is used as the winding material for the primary, auxiliary and secondary coils, in which the metal foil is combined in the middle with an insulating foil protruding from both cut edges. The base, intermediate and cover insulation consists of insulating foil, similar to that shown in claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Figur 1 bis 2 erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is explained with reference to Figures 1 to 2. They show

Figur 1 einen Schnitt durch den Wickel des Leistungsübertragers in prinzipieller Darstellung, Figur 2 eine Kontaktierungsanordnung. In Figur 1 ist der Wickel des Leistungsübertragers auf der Basis eines durchlaufenden Streifens Isolierfolie (Polyamid-Papier) 12 (Figur 2) aufgebaut, der auf dem Kern 1 mit zwei Lagen die Grundisolation 2, jeweils mit einer Lage die Lagenisolation 3 der &eegr; Kupferfolien-Windungen / Primärwicklung 4 , mit drei Lagen die Zwischenisolation 5, die Lagenisolation 7 der Kupferfolien-Hilfswicklung 6, die Zwischenisolation 8,Figure 1 shows a section through the winding of the power transformer in a basic representation, Figure 2 shows a contact arrangement. In Figure 1, the winding of the power transformer is constructed on the basis of a continuous strip of insulating foil (polyamide paper) 12 (Figure 2), which has two layers of basic insulation 2 on the core 1, one layer of layer insulation 3 of the η copper foil turns / primary winding 4, three layers of intermediate insulation 5, layer insulation 7 of the copper foil auxiliary winding 6, intermediate insulation 8,

die Lagenisolation 9 der Sekundär-Wicklung aus Kupferfolie 10 und die Deckisolation 11 mit drei Lagen realisiert. the layer insulation 9 of the secondary winding is made of copper foil 10 and the cover insulation 11 is made of three layers.

Die Kontaktierung der Primärwicklung und der Hilfswicklung nach außen ist in Figur 2 prinzipiell dargestellt. Sie erfolgt mit Kupfer-Runddraht 14; 15 bzw. 16; 17, die der Sekundärwicklung mit HF-Litze 18; 19, wobei die Verbindungen zu den Kupferfolien mittels Lötverfahren realisiert sind. Die Lötstellenbereiche 20 sind mit Polyamid-Folienzuschnitten 13 hinterlegt und abgedeckt.The contacting of the primary winding and the auxiliary winding to the outside is shown in principle in Figure 2. It is made with copper round wire 14; 15 or 16; 17, that of the secondary winding with HF stranded wire 18; 19, whereby the connections to the copper foils are realized by means of a soldering process. The soldering point areas 20 are backed and covered with polyamide foil cut-outs 13.

Claims

Protection claims

1. Foil power transformer, in particular for electronic converters, preferably with a ferrite core of the optimal ETD series, taking into account the effective conductive layer thickness determined by Fourier analysis and the proximity effect, in which primary, auxiliary and secondary windings made of metal foil strips are applied to a coil body, which are separated by insulation strips and embedded in base and cover insulation and contact lugs are attached to the metal foil strip, characterized in that the metal foil strips of the primary, auxiliary and secondary windings consist of different widths and/or thicknesses and layer insulation is provided between the metal foils, intermediate insulation is provided between the different windings and the base, layer, intermediate and cover insulation consists of a continuous strip corresponding to the required dielectric strength of several layers of insulating foil and the metal foil strips from different feeds are inserted centrally on or between the insulating foil.

2. Foil power transformer according to claim 1, characterized in that the primary, auxiliary and secondary windings consist of laminates.

3. Foil power transformer according to claim 2, characterized in that the laminates consist of a composite of a centrally arranged metal foil and an insulating foil protruding at the cut edges.