DE19835639A1

DE19835639A1 - Hochfrequenztransformator mit Bandwicklung

Info

Publication number: DE19835639A1
Application number: DE19835639A
Authority: DE
Inventors: Fumiaki Nakao; Satoshi Ohta; Shinji Watanabe; Tetsuya Suzuki; Mikio Kitaoka
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1997-08-20
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 1999-02-25
Also published as: US5982264A; JPH1167543A; JP3147826B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochfrequenztransfor mator, der als Hochfrequenztransformator im Hochfrequenz bereich, wie etwa dem Fernsehsendefrequenzbereich, universell nutzbar ist, und einen Leistungstransformator für ein Schalt netzteil, und insbesondere einen Flachtransformator (Transformator mit Bandwicklung).

Bei den vorstehend erläuterten Hochfrequenztransformatoren kann ein Draht großen Durchmessers nicht verwendet werden, um den Skin-Effekt und den Nachbarschaftseffekt zu vermeiden, weshalb Versuche unternommen worden sind, einen dünnen und feinen Draht parallel gewickelt zu verwenden. In den zurückliegenden Jahren ist außerdem eine Bandwicklung zur Transformatorherstellung im Zusammenhang mit den Fortschritten auf dem Gebiet der Technik der Herstellung leitender Muster eingesetzt worden.

Bei der in Fig. 6 gezeigten herkömmlichen Struktur sind jedoch dieselben Anordnungen auf Oberflächen A und B eingesetzt wor den, und zwar aufgrund des Einflusses eines Leckmagnetflusses Magnetfeld in der Nähe eines Spalts g am zentralen Schenkel eines EI-Kerns, wodurch zwischen den Wicklungen "a" und "b" eine Differenz der induzierten Spannung erzeugt wird, so daß ein Verlust aufgrund von Ringstrom (Wirbelstrom), der nicht als besonders wesentlich erachtet wurde, zunimmt bzw. an Bedeutung gewinnt.

Das heißt, in einem Wicklungsbereich eines Transformators unterscheidet sich der magnetische Windungsfluß zwischen den vorstehend genannten Wicklungen "a" und "b" derart, daß Wirbel strom erzeugt wird, der in die Wicklung "a" und "b" fließt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, das vorstehend genannte Problem zu überwinden und einen verbes serten Transformator mit Bandwicklung, bandartige Wicklungen umfassend, zu schaffen, der in der Lage ist, den Wirbelstrom so stark wie möglich zu reduzieren und den Umrichtwirkungsgrad zu erhöhen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben.

Demnach sind bei dem erfindungsgemäßen Transformator mit Band wicklung Wicklungen auf ersten und zweiten Oberflächen bezüg lich ihrem Wickelsinn entgegengesetzt angeordnet. In Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Hochfrequenz transformator mit Bandwicklung unter Verwendung von bandartigen Wicklungen bereitgestellt, bei welchem die Wicklungen derart angeordnet sind, daß eine Wicklung auf einer ersten Oberfläche (des Bands) in umgekehrter Richtung gewickelt ist wie eine Wicklung auf der zweiten Oberfläche (des Bands). Mit anderen Worten, weisen die Wicklungen (zu beiden Seiten des Bands) einen umgekehrten Wickelsinn auf.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen beispiel haft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht einer Ausführungsform eines Transformators mit EI-Kern unter Darstellung einer Wicklungsanordnung und des Magnetfelds eines Transformators mit Bandwicklung und EI-Kern, bei welchem der E-Kern und der I-Kern in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kombiniert sind,

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm von Wicklungen des Transformators von Fig. 1,

Fig. 3 Wicklungsstrukturen des erfindungsgemäßen Transformators gemäß Fig. 1 und 2,

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm der Struktur von Wicklungen gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine Ansicht einer Wicklungspositionsstruktur von Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht eines EI-Kerns unter Darstellung eines Bei spiels einer herkömmlichen Struktur und ihres Magnetfelds, und Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm des Transformators von Fig. 6.

Fig. 1 zeigt im Schnitt einen sogenannten EI-Transformator 10 mit einem E-Kern (einem E-förmigen Kern) 15 und einem I-Kern (einem I-förmigen Kern) 16. Fig. 2 zeigt ein Schaltungsdiagramm der Struktur von Fig. 1. Fig. 3 zeigt eine Ansicht von Wick lungsstrukturen des Transformators von Fig. 1 und eine Ober fläche A und eine Oberfläche B in Fig. 3 sind von oben gesehen gezeigt.

In Fig. 1, 2 und 3 weist der Transformator 10 eine erste Ober fläche 11 (Oberfläche A) und eine zweite Oberfläche 12 (Oberfläche B) auf. Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die erste Oberfläche 11 eine Anordnung "a,b,a,b," ausgehend von außen nach innen auf, und die zweite Oberfläche 12 weist eine Anord nung "b,a,b,a" ausgehend von der Außenseite im Gegensatz zu der ersten Oberfläche auf. Die Wicklung "a" auf der ersten Ober fläche ist elektrisch mit der Wicklung "a" auf der zweiten Oberfläche verbunden, und in ähnlicher Weise ist die Wicklung "b" auf der ersten Oberfläche mit der Wicklung "b" auf der zweiten Oberfläche über ein Durchgangsloch 13, 14 verbunden.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen "x" einen Primärwick lungsabschnitt entsprechend einem Primärwicklungsabschnitt "x" Fig. 2.

Bezüglich der Sekundärwicklung sind die Wicklungsposition auf der ersten Oberfläche (Oberfläche A) und diejenige auf der zweiten Oberfläche (Oberfläche B) entgegengesetzt gewickelt bzw. weisen einen entgegengesetzten Wickelsinn auf.

In der nachfolgenden Tabelle 1 ist das Ergebnis einer Wick lungs- bzw. Windungsflußanalyse angeführt, erhalten durch Ver gleichen des Wicklungs- bzw. Windungsflusses (µ Wb), bereitge stellt durch eine Struktur der vorliegenden Erfindung, bei wel cher die parallel gewickelten Anordnungen der Sekundärwicklun gen "a" und "b" in dem Transformator mit Bandwicklung auf der ersten Oberfläche (Oberfläche A) entgegengesetzt verlaufend zu der zweiten Oberfläche (Oberfläche B), mit dem Wicklungs- bzw. Windungsfluß (µ Wb) gemäß einer herkömmlichen Struktur, bei welcher die Anordnungen bzw. der Wickelsinn der Wicklungen "a" und "b" derselbe auf der ersten Oberfläche (Oberfläche A) und der zweiten Oberfläche (Oberfläche B) ist.

Tabelle 1

Da wie vorstehend erläutert, der Unterschied des Windungsflus ses auf beiden Oberflächen minimiert werden kann, indem die Anordnungen der Wicklungen auf den ersten und zweiten Ober flächen entgegengesetzt getroffen bzw. umgekehrt ausgeführt sind, ist es möglich, die Erzeugung von Wirbelstrom auf ein minimales Niveau zu unterdrücken, wenn Parallelwickeln angewen det wird.

Obwohl Fig. 1 bis 3 ein Beispiel zeigen, bei welchem zwei Wick lungen "a" und "b" parallel gewickelt sind, ist es auch mög lich, eine Parallelwicklungsstruktur von drei oder mehr Wick lungen anzuwenden, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt.

Demnach zeigen Fig. 4 und 5 ein Beispiel einer Parallelwick lungsstruktur, umfassend eine Wicklung "c" neben den Wicklungen "a" und "b". Auch bei dieser Ausführungsform verläuft die Wick lungsstruktur auf der ersten Oberfläche entgegengesetzt zu der jenigen auf der zweiten Oberfläche bzw. hat einen entgegen gesetzten Wicklungssinn. Die Anordnung "a,b,c,a,b,c", ausgehend von der ersten Oberfläche ist auf der zweiten Oberfläche umge kehrt in Gestalt einer Anordnung "c,b,a,c,b,a", wie in Fig. 5 gezeigt.

Obwohl die vorstehend erläuterten Ausführungsformen sich auf einen Hochfrequenztransformator beziehen, der auf einem EI-Kern basiert, ist die Erfindung nicht auf einen derartigen Transfor mator-Typ beschränkt. Vielmehr erübrigt es sich darauf hinzu weisen, daß die Erfindung auch auf einen Hochfrequenztransfor mator mit einem anderen Kern als einem EI-Kern anwendbar ist. Die Erfindung kann gegebenenfalls auch auf ein Wicklungsteil angewendet werden, das sich von einem Transformator unterschei det, wie etwa auf einen Induktor oder dergleichen.

Da der Transformator mit Bandwicklung gemäß der vorliegenden Erfindung wie vorstehend angeführt aufgebaut ist, kann in den jeweiligen Wicklungen ("a" oder "b" oder dergleichen) selbst in Wicklungen für einen großen Hochfrequenzstrom elektromagne tisches Gleichgewicht erzielt werden, so daß Verluste aufgrund des Skin-Effekts und des Nachbarschaftseffekts unterdrückt wer den, wodurch der Verlust insgesamt minimiert wird.

Claims

1. Hochfrequenztransformator mit Bandwicklung unter Verwen dung von bandartigen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wicklung auf der ersten Oberfläche und eine Wick lung auf der zweiten Oberfläche (eines Bands) derart ange ordnet sind, daß die Wicklung auf der ersten Oberfläche einen entgegengesetzten Wicklungssinn relativ zu der Wick lung auf der zweiten Oberfläche aufweist.

2. Hochfrequenztransformator mit Bandwicklung nach Anspruch 1, wobei der Hochfrequenztransformator ein Transformator mit EI-Kern ist, bei welchem ein E-Kern mit einem I-Kern kombiniert ist.

3. Hochfrequenztransformator nach Anspruch 1 bzw. 2, wobei die Wicklungen parallel gewickelt sind.