DE29623289U1 - High voltage transformer - Google Patents

Description

LOEWE OPTA GmbH G 816LOEWE OPTA GmbH G 816

Industriestraße 11 96317 KronachIndustriestrasse 11 96317 Kronach

Transformator zur Erzeugung einer HochspannungTransformer for generating high voltage

Die Erfindung betrifft einen Transformator zur Erzeugung einer Hochspannung, aufweisend einen Ferrritkern, mindestens eine Primärwicklung, die von &iacgr;&ogr; einem Strom mit einer Frequenz gespeist wird, die höher als die Netzfrequenz ist und mindestens eine Hochspannungswicklung als Sekundärwicklung aufweist.The invention relates to a transformer for generating a high voltage, having a ferrite core, at least one primary winding which is fed by a current with a frequency which is higher than the mains frequency and has at least one high-voltage winding as a secondary winding.

Derartige Hochspannungstransformatoren werden beispielsweise in Monitore und Fernsehapparate zur Generierung der für das Betreiben der Bildröhre notwendigen Hochspannungen eingesetzt. Die bekannten Hochspannungstransformatoren weisen mindestens eine Hochspannungswicklung, eine Primärwicklung zum Anschluß an die Stromversorgungsquelle und ggf. weitere Sekundwärwicklungen zur Erzeugung von Hilfsspannungen, die für den Betrieb der verschiedenen Schaltungen erforderlich sind, auf. Solchen Hochspannungsgeneratoren sind in der Regel Kaskadenschaltungen zur Aufstockung der Hochspannung nachgeschaltet. Solche Schaltungen können aber auch in dem Transformator selbst integriert sein. Derartige Transformatoren sind sogenannte Dioden-Split-Transformatoren, wobei die Dioden-Kondensatorkaskaden in dem Gehäuse des Transformators mit integriert und Wicklungskapazitäten die Kondensatoren sind. Bei allen bekannten Hochspannungstransformatoren werden Primär- und Sekundärwicklungen einschließlich der Hochspannungswicklungen auf gekoppelte oder unabhängig voneinander gelagerte Spulenkörper gewickelt, die aus Isoliermaterial bestehen und bei stehender Ausführung des Ferritkerns an eine Trägerplatine mit gebißförmig vorgesehenen Anschlußelementen angeschlossen sind. Übliche Hochspannungstransformatoren, wie sie in Fernsehgeräten für die Generierung einer 30 kV Hochspannung für die Anode der Bildröhre mit integrierter Kaskade verwendet werden, weisen Hochspannungspulen mit ca. 3000 bis 3200 Windungen auf. Die Primärwicklungen weisen ca. 140 Windungen auf. Entsprechend den benötigten Hilfsspannungen erfolgt dabei eine Anpassung der Windungszahl der Sekundärwicklungen.Such high-voltage transformers are used, for example, in monitors and television sets to generate the high voltages required to operate the picture tube. The known high-voltage transformers have at least one high-voltage winding, a primary winding for connection to the power supply source and, if necessary, further secondary windings for generating auxiliary voltages required for the operation of the various circuits. Such high-voltage generators are usually followed by cascade circuits to increase the high voltage. Such circuits can also be integrated into the transformer itself. Such transformers are so-called diode split transformers, with the diode-capacitor cascades integrated into the housing of the transformer and the winding capacitances being the capacitors. In all known high-voltage transformers, primary and secondary windings, including the high-voltage windings, are wound on coupled or independently mounted coil bodies, which are made of insulating material and, when the ferrite core is in a standing position, are connected to a carrier board with teeth-shaped connection elements. Common high-voltage transformers, such as those used in television sets to generate a 30 kV high voltage for the anode of the picture tube with an integrated cascade, have high-voltage coils with around 3000 to 3200 turns. The primary windings have around 140 turns. The number of turns of the secondary windings is adjusted according to the auxiliary voltages required.

Die bekannten Hochspannungstransformatoren werden nach der Fertigstellung vergossen, um Hochspannungsüberschläge zu vermeiden. Sie sind in der Herstellung sehr aufwendig und teuer und beinhalten diverse Isolierstoffe, die als umweltbedenk!ich eingestuft werden können. Darüber lassen sich die Hochspannungswicklungen ökonomisch nur mit Spezialmaschinen herstellen. The well-known high-voltage transformers are cast after completion in order to avoid high-voltage arcing. They are very complex and expensive to manufacture and contain various insulating materials that can be classified as environmentally harmful. In addition, the high-voltage windings can only be manufactured economically using special machines.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Hochspannungswicklungen eines Hochspannungstransformators derBased on the state of the art, the invention is based on the task of the high-voltage windings of a high-voltage transformer of

&iacgr;&ogr; gattungsgemäßen Art derart anzuordnen, daß die Länge des Joches, auf dem die Hochspannungswicklung aufgebracht ist, verkürzt werden kann, daß eine variable Anpassung der Windungszahl erst bei der Endmontage eines Hochspannungstransformators ermöglicht ist und daß die Hochspannungswicklungen unvergossen eingesetzt werden können. Ein weiteres Ziel besteht darin, auf einfache Weise Kaskadenschaltungen zur Generierung einer gleichzeitigen Hochspannung mit integrieren zu können.&iacgr;&ogr; generic type in such a way that the length of the yoke on which the high-voltage winding is mounted can be shortened, that a variable adjustment of the number of turns is only possible during the final assembly of a high-voltage transformer and that the high-voltage windings can be used without being cast. A further aim is to be able to integrate cascade circuits in a simple manner to generate a simultaneous high voltage.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Ausgestaltung eines Transformators der gattungsgemäßen Art gemäß der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by designing a transformer of the generic type according to the teaching of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen im einzelnen angegeben.Advantageous further developments of the invention are specified in detail in the dependent subclaims.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß abweichend vom bisherigen Stand der Technik die Hochspannungswicklungen nicht als wilde oder Lagenwicklungen auf einen Spulenkörper aufgebracht sind, der auf ein Joch des Ferritkerns aufsteckbar ist oder die Primärwicklungen umgibt, sondern daß in neuartiger Anordnung spiralförmig verlaufende Spulen auf Scheibenträgem entweder ein- oder beidseitig aufgebracht sind, deren Endanschlüsse jeweils miteinander verbunden sind, wobei der Wicklungssinn dieser spiralförmigen Spulen so verläuft, daß sich die Induktionsströme addieren und nicht gegeneinander aufheben. Der scheibenförmige Träger kann dabei eine Folie, ja sogar eine flexible Folie oder ein keramischer Träger sein, auf dem die einzelnen Spulenwindungen durch Ätztechnik oder durch Drucktechnik aufgebracht sind. Es hat sich gezeigt, daß sich auf diese Weise die einzelnen Spulen und Träger normieren lassen und jede beliebige Zusammenstellung für die Erzeugung der Hochspannung bei der Endmontage vorgenommen werden kann. So können unter Verwendung gleicher Schei-The essence of the invention is that, in contrast to the previous state of the art, the high-voltage windings are not applied as random or layered windings to a coil body that can be plugged onto a yoke of the ferrite core or surrounds the primary windings, but that in a new arrangement spiral coils are applied to disk carriers either on one or both sides, the end connections of which are connected to each other, whereby the winding direction of these spiral coils is such that the induction currents add up and do not cancel each other out. The disk-shaped carrier can be a foil, even a flexible foil or a ceramic carrier, onto which the individual coil turns are applied by etching or printing. It has been shown that in this way the individual coils and carriers can be standardized and any combination can be made for the generation of high voltage during final assembly. Thus, by using the same disks,

ben Hochspannungswicklungen, beispielsweise zwischen 22 und 35 kV, mühelos durch Hintereinanderschaiten entsprechender Spulen, durch Aufeinanderschichten der Scheiben und durch Kontaktierung der Anschlüsse hergestellt werden, ohne daß besondere angepaßte Spulen gewickelt werden müssen. Ein so hergestellter Transformator, bei dem auf einem Joch die Hochspannungswicklungen aufgebracht sind und auf einem anderen Joch die Primärwicklungen und ggf. auch weitere Hilfswicklungen, läßt sich in den verschiedensten Bauformen der Kerne miteinander kombinieren, ebenso in Flachbauweise oder hochgestellter Bauweise anordnen.High-voltage windings, for example between 22 and 35 kV, can be easily manufactured by connecting the corresponding coils in series, by stacking the discs on top of one another and by contacting the connections, without having to wind specially adapted coils. A transformer manufactured in this way, in which the high-voltage windings are mounted on one yoke and the primary windings and possibly other auxiliary windings on another yoke, can be combined with one another in a wide variety of core designs, and can also be arranged in a flat or raised design.

Darüber hinaus bietet diese Technologie die Möglichkeit, die Kapazität zwischen den einzelnen Spulen von benachbarten Trägern für die Kaskadierung mit zu verwenden, so daß durch Zwischenschalten von einzelnen Dioden zwischen den Spulen benachbarter Träger oder aber auch in die Windungen der einzelnen Spulen geschaltete Dioden die Kaskadierung realisieren, wobei die Spulenkapazitäten zwischen den benachbarten Spulen ausgenutzt werden.In addition, this technology offers the possibility of using the capacitance between the individual coils of neighboring carriers for cascading, so that cascading can be achieved by interposing individual diodes between the coils of neighboring carriers or by diodes connected in the turns of the individual coils, whereby the coil capacitances between the neighboring coils are utilized.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele ergänzend erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the embodiments shown in the drawings.

In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:

Fig. 1 einen erfindungsgemäß aufgebauten Transformator, wie er in
Fernsehempfangsgeräte einsetzbar ist,Fig. 1 shows a transformer constructed according to the invention, as shown in
television receivers,

Fig.2a stellt eine schematisch dargestellten Variante eines
Hochspannungstransformators nach Anspruch 1 dar,Fig.2a shows a schematically illustrated variant of a
High-voltage transformer according to claim 1,

Fig. 2b eine Ersatzschaltung eines Transformators nach Fig. 1 bzw.
Fig. 2a in Kaskadenausführung,Fig. 2b shows an equivalent circuit of a transformer according to Fig. 1 or
Fig. 2a in cascade design,

Fig. 3 die schematische Darstellung eines Wickelaufbaus einer
einzelnen Scheibe einer Hochspannungswicklung,Fig. 3 shows a schematic representation of a winding structure of a
single disc of a high-voltage winding,

Fig. 4 die zweite Lagenwicklung entsprechend Fig. 3 und
Fig. 5 eine Variante einer Wicklung mit integrierten Dioden.Fig. 4 the second layer winding according to Fig. 3 and
Fig. 5 a variant of a winding with integrated diodes.

Der in Fig. 1 darstellte Hochspannungstransformator für die Generierung der Hochspannung in Fernsehgeräten und Monitoren besteht aus einem Ferritkern 1, der im Ausführungsbeispiel ein Doppel-U-Kern ist, auf dessen einem Schenkel (Joch 6) des einen U-Teils eine Hochspannungswicklung nach der Erfindung aufgebracht ist und auf dessen anderem Schenkel 11 des zweiten U-Teils eine Primärwicklung 2 sowie ggf. weitere Hilfswicklungen zur Generierung von weiteren Sekundärspannung aufgebracht sind. Die Primärwicklung und die Hilfswicklungen sind in bekannter Weise auf Spulenkörpern gewickelt und ihre Enden an die unteren Anschlußstifte 12 angelötet, die aus einer Halteplatine 19 unten hervorstehen und in bekannter Weise gebißförmig ausgebildet und in ein Lochraster einer Leiterplatte einsteckbar und an der Unterseite anlötbar ausgeführt sind. Die Halteplatine 19 trägt darüber hinaus den Ferritkern 1 und somit den gesamten Transformator. In einer Variante, die gestrichelt dargestellt ist, wird ein Doppel-E-Kern verwendet, der einen oberen Aufsatz 15 aufweist. Die Luftspalte sind überdimensioniert dargestellt und mit dem Bezugszeichen 16 versehen.The high-voltage transformer shown in Fig. 1 for generating high voltage in television sets and monitors consists of a ferrite core 1, which in the exemplary embodiment is a double U-core, on one leg (yoke 6) of one U-part a high-voltage winding according to the invention is applied and on the other leg 11 of the second U-part a primary winding 2 and possibly further auxiliary windings for generating further secondary voltage are applied. The primary winding and the auxiliary windings are wound on coil bodies in a known manner and their ends are soldered to the lower connection pins 12, which protrude from a holding board 19 at the bottom and are designed in a known manner to be bit-shaped and can be inserted into a hole pattern of a circuit board and soldered to the underside. The holding board 19 also carries the ferrite core 1 and thus the entire transformer. In a variant shown in dashed lines, a double E core is used, which has an upper attachment 15. The air gaps are shown oversized and are provided with the reference number 16.

Der &Egr;-Kern hat gegenüber dem U-Kern den Vorteil, daß er einen größeren magnetischen Querschnitt aufweist. Die Ausgestaltungsform hängt dabei vom jeweiligen Einsatzbereich des Transformators und seinen Dimensionierungen, den geforderten Leistungen und den Einbaumöglichkeiten ab. Wie aus Fig. 1 ferner ersichtlich ist, befindet sich die Hochspannungswicklung, bestehend aus symbolisch dargestellten drei Trägern, links neben dem Luftspalt 16. Dies hat den Vorteil, daß keine Erwärmungen in den Wicklungen durch das Streufeld bedingt durch den Luftspalt 16 hervorgerufen werden können. Die einzelnen Träger 4 sind durch Isolierzwischenlagen, durch ringförmige oder punktförmige Zwischenlagen 10, im äußeren Randbereich voneinander auf Distanz gehalten. Die Anordnung der Scheiben ist dabei so gewählt, daß die Potentialspannung 0 dem Verbindungskernschenkel naheliegt, während das höhere Potential gegen den Luftspalt läuft. Dies hat den Vorteil, daß Hochspannungsfestigkeiten allein schon aufgrund der baulichen Anordnung erreicht und somit Überschläge auf den Ferritkern verhindert werden.The Egr; core has the advantage over the U core that it has a larger magnetic cross-section. The design depends on the respective application area of the transformer and its dimensions, the required performance and the installation options. As can also be seen from Fig. 1, the high-voltage winding, consisting of three symbolically represented supports, is located to the left of the air gap 16. This has the advantage that no heating can be caused in the windings by the stray field caused by the air gap 16. The individual supports 4 are kept at a distance from one another in the outer edge area by insulating intermediate layers, by ring-shaped or point-shaped intermediate layers 10. The arrangement of the disks is selected so that the potential voltage 0 is close to the connecting core leg, while the higher potential runs against the air gap. This has the advantage that high-voltage strengths are achieved simply due to the structural arrangement and thus arcing on the ferrite core is prevented.

Fig. 2a zeigt eine schematische Darstellung des in Fig. 1 dargestellten Transformators mit anderer Anordnung der Ferritkerne 17, wobei die Primärwicklung 2 auf dem linken Joch, die Hilfswicklungen 14 auf dem oberen Joch des linken U-Teils 18 aufgewickelt sind und die erfindungsgemäßenFig. 2a shows a schematic representation of the transformer shown in Fig. 1 with a different arrangement of the ferrite cores 17, whereby the primary winding 2 is wound on the left yoke, the auxiliary windings 14 on the upper yoke of the left U-part 18 and the inventive

Hochspannungsspulen mit den Trägern 4 auf dem rechten Verbindungsjoch angeordnet sind. Auch hier gilt, wie aus der Darstellung ersichtlich, daß die Spule, die dem unteren Jochschenkel am nächsten ist, möglichst auf niedriges Potential gelegt ist, während die Spule, die sich auf dem oberen Träger 4 befindet, das höchste Potential aufweisen kann.High-voltage coils are arranged with the supports 4 on the right-hand connecting yoke. Here too, as can be seen from the illustration, the coil closest to the lower yoke leg is set to the lowest possible potential, while the coil located on the upper support 4 can have the highest potential.

In Fig. 2b ist eine Ersatzschaltung eines Hochspannungstransformators ohne Hilfswicklungen dargestellt. Die Primärwicklung 2 ist über den Kern magnetisch mit den Spulen 13, die auf den Trägern 4 angebracht sind,Fig. 2b shows an equivalent circuit of a high-voltage transformer without auxiliary windings. The primary winding 2 is magnetically connected via the core to the coils 13, which are mounted on the supports 4.

&iacgr;&ogr; gekoppelt, so daß in diesen eine Hochspannung entsprechend dem Windungszahlverhältnis induziert wird. Die erste Spule ist dabei über die Diode D1 in Reihe mit der zweiten Spule, diese über eine weitere Diode D2 in Reihe mit der dritten und diese über eine weitere Diode D3 mit der vierten und diese über eine Diode 4 mit einer fünften Teilspule gegen Kaskade geschaltet, so daß unter Ausnutzung der eingezeichneten Leitungskapazitäten C|_ zwischen den einzelnen Spulen, die auf den Scheiben aufgebracht sind, und unter zusätzlicher Hinzuschaltung eines Fußpunktkondensators C zwischen Fußpunkt und gemeinsamer Masseverbindung 8 eine in bekannter Weise erfolgende Verdopplung der Spannung von Spule zu Spule stattfindet, so daß am Ausgang 7 die gewünschte gleichgerichtete Hochspannung zur Verfügung steht. Die Kaskadenanordnung ist von herkömmlichen Dioden-Split-Transformatoren an sich bekannt.γγ are coupled so that a high voltage is induced in them in accordance with the ratio of the number of turns. The first coil is connected in series with the second coil via the diode D1, this is connected in series with the third via a further diode D2, this is connected in series with the fourth via a further diode D3, and this is connected in series with a fifth partial coil via a diode 4, so that by utilizing the line capacitances C|_ shown between the individual coils that are applied to the disks, and by additionally connecting a base point capacitor C between the base point and the common ground connection 8, a doubling of the voltage from coil to coil takes place in a known manner, so that the desired rectified high voltage is available at the output 7. The cascade arrangement is known per se from conventional diode split transformers.

Die erfindungswesentliche Ausbildung der Hochspannungswicklungen ist schematisch in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt. Die Spulen sind auf flachen Trägern 4 aufgebracht. Der Einfachheit halber sind die einzelnen Windungen in einem sehr großen Abstand und nur als Segmentausschnitte dargestellt. Real sind auf einer Scheibe der Größenordnung ca. 6x6 cm ca. 160 Windungen aufgebracht. Der scheibenförmige Träger kann ein Keramiksubstratträger oder z.B. auch eine Folie sein, auf der die Leiterzüge, die die Windungen bilden, durch Ätztechnik als Kupferbahn ausgebildet oder mit Druckpasten aufgedruckt werden, die die geforderten elektrischen Werte aufweisen. Die radial zu dem Kerndurchbruch 5, in den das Joch 6 einsetzbar ist, eingezeichneten Linien sollen nur den Segmentausschnitt begrenzen. Dies gilt auch bezüglich der Ausführungen in Fig. 4 und 5. Wie ersichtlich, beginnt die spiralförmige Spulenanordnung zentrisch am Anschlußpunkt 8 und wird um die Kernbohrung 5 so weit herumgeführt, bis die gewünschte Windungszahl erreicht ist. Das Ende der Wicklung ist mit 7 bezeichnet. InThe design of the high-voltage windings essential to the invention is shown schematically in Fig. 3, 4 and 5. The coils are applied to flat supports 4. For the sake of simplicity, the individual turns are shown at a very large distance and only as segment cutouts. In reality, around 160 turns are applied to a disk of the order of 6x6 cm. The disk-shaped support can be a ceramic substrate carrier or, for example, a film on which the conductor tracks that form the turns are formed as a copper track using etching technology or printed with printing pastes that have the required electrical values. The lines drawn radially to the core opening 5, into which the yoke 6 can be inserted, are only intended to delimit the segment cutout. This also applies to the designs in Fig. 4 and 5. As can be seen, the spiral coil arrangement begins centrally at the connection point 8 and is guided around the core bore 5 until the desired number of turns is reached. The end of the winding is marked with 7. In

entsprechender Weise verläuft nun entweder an der Unterseite des scheibenförmigen Trägers 4 oder an dem darunter befindlichen Träger 4 die Windungsanordnung in einem solchen Wicklungssinn, daß Anfang und Ende der einen Wicklung mit der benachbarten Wicklung so verbunden werden können, daß diese in Reihe geschaltet sind (Anfang/Ende, Anfang/Ende ....). Nur dadurch ist es in bekannter Weise möglich, die gewünschte Spannungsaufstockung zu erzielen.In a corresponding manner, the winding arrangement now runs either on the underside of the disk-shaped carrier 4 or on the carrier 4 located underneath in such a winding direction that the beginning and end of one winding can be connected to the adjacent winding in such a way that they are connected in series (beginning/end, beginning/end...). Only in this way is it possible, in a known manner, to achieve the desired voltage increase.

Die einzelnen Windungen 13 werden nach der Fertigstellung mit einer Isolierschicht überzogen, so daß sie elektrisch von der benachbarten Spule ebenso isoliert sind wie eine Spulenanordnung an beiden Seiten eines Trägers. Es kann aber auch eine Zwischenfolie zur Isolierung zwischen benachbarten Scheiben eingebracht werden. Darüber hinaus können Abstandsringe 10 aus einem Isoliermaterial bestehend oder aus leitendem Gummi vorgesehen sein, so daß auf einfache Weise ein Kurzschlußring oder ein Abschirmring, der dann auf Massepotential gelegt werden kann, realisiert werden kann. Die Windungsenden 8 und 7 bzw. 8 und 9 werden entweder mit den benachbarten Anfängen bzw. Enden der Wicklungen verbunden oder am Paketende über einen Kondensator C gegen Masse geschaltet und der andere Anschluß 7 mit der Anode der Bildröhre verbunden, an der die gewünschte Hochspannung anliegen soll.After completion, the individual turns 13 are covered with an insulating layer so that they are electrically insulated from the adjacent coil in the same way as a coil arrangement on both sides of a carrier. However, an intermediate foil can also be inserted for insulation between adjacent disks. In addition, spacer rings 10 made of an insulating material or of conductive rubber can be provided so that a short-circuit ring or a shielding ring, which can then be connected to ground potential, can be easily created. The turns ends 8 and 7 or 8 and 9 are either connected to the adjacent starts or ends of the windings or connected to ground at the end of the package via a capacitor C and the other connection 7 is connected to the anode of the picture tube to which the desired high voltage is to be applied.

Es empfiehlt sich, unter Berücksichtigung der gewünschten Überschlagsfestigkeit die hohes Potential im Paket aufweisenden Spulen zum Rand hin beabstandet zu wickeln oder aber pyramidenförmig die Scheiben auszubilden und anzuordnen, wobei die Scheiben quadratisch oder auch rund ausgebildet sein können. Ebenso sind andere Formen möglich, beispielsweise um weitere Bauelemente in SMD-Technik mit auf die einzelnen Träger aufbringen zu können. Durch diese Anordnung wird vermieden, daß auch ohne Tränklack bei enger Bauweise ein Hochspannungsüberschlag auf den Ferritkern erfolgt.Taking into account the desired flashover resistance, it is recommended that the coils with high potential in the package be wound at a distance from the edge or that the disks be formed and arranged in a pyramid shape, whereby the disks can be square or round. Other shapes are also possible, for example, in order to be able to attach additional components to the individual carriers using SMD technology. This arrangement prevents a high-voltage flashover on the ferrite core from occurring even without impregnating varnish in a tight construction.

In Fig. 5 ist eine Variante dargestellt, bei der die Diode D einer Kaskadeschaltung mit auf den Träger aufgebracht wird, z.B. durch Unterbrechung der Bindungen und durch Einfügen von Dioden in SMD-Technik. Daraus ist ersichtlich, daß auch weitere Bauelemente, die eventuell zur Vergrößerung der Ladekapazität eingesetzt werden können (Kondensatoren drucktechnisch oder in Oberflächenbauweise), aufgebracht werden können.Fig. 5 shows a variant in which the diode D of a cascade circuit is also applied to the carrier, e.g. by interrupting the connections and inserting diodes using SMD technology. From this it is clear that other components that can possibly be used to increase the charging capacity (capacitors printed on or surface-mounted) can also be applied.

Es ist weiter aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich, daß die Wicklungen sehr einfach aufgebracht werden und die einzelnen Scheiben Bestandteil eines normierten Paketes sein können, die erst in der Endmontage zusammengesetzt werden können, und zwar entsprechend den elektrischen Anforderungen, die an sie gestellt werden. Bei entsprechender Auslegung können somit bei wenigen unterschiedlichen Druckbildern der Wicklungen beliebige Hochspannungstransformatoren zusammengesetzt werden. Die individuelle Gestaltung liegt dabei in der Zusammenfügung der einzelnen scheibenförmigen Träger und der Verbindung der Wicklungen untereinander. &iacgr;&ogr; Bei durchkontaktierten Windungen, beispielsweise indem in den Träger 4 ein Loch eingebracht wird und das Spulenende der einen Spule mit dem Spulenanfang der anderen Spule verbindbar ist. Dies kann durch Einbringen eines Kupfer- oder Brückenelementes in die Durchkontaktierung zur Brückenbildung erfolgen.It is also clear from Fig. 3 to 5 that the windings are very easily applied and the individual disks can be part of a standardized package that can only be put together in the final assembly, in accordance with the electrical requirements that are placed on them. With appropriate design, any high-voltage transformer can be put together with just a few different winding prints. The individual design lies in the assembly of the individual disk-shaped supports and the connection of the windings to one another. &iacgr;&ogr; With plated-through windings, for example by making a hole in the support 4 and connecting the coil end of one coil to the coil start of the other coil. This can be done by introducing a copper or bridge element into the plated-through connection to form a bridge.

Die Spulenenden bzw. Anfänge der Spulen auf den benachbarten Trägern werden zweckmäßigerweise durch Brückenglieder miteinander verbunden, wobei durch die Paketbildung einzelner Scheiben es möglich ist, den Abstand zwischen den Spulen und damit den Trägern variieren zu können, wodurch die Abstimmung des Hochspannungswickels auf eine Harmonische der Grundwelle auf einfache Weise möglich ist. Dadurch ist beispielsweise eine Abstimmung auf die dritte, fünfte oder neunte Harmonische auf einfache Weise möglich, wodurch der Innenwiderstand der Hochspannungsspule variiert werden kann.The coil ends or the beginnings of the coils on the adjacent supports are expediently connected to one another by bridge elements, whereby the formation of individual discs makes it possible to vary the distance between the coils and thus the supports, which makes it easy to tune the high-voltage winding to a harmonic of the fundamental wave. This makes it easy to tune to the third, fifth or ninth harmonic, for example, which makes it possible to vary the internal resistance of the high-voltage coil.

Claims (30)

SchutzsprücheProtection spells 1. Transformator zur Erzeugung einer Hochspannung, aufweisend einen Ferritkern (1), mindestens eine Primärwicklung (2), die von einem Strom mit einer Frequenz gespeist wird, die höher als die Netzfrequenz ist, und mindestens eine Hochspannungswicklung (3) als Sekundärwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (3) der Hochspannungswicklung auf scheibenförmigen Trägern (4) in Einlagentechnik auf mindenstens einer der beiden Seiten spiralförmig aufgebracht sind, und daß der scheibenförmige &iacgr;&ogr; Träger (10) einen Mittendurchbruch (5) aufweist und mit diesem auf ein Joch (6) des Spulenkerns (1) aufgesetzt ist.1. Transformer for generating a high voltage, comprising a ferrite core (1), at least one primary winding (2) which is fed by a current with a frequency which is higher than the mains frequency, and at least one high-voltage winding (3) as a secondary winding, characterized in that the coils (3) of the high-voltage winding are applied spirally to disk-shaped supports (4) using single-layer technology on at least one of the two sides, and that the disk-shaped support (10) has a central opening (5) and is placed with this on a yoke (6) of the coil core (1). 2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spulen tragende scheibenförmige Träger (4) zu einem Paket zusammengefaßt sind, und daß die Spulenanfänge (7) mit den Spulen (3) des benachbarten Trägers durch Randkontaktierung oder Durchkontaktierung derart miteinander verbunden sind, daß die Spulen (3) in Reihe geschaltet sind.2. Transformer according to claim 1, characterized in that several disk-shaped carriers (4) carrying coils are combined to form a package, and that the coil beginnings (7) are connected to the coils (3) of the adjacent carrier by edge contact or through-contact in such a way that the coils (3) are connected in series. 3. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungssinn der Spulen (3) benachbarter Träger derart ausgerichtet ist, daß die Spulen miteinander gekoppelt werden und der Induktionsfluß beider Spulen die gleiche Richtung aufweist.3. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the winding direction of the coils (3) of adjacent supports is aligned such that the coils are coupled to one another and the induction flux of both coils has the same direction. 4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleieher Wicklungsrichtung der innere Anschlußpunkt (8) mit dem inneren Anschlußpunkt (8) der nächstfolgenden Spule (3) verbunden ist, während der äußere Anschlußpunkt (7) ein Hochspannungsabgriffspunkt ist, und daß der äußere Anschlußpunkt (7) der nächstfolgenden Spule (3) mit dem äußeren Anschlußpunkt (7) der darauffolgenden Spule verbunden ist, und am Ab-Schluß des Stapels entweder der äußere Anschlußpunkt (7) der letzten Spule oder der innere Anschlußpunkt (8) der letzten Spule (3) den zweiten Hochspannungsanschluß bildet.4. Transformer according to claim 3, characterized in that, with the same winding direction, the inner connection point (8) is connected to the inner connection point (8) of the next coil (3), while the outer connection point (7) is a high-voltage tapping point, and that the outer connection point (7) of the next coil (3) is connected to the outer connection point (7) of the following coil, and at the end of the stack either the outer connection point (7) of the last coil or the inner connection point (8) of the last coil (3) forms the second high-voltage connection. 5. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Träger auf der Vorder- und Rückseite die Spulenanordnungen aufweisen, und daß zwischen benachbarten Spulenanordnungen eine Isolierscheibe zwischengefügt ist oder die Spulen und die Scheibe mit einem Isolierlack überzogen sind.5. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the disk-shaped supports have the coil arrangements on the front and back, and that an insulating disk is interposed between adjacent coil arrangements or the coils and the disk are coated with an insulating varnish. 6. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Träger Keramiksubstratträger, Silikonscheiben oder silikondotierte Folien oder Kunststoffolien sind.6. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the disk-shaped carriers are ceramic substrate carriers, silicone disks or silicone-doped films or plastic films. 7. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen geätzte Kupferspulen oder aufgedruckte Spulen aus druckfähigen Metallpasten sind.7. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the coils are etched copper coils or printed coils made of printable metal pastes. 8. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an bestimmten Anschlußpunkten in einer bedruckten Spule oder zwischen benachbarten Spulen auf verschiedenen Trägern (4) Dioden (D) in Flußrichtung zwischengeschaltet sind.8. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that diodes (D) are interposed in the direction of flow at certain connection points in a printed coil or between adjacent coils on different supports (4). 9. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Wickelkapazität (Leitungskapazität) an dem Anschlußpunkt gegen Masse geschaltete Kondensatoren vorgesehen sind.9. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that in addition to the winding capacitance (line capacitance) capacitors connected to ground are provided at the connection point. 10. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der hintereinanderliegenden Wicklungen auf einzelnen Trägern die Höhe der Hochspannung bestimmt, wobei die Ausgangshochspannung eine Funktion der Anzahl der Spulen auf den Scheiben sowie deren Windungen ist.10. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the number of windings arranged one behind the other on individual supports determines the level of the high voltage, the output high voltage being a function of the number of coils on the disks and their turns. 11. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger unterschiedliche Windungszahlen aufgebracht sind.11. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that different numbers of turns are applied to the carrier. 12. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen unterbrochen und zusätzliche Dioden (D) eines Diodensplit-Transformators zwischengeschaltet sind.12. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the windings are interrupted and additional diodes (D) of a diode split transformer are interposed. 13. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger rund oder quadratisch oder rechteckförmig ist und die an den Randbereich herausgeführten Kontaktierungspunkte (7, 8) der Windung Durchgangsbohrungen zur Herstellung von Durchkontaktierungen zur nächstfolgenden Spule oder zum Anschluß des nächstfolgenden Anschlußpunktes (9) des Trägers (4) aufweisen.13. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier is round or square or rectangular and the contact points (7, 8) of the winding that are led out to the edge area have through holes for producing through-contacts to the next coil or for connecting the next connection point (9) of the carrier (4). 14. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchkontaktierung durch Löten, Pastendruck oder Verschweißen im Randbereich hergestellt ist.14. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the through-connection is produced by soldering, paste printing or welding in the edge region. 15. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegenden Anschiußpunkte (8) gleich ausgebildet sind.15. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the internal connection points (8) are of identical design. 16. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anschlußpunkten der einzelnen Träger (4) und/oder um die Spulenanordnung herum eine leitende Schicht (10) oder ein leitender Gummi aufgebracht ist, die oder der zugleich den Abstand zwischen benachbarten Trägern (4) definiert.16. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that between the connection points of the individual supports (4) and/or around the coil arrangement a conductive layer (10) or a conductive rubber is applied, which at the same time defines the distance between adjacent supports (4). 17. Transformator nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Ring aus elektrisch leitendem Material besteht und zur Abschirmung elektrischer Felder mit dem benachbarten Ring und mit Masse verbunden ist.17. Transformer according to claim 16, characterized in that an outer ring consists of electrically conductive material and is connected to the adjacent ring and to ground for shielding electrical fields. 18. Transformator nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring als eine Einzelspule oder als Kurzschlußspule mit mehreren Windungen ausgelegt ist.18. Transformer according to claim 17, characterized in that the outer ring is designed as a single coil or as a short-circuit coil with several turns. 19. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Hochspannungsanschluß mit dem Spulenkern verbunden ist, und daß der Spulenkern geerdet ist.19. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the one high-voltage terminal is connected to the coil core and that the coil core is earthed. 20. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Anschluß der Anschluß der Gesamtwicklungsanordnung ist.20. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the inner connection is the connection of the overall winding arrangement. 21. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen im gleichen Druckbild aufgebracht sind und somit bei mehreren Spulen übereinander die Windungen übereinanderliegen. 21. Transformer according to one of the preceding claims, characterized in that the coils are applied in the same print image and thus, in the case of several coils one above the other, the windings lie one above the other. 22. Transformator nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbild der Spulen so gegeneinander versetzt ist, daß die spiralförmigen Spulen jeweils um die Spulenbreite versetzt sind.22. Transformer according to claim 21, characterized in that the print image of the coils is offset from one another such that the spiral-shaped coils are each offset by the coil width. 23. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern ein U- oder ein &Egr;-Kern ist, und daß der auf ein Joch (11) aufgesetzte Spulenkörper ein Träger der Primär- und/oder zusätzlichen Hilfswicklung ist.23. Transformer according to claim 1, characterized in that the coil core is a U- or an E-core, and that the coil body placed on a yoke (11) is a carrier of the primary and/or additional auxiliary winding. 24. Transformator nach Anspruch 1 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (10) der Hochspannungspule im rechten Winkel zu der Primärspule angeordnet sind.24. Transformer according to claim 1 or 23, characterized in that the supports (10) of the high-voltage coil are arranged at right angles to the primary coil. &iacgr;&ogr; 25. Transformator nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (2) oberhalb oder unterhalb der Hochspannungsspulenanordnung (4) auf dem gleichen Spulenschenkel aufgebracht ist.&iacgr;&ogr; 25. Transformer according to claim 23, characterized in that the primary winding (2) is applied above or below the high-voltage coil arrangement (4) on the same coil leg. 26. Transformator nach Anspruch 1, 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern eine der Kombinationen der OU, EE, El oder Ul-Ausführungen26. Transformer according to claim 1, 24 or 25, characterized in that the core is one of the combinations of the OU, EE, El or Ul designs 27. Transformator nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung auf einem Spulenkörper aufgebracht ist, der zugleich die Anschluß-Pins für die Kontaktierung mit der Hochspannungsspule aufweist.27. Transformer according to one of claims 23 to 26, characterized in that the primary winding is applied to a coil body which also has the connection pins for contacting the high-voltage coil. 28. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Träger (4) mit den Wicklungen (13) auf dem Joch (6) zwischen Querjoch und Luftspalte (16) angeordnet sind, wobei die dem Querjoch nächstliegende Spule das niedrigste und die dem Luftspalt nächstliegende Spule das höchste Potential aufweist.28. Transformer according to one of claims 1 to 25, characterized in that the disk-shaped supports (4) with the windings (13) are arranged on the yoke (6) between the transverse yoke and the air gap (16), whereby the coil closest to the transverse yoke has the lowest potential and the coil closest to the air gap has the highest potential. 29. Transformator nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Wicklungen mit höherem Potential um den benötigten Sicherheitsabstand zum Ferritkernjoch proportional abgestuft ist.29. Transformer according to claim 28, characterized in that the outer diameter of the windings with higher potential is graduated proportionally by the required safety distance from the ferrite core yoke. 30. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 25, 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenabstände zwischen den Trägern (4) variierbar sind.30. Transformer according to one of claims 1 to 25, 28 or 29, characterized in that the intermediate distances between the supports (4) are variable.