DE3928792A1 - TRANSFORMERS FOR OPERATION INTERMITTING WITH A CLOCK FREQUENCY - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator für mit einer Taktfrequenz intermittierenden Betrieb, mit einem dreischenkligen Kern aus Eisenoxydkeramik, dessen Schenkel Fenster bilden, durch die Primär- und Sekundärwicklungen hindurchgeführt sind, wobei die übereinanderliegenden Primär- und Sekundärwicklungen mittels eines geerdeten kapazitiven Schirmes voneinander getrennt sind.The invention relates to a transformer for with a clock frequency intermittent operation, with a three-legged iron oxide ceramic core, the thighs Form windows through the primary and secondary windings are passed through, the superimposed Primary and secondary windings using an earthed capacitive screen are separated.

Derartige Transformatoren werden insbesondere in der Konsumelektronik als Netztransformatoren eingesetzt. Ihre Betriebsfrequenz liegt im Arbeitsbereich zwischen 16 kHz und 100 kHz. Zwischen der Primärwicklung und der Sekundär­ wicklung bildet sich eine Kapazität aus, die hochfrequente Störströme ungehindert fließen läßt. Diese Störströme werden mittels massiver Kupferabschirmungen abgeführt. In den aus Kupferblech bestehenden Abschirmungen bilden sich jedoch Wirbelströme aus, die große Verluste verursachen. Die damit im Zusammenhang stehende Erwärmung stellt nicht nur einen Energieverlust dar; die Verlustwärme muß auch aus den Geräten abgeführt werden muß. Insbesondere bei aufeinander gestapelten Geräten ist diese Wärmeabfuhr schwierig.Such transformers are used in particular in the Consumer electronics used as network transformers. Your Operating frequency is in the working range between 16 kHz and 100 kHz. Between the primary winding and the secondary a capacity develops, the high-frequency Interference currents can flow freely. This interference currents are dissipated using solid copper shields. In The shields made of copper sheet are formed however, eddy currents that cause large losses. The related warming does not pose just represents a loss of energy; the heat loss must also must be removed from the devices. Especially at stacked devices is this heat dissipation difficult.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Abschirmung zu schaffen, bei der die Wirbelstromverluste reduziert sind. It is an object of the invention to provide a shield create, in which the eddy current losses are reduced.  

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der kapazitive Schirm aus leitfähigen Schirmleiter­ streifen besteht, die parallel zueinander und auf Abstand auf einer Isolierfolie angeordnet und die miteinander mittels eines verbindenden Verbindungsleiterstreifens verbunden sind, wobei nebeneinander liegende Enden der Schirmleiterstreifen wenigstens an einem Schirmleiter­ streifenende elektrisch offen sind.The object is achieved according to the invention in that that the capacitive shield made of conductive shield conductor strip exists that are parallel to each other and at a distance arranged on an insulating film and the one with the other by means of a connecting connecting conductor strip are connected, with adjacent ends of the Shield conductor strips on at least one shield conductor streak ends are electrically open.

Durch diese Lamellierung der Abschirmung und die offenen Schirmleiterenden wird die Wirbelstromausbildung stark reduziert.This lamination of the shield and the open The eddy current formation becomes strong at the ends of the screen reduced.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß der kapazitive Schirm auf beiden Oberflächen der Isolierfolie vorgesehen ist und die Schirmleiter­ streifen der einen Oberfläche gegen die Schirmleiter­ streifen der anderen Oberfläche so gegeneinander versetzt sind, daß sich senkrecht zu der Folienebene ein geschlossener Schirm ergibt. Obwohl kapazitiv zwischen Primär- und Sekundärwicklung ein geschlossener Schirm gesehen wird, ist diese Abschirmung in Wirklichkeit elektrisch nicht vollständig geschlossen, sondern vielmehr im wesentlichen offen. Die Wirbelstromausbildung wird aufgrund der in sich nicht geschlossenen Abschirmung reduziert.According to a further embodiment of the invention is pre see the capacitive screen on both surfaces the insulating film is provided and the shield conductor strip one surface against the shield conductor stripes of the other surface so offset are that perpendicular to the film plane closed screen results. Although capacitive between Primary and secondary winding a closed screen seen, this shield is actually electrically not completely closed, but rather essentially open. The eddy current education will due to the shield not being closed in itself reduced.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß zur Verbesserung des Überlappens die Breite der Schirmleiterstreifen größer ist als ihre gegenseitigen Abstände. Die Verbesserung des Überlappens führt damit auch zu einer Verbesserung der Abschirmung. According to a further embodiment of the invention is pre see that to improve the overlap the width of the Shield conductor strip is larger than their mutual Distances. The improvement in overlap thus leads also to improve shielding.  

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Verbindungsleiterstreifen der beiden Isolierfolienseiten elektrisch miteinander verbunden sind. In Weiterbildung der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Verbindungsleiterstreifen die Schirmleiterstreifen einseitig am nebeneinander liegenden Ende zu einer kamm­ artigen Ausbildung verbinden. Außer dieser kammartigen Ausbildung ist es aber auch möglich, daß die Verbindungs­ leiterstreifen die Schirmleiterstreifen etwa in deren Streifenmittel quer zu den Streifen verbinden. Hierbei handelt es sich um eine Leiterführung nach Art einer Mittelstegleiter.According to a further embodiment of the invention is pre see the interconnect strips of the two Insulation film sides electrically connected are. In a further development of the invention, that the connecting conductor strips the shield conductor strips one side at the adjacent end to a comb combine like training. Except this comb-like Training it is also possible that the connection conductor strips the shield conductor strips approximately in their Connect the strip center across the strips. Here it is a type of ladder management Center bar glider.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine auf einer Isolierfolie gebildete Abschirmung für einen Transformator von der Oberseite und der Unter­ seite her, Fig. 1 a formed on an insulating shield for a transformer from the upper side and the lower side,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Abschirmung nach Fig. 1 längs der Linie II-II, Fig. 2 shows a section through the shield of FIG. 1 along the line II-II,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen getaktet betriebenen Transformator mit einer Abschirmung nach den Fig. 1 und 2. Fig. 3 a section through a clocked-operated transformer with a shield according to FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt eine Isolierfolie 1, die beispielsweise aus Kunststoff besteht. Die Isolierfolie 1 hat eine Oberseite A und eine Unterseite B. Auf beiden Seiten A und B befinden sich aus Kupfer bestehende, aufkaschierte Abschirmungen 3a, 3b. Die Abschirmung 3a besteht aus einer Vielzahl von parallel zueinander und auf Abstand angeord­ neten leitfähigen Schirmleiterstreifen 5a. Alle Schirm­ leiterstreifen 5a sind miteinander verbunden über einen Verbindungsleiterstreifen 7a, der ebenfalls aus Kupfer besteht, auf die Isolierfolie 1 aufkaschiert ist und die Mitten der Schirmleiterstreifen 5a verbindet. Die einzel­ nen Schirmleiterstreifen 5a haben eine Breite c von beispielsweise 1 mm. Ihr gegenseitiger Abstand d beträgt ca. 0,8 mm. Die Isolierfolie hat eine Stärke von ca. 50 µm, und die Schirm- und Verbindungsleiterstreifen 5a und 7a haben eine Stärke von ca. 18 µm. Die Abschir­ mung 3a erstreckt sich in Längsrichtung des Isolier­ streifens 1. Fig. 1 shows an insulating film 1 , which consists for example of plastic. The insulating film 1 has an upper side A and an underside B. On both sides A and B there are laminated shields 3 a, 3 b made of copper. The shield 3 a consists of a plurality of mutually parallel and spaced conductive shield conductor strips 5 a. All shield conductor strips 5 a are connected to one another via a connecting conductor strip 7 a, which is also made of copper, is laminated onto the insulating film 1 and connects the centers of the shield conductor strips 5 a. The individual NEN conductor strips 5 a have a width c of, for example, 1 mm. Their mutual distance d is approximately 0.8 mm. The insulating film has a thickness of approx. 50 µm, and the shield and connecting conductor strips 5 a and 7 a have a thickness of approx. 18 µm. The Abschir mung 3a of the insulating extends in the longitudinal direction of the strip. 1

Auf der Unterseite B des Isolierstreifens ist die Abschir­ mung 3b entsprechend der Abschirmung 3a auf der Oberseite A der Isolierfolie 1 aufgebaut. Es sind wieder parallel zueinander und auf Abstand angeordnete, aus Kupfer gebil­ dete, aufkaschierte Schirmleiterstreifen 5b vorgesehen, die über einen Verbindungsleiterstreifen 7b miteinander verbunden sind. Auch in diesem Fall gilt, daß die aus Kupfer bestehenden, auf die Isolierfolie 1 aufkaschierten Schirm- und Verbindungsleiterstreifen eine Stärke von ca. 18 µm haben und daß die Breite c der Streifen 5a, 5b größer ist als ihre gegenseitigen Abstände d.On the underside B of the insulating strip, the shielding 3 b is constructed in accordance with the shield 3 a on the upper side A of the insulating film 1 . There are again parallel to each other and at a distance, made of copper gebil Dete, laminated shield conductor strips 5 b are provided, which are connected to each other via a connecting conductor strip 7 b. Also in this case it holds that the group consisting of copper, is laminated on the insulating film 1 and shield connecting conductor strips have a thickness of about 18 microns and that the width c of the strip 5 a, 5 b is greater than their mutual distances d.

Die Verbindungsleiterstreifen 7a, 7b brauchen nicht, wie in Fig. 1 dargestellt, in der Mitte der Schirmleiter­ streifen 5a, 5b angeordnet. Es besteht ohne weiteres die Möglichkeit, die Verbindungsleiterstreifen 7a, 7b so anzuordnen, daß sie jeweils die einen oder anderen Enden 9a oder 9b verbinden. Dies ist in den Fig. 1 und 2 durch gestrichelte Verbindungen 10 angedeutet. Auf diese Weise sind bei der Ausführungsform nach Fig. 1 alle Schirm­ leiterstreifen 5a, 5b an ihren Enden 9a, 9b elektrisch offen, d. h. nicht kontaktiert. Bei einer seitlichen Anordnung der Verbindungsleiterstreifen 7a, 7b wäre nur jeweils ein Leiterstreifenende 9a oder 9b offen. Ein die Leiterstreifenenden 9a, 9b verbindender Verbindungsleiter­ streifen 7a, 7b würde immer entweder nur alle Leiter­ streifenenden 9a oder nur alle Leiterstreifenenden 9b verbinden.The connecting conductor strips 7 a, 7 b do not need, as shown in Fig. 1, strip 5 a, 5 b arranged in the middle of the shield conductor. It is easily possible to arrange the connecting conductor strips 7 a, 7 b so that they connect one or the other ends 9 a or 9 b. This is indicated in FIGS. 1 and 2 by dashed connections 10 . In this way, in the embodiment according to FIG. 1, all of the screen conductor strips 5 a, 5 b are electrically open at their ends 9 a, 9 b, ie they are not contacted. With a lateral arrangement of the connecting conductor strips 7 a, 7 b, only one conductor strip end 9 a or 9 b would be open. A connecting conductor strip 7 a, 7 b connecting the conductor strip ends 9 a, 9 b would always connect either only all conductor strip ends 9 a or only all conductor strip ends 9 b.

Die Abschirmungen 3a und 3b zwischen Oberseite A und Unterseite B der Isolierfolie 1 sind so gegeneinander versetzt, daß sich senkrecht zu der Folienebene ein geschlossener Schirm ergibt. Das zeigt sich anhand des Schnittes II-II nach Fig. 1, der in Fig. 2 dargestellt ist. Man erkennt in Fig. 2, daß dort, wo ein Leiter­ streifen 5a geschnitten ist, der Leiterstreifen 5b nicht geschnitten ist. Dadurch, daß die Breite c der Schirm­ leiterstreifen 5a, 5b stets größer ist als deren gegen­ seitige Abstände d, ergibt sich eine deutliche Über­ lappung, so daß die Kapazitäten jeweils einen geschlossenen Schirm sehen. Da die Enden der Schirmleiter­ streifen 5a, 5b offen sind, sind Wirbelstrombildungen unterdrückt bzw. reduziert.The shields 3 a and 3 b between the top A and bottom B of the insulating film 1 are offset from one another in such a way that a closed screen results perpendicular to the plane of the film. This can be seen from the section II-II of FIG. 1, which is shown in FIG. 2. It can be seen in Fig. 2 that where a conductor strip 5 a is cut, the conductor strip 5 b is not cut. Characterized in that the width c of the screen conductor strips 5 a, 5 b is always greater than their mutual spacing d, there is a clear overlap, so that the capacities each see a closed screen. Since the ends of the shield conductor strips 5 a, 5 b are open, eddy current formation is suppressed or reduced.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Transformator 11, der einen aus Eisenoxydkeramik bestehenden Kern 12 aufweist, der mit drei Schenkeln 13, 15, 17 versehen ist. Zwischen den Schenkeln 13, 15, 17 bilden sich Fenster 18, 19 aus, durch die eine Primärwicklung 21 und eine Sekundärwicklung 23 gewickelt sind. Die Wicklungen 21, 23 sind übereinander gewickelt, und zwischen beiden Wicklun­ gen 21, 23 befinden sich zwei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten und dazu beschriebenen Schirme 2. Diese Schirme reduzieren gegenüber massiven Kupferschirmen die Wirbelströme, die durch das aus Fig. 3 ersichtliche magne­ tische Störfeld 25 verursacht werden. Das Störfeld tritt an einem Luftspalt 27 im mittleren Schenkel 15 aus. Fig. 3 shows a section through a transformer 11 having a core 12 consisting of Eisenoxydkeramik which is provided with three legs 13, 15, 17. Windows 18 , 19 are formed between the legs 13 , 15 , 17 , through which a primary winding 21 and a secondary winding 23 are wound. The windings 21 , 23 are wound one above the other, and between the two windings 21 , 23 there are two of the shields 2 shown in FIGS . 1 and 2 and described for this purpose. These screens reduce the eddy currents compared to solid copper screens, which are caused by the magnetic interference field 25 shown in FIG. 3. The interference field emerges from an air gap 27 in the middle leg 15 .

Claims (6)

1. Transformator für mit einer Taktfrequenz intermittie­ renden Betrieb, mit einem dreischenkligen Kern (12) aus Eisenoxydkeramik, dessen Schenkel (13, 15, 17) Fenster (18, 19) bilden, durch die Primär- und Sekundärwicklungen (21, 23) hindurchgeführt sind, wobei die übereinander liegenden Primär- und Sekundärwicklungen (21, 23) mittels eines oder mehrerer geerdeter kapazitiver Schirme (2) voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Schirm (2) aus leitfähigen Schirmleiterstreifen (5a, 5b) besteht, die parallel zueinander und auf Abstand auf einer Isolierfolie (1) angeordnet und die miteinander mittels eines verbindenden Verbindungsleiterstreifens (7a, 7b) verbunden sind, wobei nebeneinander liegende Enden (9a, 9b) der Schirmleiterstreifen (5a, 5b) wenigstens an einem Schirmleiterstreifenende (9a, 9b) elektrisch offen sind.1. Transformer for intermittent operation with a clock frequency, with a three-legged core ( 12 ) made of iron oxide ceramics, the legs ( 13 , 15 , 17 ) of which form windows ( 18 , 19 ), through the primary and secondary windings ( 21 , 23 ) are, the superimposed primary and secondary windings ( 21 , 23 ) are separated from one another by means of one or more grounded capacitive shields ( 2 ), characterized in that the capacitive shield ( 2 ) consists of conductive shield conductor strips ( 5 a, 5 b) , which are arranged parallel to one another and at a distance on an insulating film ( 1 ) and which are connected to one another by means of a connecting connecting conductor strip ( 7 a, 7 b), ends ( 9 a, 9 b) of the shielding conductor strips ( 5 a, 5 b ) are electrically open at least at one end of the shield conductor strip ( 9 a, 9 b). 2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kapazitive Schirm (2) auf beiden Oberflächen (A, B) der Isolierfolie (1) vorgesehen ist und die Schirm­ leiterstreifen (5a, 5b) der einen Oberfläche gegen die Schirmleiterstreifen der anderen Oberfläche so gegen­ einander versetzt sind, daß sich senkrecht zu der Folien­ ebene ein geschlossener Schirm (2) ergibt.2. Transformer according to claim 1, characterized in that the capacitive screen ( 2 ) on both surfaces (A, B) of the insulating film ( 1 ) is provided and the screen conductor strips ( 5 a, 5 b) of one surface against the screen conductor strips other surface are offset from each other so that there is a closed screen ( 2 ) perpendicular to the film plane. 3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung des Überlappens die Breite (c) der Schirmleiterstreifen (5a, 5b) größer ist als ihre gegen­ seitigen Abstände (d). 3. Transformer according to claim 2, characterized in that to improve the overlap the width (c) of the shield conductor strips ( 5 a, 5 b) is greater than their mutual distances (d). 4. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleiterstreifen (5a, 5b) der beiden Isolierfolienseiten (A, B) elektrisch miteinander verbunden sind.4. Transformer according to claim 2, characterized in that the connecting conductor strips ( 5 a, 5 b) of the two sides of the insulating film (A, B) are electrically connected to one another. 5. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleiterstreifen (7a, 7b) die Schirm­ leiterstreifen (5a, 5b) einseitig am nebeneinander liegen­ den Ende (9a oder 9b) zu einer kammartigen Ausbildung verbinden.5. Transformer according to claim 1, characterized in that the connecting conductor strips ( 7 a, 7 b) connect the screen conductor strips ( 5 a, 5 b) on one side at the end ( 9 a or 9 b) to form a comb-like formation. 6. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleiterstreifen (7a, 7b) die Schirm­ leiterstreifen (5a, 5b) etwa in deren Streifenmitte quer zu den Streifen verbinden.6. Transformer according to claim 1, characterized in that the connecting conductor strips ( 7 a, 7 b) connect the screen conductor strips ( 5 a, 5 b) approximately in the middle of their strips transversely to the strips.