Высокочастотный трансформатор

 

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР , содержащий магнитрпровод, выполненный в виде установленных. параллельно одна другой двух трубок , к внутренним поверхностям которых прилегают изоляционные теплопроводящие гильзы, токопроводящие трубки, прилегающие к внутренним поверхностям изоляционных теплопроводящих гильз, основные обмотки, размещенные внутри токопроводящих трубок, выводы основных обмоток, размещенные на верхней торцовой поверхности трансформатора, накладки, прилегающие к торцовым поверхностям магнитопровода, отличающийс я тем, что, с целью повьшения помехозащищенности и улучшения массогабаритных показателей, в него введены два магнитных ярма, две дополнительные изоляционные теплопроводящие гильзы, две помехоподавляющие обмотки с выводами, две токопроводящие планки, изоляционные теплопроводящие щайбы, причем магнитные ярма установлены на торцовых поверхностях магнитопровода, дополнительные изоляционные теплопроводящие гильзы прилегают к наружным поверхностям магнитопровода, помехопрдавляющие обмотки включены встречно, выполнены в виде соедишениьпс последовательно и согласно включенных одновитковых неизолиросл ванных галет, размещены на.нарзокных поверхностях дополнительных изоляционных теплопроводящих птьз и соединены с одним из концов токопроводящих трубок при пбмощи токопроводящих планок,.размещенных наповерхности верхней накладки, изосо о со о ляционные теплопроводящие шайбы размещены между одновитковыми неизолированными галетами, а выводы помехоподавляющих обмоток расположены на нижней торцовой поверхносО5 ти трансформатора.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

: СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3629276/24-07 (22) 03,08,83 (46) 23.12.84. Бюл. 11- 47 (72) Т.П. Лобанова, В.В. Клименко, С.А. Керцман, А.П. Пакидов. и В.Л. Широков (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621.314.228(088.8) (56) 1. Патент США Р 3911332, кл. Н 01 Г 27/38, 1975.

2. Авторское свидетельство. СССР . и 982196, кл. Н 01 Р 27/28, 1975. (54)(57) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий магыитопровод, BblIIoJIHeHHbiiH в виде установленных. параллельно одна другой двух трубок, к внутренним поверхностям которых прилегают изоляционные теплопроводящие гильзы, токопроводящие трубки, прилегающие к внутренним поверхностям изоляционных теплопроводящих гильз, основные обмотки, размещенные внутри токопроводящих трубок, выводы основных обмоток, размещенные на верхней торцовой поверхности трансформатора, накладки, прилегающие к торцовым поверхностям магнитопровода, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения по„„Я0„„1130906 мехозащищенности и улучшения массогабаритных показателей, в него введены два магнитных ярма, две дополнительные изоляционные теплопроводящие гильзы две помехоподавляющие обмотки с выводами, две токопроводящие гланки, изоляционные теплопроводящие шайбы, причем магнитные ярма установлены на торцовых поверхностях магнитопровода, дополнительные изоляционные теплопроводящие гильзы прилегают к наружным поверхностям магнитопровода, помехоподавляющие обмотки включены встречно, выполнены в виде соеди<ненных последовательно и согласно

/ включенных одновитковых неизолированньпс галет, размещены на,наружных поверхностях дополнительных изоляционных теплопроводящих гильз и . соединены с одним из концов токопроводящих трубок при помощи токопроводящих планок, размещенных на-поверхности верхней накладки, изоляционные теплопроводяшие шайбы размещены между одновитковыми неизолированными галетами, а выводы помехоподавляющих обмоток расположены на нижней торцовой поверхнос ти трансформатора. го теплоотвода, замыкающего токопроводящие трубки с одной нз сторонпобовых частей основных обмоток, теплоотводящий радиатор, охватывающий магнитопровод. Первый виток одной из основных обмоток выполнен в виде токопроводящих трубок, а остальные витки расположены внутри трубок f2 3.

Недостатками трансформатора являются низкая помехозащищенность, невысокие массо- и объемо-энергетические показатели. Низкая помехозащищенность трансформатора объясняется наличием паразитной емкостной связи между токопроводящими трубками и основными обмотками с одной стороны и собственными емкостями основных обмоток — с другой сторонь . Сигнал высокочастотной помехи проникает в импеданс нагрузки по цепи: заземление — собственная емкость первичной обмотки — межобмоточная емкость — импеданс нагрузки.

Низкие массо- и объемо-энергетические показатели объясняются наличием в конструкции трансформатора пассивных элементов (основного и дополнительного радиаторов), которые участвуют только в рассеянии тепла.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности трансформатора и улучшение его массо-габаритных показателей.

Укаэанная цель достигается тем, что в высокочастотный трансформатор, содержащий магнитопровод, выполненный в виде установленных параллельно одна другой двух трубок,к внутренним поверхностям которых прилегают изоляционные теплопроводящие гильзы, токопроводящие трубки, прилегающие к внутренним поверхностям . изоляционных тЕплопроводящих гильз, основные обмотки, .размещенные внутри токопроводящих трубок, выводы основных обмоток, размещенные на верхней торцовой поверхности трансформатора, накладки, прилегающие к торцовым поверхностям магнитопровода„ введены два магнитных ярма, две дополнительные изоляционные теплопроводящие гильзы, две помехоподавляющие обмотки с выводами, две токопроводящие планки, изоляционные теплопроводящие шайбы, причем магнитные ярма установлены на торцовых поверхностях магнитопровода, дополнительные изоляционные теплопрово1

1130906

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразовательной техники, источниках вторичного электропитания радиоэлектронной аппара5 туры, а также в устройствах мощной радиоаппаратуры.

Известен трансформатор, состоящий из магнитопровода, обмоток, электростатического экрана, выполненного в виде ленточного проводящего материала, намотанного между обмотками, отделенного от них слоями изоляционного материала по всей длине, и магнитных шунтов, выполненных в виде лент из магнитного материала, охватывающих лобовые части обмоток. Помехозащищенность трансформатора обеспечивается электростатическим экраном и фильтрами, образованными параэитными параметрами конструкции — межобмоточными емкостями и индуктивностями рассеяния, усиленными конструкцией экра" на и магнитными шунтами соответственно и которые можно задавать числам витков экрана и числом витков обмоток, охваченных магнитными шунтами (1 g.

Недостатками данного устройства

30 являются низкий коэффициент заполнения окна трансформатора из-за наличия экрана и слоев дополнительной изоляции и, как следствие этого, увеличение массы и габаритов трансформатора, неэффективное охлаждение обмоток и внутренних поверхностей магнитопровода трансформатора из-за высокого теплового сопротивления многослойной конструкции обмоток, наличие резреэного сердечника, наличие паразитной индуктивной связи между обмотками, обусловленный магнитными шунтами н снижающей помехозащищенность трансформатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является высокочастотный трансформатор, содержащий магнитопровод, выполненный в виде двух трубок, к внутренним поверхностям 50 которых через теплопроводящую смазку прилегают изоляционные теплопро-, водящие гильзы, токопроводящие трубки, прилегающие к внутренним поверхностям изоляционных теплопроводящих гильз, основные обмотки, размещенные внутри токопроводящих трубок, оребренную пластину дополнительно1130906 4 контакт с токопроводящими трубка,ми через токопроводящие планки и развитую поверхность охлаждения.

Помехоподавляющие обмотки отводят тепло от наружных и внутренних поверхностей магнитопровода и от основных обмоток, размещенных внутри токспроводящих трубок.

Таким образом, снижение массы и

1О габаритов предлагаемой конструкции достигается многофункциональным ис- . пользованием введенных помехоподавляющих обмоток, исключающих применение других средств повышения помехоэащищеннссти, ухудшающих массогабаритные показатели.

На фиг. 1 изображена конструкция ор предлагаемого устройства (разрез

А-А на фиг. 2); на фиг. 2 — разрез тМ-gp Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 — принциз пиальная электрическая схема предлагаемого устройства: на фиг. 4— эквивалентная электрическая схема, поясняющая принцип работы устройства. о- 2 Высокочастотный трансформатор (фиг. 1 и 2) содержит магнитопрсвод 1, выполненный в виде двух труых бок, например ферритовых, к наружным и внутренним поверхностям которых прилегают изоляционные теплопроводящие гильзы 2, основные обмотки 3, размещенные внутри токопроводящих трубок 4, прилегающих к внутренним поверхностям гильз 2, 35 выводы 5 основных обмоток и накладки 6, прилегающие к торцовым поверхностям трансформатора, два магнитных ярма 7, установленных на торцовых поверхностях магнитопровода 1, однсвитковые неизолированные галеты 8, между которым расположены изоляционные теплопроводящие шайбы 9, размещенные на наружных поверхностях гильз 2, тскопрсводя4> щие планки 10, размещенные на поверхности верхней накладки 6.

55 дящие гильзы прилегают к наружным поверхностям магнитопровода, помехоподавляющие обмотки включены встречно, выполнены в виде соединенных последовательно и согласно включенных одновитковых неизолированных галет, размещены на наружных поверхностях дополнительных изоляционных теплопроводящнх гильз и соединены с одним из концов то-, копровсдящих трубок при помощи токопровсдящих планок, размещенных на поверхности верхней накладки, изоля ционные теплопроводящие шайбы размещены между одновитковыми неизолированными галетами, а выводы помехо подавляющих обмоток расположены на нижней торцовой поверхности траисф матора.

Повышение псмехозащищенности дос гается включением в цепь с одной и основных обмоток трансформатора дополнительных помехоподавляющих о моток, соединенных встречно и не оказывающих влияния на основные пр цессы в трансформаторе. Магнитный поток помехопсдавляющих обмоток ор тогонален магнитному потоку основн обмоток и замыкается через два маг нитных ярма, установленных на торцовых поверхностях магнитопровода трансформатора. При этом .собственная индуктивность каждой из помехо подавляющих обмоток препятствует проникновению сигнала помехи в импеданс нагрузки через паразитные емкости основных обмоток. Расположение и конструкция помехоподавляю щих обмоток в виде последовательно соединенных и согласно включенных сдновитковых галет исключает как емкостные, так и индуктивные связи с основными обмотками. Расположение выводов основных и номехоподав ляющих обмоток на противоположных торцовых поверхностях трансформатора также исключает паразитные индуктивные и емкостные связи между обмотками.

Улучшение массо-габаритных показателей достигается за счет выполнения помехопсдавляющими обмотками дополнительно к своим основным . функциям функции теплоотводящего радиатора. Конструкция помехспо-. давляющих обмоток имеет низкое тепловое сопротивление между ними и магнитопрсводсм, хороший тепловой

Две встречно включенные помехоподавляющие обмотки 11 состоят из соединенных последовательно и согласно включенных галет 8 и подключены к токспроводящим трубкам при помощи токопроводящих планок 10, а ,выводы 12 помехоподавляющих обмоток расположены на нижней торцовой поверхности трансформатора. Начало и конец одной нз основных обмоток соединены со свободными концами токопроводящих трубок 4, а вы1130906

Конструкция трансформатора исключает распространение помех взаимо индуктивным путем за счет отсутствия паразитной магнитной связи как воды 5 основных обмоток расположены на верхней торцовой поверхности трансформатора. На принципиальной электрической схеме (фиг. 3) показаны основные обмотки 3 с выводами 5, 5 начало и конец одной из которых, например вторичной, подсоединены к токопроводящим трубками 4, к другим концам которых подключены концы помехоподавляющих обмоток 11 а их начала соединены с выводами 12.

Магнитный поток помехоподавляющих обмоток 11 ортогонален магнитному потоку основных обмоток 3, в связи с чем магнитопровод 1 изоб- 15 ражен П-образной линией.

Работу устройства рассмотрим по эквивалентной электрической схеме, (фиг. 4) °

Полезный сигнал, подаваемый на 20 выводы 5 основных обмоток 3, преобразуется в основных обмотках 3 и подается к импедансу нагрузки 13 через помехоподавляющне обмотки 11.

При этом встречное включение поме- 25 хоподавляющих обмоток 11 исключает искажение полезного сигнала в цепи: начало вторичной обмотки 3— верхняя помехоподавляющая обмотка

11 — импеданс нагрузки 13 - нижняя помехоподавляющая обмотка — нижняя номехоподавляющая обмотка 11 — конец вторичной обмотки 3.

При появлении ЭДС помехи Е„ между точкой заземления 14 первичной обмотки 3 и точкой заземления 15 им» педанса нагрузки 13 собственные индуктивности помехоподавляющих обмоток 11 препятствуют проникновению помех в имледанс нагрузки 13 по це- 40 пям: ЭДС помели Ев — точка заземления 14 — вывод основной обмотки 3.— паразитная емкость 16 — паразитная емкость 17 между основными обмотками 3 — верхняя помехоподавляющая обмотка 1 1 — импеданс нагрузки 13— точка заземления 15 — ЭДС помехи Епточка заземления 14 — вывод 5 основной обмотки — паразитная емкость

18 между основными обмотками 3 — па- s0 разитная емкость 19 вторичной обмотки 3 — верхняя помехоподавляющая обмотка 11 — импеданс нагрузки 13— точка заземления 15. между основными обмотками 3 и поме- 1 хоподавляющими обмотками 11, так и между их выводами 5 и 12. При заземлении другого полюса импеданса нагрузки схема работает аналогично, при этом в подавлении помех участвует собственная индуктивность нижней помехоподавляющей обмотки 11, т.е. схема помехоподавления является симметричной.

Предлагаемое устройство представляет собой комбинацию основного и продольного трансформаторов с ортогональными магнитными полями, что обеспечивает помехозащищенность и симметрирование цепей помеходавления. Отвод тепла в предлагаемом устройстве осуществляется помехоподавляющими обмотками, состоящими из неизолированных одновитковых галет 8 с развитой наружной поверхностью, обеспечивающих охлаждение наружной поверхности магнитопровода

1, основных обмоток 3 и внутренних поверхностей магнитопровода 1. Тепловой поток от основных обмоток 3 и внутренних поверхностей магнитопровода 1 распространяется через токопроводящие трубки 4 и токопроводящие планки 10 к галетам 8 и через магнитопровод 1 — к его наружным поверхностям, теплопроводящим гильзам 2 к галетам 8.

Таким образом, введенные в конструкцию помехоподавляющие обмотки 11 выполняют как функцию повышения помехозащищенности трансформатора, так и функции дополнительного теплоотвода. Высокочастотный трансформатор может быть выполнен также с использованием других конструкций магнитопроводов, например, Т- и Побразных и галет различной формы.

При использовании предлагаемого устройства уровень высокочастотных помех снижается по сравнению с известным устройством на 40 — 50 дБ, что повышает помехозащищенность трансформатора в 100 300 раз. Масса и габариты устройства, использующего высокочастотный трансформатор, уменьшаются в 1,5-1,7 раза за счет отказа от дополнительных устройств, фильтрующих высокочастотные помехи, а масса и габариты трансформатора уменьшаются на 25-50Х.

Предлагаемое устройство может найти широкое применение в преобра7 1130906 8 зовательной технике, в источниках бариты. Применение предлагаемого вторичного электропитания для радио- высокочастотного трансформатора электронной аппаратуры, вычислитель- обеспечивает высокую помехозащиной техники и систем управления, а, щенность и не требует установки дотакже в устройствах электропривода и 5 полнительных фильтрующих элементов. мощного радиоаппаратостроения. Использование помехоподавляющих обСтандартное устройство вторичного моток в качестве теплоотвода уменьэлектропитания, предназначенное для шает массу и габариты устройства. аналоговых целей, например УВИП-1, являющееся базовым объектом, не . 10 Применение предлагаемого устройобеспечивает требуемого уровня по- ства в системе электропитания для мехозащищенности без применения до- мощной радиоэлектронной аппаратуры полнительных фильтрующих устройств, даст годовой экономический эффект значительно увеличивающих массу и ra- в 25 тыс. руб.

1130906

Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9617/37

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Носенков

Редактор А. Шишкина Техред Ж.Кастелевич Корректор A