Экранирование тороидального трансформатора: Экран трансформатора: технические характеристики, изготовление

Таблица для расчета тороидальных трансформаторов

Примечание. Р_г — габаритная мощность трансформатора w_t — число витков на вольт для стали Э310, Э320, Э330, w₂— число витков на вольт для стали Э340, Э350, Э360, S — площадь сечения сердечника, A—допустимая плотность тока в обмотках, I) — КПД трансформатора.

Защитный лист Trafo, 14,90 €

Защитный экран для тороидальных трафаретов: 35 см x 4 см

Наш электролит предназначен для использования с тороидальным трафаретом. Он состоит из двух стальных слоев с ориентированными зернами, что дает

Экранирующий лист помещается вокруг тороидального трансформатора, и перекрытие листа точно совпадает с выходом кабеля трансформатора.Защитный лист можно закрепить с помощью фиксирующей ленты, липкой ленты или резины.

Обычно используется для согласования высокого стереозвука с различными уровнями шума на левом и правом канале, причиной шума трафарета является гул. Если канал рядом с тороидальным трафаретом имеет более низкий уровень шума, чем канал с большим расстоянием от трафарета, это указывает на наличие электромагнитных полей вокруг тороидальный трансформатор. В этом случае используйте защитный лист трафарета, оберните его вокруг трафарета тороида, чтобы полностью решить проблему электромагнитного излучения.

Технические характеристики:

Материал:

• двухслойная «текстурированная сталь с 3% силициума» — «DIN46400»

Заявка:

Для получения дополнительной информации (в переводе на Google — пожалуйста, прочтите описание на немецком языке) :

Эффект электрического экранирования обусловлен не только химическим составом, в частности его собственной особой структурой зерна. В отличие от обычной стали, которая состоит из хаотичного расположения крошечных кристаллов, прилипающих друг к другу, зерна электролитов на самом деле чрезвычайно большие, а также относительно ориентации их кристаллических осей, выровненных равномерно.

Равная ориентация зерен имеет значение, потому что можно повлиять на намагничивание материала. Из-за своей структуры материал сжимается в процессе размагничивания с очень низким сопротивлением, меняющимся 50 раз в секунду, чем у обычных сталей. Му-металл имеет аналогичные свойства. Такая зернистая структура достигается за счет так называемой термомеханической обработки нарушенной в процессе холодной прокатки зернистой структуры и пяти-семи дней термообработки с перекристаллизацией.

US Magnetics »Почему тороид? Примечания к тороидальным трансформаторам

Почему тороид? Примечания к тороидальным трансформаторам

Ральф Ливингстон

Тороидальные трансформаторы (в форме пончика) — популярный выбор для самых требовательных приложений, где размер и вес имеют первостепенное значение в системе конечного использования.Форма тороидального сердечника трансформатора дает ряд преимуществ конструкции трансформатора, а также несколько недостатков. В интересах разработчика системы учитывать, как каждый фактор может повлиять на его применение при выборе трансформатора.

Размер и вес

Перемещение мертвого груза обходится дорого. Исследования экономии топлива коммерческих и военных самолетов показывают разные результаты, но в целом принято считать, что один фунт веса самолета будет стоить десятки тысяч долларов в виде затрат на топливо в течение срока службы самолета.Поэтому основной задачей разработчика систем или компонентов самолета стало минимизировать вес, насколько это практически возможно. В трансформаторе это означает минимизацию массы используемых материалов сердечника и обмотки. Хотя оптимальная конструкция трансформатора — это всегда баланс между поперечным сечением сердечника и площадью медной обмотки, можно утверждать, что потери в меди — это та переменная, которая определяет окончательный размер и вес трансформатора.

Для того, чтобы обычный трансформатор мог эффективно передавать энергию от первичной обмотки к вторичной, необходимо, чтобы магнитный сердечник работал в области, значительно ниже точки плотности потока насыщения.Работа выше этого предела приведет к высоким пиковым входным токам, гармоническим токам, наложенным на входной источник, и искажению или спаду формы волны вторичного напряжения. В уравнении для расчета максимальной магнитной индукции площадь поперечного сечения сердечника трансформатора и количество витков первичной обмотки находятся в знаменателе. Это означает, что размер сердечника может быть уменьшен в том же соотношении, что и количество витков первичной обмотки, без влияния на плотность потока.

На практике, чтобы разместить больше витков первичной обмотки в данной области обмотки сердечника, диаметр провода необходимо уменьшить.Одновременное уменьшение диаметра проволоки и увеличение длины жилы обмотки (с увеличением витков) приведет к увеличению резистивных потерь в обмотке. Увеличение доступной площади обмотки и уменьшение длины провода, необходимого для завершения каждого витка, являются двумя эффективными способами уменьшения повышенных потерь в меди, вызванных увеличением числа витков.

Увеличение площади намотки может быть достигнуто за счет увеличения либо глубины, либо ширины намотки, но только увеличение глубины может затруднить отвод избыточного тепла от структуры намотки.Таким образом, становится очевидным, что сердечник, который позволяет размещать провод по всей длине его конструкции, гарантирует оптимальное использование доступной площади намотки. Сердечник в форме стержня соответствует этому критерию, но его открытая магнитная структура приведет к высокому току намагничивания и нежелательному влиянию паразитного магнитного поля. Соединение концов стержневого сердечника, чтобы закрыть магнитный путь, привело бы к тому, что сердечник имел бы тороидальную форму. Теоретически круглое поперечное сечение сердечника представляет собой оптимальную форму для уменьшения длины витка обмотки на единицу объема, поскольку круг — это форма, которая охватывает наибольшую площадь на единицу длины периметра.Однако на практике часто можно лучше использовать фактический доступный объем, используя тороидальный сердечник с квадратным или прямоугольным поперечным сечением.

Обмотки тороидального трансформатора открыты по всей поверхности трансформатора, обеспечивая оптимальную передачу тепла от медных обмоток. Это часто позволяет разработчику использовать провод несколько меньшего сечения, чем было бы разумно в противном случае — без превышения указанного предела повышения температуры — если это позволяют регулирование нагрузки и соображения эффективности.

Результирующее уменьшение объемов сердечника и меди, таким образом, работает вместе, чтобы сделать тороидальную конфигурацию идеальным выбором, когда уменьшение размера и веса являются первоочередными задачами.

Самозащитный

Замкнутая структура тороидального сердечника — без естественного воздушного зазора на его магнитном пути — значительно снижает рассеяние магнитного поля по сравнению с сердечниками обычных форм. Размещение обмоток трансформатора по всей поверхности сердечника приводит к оптимальному взаимодействию магнитного потока сердечника с обмотками.Такое размещение ограничивает влияние утечки магнитного H-поля из сердечника на внешние схемы; и тороидальные трансформаторы в большинстве приложений не требуют дополнительного магнитного экранирования. Конечно, при необходимости можно использовать добавление внешнего магнитного экрана для ограничения воздействия внешнего излучения H-поля на обмотки трансформатора. Форма тороидальной катушки упрощает добавление внешнего электростатического экрана, ограничивая влияние излучения электрического поля на внешние обмотки трансформатора или исходящие от них.

Другой башмак — недостатки тороидов

Несмотря на все преимущества, которые они предлагают, тороидальные трансформаторы имеют несколько недостатков по сравнению с трансформаторами с традиционной конфигурацией сердечника или оболочки. Первым из них и наиболее очевидным является стоимость рабочей силы, связанная с намоткой катушки тороидального трансформатора. В обычной катушке или катушке с трубчатой ​​обмоткой каждую обмотку можно непрерывно с высокой скоростью подавать на форму катушки непосредственно с рулона магнитной проволоки.Структура сердечника — будь то стопка пластин, вырезанный сердечник или прессованная ферритовая форма и т. Д. — затем добавляется к подготовленной структуре катушки. При использовании тороидального сердечника вся оставшаяся длина провода для полной обмотки должна проходить через отверстие сердечника каждый раз, когда к катушке добавляется один виток провода. Это означает, что в трансформаторе с намоткой на катушку с 3300 витками на первичной обмотке каждый виток наматывается на катушку один раз. В аналогичном трансформаторе, который намотан на тороидальном сердечнике, всю длину провода для катушки сначала нужно загрузить через отверстие сердечника на челнок.Затем каждый виток проволоки должен снова пройти через отверстие от 1 до 3300 раз — в зависимости от того, где он попадает в обмотку. Увеличенное рабочее время, необходимое для выполнения этого повторяющегося движения, несколько сокращается, поскольку в тороидальной конструкции не требуется штабелирование или сборка сердечников. Конечным эффектом обычно является чистое увеличение общего рабочего времени.

Еще одним недостатком тороидального сердечника является тот, который иногда вызывает проблемы либо во время тестирования, либо в полевых условиях во время реальной эксплуатации.Это проблема пускового тока. Когда трансформатор работает, его сердечник намагничивается поочередно от + B _MAX до -B _MAX в соответствии с наведенным первичным током намагничивания. Если напряжение, приложенное к первичной обмотке, мгновенно прерывается, как при размыкании переключателя, сердечник останется намагниченным до некоторой степени с той же полярностью, что и в момент отключения входа. Это состояние называется остаточным магнетизмом. При повторном подаче питания на первичную обмотку, если полярность приложенного синусоидального напряжения такова, что его возрастающая амплитуда усиливает поток в уже намагниченном сердечнике трансформатора, поток сердечника нередко приближается к пределу насыщения сердечника или даже превышает его. в течение нескольких циклов — что приводит к скачку входного тока, который может значительно превышать нормальный входной ток при полной нагрузке.Это раздражающее явление, называемое пусковым током, практически не зависит от выходной нагрузки. В случае неконтролируемого действия это может привести к ложному срабатыванию предохранителей системы или автоматических выключателей. В обычном сердечнике трансформатора сборка ламинированного пакета или набора сердечников приводит к естественному воздушному зазору порядка нескольких десятых тысячных дюйма на магнитном пути. Низкая проницаемость этого воздушного зазора последовательно с проницаемостью сердечника способствует ограничению пускового тока. Однако в тороидальном сердечнике этот воздушный зазор отсутствует.Поэтому для конечного пользователя разумно знать об этой проблеме и указать максимальный пусковой ток, если это может стать проблемой на системном уровне. Разработчик должен контролировать и тестировать броски тока каждой новой конструкции трансформатора, особенно при использовании тороидального сердечника.

Еще одна трудность, о которой следует упомянуть при обсуждении тороидов, заключается в добавлении электростатического экранирования между обмотками. В традиционной конструкции трансформатора добавление экрана представляет собой довольно простой вопрос добавления слоя (или нескольких слоев) изолированной проводящей фольги между обмотками, с соблюдением правильного подключения и, конечно, во избежание замыкания концов экрана вместе.Форма тороидальной катушки делает установку этого типа экрана очень трудоемкой. По этой причине многие производители трансформаторов создают экраны для тороидальных трансформаторов, наматывая между слоями обмотки перекрывающиеся витки изолированной ленты из меди или алюминиевой фольги. Чтобы аккуратно подогнать под тороидальную катушку, это часто означает использование множества витков узкой ленты. К сожалению, витки фольги, пропущенные через отверстие в сердечнике, могут иметь значительную самоиндукцию, которая будет идти последовательно с каналом стока, что значительно ограничивает эффективность экрана.Таким образом, добавление эффективного электростатического экрана к тороидальному трансформатору — это своего рода компромисс между экономией труда и характеристиками экрана.

Позвоните нам, чтобы обсудить ваши технические проблемы — Тороид может быть правильным решением!

Совет для новичков по поводу тороидальных сетевых трансформаторов

На старой доске объявлений сделал пару постов, касающихся позиционирования сетевых тороидов для наименьшего гула; верный природе, в последние несколько дней мне удалось проигнорировать собственный совет…

Друг попросил меня оценить и прокомментировать прототип стерео предусилителя, который некоторое время лежал на полке. Как и во многих прототипах, корпус был довольно грубым и готовым. Послушав устройство, я обнаружил, что он звучит превосходно, но имеет удручающе громкий гул. Поскольку это был прототип, я заподозрил схему заземления. Потратил дни на переустройство схемы заземления — отключение всех корпусов разъемов, минимизация длины кабеля до звезды-заземления, перемещение точки звезды вокруг плоскости заземления, эксперименты с местным заземлением, а также с заземлением звезды и т. Д. И т. Д., Но ни к чему. польза

После долгих царапин в голове я выбрал очевидную тактику ослабления болта на тороиде сети и вращения корпуса, думая, что это было бы слишком просто, если бы это решило проблему … Оказывается, вся проблема была вызвана индуктивным гудением. полем тороида! Как ни странно, я обнаружил, что наилучшее положение для тороида было так, чтобы вывод кабеля был обращен к плате предусилителя, и перемещение его в одном направлении приводило к появлению шума в одном канале, но не в другом, и наоборот, если вращать в другую сторону.В конце концов, я обнаружил, что самым бесшумным способом было перевернуть тороид вверх ногами так, чтобы провода были обращены к печатной плате (я использовал резиновую шайбу толщиной 10 мм, которую я лежал, чтобы предотвратить прижимание проводов к шасси).

Мораль истории? Всякий раз, когда вы строите что-либо с использованием тороидального сетевого трансформатора, ВСЕГДА ослабляйте болт и вращайте / переворачивайте, пока не получите минимальный гул.

Этот гул действительно был довольно плохим, я не могу поверить, что такая очевидная процедура могла бы привести к такому значительному улучшению.

Недавно я прочитал пару сообщений с жалобами на гул в твердотельных самодельных проектах, если вы еще этого не сделали, попробуйте переместить тороид вокруг / перевернуть и т. Д., Это может быть просто лекарство, которое вам нужно.

Justin

shield transformer — купить Shield transformer с бесплатной доставкой на AliExpress

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для щитового трансформатора. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально есть тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот трансформатор с верхним экраном станет одним из самых востребованных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели щит-трансформатор на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в трансформаторе экрана и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести экранный трансформатор по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

— купить трансформатор тороидального экрана с бесплатной доставкой на AliExpress

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для трансформатора с тороидальным экраном.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально есть тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот верхний трансформатор с тороидальным экраном станет одним из самых востребованных бестселлеров в кратчайшие сроки. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели трансформатор тороидального щита на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в трансформаторе с тороидальным экраном и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести трансформатор с тороидальным экраном по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Силовые трансформаторы для звукового оборудования

В этой статье автор Пит Миллетт исследует различные типы силовых трансформаторов и почему вы можете использовать каждый тип в звуковом оборудовании. В статье рассматриваются проблемы с низкочастотными (50–60 Гц) линейными трансформаторами, но многие из тех же проблем относятся и к трансформаторам звуковой частоты.

В силовом трансформаторе «первичная» обмотка приводится в действие сетевым напряжением переменного тока — мощностью, исходящей из стены.Напряжения, необходимые для остальной части системы, генерируются во «вторичных» обмотках. Все обмотки размещены на «сердечнике» из сплава железа. Это происходит потому, что проницаемость или магнитная проводимость железа намного выше, чем у воздуха, что позволяет трансформатору работать намного эффективнее.

Существует много разных способов создания сердечника с использованием различных материалов, процессов и форм. Чуть позже я подробно опишу ряд наиболее распространенных типов (фото 1).

Магнитно-индуцированный шум и рассеянный поток
Если вы создали много аудиооборудования, есть вероятность, что в какой-то момент вы столкнетесь с проблемой, когда шум линейной частоты попадает в тракт аудиосигнала. Иногда эта проблема является просто результатом недостаточной фильтрации или регулирования источника питания постоянного тока или, возможно, контура заземления во входной цепи.

Но часто причиной является магнитная муфта силового трансформатора переменного тока. В идеальном трансформаторе все магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой, будет полностью содержаться внутри трансформатора и проходить через вторичную обмотку (и).Конечно, нет ничего идеального, и всегда есть хоть какая-то часть магнитного поля, выходящая из трансформатора.

Это поле, называемое «потоком рассеяния», является основным фактором при выборе трансформатора для звукового оборудования. Если магнитное поле переменного тока, которое выходит из силового трансформатора, пересекает провод (или дорожку на печатной плате), оно индуцирует небольшой ток в этом проводе, как если бы это была вторичная обмотка трансформатора. Результирующее шумовое напряжение, как правило, очень мало, но в звуковом оборудовании могут быть слышны даже несколько милливольт шума в чувствительной цепи.

Форма волны шума на осциллографе обычно не синусоидальная — вместо этого она больше похожа на комбинированную форму волны тока, потребляемого от вторичной (-ых) вторичной (-ых) (-ых) вторичной обмотки (-ов), которая имеет гораздо более острый пик, возникающий в результате зарядки конденсаторов фильтра на переднем фронте форма волны переменного тока. Часто можно увидеть большие выбросы, соответствующие току обратного восстановления в твердотельных выпрямителях, что, вероятно, является предметом отдельной статьи.

На фотографиях 2 и 3 показаны осциллограммы паразитных шумов в ламповом усилителе для наушников, о которых я расскажу позже. Самый простой способ узнать, есть ли у вас проблема с паразитным потоком, — это отодвинуть трансформатор от остальной схемы. Поскольку сила магнитного поля быстро падает с увеличением расстояния от его источника, часто перемещение трансформатора всего на дюйм или два значительно снижает шум.

Иногда — особенно в усилителях мощности — простое удаление трансформатора от цепей низкого уровня является эффективным методом борьбы с паразитным потоком.Но в других ситуациях, как в фонокорректоре, необходимо изменить конструкцию самого трансформатора, чтобы обеспечить приемлемо низкий уровень шума в готовом продукте.
Фото 4: Типовой трансформатор с EI-сердечником и
чехол снят.

Фото 5: Крупный план зазоров ламинирования
в трансформаторе с сердечником EI.

Тип сердечника — множество различных способов создания трансформатора
Вы можете создавать силовые низкочастотные трансформаторы самых разных форм и конфигураций.Я подробно расскажу о некоторых из них, начав с наиболее часто используемых типов, опишу их конструкцию и пригодность для использования в звуковом оборудовании.

Практически все силовые трансформаторы обладают некоторыми общими характеристиками. Как правило, они намотаны на сердечники, сделанные из тонких секций сплава железа, обычно из стали, сделанной специально для этого применения. Тонкие секции используются вместо сплошной детали, чтобы предотвратить наведение токов в самом сердечнике — в конце концов, железо является проводником электричества, а также проводником магнитного потока.

Различные физические конфигурации и методы производства трансформаторов развивались на протяжении многих лет в попытке разработать лучший продукт. Одна из целей — разработать трансформатор с КПД почти на 100 процентов — это означает, что вся энергия первичной обмотки передается на вторичную и не тратится впустую из-за нагрева сердечника или обмоток или утечки магнитного потока за пределы сердечника. Другая цель — разработать недорогие в производстве трансформаторы. Как и следовало ожидать, эти две цели обычно противоречат друг другу, и чем лучше трансформатор, тем дороже его построить.

Трансформатор EI-Core
Самый распространенный тип силового трансформатора переменного тока называется трансформатором с сердечником EI, потому что ламинированный железный сердечник, на который он наматывается — перед сборкой — выглядит точно так же, как буквы «E» и «I.» На фото 4 показан трансформатор с EI-сердечником со снятым внешним кожухом.

В трансформаторе с сердечником EI обмотки намотаны вокруг центральной ветви сердечника E-образной формы, а часть I-образной формы соединена с EI, образуя замкнутый магнитный путь.На самом деле тонкие штампованные листы «E» и «I» складываются в чередующихся направлениях и собираются в форму, или «бобину», содержащую заранее изготовленные обмотки. Соединение между буквами «E» и «I» чередуется между двумя сторонами трансформатора для придания сердечнику большей механической прочности.

Хотя трансформатор EI является наименее дорогим и наиболее распространенным типом трансформатора, он также является одним из худших с точки зрения его паразитного потока. Проблема в том, что все эти интерфейсы «E» и «I» — всегда есть воздушный зазор, даже самый маленький, между пластинами.Каждый из этих зазоров (по три на каждую пластину), видимый крупным планом (фото 5), дает возможность магнитному потоку покинуть сердечник.

Несколько «исправлений», примененных к трансформаторам EI, помогают снизить паразитный поток. Наиболее распространенным является размещение вокруг трансформатора проводящей «магнитной ленты». Эта полоса, обычно сделанная из тонкого листа меди, наматывается на трансформатор в той же ориентации, что и обмотки, но полностью вне сердечника. Он спаян вместе, образуя непрерывную петлю.

Магнитная лента действует как закороченный виток вокруг трансформатора. Любые силовые линии, которые пересекают полосу, индуцируют вихревой ток, который создает противоположное магнитное поле, которое имеет тенденцию нейтрализовать исходный магнитный поток. Еще одно часто используемое решение — приварить железную ленту по внешнему периметру сердечника. Это имеет тенденцию сдерживать, а не нейтрализовать паразитный поток, поскольку железная лента имеет гораздо более высокую проницаемость, чем воздух вокруг нее. Точно так же весь трансформатор может быть помещен или залит в емкость из черного металла.
Фото 6: Маленький тороидальный трансформатор
для лампового усилителя для наушников.

Тороидальный трансформатор
Тороидальный трансформатор или «тороид» — привычное зрелище внутри высококачественного аудиооборудования. Тороид выглядит как бублик с обмотками, равномерно расположенными по диаметру трансформатора (фото 6). Также доступны тороиды, залитые внутри металлических или пластиковых банок или отлитые внутри пластиковой смолы и оснащенные штырями для установки непосредственно на печатную плату.

Как и трансформатор с сердечником EI, сердечник тороидального трансформатора изготовлен из сплава железа, но вместо того, чтобы состоять из нескольких, уложенных друг на друга пластин, он намотан из одной полосы металла, как рулон ленты. Отсутствие разрывов в сердечнике делает тороид очень эффективным и снижает паразитный поток примерно до 10% от аналогичного трансформатора с ЭУ.

Тороидальные трансформаторы по-прежнему излучают магнитные поля, в основном из-за несимметричности обмоток — провода расположены дальше друг от друга по внешнему диаметру сердечника, чем по внутреннему.Как правило, тороидальные трансформаторы меньше (до 50%), тише (магнитно и акустически) и более эффективны (95% против 80%), чем сопоставимые трансформаторы с сердечником EI. Если они намного лучше, вы можете задаться вопросом, почему не все ими пользуются? Ответ, как вы можете догадаться, заключается в том, что при уровнях мощности менее 500 Вт они намного дороже. Эта надбавка к стоимости главным образом связана с тем, что их намного сложнее производить.

Поскольку у тороидального сердечника нет «открытого конца», вы не можете намотать провод на бобину и надеть его на сердечник, как это делается для трансформатора EI.На каждый виток провода вся обмотка должна проходить через отверстие в сердечнике, что значительно усложняет намотку тороидального трансформатора и требует много времени.

Фото 7: Небольшой «полутороидальный» монтаж на печатной плате
Преобразователь UI-core.
Преобразователь UI-Core
Ядра пользовательского интерфейса аналогичны ядрам EI, но без средней ножки буквы «E». Так же, как сердечники EI, сердечники UI сделаны из многослойных пластин, поэтому они страдают от тех же зазоров на магнитном пути, что и сердечники EI.Эти неоднородности приводят к тому, что поток выходит из зазоров в сердечнике.

Трансформаторы с сердечником UI иногда изготавливаются с обмотками на одной ветви сердечника (обычная конструкция для трансформаторов очень высокого напряжения), но обычно первичная и вторичная обмотки размещаются на отдельных катушках на противоположных сторонах сердечника. В результате получается «полутороидальная» конструкция с обмотками, ориентированными так, чтобы помочь нейтрализовать любые паразитные магнитные поля.

Чаще всего сердечники этого типа для силовых трансформаторов в звуковом оборудовании используются в небольших трансформаторах на печатной плате (Фото 7).Небольшой трансформатор с сердечником пользовательского интерфейса, устанавливаемый на печатную плату, часто является лучшим выбором, чем обычный трансформатор с сердечником EI для использования в маломощном звуковом оборудовании. Эти недорогие и компактные типы, как правило, излучают немного меньше магнитных помех, чем сопоставимый трансформатор с EI-сердечником. У них по-прежнему гораздо больше паразитного потока, чем у тороидального трансформатора, поэтому держите их на достаточном расстоянии от цепей низкого уровня.
Фото 8: Силовой трансформатор с C-образным сердечником.

Трансформаторы C-Core
Трансформаторы с С-образным сердечником изготавливаются на сердечнике, намотанном из цельной полосы материала, например тороиде.Сердечник намотан с двух прямых сторон, поэтому он больше похож на овал, чем на круг. После того, как сердцевина намотана и пропитана клеем, чтобы скрепить ее, ее разрезают на две части, каждая из которых имеет форму буквы «С». Это позволяет собирать предварительно изготовленные обмотки на сердечник, который затем собирают обратно.

Трансформаторы с С-образным сердечником могут быть изготовлены с одним сердечником (одна магнитная «петля») или с двумя (часто называемыми «двойным С-образным трансформатором»). Как и трансформаторы с сердечником UI, они также могут быть сконструированы с обмотками, намотанными с одной стороны или с двух противоположных сторон сердечника.

Что касается производительности, вы можете рассмотреть трансформаторы с C-образным сердечником между тороидальными трансформаторами и трансформаторами с EI-сердечником. Хотя у них все еще есть перерыв на магнитном пути, их всего два, что можно свести к минимуму, если тщательно обработать сердечник. Намотанная конструкция сердечника также обеспечивает более высокий магнитный КПД, чем многослойный сердечник. При наличии обмоток на противоположных сторонах сердечника симметричная конструкция также помогает гасить паразитные магнитные поля.

Хотя звуковые трансформаторы с C-образным сердечником для ламповых усилителей получили довольно широкое распространение (по крайней мере, в Европе и Японии), силовые трансформаторы с C-образным сердечником не распространены в звуковом оборудовании. На фото 8 показан силовой трансформатор средней мощности с С-образным сердечником, одноконтурный трансформатор с обмотками на обеих ветвях сердечника.

Трансформаторы R-Core
Более поздней разработкой является сердечник «R», который можно рассматривать как нечто среднее между C-образным сердечником и настоящим тороидальным сердечником. R-сердечники намотаны из непрерывной полосы металла и имеют форму с двумя прямыми сторонами, как у С-образного сердечника.
Вместо использования металлической полосы постоянной ширины, R-образный сердечник наматывается из полосы различной ширины, так что готовый сердечник наматывается с круглым поперечным сечением. В отличие от С-образного сердечника, R-образный сердечник не разрезается для сборки обмоток — вместо этого намотка выполняется на бобине, которая собирается по круглому поперечному сечению сердечника, а затем вращается для намотки на провод.

Трансформатор с R-сердечником почти так же хорош, как тороид, с точки зрения паразитного потока. Он имеет преимущество перед тороидом, потому что витки провода равномерно расположены вокруг сердечника, поскольку они намотаны на прямой участок сердечника.
Обмотки на тороиде расположены ближе к внутренней части сердечника и шире снаружи. Тот факт, что намотка выполняется на бобине на прямом участке сердечника, значительно упрощает намотку R-образного сердечника, что снижает стоимость готового трансформатора.

Трансформаторы с R-сердечником в настоящее время используются в японском оборудовании для бытовой электроники среднего и высокого класса. В США они все еще довольно редки и почти такие же дорогие, как тороиды, но я надеюсь, что это изменится, когда они станут здесь более популярными.Трансформатор с R-сердечником потенциально может стать преобладающим выбором для использования в звуковом оборудовании, обеспечивая все преимущества тороидальных трансформаторов при более низкой стоимости.

EI по сравнению с тороидальными трансформаторами — пример из практики
Я провел несколько реальных сравнений ЭУ и тороидальных трансформаторов в недавней конструкции лампового усилителя для наушников. У меня были специальные трансформаторы с сердечником EI и тороидальные силовые трансформаторы для усилителя, оба с одинаковыми номиналами. Трансформаторы имеют две вторичные обмотки — одна 6.Обмотка накала 3В и одна пластинчатая обмотка напряжения.

Я также рассматривал трансформатор с R-сердечником, но я смог найти только одного или двух поставщиков в США, которые могли бы произвести такой трансформатор, и их цены и сроки поставки были неприемлемыми. Мой первый подход заключался в установке трансформатора EI на шасси усилителя в его «нормальной» вертикальной ориентации (фото 9). Как только усилитель прогрелся, стало очевидно, что возникла проблема: заметное жужжание на частоте линии, исходящее от обоих каналов.

Осциллограмма формы сигнала шума с использованием вертикально установленного трансформатора показана на фото 2. Нижняя осциллограмма — это ток в обмотке пластины трансформатора (измеренный с помощью небольшого трансформатора тока), а верхняя кривая — это шум, наблюдаемый в выход усилителя. Обратите внимание на грубую корреляцию между двумя сигналами.

Форма сигнала шума довольно сложная — она ​​далека от синусоидальной формы и не похожа на пульсации источника питания. При перемещении трансформатора от печатной платы шум исчез, поэтому было очевидно, что возникла проблема с паразитным потоком.Если я отодвинул трансформатор примерно на 2 дюйма, шум уменьшился до такой степени, что его не было слышно, а если я переместил его ближе к входному каскаду усилителя, шум стал намного хуже.

Путем эксперимента я обнаружил, что если разместить трансформатор горизонтально (фото 10), шум будет намного менее заметным. По-видимому, паразитный поток от трансформатора ЭУ больше всего излучается в плоскости обмоток.

Поскольку уровень шума все еще был неприемлемым, я экспериментировал со всеми видами магнитного и электростатического экранирования вокруг трансформатора (включая магнитную полосу), но без особого успеха. Независимо от того, что я сделал, трансформатор EI вызвал неприемлемые уровни индуцированного паразитным потоком шума в секции низкого уровня цепи.Единственный способ снизить уровень шума — переместить трансформатор, что было невозможно, поскольку корпус уже был спроектирован и построен.

Хотя я предпочел не тратить деньги на изготовление тороидального трансформатора, идеи у меня заканчивались, поэтому я обратил свое внимание на тороид. Трансформатор был установлен с помощью стального кронштейна в том же пространстве, что и трансформатор EI (Фото 11).

В наушниках сразу была очевидна разница между трансформаторами.С тороидальным трансформатором не было слышно шума. Как показано на фото 12, оставшийся (неслышный) шум состоял из комбинации небольшого компонента 60 Гц (что интересно, а не 120 Гц, как можно было бы ожидать от пульсации источника питания) и случайного шума, создаваемого компонентами. Также присутствовал некоторый радиочастотный шум, вероятно, исходящий от расположенного поблизости передатчика AM. Этот шум был ниже уровня -60 дБм, который я мог осмысленно измерить с помощью своего тестового оборудования.

Заключение
Если вы проектируете или собираете качественное звуковое оборудование, тщательно продумайте свой выбор силового трансформатора. Необходимо найти компромисс между стоимостью и производительностью самого трансформатора, а также соображениями в остальной части вашего проекта (например, где разместить силовой трансформатор), о которых вам нужно подумать.

Конечно, если стоимость не является решающим фактором, тороидальный трансформатор в звуковом оборудовании обеспечит превосходные характеристики почти во всех отношениях по сравнению с обычным трансформатором с сердечником EI.Но если вы будете осторожны с расположением трансформатора, вы обычно можете получить адекватную производительность с трансформаторами EI во всех областях, кроме наиболее критичных к шуму или ограниченного пространства.

Я надеюсь, что больше производителей (особенно за пределами Азии) будут вкладывать средства в производственное оборудование для производства трансформаторов с R-сердечником, и стоимость этой превосходной технологии снизится настолько, что сделает ее использование привлекательным. Другие технологии трансформаторов также продолжают разрабатываться ведущими компаниями, производящими бытовую электронику, всегда стремясь создавать более качественные, компактные и менее дорогие аудиопродукты. aX

Первоначально опубликовано в audioXpress , июнь 2001 г.

Патент США на щит для электромагнитного устройства с тороидальным сердечником и электромагнитных устройств с тороидальным сердечником, использующих такие экраны Патент (Патент № 9,941,047, выдан 10 апреля 2018 г.)

Это изобретение было создано при поддержке государства. Правительство имеет определенные права на изобретение.

Настоящее изобретение относится к экрану для электромагнитного устройства с тороидальным сердечником, такого как трансформатор или индуктор.

Электронные системы, такие как системы связи, информационные системы, развлекательные системы, радиолокационные системы, системы инфракрасных датчиков, системы лазерного слежения или системы направленной энергии, коммерческие, наземные, мобильные, бортовые, судовые или космические. Для работы электроники требуется питание постоянного тока. Высокочастотные (≥50 кГц) импульсные преобразователи мощности — это предпочтительное оборудование для преобразования энергии, обеспечивающее питание постоянного тока для электроники, поскольку они намного эффективнее, меньше по размеру и легче, чем линейные источники питания.

К сожалению, импульсное преобразование мощности не лишено недостатков. В некоторых приложениях электронные системы требуют изоляции между первичной и вторичной обмотками или могут иметь другие требования, которые могут потребовать использования трансформаторов. Синфазный ток, емкостно связанный через силовой трансформатор импульсного преобразователя мощности от первичной до вторичной, может быть основным источником шума в электронных системах, использующих импульсный преобразователь мощности. Синфазный ток, емкостная связь от намотанного магнитного узла к шасси, может быть еще одним основным источником шума в электронных системах, использующих импульсный преобразователь мощности.

Если не контролировать, синфазный ток может проявляться как дифференциальный шум из-за несоответствия импеданса между сигналом и обратным сигналом. Этот шум может нанести ущерб электронной системе, например, путем генерации ложных сигналов и ложного срабатывания цифровой логики. Известно, что такой шум мешает успешной связи между электронными системами, делая электронные системы неработоспособными.

Настоящее раскрытие раскрывает системы и способы, направленные на предотвращение генерации и / или передачи синфазного тока.Одним из примеров применения раскрытых здесь систем и способов является предотвращение генерации и / или передачи синфазного тока посредством емкостной связи между первичной обмоткой тороидального силового трансформатора. Однако это изобретение не ограничивается силовыми трансформаторами. Это изобретение можно использовать в любом электромагнитном устройстве с тороидальным сердечником, включая трансформаторы и индукторы.

Экраны Фарадея могут использоваться между первичной и вторичной обмотками трансформаторов для предотвращения передачи тока через трансформатор от первичной к вторичной или наоборот.Однако экраны Фарадея обычно ограничиваются трансформаторами с катушечной намоткой из-за отсутствия эффективных средств для включения экранов Фарадея в магнитный узел с тороидальной намоткой. Известный способ реализации экранов Фарадея в тороидальных трансформаторах включает наматывание изолированных медных полос вокруг тороидального сердечника таким же образом, как и обмотки. Однако этот метод приводит к появлению относительно длинных и индуктивных экранов, которые в значительной степени неэффективны. Другой метод включает использование сплошного листа меди, намотанного на намотанный тороидальный узел.Однако этот метод требует значительного сгибания и складки медного листа для прохождения через внутренний диаметр намотанного тороидального узла, что приводит к значительному увеличению высоты сборки и значительному уменьшению доступного внутреннего диаметра намотанного тороидального узла.

В настоящем раскрытии раскрыты экраны Фарадея, сконструированные для обертывания по существу одним слоем вокруг узла намотанного тороидального сердечника, таким образом обеспечивая эффективный экран с низкой индуктивностью с минимальным увеличением высоты сборки и минимальным уменьшением доступного внутреннего диаметра тороидального узла намотки.Один или несколько экранов, раскрытых в данном документе, при использовании в тороидальном трансформаторе будут значительно ослаблять синфазный шум, передаваемый через трансформатор. Настоящее раскрытие дополнительно раскрывает электромагнитные устройства, такие как трансформаторы, которые включают в себя раскрытые экраны.

Один аспект настоящего раскрытия включает в себя экран для тороидального трансформатора, состоящий из листа гибкого немагнитного проводящего материала, обычно тонкого медного листа. Лист гибкого немагнитного проводящего материала включает ствол, проходящий вдоль одного измерения листа гибкого немагнитного проводящего материала и сконфигурированный для обертывания по внешней окружности намотанного тороидального узла, содержащего тороидальный магнитный сердечник и первичную обмотку, например, и множество пальцев, выходящих наружу из ствольной части и сконфигурированных для обертывания по сторонам тороидального узла в направлении к центру намотанного тороидального узла и наматывания на внутреннюю окружность намотанного тороидального узла.

В одном варианте осуществления экран включает в себя провод, электрически соединенный с листом гибкого немагнитного проводящего материала.

В другом варианте осуществления экран включает изоляционный слой, прикрепленный к листу гибкого немагнитного проводящего материала.

В другом варианте осуществления экран включает изоляционный слой, прикрепленный к каждой стороне листа гибкого немагнитного проводящего материала.

В еще одном варианте осуществления по меньшей мере некоторые из множества пальцев имеют часть, примыкающую к стволу, и часть, дальнюю часть ствола, и часть, примыкающая к стволовой части, шире, чем часть, дистальнее ствольной части.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере, некоторые из множества пальцев имеют сужающуюся часть, примыкающую к основной части, и неконусную часть, удаленную от основной части.

В другом варианте осуществления коническая часть имеет первый размер, по существу равный окружности внешнего диаметра тороидального узла, деленной на половину количества пальцев во множестве пальцев, и второй размер, по существу равный окружности внутренний диаметр тороидального узла, деленный на половину количества пальцев во множестве пальцев.

В еще одном варианте осуществления неконическая часть дистальнее ствольной части имеет размер, по существу равный длине окружности внутреннего диаметра тороидального узла, деленной на половину количества пальцев во множестве пальцев.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере, часть из множества пальцев имеет часть, прилегающую к стволу, и часть, дальнюю от стволовой части, а часть, прилегающая к стволовой части, или стволу, имеет закругленные вырезы для снятия напряжения, или закругленные вырезы для снятия напряжений переходят из участка, прилегающего к стволу, в ствол.

В одном варианте по меньшей мере некоторые из множества пальцев имеют часть, примыкающую к стволу, и часть, дальнюю часть ствола, и часть, прилегающую к туловищной части, или туловищную часть, имеет несколько закругленных вырезов для прохода выводных проводов, или обе части, прилегающие к магистральной части и магистральной части, имеют несколько закругленных вырезов для прохождения выводных проводов, или закругленные вырезы для прохождения перекрестных выводных проводов из части, прилегающей к магистральной части, в магистральную часть, с закругленными вырезами для снятия напряжений или без них.

Другой аспект настоящего раскрытия включает тороидальный трансформатор, содержащий тороидальный узел, имеющий внешний диаметр, внутренний диаметр и две стороны. Тороидальный узел содержит тороидальный магнитопровод и первую обмотку или обмотки, намотанные вокруг части тороидального магнитопровода. В одном варианте осуществления тороидальный узел содержит слой изоляции, намотанный на первую обмотку или обмотки. Тороидальный трансформатор дополнительно содержит первый экран, намотанный, по меньшей мере, на часть первой обмотки или обмоток.Первый экран содержит гибкий немагнитный проводящий лист, который включает в себя ствол, проходящий вдоль внешней окружности тороидального узла, и множество пальцев, идущих от ствольного участка вдоль участков двух сторон тороидального узла в направлении к центр тороидального магнитопровода и загибается во внутреннюю окружность тороидального узла.

Пальцы на внутреннем диаметре тороидального узла с одной стороны могут перекрывать пальцы с другой стороны, или пальцы могут стыковаться концами, но в идеале пальцы с одной стороны электрически не замыкаются на пальцы с другой. стороны и создайте закороченный виток по внутреннему диаметру тороидального узла.

В одном варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя вторую обмотку или обмотки, намотанные вокруг части первого экрана, включая часть ствольной части и часть множества пальцев.

В другом варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя изоляционный слой, намотанный, по меньшей мере, на часть первого экрана, и вторую обмотку или обмотки, намотанные вокруг изоляционного слоя, и первый экран, включающий часть основной части и часть множественность пальцев.

В другом варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя изоляционный слой, намотанный, по меньшей мере, на часть первого экрана, при этом изоляционный слой и первый экран соединены вместе, а вторую обмотку или обмотки, намотанные вокруг изоляционного слоя, и первую щит, включающий в себя часть ствола и часть множества пальцев.

В другом варианте осуществления тороидальный трансформатор включает слои изоляции, намотанные, по меньшей мере, на часть первого экрана, при этом слои изоляции и первый экран соединены вместе, так что экран включает слой изоляции, прикрепленный к каждой стороне листа. из гибкого немагнитного проводящего материала, и вторую обмотку или обмотки, намотанные вокруг изоляционного слоя и первого экрана, включая часть ствольной части и часть множества пальцев.

В еще одном варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя изоляционный слой, намотанный, по меньшей мере, на часть первого экрана, и второй экран, намотанный, по меньшей мере, на часть изоляционного слоя и первого экрана, и вторую обмотку или обмотки, намотанные на вокруг второго экрана, включая часть ствола и часть множества пальцев. Второй экран содержит второй гибкий немагнитный проводящий лист, который включает в себя вторую часть корпуса, проходящую по внешней окружности тороидального узла, и второе множество пальцев, выходящих из второй части корпуса вдоль частей двух сторон тороидального узла в направление к центру тороидального магнитопровода и складывание во внутреннюю окружность тороидального узла.

В еще одном варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя изоляционный слой, обернутый поверх первого экрана, и второй экран, обернутый поверх изоляционного слоя и первого экрана, изоляционный слой, обернутый поверх второго экрана, и вторую обмотку или обмотки, намотанные вокруг второй щиток включает в себя часть ствола и часть множества пальцев. Второй экран содержит второй гибкий немагнитный проводящий лист, который включает в себя вторую часть корпуса, проходящую по внешней окружности тороидального узла, и второе множество пальцев, выходящих из второй части корпуса вдоль частей двух сторон тороидального узла в направление к центру тороидального магнитопровода и складывание во внутреннюю окружность тороидального узла.

В еще одном варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя изоляционный слой, обернутый поверх первого экрана, при этом изоляционный слой и первый экран скреплены вместе, так что экран включает изоляционный слой, прикрепленный к одной стороне листа гибкого не -магнитный проводящий материал и второй экран, обернутый поверх изоляционного слоя и первого экрана, и изоляционный слой, обернутый поверх второго экрана, при этом изоляционный слой и второй экран соединены вместе, так что экран включает в себя соединенный изоляционный слой к одной стороне листа гибкого немагнитного проводящего материала, и вторую обмотку или обмотки, намотанные вокруг второго экрана, включая часть ствольной части и часть множества пальцев.Второй экран содержит второй гибкий немагнитный проводящий лист, который включает в себя вторую часть корпуса, проходящую по внешней окружности тороидального узла, и второе множество пальцев, выходящих из второй части корпуса вдоль частей двух сторон тороидального узла в направление к центру тороидального магнитопровода и складывание во внутреннюю окружность тороидального узла.

В еще одном варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя слои изоляции, намотанные, по меньшей мере, на часть первого экрана, при этом слои изоляции и первый экран соединены вместе, так что экран включает слой изоляции, прикрепленный к каждой стороне лист гибкого немагнитного проводящего материала, и второй экран, обернутый по меньшей мере на части изоляционного слоя и первого экрана, и изоляционные слои, намотанные поверх второго экрана, при этом два изоляционных слоя и второй экран соединены вместе, например что экран включает в себя изоляционный слой, прикрепленный к каждой стороне листа гибкого немагнитного проводящего материала, и вторую обмотку или обмотки, намотанные вокруг изолированного второго экрана, включая часть ствольной части и часть множества пальцев.Второй экран содержит второй гибкий немагнитный проводящий лист, который включает в себя вторую часть корпуса, проходящую по внешнему размеру тороидального узла, и второе множество пальцев, выходящих из второй части корпуса вдоль частей двух сторон тороидального узла в направление к центру тороидального магнитопровода и складывание во внутреннюю окружность тороидального узла.

В одном варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя изоляционный слой, намотанный, по меньшей мере, на часть первого экрана, второй экран, обернутый, по меньшей мере, на часть изоляционного слоя, и первый экран, и вторую обмотку, намотанную вокруг части второго экрана, включающего в себя часть второй стволовой части и часть второго множества пальцев.Второй экран содержит второй гибкий немагнитный проводящий лист, который включает в себя вторую часть корпуса, проходящую по внешнему размеру тороидального узла, и второе множество пальцев, выходящих из второй части корпуса вдоль частей двух сторон тороидального узла в направление к центру тороидального магнитопровода и складывание во внутреннюю окружность тороидального узла.

В другом варианте тороидальный трансформатор включает в себя провод, электрически соединенный с первым экраном.

В еще одном варианте осуществления тороидальный трансформатор включает в себя первый провод, электрически подключенный к первому экрану, и второй провод, электрически подключенный ко второму экрану.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере, некоторые из множества пальцев экранов имеют часть, примыкающую к стволу, и часть, дистальнее ствольной части. Участок, примыкающий к стволу, шире, чем участок, расположенный дальше от ствольного участка.

В еще одном варианте осуществления коническая часть экранов имеет первый размер, по существу равный окружности внешнего диаметра тороидального узла, деленной на половину количества пальцев во множестве пальцев, и второй размер, по существу равный окружность внутреннего диаметра тороидального узла, деленная на половину числа пальцев во множестве пальцев.

В одном варианте осуществления неконическая часть экранов имеет размер, по существу равный длине окружности внутреннего диаметра тороидального узла, деленной на половину числа пальцев во множестве пальцев.

В другом варианте осуществления, по меньшей мере, некоторые из множества пальцев экранов имеют часть, примыкающую к стволу, и часть, дальнюю от ствольной части, а часть, примыкающая к стволовой части, или стволовая часть, имеет закругленные вырезы для снятия напряжения. или закругленные вырезы для снятия напряжений переходят из участка, прилегающего к стволу, в ствол.

В одном варианте осуществления, по меньшей мере, некоторые из множества пальцев щитов имеют часть, примыкающую к стволовой части, и часть, находящуюся дальше от ствольной части, и часть, примыкающую к стволовой части, или стволовую часть, имеет несколько закругленных вырезов. для прохождения выводных проводов, или как часть, прилегающая к магистральной части, так и магистральная часть имеют несколько закругленных вырезов для прохождения выводных проводов, или закругленные вырезы для прохождения выводных проводов пересекают часть, прилегающую к магистральной части, в часть туловища с закругленными вырезами для снятия напряжений или без них.

Синфазный ток, емкостная связь от магнитного узла с обмоткой к шасси, может быть еще одним основным источником шума в электронных системах, использующих импульсный преобразователь мощности. Другой аспект настоящего раскрытия включает в себя экран Фарадея для намотанного магнитного узла, состоящего из листа гибкого немагнитного проводящего материала, обычно тонкого медного листа, помещенного между намотанным магнитным узлом и шасси или радиатором (или другой монтажной плоскостью), чтобы не допускать попадания тока от внешней обмотки намотанного магнитного узла к шасси (или другой монтажной плоскости) или наоборот.Варианты осуществления экрана могут включать в себя провод или другой вывод с низкой индуктивностью для возврата синфазных токов к источнику тока.

Вышеупомянутые и другие особенности изобретения здесь и далее полностью описаны и конкретно указаны в формуле изобретения, нижеследующее описание и прилагаемые чертежи подробно излагают некоторые иллюстративные варианты осуществления изобретения, однако эти варианты осуществления указывают лишь на несколько о различных способах использования принципов изобретения.

ФИГ. 1A и 1B показаны виды сбоку и в разрезе, соответственно, примерного трансформатора с тороидальным сердечником.

РИС. 2 — схематическая диаграмма цепи, включающей трансформатор, показанный на фиг. 1А и 1Б.

РИС. 3A и 3B показаны виды сбоку и в разрезе, соответственно, примерного трансформатора с тороидальным сердечником, содержащего экраны Фарадея.

РИС. 4 — схематическая диаграмма схемы, соответствующей схеме на фиг.2, но с трансформатором, замененным трансформатором, показанным на фиг. 3A и 3B.

РИС. 5 показан пример щита Фарадея.

РИС. 6 иллюстрирует примерный экран, показанный на фиг. 5, включая изоляционный слой.

РИС. 7A и 7B показаны виды спереди и сбоку, соответственно, примерного тороидального узла с обмоткой.

РИС. 8 показан трансформатор, показанный на фиг. 3A и 3B во время сборки, чтобы проиллюстрировать, как экран на фиг. 5 устанавливается на сборку, показанную на фиг.7.

РИС. 9 показан вариант щита, включающего 16 пальцев.

РИС. 10 показан вариант щита, включающего 24 пальца.

РИС. 11 иллюстрирует вариант осуществления щита, в котором пальцы имеют часть, прилегающую к стволовой части, и часть, удаленную от ствольной части, и переход от части, примыкающей к ствольной части, к стволовой части представляет собой вырезы для снятия напряжения.

РИС. 12 иллюстрирует вариант осуществления экрана, в котором на некоторых пальцах имеются выемки для прокладки выводных проводов, на ствольной части есть несколько закругленных вырезов для прохождения выводных проводов, а на переходе от конической части к стволовой части есть несколько закругленных вырезов для прохождения проводов. подводящие провода с закругленными вырезами для снятия напряжений.

РИС. 13 иллюстрирует вариант осуществления щита, в котором пальцы имеют только коническую часть.

РИС. 14 иллюстрирует еще один вариант осуществления щита.

РИС. 15 и 16 — схематические чертежи схем потенциальных обмоток трансформатора, показанного на фиг. 3A и 3B.

РИС. 17 иллюстрирует схематический чертеж цепи, включающей в себя намотанный магнит, установленный на радиаторе, который подключен к заземлению шасси.

РИС. 18 графически иллюстрирует намотанный магнит и емкость, связывающую намотанный магнит с теплоотводом, который соединен с землей шасси.

РИС. 19 графически иллюстрирует тороидальный намотанный магнит с экраном между намотанным магнитом и теплоотводом, к которому прикреплен намотанный магнит, для предотвращения синфазной связи между намотанным магнитом и землей.

ФИГ. 1A и 1B показаны виды сбоку и в разрезе, соответственно, примерного трансформатора с тороидальным сердечником 1 . Трансформатор 1 включает в себя тороидальный магнитопровод 10 и первую обмотку 20 , намотанную на тороидальный магнитопровод 10 .Первая обмотка 20 имеет подводящие провода 22 и 24 . Трансформатор 1 дополнительно включает в себя изоляционный слой 25 между первой обмоткой 20 и второй обмоткой 50 . Вторая обмотка 50 наматывается на слой изоляции 25 и имеет подводящие провода 52 и 54 . В других вариантах трансформатор 1, включает более двух обмоток.

Термин обмотка, используемый здесь в отношении, например, первой обмотки 20 и второй обмотки 50 , включает в себя не только однопроводную обмотку (т.е.например, обмотка, которая включает только один проводник), но также и обмотка с несколькими проводниками (т. е. обмотка, которая включает более одного проводника, независимо от того, подключены ли эти проводники друг к другу), и обмотка с чередованием (например, первая половина первичной обмотки наматывается, вторичная обмотка наматывается на первую половину первичной обмотки, а затем вторая половина первичной обмотки наматывается на вторичную обмотку). Термины первая обмотка и вторая обмотка, используемые здесь в отношении, например, первой обмотки 20, и второй обмотки 50, , не обязательно соответствуют первичной обмотке и вторичной обмотке, соответственно.Например, первая и вторая обмотки могут соответствовать двум вторичным обмоткам.

Хотя магнитные сердечники, такие как сердечник 10 , и узлы, включающие магнитные сердечники, описаны здесь как имеющие круглую или тороидальную форму или имеющие окружность или диаметр, магнитные сердечники и узлы, включающие магнитные сердечники, описанные здесь, могут включать сердечники и узлы, которые некруглые (например, овальные, квадратные и т. д.)

ФИГ. 1A и 1B показано, как создается емкость между первой обмоткой 20 и второй обмоткой 50 .Первая обмотка 20 и вторая обмотка 50 образуют коаксиальную межобмоточную емкость, величина которой определяется эффективной длиной обмотки, эффективной шириной обмотки, толщиной изоляции между первой обмоткой 20 и второй обмоткой . 50 , а диэлектрическая проницаемость изоляции 25 .

РИС. 2 схематично показана схема 60 , включающая трансформатор 1 .Схема 60, включает в себя источник напряжения 65 , подключенный к первой обмотке 20 трансформатора 1 . Схема 60, дополнительно включает в себя транзистор , 70, , подключенный между первой обмоткой 20 трансформатора 1 и источником напряжения 65 . Ко второй обмотке 50 трансформатора 1 подключен диод 75 , который в свою очередь подключается к выходному конденсатору 80 , который обеспечивает питание нагрузки 85 .Во время работы транзистор , 70, переключается, вызывая появление переменного напряжения на первой обмотке 20 , что, в свою очередь, вызывает появление переменного напряжения на второй обмотке 50 . Диод 75 выпрямляет переменное напряжение, возникающее на второй обмотке 50 , вызывая появление постоянного напряжения на конденсаторе 80 , который подает мощность на нагрузку 85 .

РИС. 2 дополнительно иллюстрирует межобмоточную емкость, рассмотренную выше со ссылкой на фиг.1А и 1Б. Межобмоточная емкость представлена ​​конденсаторами , 90, . Через конденсаторы , 90, синфазный ток icc передается от первичной обмотки ко вторичной через трансформатор 1 и возвращается к источнику синфазного шума в первичной обмотке через землю заземления шасси.

РИС. 3A и 3B показаны виды сбоку и в разрезе, соответственно, примерного трансформатора с тороидальным сердечником , 100, . Трансформатор , 100, включает в себя тороидальный магнитопровод 10 и первую обмотку 20 , намотанную на тороидальный магнитопровод 10 .Первая обмотка 20 наматывается на тороидальный магнитопровод 10 и имеет подводящие провода 22 и 24 . Трансформатор , 100, также включает в себя первый экран , 130, , закрывающий первую обмотку 20 . Первый экран , 130, наматывается на первую обмотку 20, , по существу, одним слоем с минимальным перекрытием. Эта намотка в один слой обеспечивает очень низкую индуктивность первого экрана , 130, , но также обеспечивает полное покрытие первой обмотки 20, .Первый экран , 130, имеет подводящий провод , 132, , который служит для соединения первого экрана , 130, с землей, как более подробно обсуждается ниже.

РИС. 3B показан изоляционный слой 125 между первой обмоткой 20 и первым экраном , 130, . Изоляционный слой , 125, , а также любой другой изолирующий слой, раскрытый в данном документе, может быть дискретным изоляционным слоем, как проиллюстрировано на фиг. 3B, или изоляционный слой 125 может быть множеством слоев изоляции, как требуется для конкретного применения трансформатора 100 , или изоляционный слой 125 может быть, а не отдельным слоем или множеством слоев. , но распределенный слой электроизоляции.Например, магнитный провод часто покрывают слоем изоляции.

В проиллюстрированном варианте осуществления трансформатор 100 дополнительно включает в себя второй слой изоляции 135 , покрывающий первый экран 130 , и второй экран 140 , обернутый поверх слоя изоляции 135 вокруг первой обмотки 20 . Второй экран , 140, наматывается, по существу, в один слой с минимальным перекрытием. Подобно первому экрану , 130, , описанному выше, эта обертка в один слой обеспечивает очень низкую индуктивность второго экрана , 140, , но также обеспечивает полное покрытие вокруг тороидальной формы.Второй экран , 140, имеет подводящий провод , 142, , который служит для соединения второго экрана , 140, с землей, как более подробно обсуждается ниже. Преобразователь 100 по фиг. 3B дополнительно включает вторую обмотку 50 , изолированную от второго экрана 140 третьим слоем изоляции 145 . Вторая обмотка 50 имеет подводящие провода 52 и 54 . В одном варианте осуществления трансформатор , 100, включает в себя одиночный экран, например, первый экран , 130, , и, таким образом, не включает в себя дополнительные экраны или соответствующие изоляционные слои.В других вариантах осуществления, например, где трансформатор , 100, включает в себя более двух обмоток, трансформатор 100, может включать более двух экранов и соответствующее количество слоев изоляции, например, которые будут использоваться для чередующихся первичных и вторичных обмоток, для Например, в котором между каждой первичной группой обмоток и каждой вторичной группой обмоток будут использоваться два экрана.

РИС. 3A и 3B, таким образом, иллюстрируют, как емкости между первой обмоткой 20 и первым экраном 130 , а также между вторым экраном 140 и второй обмоткой 50 встроены в трансформатор 100 .Первая обмотка 20 и первый экран , 130, образуют коаксиальную емкость, величина которой определяется эффективной длиной обмотки / экрана, эффективной шириной обмотки / экрана, толщиной изоляции 125 между первой обмоткой 20 и первый экран 130 , а диэлектрическая проницаемость изоляции 125 . Точно так же вторая обмотка 50 и второй экран 140 образуют коаксиальную емкость, величина которой определяется эффективной длиной обмотки / экрана, эффективной шириной обмотки / экрана, толщиной изоляции 145 между второй обмоткой 50 и второй экран 140 , а диэлектрическая проницаемость изоляции 145 .В одном варианте трансформатор , 100, включает только один экран. В других вариантах трансформатор , 100, включает более двух экранов. Фиг. 3A и 3B также показано, как емкость между первым экраном , 130, и вторым экраном , 140, встроена в трансформатор , 100, . Однако, как будет видно, между этими экранами через емкость по существу не протекает ток синфазного сигнала.

РИС. 4 показан схематический чертеж схемы 200 , которая соответствует схеме 60 , обсужденной выше, но с трансформатором 1 , замененным на трансформатор 100 .Общая работа схемы , 200, описана выше со ссылкой на схему 60, и поэтому здесь не повторяется. Трансформатор 100 включает в себя экраны 130 и 140 , каждый из которых имеет вывод проводов, 132 и 142 соответственно, который соединяет экраны 130 и 140 с землей. В одном варианте трансформатор , 100, включает только один экран. В других вариантах трансформатор , 100, включает более двух экранов.

РИС. 4 дополнительно иллюстрирует емкости обмотки / экрана, обсужденные выше со ссылкой на фиг. 3A и 3B. Емкость, связанная с первым экраном , 130, , обозначена как конденсаторы , 190, , а емкость, связанная со вторым экраном, , 140, , обозначена как конденсаторы , 195, . Синфазный ток icc 1 , текущий в первую обмотку 20 , эффективно соединяется с землей и возвращается к источнику синфазного шума через конденсаторы 190 , экран 130 и подводящий провод 132 , предотвращая синфазный режим. ток icc 1 передается на вторую обмотку 50 и во вторичную обмотку 200 .Точно так же синфазный ток icc 2 , протекающий во вторую обмотку 50 , эффективно соединяется с землей и возвращается к источнику синфазного шума через конденсаторы 195 , экран 140 и подводящий провод 142 , предотвращая синфазный ток icc 2 передается на первую обмотку 20 и в первичную обмотку 200 . ИНЖИР. 4 дополнительно иллюстрирует емкости между экраном и экраном, рассмотренные выше со ссылкой на фиг.3A и 3B. Несмотря на то, что между экранами есть емкость, учитывая, что каждый из двух экранов обычно связан с землей шасси с достаточной конструкцией фильтра электромагнитных помех и развязкой с шасси, а также с короткими неиндуктивными выводами экрана, напряжение переменного тока очень мало, если не равно нулю. между экранами, и, следовательно, по существу нулевой синфазный ток течет между этими экранами через емкость экрана к экрану.

В проиллюстрированном варианте осуществления первая обмотка , 20, проиллюстрирована как первичная обмотка, а вторая обмотка , 50, — как вторичная обмотка.В других вариантах осуществления первая обмотка , 20, является вторичной обмоткой трансформатора, а вторая обмотка , 50, является первичной обмоткой. В других вариантах осуществления трансформатор , 100, может включать в себя более двух обмоток и два экрана, например, которые могут использоваться для чередующихся первичных и вторичных обмоток.

РИС. 5 показан примерный экран , 130, . Экран , 130, включает в себя лист 500 из гибкого немагнитного проводящего материала.Гибкий немагнитный проводящий материал, из которого изготовлен лист , 500, , может быть одним из таких материалов или их комбинацией, включая, например, медь, серебро, алюминий, свинец, магний, платину и вольфрам. Лист , 500, включает ствол , 510, , проходящий по длине или, возможно, по самому длинному размеру листа , 500, . Магистральная часть , 510, предназначена, как более подробно обсуждается ниже, для обертывания по внешней окружности тороидального узла, включающего магнитопровод 10 и первую обмотку 20 .Лист , 500, также включает в себя множество пальцев 520 , примерами которых являются пальцы 520 a и 520 b , которые выходят наружу из части корпуса 510 . Пальцы , 520, предназначены, как более подробно обсуждается ниже, для обертывания по сторонам тороидального узла, включающего магнитопровод 10 и первую обмотку 20 , в направлении к центру тороидального магнитопровода . 10 и складывается по внутренней окружности тороидального узла.

В проиллюстрированном варианте осуществления пальцы , 520, имеют сужающуюся часть 522 , примыкающую к основной части 510 , и неконусную часть 525 дальше от основной части 510 . Коническая часть , 522, имеет часть 523 , примыкающую к стволу 510 , и часть 524 , дальнюю часть ствола 510 . Участок 523 , примыкающий к стволу 510 , шире, чем участок 524 , дальний от ствольного участка 510 .

Экран 130 дополнительно включает в себя подводящий провод 132 , электрически соединенный с листом 500 . В одном варианте провод , 132, припаян к листу 500 . В других вариантах реализации провод , 132, электрически соединен с листом , 500, другими способами, кроме пайки. В проиллюстрированном варианте осуществления провод , 132, показан соединенным с листом , 500, по направлению к центральной области или середине листа , 500, .В других вариантах осуществления провод , 132, соединяется с листом , 500, на других участках листа , 500, .

РИС. 6 показан пример экрана , 130, , включая изоляционный слой 125 , прикрепленный к листу , 500, . В одном варианте осуществления изоляционный слой 125 прикреплен к листу 500 с помощью клея. В других вариантах реализации изоляционный слой 125 прикреплен к листу 500 другими способами, кроме клея.В одном варианте осуществления комбинация листа 500 и изоляционного слоя 125 может быть изготовлена ​​из металлизированного изоляционного материала, такого как каптон или его эквиваленты. При таком подходе ненужный гибкий немагнитный проводящий материал (например, медь) может быть вытравлен аналогично процессу травления, используемому для изготовления печатных плат (ПП). Для экранов с изоляцией с обеих сторон гибкий немагнитный проводящий материал может быть покрыт изоляционным листом (например,g., каптон), и изоляцию можно разрезать до желаемых размеров, как показано на фиг. 6.

ФИГ. 7A и 7B показаны виды спереди и сбоку, соответственно, примерного тороидального узла с обмоткой , 700, . Узел 700 соответствует трансформатору 100 непосредственно перед установкой первого экрана 130 . Таким образом, со ссылкой на показанный на фиг. 3A и 3B, узел , 700, соответствует узлу, включающему тороидальный сердечник 10 и первую обмотку 20 .Узел , 200, также может включать в себя первый изоляционный слой 125 в зависимости от того, является ли первый изоляционный слой 125 частью первого экрана, как раскрыто со ссылкой на фиг. 6. Тороидальный узел , 700, имеет внутренний диаметр, ID, внешний диаметр, OD, стороны S 1 и S 2 , а также толщину THK.

РИС. 8 показана сборка 700 во время установки щита 130 . Экран , 130, установлен с частью корпуса , 510, , обернутой по окружности вокруг внешней окружности сборки , 700, .Стороны S 1 и S 2 тороидального узла , 700, по существу охвачены конусными частями , 522 пальцев , 520, . Внутренняя окружность тороидального узла , 700, обернута неконусными частями , 525, пальцев , 520, , которые могут перекрываться или стыковаться, но не замыкаются электрически с одной стороны на другую, создавая короткое замыкание повернуть. Таким образом, пальцы 520 охватывают части сторон S 1 и S 2 тороидального узла 700 в направлении к центру тороидального магнитопровода 10 и складываются во внутреннюю окружность Тороидальная сборка 700 .

Как видно на ФИГ. 8, экран 130 закрывает тороидный узел 700 полностью или почти полностью, но с минимальным перекрытием экрана 130 по сторонам S 1 и S 2 и внутренним размером ID узла 700 из-за особой формы щита 130 . Помимо других преимуществ, минимальное перекрытие минимизирует высоту сборки за счет экрана , 130, , который позволяет использовать большее окно для обмоток.

РИС. 9 иллюстрирует вариант осуществления экрана , 130, , включающего 16 пальцев 520 . Экран , 130, на ФИГ. 9 предназначен для установки на тороидальный узел 700 по фиг. 7 и, следовательно, показан с размерами, соответствующими тороидальному узлу 700 . В проиллюстрированном варианте осуществления ствольная часть , 510, имеет длину, равную окружности внешней окружности (πOD) тороидального узла , 700, , и ширину, равную толщине THK тороидального узла , 700, .Коническая часть , 522, имеет длину, по существу равную половине разницы между внешним диаметром и внутренним диаметром (OD-ID) / 2 тороидального узла 700 .

В одном варианте осуществления часть 523 конической части 522 , примыкающая к основной части 510 , имеет размер, по существу равный окружности внешнего диаметра тороидального узла 700 , деленной на половину числа пальцы 520 , 2πOD / f, где f — количество пальцев.Участок 524 сужающейся части 522 , дальний от ствола 510 , имеет размер, по существу равный длине окружности внутреннего диаметра тороидального узла 700 , деленной на половину количества пальцев 520 , 2πID / ф. В одном варианте осуществления неконическая часть 525 имеет размер, по существу равный длине окружности внутреннего диаметра тороидального узла 700 , деленной на половину числа пальцев 520 , 2πID / f.

В проиллюстрированном варианте осуществления часть 523 , примыкающая к основной части 510 , имеет размер, по существу равный одной восьмой окружности внешнего диаметра тороидального узла 700 , πOD / 8. Неконическая часть 525 имеет размер, равный одной восьмой окружности внутреннего диаметра узла 700 , πID / 8.

Ширина перекрытия экрана , 130, может быть изменена путем изменения размера, показанного на фиг.9 как πOD / 8, например πOD / 7, и размер, показанный как πID / 8, например, πID / 7. Длина перекрытия экрана , 130, может быть изменена путем изменения длины неконусной части , 525, по желанию.

РИС. 10 иллюстрирует вариант осуществления щитка , 130, , включающего 24 пальца 520 . В показанном на фиг. 10, часть 523 , примыкающая к основной части 510 , имеет размер, по существу равный одной двенадцатой окружности внешнего диаметра тороидального узла 700 , πOD / 12.Неконическая часть , 525, имеет размер, равный одной двенадцатой окружности внутреннего диаметра узла 700 , πID / 12.

Ширина перекрытия экрана , 130, может быть изменена путем изменения размера, показанного на фиг. 10 как πOD / 12, например, πOD / 11, и размер, показанный как πID / 12, например, πID / 11. Длина перекрытия экрана , 130, может быть изменена путем изменения длины неконусной части , 525, по желанию.

РИС. 11 иллюстрирует вариант осуществления щитка , 130, , где пальцы , 520, имеют часть , 522, , смежную с основной частью , 510 , часть , 525, , дальнюю часть ствола, и пересекающую часть, прилегающую к основной части . 522 в ствол 510 имеют закругленные вырезы для снятия напряжений.

РИС. 12 иллюстрирует вариант осуществления экрана, в котором некоторые пальцы имеют закругленные выемки для прокладки выводных проводов, часть ствола имеет несколько закругленных вырезов для прохождения проводов, а переход от конической части к части ствола представляет собой несколько закругленных вырезов для прохождения проводов. проводов, с закругленными вырезами для снятия напряжений.Хотя вырезы показаны закругленными, вырезы могут иметь другую форму.

РИС. 12 иллюстрирует вариант осуществления экрана , 130, , где некоторые пальцы 520 имеют закругленные выемки 550 для прокладки выводных проводов, часть ствола имеет несколько закругленных вырезов 550 для прохождения выводных проводов и пересекает конические В магистральной части имеются закругленные вырезы 550 для пропуска выводных проводов, а также закругленные вырезы для снятия напряжений.

РИС. 13 иллюстрирует вариант осуществления щитка , 130, , в котором пальцы , 520, не включают в себя не сужающуюся часть 525 , а только сужающуюся часть , 522 . Таким образом, в проиллюстрированном варианте осуществления пальцы , 520, имеют сужающуюся часть 522 , которая включает в себя часть 523 , примыкающую к основной части 510 , и часть 524 , дальнюю часть ствола 510 . Участок 523 , примыкающий к стволу, шире, чем участок 524 , дальний от ствольного участка 510 .

РИС. 14 иллюстрирует еще один вариант защиты , 130, . В проиллюстрированном варианте осуществления щиток включает туловище , 510, и пальцы , 520, . Пальцы , 520, имеют практически прямую длину (не конические). Проиллюстрированный подход приведет к существенному перекрытию и построению пальцев , 520, экрана , 130, и, таким образом, к большему потреблению окна намотки сердечника 10 , чем в вариантах осуществления, раскрытых выше.

РИС. 15 и 16 показаны схематические чертежи схем потенциальных обмоток трансформатора , 100, . Как обсуждалось выше, трансформатор , 100, включает в себя первую обмотку 20 , которая имеет подводящие провода 22 и 24 , первый экран 130 , который имеет подводящий провод 132 и наматывается на первую обмотку 20 , второй экран 140 , который имеет подводящий провод 142 и наматывается на первый экран 130 и первую обмотку 20 , а вторую обмотку 50 с подводящими проводами 52 и 54 и охватывает второй экран , 140 , первый экран , 130, и первую обмотку 20 .

РИС. 15 показан вариант осуществления, в котором трансформатор , 100, сконструирован с первым экраном , 130, , расположенным так, что концы экрана находятся рядом с местом, где подводящие провода 22 и 24 выходят из первой обмотки 20 , и экранированный подводящий провод , 132, расположен близко к середине первой обмотки 20, . Точно так же второй экран , 140, расположен так, что концы экрана находятся рядом с местом, где выводные провода 52 и 54 выходят из второй обмотки 50 , а выводный провод экрана 142 расположен. ближе к середине второй обмотки 50 .Этот вариант не идеален. В импульсном трансформаторе источника питания один конец обмотки или оба конца обмотки являются местами, имеющими наивысшее значение dv / dt, и, таким образом, являются или являются областями обмотки, имеющими наивысший емкостной ток, вводимый в экран. . Путем размещения экранированного выводного провода , 132, на расстоянии от концов обмотки 20, , область или области обмотки 20 , имеющие наибольший синфазный ток, подключенный к экрану , 130, , размещаются вдали от экрана. 132 .Ток синфазного режима должен проходить через индуктивность экрана между концом конца экрана и серединой экрана, что снижает эффективность экрана , 130, . Подобным образом эффективность второго экрана , 140, также снижается.

РИС. 16 показан вариант осуществления, в котором трансформатор , 100, сконструирован с первым экраном , 130, , расположенным таким образом, что середина экрана , 130, и экранирующий провод , 132, находятся рядом с местом, где подводящие провода , 22, и . 24 выходят из первой обмотки 20 , то есть около концов обмотки 20 .Точно так же второй экран , 140, расположен так, что середина экрана , 140, и экранный провод , 142, находятся рядом с местом, где выводные провода 52 и 54 выходят из второй обмотки 50 , то есть около концов обмотки 50 . Этот вариант осуществления является улучшением варианта осуществления, показанного на фиг. 15. Путем размещения экранированного выводного провода , 132, близко к концам обмотки 20 , область или участки обмотки 20 , имеющие наибольший синфазный ток, подключенный к экрану , 130, , размещаются рядом с защитный провод 132 .Теперь синфазный ток должен проходить через очень короткий отрезок экрана с очень небольшой индуктивностью к проводнику экрана 132 , что максимизирует эффективность экрана 130 . Подобным образом эффективность второго экрана , 140, также максимизируется.

Синфазный ток, емкостная связь от магнитного узла с обмоткой к шасси, может быть еще одним основным источником шума в электронных системах, использующих импульсный преобразователь мощности.Другой аспект настоящего раскрытия включает в себя экран Фарадея для намотанного магнитного узла, состоящего из листа гибкого немагнитного проводящего материала, обычно тонкого медного листа, помещенного между намотанным магнитным узлом и шасси или радиатором (или другой монтажной плоскостью), чтобы не допускать попадания тока от внешней обмотки намотанного магнитного узла к шасси (или другой монтажной плоскости) или наоборот. Варианты осуществления экрана могут включать в себя провод или другой вывод с низкой индуктивностью для возврата синфазных токов к источнику тока.Часто силовые магниты, в том числе с тороидальными сердечниками, устанавливаются на радиаторах для обеспечения кондуктивного охлаждения. Эти радиаторы часто электрически связаны с заземлением корпуса. Любая значительная форма волны напряжения на самой внешней обмотке тороидального намотанного магнита может емкостным образом соединяться с радиатором, а оттуда — с землей шасси, создавая ток синфазного режима с шасси. Ток синфазного режима найдет свой собственный обратный путь к источнику синфазного шума через заземление шасси. ИНЖИР. 17 иллюстрирует схематический чертеж цепи , 260, , включающей в себя намотанный магнит 3 , установленный на радиаторе 295 , который подключен к заземлению шасси.В схеме , 260, намотанный магнит 3 является частью выходной секции преобразователя мощности, состоящей также из диода 75 и выходного конденсатора 80 , который обеспечивает питание нагрузки 85 . ИНЖИР. 17 дополнительно иллюстрирует емкость, показанную как конденсаторы , 290, , которая представляет емкость между намотанным магнитом 3 и радиатором 295 . ИНЖИР. 18 графически иллюстрирует намотанный магнит 3 и емкость 290 , соединяющую намотанный магнит 3 с радиатором 295 , который подключен к заземлению шасси.Следовательно, через конденсаторы , 290, и радиатор , 295, синфазный ток icc подается на заземление шасси.

РИС. 19 графически показан тороидальный магнит , 300, (трансформатор или индуктор) с экраном 330, между намотанным магнитом , 300, и радиатором , 295, для предотвращения синфазной связи. Экран может быть плотно прилегающим экраном, подобным экранам, таким как экран , 130, , описанным здесь, или может быть простым тонким плоским листом проводящего материала, обычно тонким медным листом, изолированным как от намотанного магнитного узла, так и от монтажная плоскость.Экран подключен к заземлению локальной цепи Ignd. Синфазный ток icc течет от намотанного магнитного поля , 300, к экрану , 330, и выходит к локальному заземлению Ignd, где ток icc возвращается к источнику шума. Ток icc не проходит через емкость , 290, , и, таким образом, намотанный магнитный элемент , 300, не является синфазным, подключенным к радиатору , 295, . Таким образом, экран , 330, предотвращает синфазное соединение тороидального намотанного магнита , 300, с землей заземления шасси.

В одном варианте осуществления (не показан), например, в приложениях военной или космической электроники, в которых используется герметизированный магнит, экран может быть размещен внутри герметичного корпуса.

Трансформаторы с двумя обмотками, с одним экраном и с двумя вариантами экрана обсуждаются и показаны в этом раскрытии в целях иллюстрации. Однако раскрытый предмет изобретения применим к трансформаторам с более чем двумя обмотками или устройствам с одной обмоткой, таким как индукторы.Раскрытый предмет изобретения также применим к приложениям, в которых используются несколько обмоток либо на первичной, либо на вторичной стороне, чередующиеся первичные и вторичные обмотки, и к приложениям, в которых используется более двух первичных или вторичных экранов.

Хотя изобретение было показано и описано применительно к некоторым проиллюстрированным вариантам осуществления, эквивалентные изменения и модификации будут происходить для других специалистов в данной области техники после прочтения и понимания спецификации и прилагаемых чертежей.