Импульсный трансформатор

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУео делен изобретений и открытий(54) ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР Изобретение относится к электротехнике, к трансформаторам, предназначенным для работы на низкоомную нагрузку, и может быть использовано, например, для управления коммутационными приборами типа мифистор, использу 5 емыми в телефонных станциях, аппаратах автоматики и вычислительной техники.Из известных импульсных трансфор 1 О маторов наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому является импульсный трансформатор, содержаший тороидальный сердечник, на котором размещены многовитковые пер 5 вичные обмотки и одновитковая, вторичная обмотка, при этом одновитковая обмотка выполнена в виде металлического слоя, охватывающего весь сердечник с кольцевым зазором, расположенным на внешней поверхности сердечника 1.Недостатком конструкции известного трансформатора является наличие паяных соединений, которые необходимы при выполнении внешних выводов вторичной обмотки от металлического слоя. Паяные соединения из-за разлиЧной толщины припоя влияют на разброс активного сопротивления цепи вторичной обмотки, при этом величина сопротивления паяного соединения соизмерима с активным сопротивлением низкоомной нагрузки и с сопротивлением металлического слоя, являющегося активной частью вторичной обмотки.Другим недостатком известного трансформатора является невозможность изготовления вторичной обмотки в виде металлического слоя со средней точкой.Целью изобретения является создание такой конструкции импульсного трансформатора, которая при обеспечении высоких значений КПД, малой иидуктивности рассеяния и малом активном сопротивлении вторичной обмотки, имеющей среднюю точку, позволяет расширить функциональные возможности имдовательные соединения, а по отношению к направлению тока от внешнего источника - параллельно встречное, Ответвление 9 является средним выводомвторичной обмотки. Свободные концы ответвления 7 и 8 являются выводами 10и 10 трансформатора,Предлагаемая инструкция позволяетвторичную обмотку и все выводы транс 10 форматора изготавливать методом гальванопластики. Между первичными и вторичной обмотками размещена диэлектрическая пластина 11 с пазами, в которых расположены выводы 4, 4, 5, 5,9, 10 и 10 трансформатора. Даннаяпластина обеспечивает симметричнуюфиксацию витков и выводов вторичнойобмотки относительно витков и выводов первичных обмоток.Принцип действия заявляемого импульсного трансформатора поясняетсяпри работе его на низкоомную нагрузку,например при работе его в схеме управления мифистором (см. фиг, 3),При подаче на одну из первичных обмоток (например, на выводы 4-4) импульсного напряжения амплитудой Ои длительностью Гц и при прохождениипод действием этого напряжения черезобмотку тока ,1 происходит перемагничивание сердечника из состояния - Бгв состояние + В и изменение магнитного потока на ДФ, определяемого выражениемЬФ = дВЬЫ = 100 иО35 где ЬВ =В+ В - остаточная индукциянасыщения соответственно (гс);И - число витков йервичной обмотки;5 - активное поперечноесечение сердечника,см 1О - напряжение на первичной обмотке, Б",сц - длительность импульса, мкс.При изменении магнитного потокана величину дф на вторичной обмоткенаводится напряжение О, определяемоевыражениемАФ100 Рм 83Так как для магнитного материала55 сердечника с ППГ значение ьФ имеетпостоянно максимальное значение насы 40 щения, то, как следует из выражения(1), при постоянном напряжении О 3 879 бб 1 пульсного трансформатора за счет выполнения им наряду с функцией согласования функции запоминания и время- задающего элемента, а также механизировать и автоматизировать изготовление вторичной обмотки, заменив ручную операцию намотки сборочными работами.Поставленная цель достигается тем, что в трансформаторе, содержащем тороидальный сердечник, многовитковые первичные обмотки, размещенные на указанном сердечнике, вторичную обмотку, пер" вичные обмотки выполнены из двух параллельных проводов, витки которых равномерно распределены на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, а вторичная обмотка, выполненная в виде двухвитковой обмотки со средней точкой, представляет собой токопроводящую скобообразную пластину с ответвлениями, два из которых являются ее витками, отогнутыми в одном направлении, и охватывает сердечник с первичными обмотками,при этом их свободные концы служат выводами трансформатора, а третье ответвление служит средним выводом вторичной обмотки.Кроме того, витки и выводы вторичной обмотки с помощью диэлектрической пластины с пазами фиксированы симметрично относительно витков и выводов первичной обмотки.На фиг, 1 показан общий вид предлагаемого импульсного трансформатора; на фиг. 2 - вторичная обмотка предлагаемого трансформатора; на фиг." 3 - электрическая схема импульсного трансформатора, подключенного к нагрузке (мифистору); на фиг4 - петля гистерезиса ленточного сердечника из материала с ППГИмпульсныи трансформатор содержит ленточный тороидальный сердечник 1 из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, на котором размещены две первичные обмотки 2 и 3 с выводами 4, 4, 5,51 . Обмотки 2 и 3 выполнены двумя параллельными проводами, витки которых равномерно распределены на указанном сердечнике. Вторичная обмотка трансформатора выполнена в виде токо- проводящей пластины б с ответвлениями 7, 8 и 9 и представляет двухвитковую обмотку со средней точкой, Ответвления 7 и 8 отогнуты в одном направлении и охватывают сердечник 1 с обмотками 2 и 3. Вследствие этого ответвления 7 и 8 имеют согласно послебудет постоянное значение длительности импульса, передаваемой на выходтрансформатора, т.е. в этом случаетрансформатор выполняет функцию времязадающего элемента. 5Под действием напряжения О черезвитки вторичной обмотки трансформатора и мифистор М, сопротивление которого в замкнутом состоянии составляет0,015+0,025 Ом, протекает импульсный 10ток 3) длительностью Си,Под действием количества электричества З си, значение которого должно находиться в пределах 500+550 А мкс,при токе порядка 1,5-2 А, происходит 5надежное срабатывание мифистора, в результате чего к внешнему источнику Е.1подключается нагрузка 11. При этомток нагрузки 311 через замкнутые контакты мифистора разветвляется на двепараллельные цепи и проходит по двумполовинам вторичной обмотки и выходитчерез ее среднюю точку. Чтобы ток нагрузки не вызывал перемагничиваниясердечника и соответственно самопроизвольное обратное срабатывание мифистора, обе половины вторичной обмотки должны создавать встречные взаимно-исключающие магнитные потоки,Чтобы не происходило ложного срабатывания за счет разницы в токах,необходимо чтобы все цепи вторичнойобмотки и ее обе половины имели одинаковое значение сопротивления, т,е.должна быть обеспечена геометричес- З 5кая симметрия,Для получения высокого значенияКГЩ трансформатора необходимо, чтобысопротивление цепей вторичных обмотокне превышало 0,002-0,003 Ом, что вынуждает выполнять их из толстого провода, который, в свою очередь, невозможно применить для микроминиатюрногоизделия,При прекращении действия импульса 45О 1 на первичной обмотке магнитное состояние сердечника изменится из состояния +Вс 1 в состояние +В. Для реального сердечника с ППГ магнитный потокимеет приращение -ЬФ, = 5(В 5-В) (обратного знака по отношению первоначального перемагничивания . В результате во вторичной обмотке наводитсянапряжение помехи, от воздействия которого может произойти ложное срабатывание мифистора.С целью получения минимального значения напряжения помехи применяетсясердечник с большим значением коэффициента прямоугольности петли гистерезиса (Кп), Поэтому используется ленточный сердечник из пермаллоевых сплавов,имеющих по сравнению с ферритовыми,сердечниками большие значения Кп ибольшие значения приращения индукцииДВ = Б+ В, последнее из которыхобратно пропорционально влияет на габаритные размеры трансформаторы.При прекращении подачи напряжения О на первичную обмотку магнитноесостояние сердечника останется беэ изменения (останется в состоянии +В)до тех пор, пока на вторую первичнуюобмотку не будет подано напряжениеО . Таким образом, трансформатор выполняет функцию запоминания информации.При подаче на вторую первичную обмотку (на выводе 5-5) напряжения1О = О 1 перемагничивание сердечникапроисходит из состояния +Вв состояние -В (происходит считывание инфор 6мацки) . Под действием напряжения, наводимого на вторичной обмотке, но спротивоположным знаком, и протекающего через нее импульса тока происходитпереключение мифистора в противополож"ное направление, тем самым происходитподключение к внешнему источнику другой нагрузки Й 1 и отключение первойнагрузки Я, Поскольку напряженияО и О, наводимые на вторичной обмотке при записи и считывании информации, должны быть одинаковыми, необходимо обеспечить одинаковую магнитнуюсвязь вторичной обмотки с каждой изпервичных обмоток. Поэтому первичныеобмотки должны быть идентичны, а витки и выводы вторичной обмотки должньсимметрично располагаться относительно витков и выводов двух первичных обмоток,Так как источником входных сигналов (напряжений О, и О.) являются относительно высокоомные генераторы сКь 1 дпорядка 75 Ом, а нагрузка является низкоомной, порядка единиц миллиом,то трансформатор в этом случае выполняет функции,.согласующего элемента скоэффициентом трансформации порядка100:1,Поскольку трансформатор передаетс допустимыми искажениями импульсноенапряжение нри необходимом произведении Тц О, поэтому он является импульсным,Таким образом, заявленныйимпульсньп трансформатор являетсямногофункциональным.Ожидаемый экономический эффект отпроизводства и применения данноготрансформатора при объеме выпуска100 тыс.шт. в год составляет878,0 тыс.руб.Формула изобретенияИмпульсный трансформатор, со- О держащий тороидальный сердечник, многовитковые первичные обмотки, размещенные на указанном сердечнике, вторичную обмотку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения 5 функциональных возможностей трансформатора, а также обеспечения автоматизации и механизации изготовления вторичной обмотки, первичные обмотки выполнены из двух параллельных проводов, О витки которых равномерно распределены на сердечнике из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, а вторичная обмотка, выполненная в виде двухвитковой обмотки со средней точкой, представляет собой токопроводящую скобообразную пластину с ответвлениями, два из которых являются ее витками, отогнутыми в одном направлении, и охватывает сердечник с первичными обмотками, при этом их свободные концы служат выводами трансформатора, а третье ответвление служит средним выводом вторичной обмотки.2. Импульсный трансформатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что витки и выводы вторичной обмотки фиксированы симметрично относительно витков и выводов первичной обмотки с помощью диэлектрической пластины с пазами. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 275143, кл. Н 01 Р 9/08, 1969,ьФ, Чи сталош тавит на иппов р ио ректор М. Пожодписное Техред 7 рстгензо брет11 Г 35и 31/23 Тираж 8.7 П ВНИИПИ Госуда ного комитета СССР по делами ений и открытий 113035 Москва Распекая наб. ц, 4/5 Филиал ППП "Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,