Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HIGH VOLTAGE TRANSFORMER AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/178163
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a high voltage transformer (1) comprising a primary circuit having a primary winding (101), a secondary circuit having at least two secondary windings (301a, 301b), which are connected in series and decoupled by at least one blocking diode (303a), and a core (500) on which the primary winding (101) and the at least two secondary windings (301a, 301b) are arranged at least in part, characterized in that the at least two secondary windings (301a, 301b) are arranged spaced apart from each other on the core, and that the at least one blocking diode (303a) is arranged within the core (500). The invention further relates to a method for producing the high voltage transformer (1) according to the invention.

Inventors:
BRUNS, Matthias (von Frerichsstraße 6, Wiesbaden, 65191, DE)
KRÄMER, Manfred (Am oberen Bucketal 3, Otzberg, 64853, DE)
Application Number:
EP2018/057943
Publication Date:
October 04, 2018
Filing Date:
March 28, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HITACHI AUTOMOTIVE SYSTEMS EUROPE GMBH (Lohstraße 28, Schwaig-Oberding, 85445, DE)
International Classes:
H02M1/44; H01F27/40; H01F30/04; H02M1/00; H02M7/04; H02M7/06
Foreign References:
JPS5279228A1977-07-04
US20160307695A12016-10-20
JPS6051462A1985-03-22
US6373203B12002-04-16
EP0896419A21999-02-10
NL8300093A1984-08-01
DE10110609B42013-01-03
DE3600205C21991-03-28
DE102013109538A12015-03-05
Attorney, Agent or Firm:
VÖLGER, Wolfgang (Groß-Gerauer Weg 55, Darmstadt, 64295, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche

1 . Hochspannungs-Transformator (1 ), umfassend

- einen Primärkreis mit einer Primärwicklung (101 ),

- einen Sekundärkreis mit zumindest zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b), die in Reihe geschaltet und mit mindestens einer Sperrdiode (303a) entkoppelt sind, und - einen Kern (500), auf dem die Primärwicklung (101 ) und die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) zumindest teilweise angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,

dass die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) eine voneinander beabstandete Anordnung auf dem Kern (500) aufweisen, und

dass die mindestens eine Sperrdiode (303a) innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist.

2. Hochspannungs-Transformator (1 ) nach Anspruch 1 , wobei die voneinander beabstandete Anordnung der mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) gleiche Wickelrichtungen aller Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) aufweist. 3. Hochspannungs-Transformator (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Primärwicklung (101 ) innerhalb der mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) angeordnet ist.

4. Hochspannungs-Transformator (1 ) nach Anspruch 3, wobei die Primärwicklung (101 ) und die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf separaten

Trägern (103, 305) aufgebracht sind, die ineinander angeordnet sind.

5. Hochspannungs-Transformator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kern (500) ein zweiteiliger Kern mit zwei Kernhälften (500a, 500b) ist, wobei jede Kernhälfte (500a, 500b) einen Mantelabschnitt (501 a, 501 b) und einen

Zentralabschnitt (503a, 503b) aufweist, wobei der Zentralabschnitt (503a, 503b) in das Innere der Primärwicklung (101 ) zumindest teilweise hineinragt und der Mantelabschnitt (501 a, 501 b) die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf ihrer Außenseite zumindest teilweise umschließt. Hochspannungs-Transformator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine Sperrdiode (303a) auf einer internen Bestückungsplatine (700) angebracht ist, die innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist.

Hochspannungs-Transformator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Hochspannungs-Transformator (1 ) mit einer Ausgangsspannung von 0 V bis 6.000 V modulierbar ist.

Hochspannungs-Transformator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Hochspannungs-Transformator (1 ) eine Ausgangleistung von mindestens 5 W erreicht.

Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungs-Transformators (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte:

a) Bereitstellen einer Primärwicklung (101 ) auf einem ersten Träger (103), b) Anbringen mindestens einer Sperrdiode (303a) auf einem zweiten Träger (305), c) Aufbringen von mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf dem zweiten Träger (305) und dabei Kontaktieren der mindestens einen Sperrdiode (303a), so dass die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) mittels der mindestens einen Sperrdiode (303a) entkoppelt sind,

d) Einführen der Primärwicklung (101 ) auf dem ersten Träger (103) in den zweiten Träger (305),

e) Anbringen eines Kerns (500), wodurch zumindest ein Teil des Kerns (500) die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf ihrer Außenseite zumindest teilweise umschließt, so dass die mindestens eine Sperrdiode (303a) innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist.

Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Anbringen der mindestens einen Sperrdiode (303a) in Schritt b) mittels einer vorbestückten internen Bestückungsplatine (700) erfolgt, die auf dem zweiten Träger (305) montiert wird, bevor die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) aufgebracht werden.

Description:
Hochspannungs-Transformator und Verfahren zu dessen Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Transformator sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Hochspannungs-Transformators.

Hochspannungs-Transformatoren werden zum Erzeugen von sehr hohen Wechselspannungen eingesetzt, wobei die Spannung an der Sekundärspule, das heißt am Ausgang, gewöhnlicherweise ein Vielfaches der Eingangsspannung an der Primärspule beträgt. Eingesetzt werden Hochspannungs-Transformatoren beispielsweise in der Schaltnetzteiltechnik.

Hochspannungs-Transformatoren sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. So beschreibt beispielsweise DE 101 10 609 B4 ein Hochspannungsnetzteil, das einen gattungsgemäßen Hochspannungs-Transformator umfasst. Dieser Hochspannungs- Transformator weist im Hochspannungssekundärkreis mindestens zwei in Reihe geschaltete Wicklungen und im Niederspannungsprimärkreis einen Leistungsschalter auf. Die Wicklungen im Hochspannungssekundärkreis sind durch mindestens eine Ladediode entkoppelt. Das Hochspannungsnetzteil der DE 101 10 609 B4 soll dazu dienen, eine möglichst verzerrungsfreie Spannungsverstärkung zu erreichen.

Ferner ist aus DE 36 00 205 C2 beispielsweise ein Hochspannungsnetzteil für eine Röntgenröhre bekannt, welches ebenfalls einen Hochspannungs-Transformator zur Erhöhung der Ausgangswechselspannung eines Wechselrichters umfasst. Aufgrund des Vorhandenseins einer Streuinduktivität dieses Hochspannungs-Transformators und der Kapazität des Hochspannungskabels wird in DE 36 00 205 C2 die Ausgangsspannung der aus Gleichrichterelementen aufgebauten Hochspannungs-Gleichrichterschaltung geglättet. Damit soll im konkreten Fall ein unerwünschter Welligkeitsanteil in der Röntgenröhrengleichspannung minimiert werden.

Im Fall von Hochspannungs-Transformatoren treten nach dem Stand der Technik Probleme bei der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) auf. Das heißt, durch den Hochspannungs-Transformator können andere technische Geräte durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte störend beeinflusst werden. Durch die im Fall des Hochspannungs-Transformators auf der Sekundärseite auftretenden Magnetfelder ist die auch gesetzlich vorgeschriebene elektromagnetische Verträglichkeit nicht immer gegeben.

Um die elektromagnetische Verträglichkeit zu verbessern, werden im Stand der Technik (vgl. beispielsweise DE 101 10 609 B4) die einzelnen in Reihe geschalteten Wicklungen des Hochspannungssekundärkreises durch Dioden voneinander entkoppelt. Figur 1 der vorliegenden Erfindung zeigt hierzu ein Funktionsschaubild, bei dem die einzelnen Wicklungen W1 bis W4 mit den Pins P1 bis P1 1 auf einer Leiterplatte (900) kontaktiert sind, wobei die in diesem Fall dargestellten vier Dioden D1 bis D4 ebenfalls auf der Leiterplatte (900) bestückt werden. Für diese Kontaktierung bzw. Bestückung auf einer Leiterplatte sind die Dioden D1 bis D4 gewöhnlicherweise über sehr lange Kontaktbeine auf die Leiterplatte geführt, was zu erhöhten Problemen mit der elektromagnetischen Verträglichkeit führt. Der Stand der Technik sieht zur Einhaltung der elektromagnetischen Verträglichkeit daher beispielsweise gemäß DE 10 2013 109 538 A1 elektrisch leitfähige Gehäuse zum Abschirmen von elektromagnetischen Störsignalen um entsprechende Feldgeräte herum angeordnet vor.

Andere Lösungsvorschläge stellen Transformatoren mit extern angeordneten Dioden oder Transformatoren mit direkt an den Wicklungen handverlöteten Dioden dar. Diese aufwändigen technischen Lösungen sind jedoch höchstens für spezielle Anwendungen praktikabel, bei denen die hohen Kosten der Herstellung nicht ins Gewicht fallen. Eine unproblematische elektromagnetische Verträglichkeit sowie die Möglichkeit einer Massenfertigung bestehen hierbei jedoch nicht. Vor dem Hintergrund des vorstehend wiedergegebenen Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die technische Aufgabe zugrunde, einen Hochspannungs- Transformator bereitzustellen, der eine sehr hohe elektromagnetische Verträglichkeit zeigt und darüber hinaus durch eine Vereinfachung des Aufbaus einer Massenfertigung zugänglich ist. Ferner ist es das Ziel, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Hochspannungs-Transformators anzugeben.

Die vorstehende Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung durch einen Hochspannungs-Transformator (1 ) gelöst, umfassend

- einen Primärkreis mit einer Primärwicklung (101 ),

- einen Sekundärkreis mit zumindest zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b), die in Reihe geschaltet und mit mindestens einer Sperrdiode (303a) entkoppelt sind, und - einen Kern (500), auf dem die Primärwicklung (101 ) und die mindestens zwei

Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) zumindest teilweise angeordnet sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) eine voneinander beabstandete Anordnung auf dem Kern (500) aufweisen, und

dass die mindestens eine Sperrdiode (303a) innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist.

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungs-Transformators (1 ) gelöst, umfassend die Schritte:

a) Bereitstellen einer Primärwicklung (101 ) auf einem ersten Träger (103), b) Anbringen mindestens einer Sperrdiode (303a) auf dem zweiten Träger (305), b) Aufbringen von mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf dem zweiten Träger (305) und dabei Kontaktieren der mindestens einen Sperrdiode (303a), so dass die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) mittels der mindestens einen Sperrdiode (303a) entkoppelt sind,

d) Einführen der Primärwicklung (101 ) auf dem ersten Träger (103) in einen zweiten Träger (305),

e) Anbringen eines Kerns (500), wodurch zumindest ein Teil des Kerns (500) die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf ihrer Außenseite zumindest teilweise umschließt, so dass die mindestens eine Sperrdiode (303a) innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung weist allgemein den Vorteil auf, dass Störungen der elektromagnetischen Verträglichkeit eines Hochspannungs-Transformators deutlich minimiert werden. Ferner ermöglicht die vorliegende Erfindung eine serientaugliche Fertigung von Hochspannungs-Transformatoren.

Nachfolgend wird die Erfindung im Detail dargestellt.

Wenn in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ) Verfahrensmerkmale genannt werden, so beziehen sich diese insbesondere auf das erfindungsgemäße Verfahren. Ebenso beziehen sich gegenständliche Merkmale, die in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens angeführt werden, auf den erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformator (1 ). Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Hochspannungs- Transformator (1 ), der einen Primärkreis mit einer Primärwicklung (101 ) und einen Sekundärkreis mit mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) umfasst. Die zumindest zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) sind in Reihe geschaltet und mit mindestens einer zwischen diesen vorgesehenen Sperrdiode (303a) entkoppelt. Der Hochspannungs-Transformator (1 ) umfasst ferner einen Kern (500), auf dem die Primärwicklung (101 ) und die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) zumindest teilweise angeordnet sind. Der erfindungsgemäße Hochspannungs-Transformator (1 ) zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) eine voneinander beabstandete Anordnung auf dem Kern (500) aufweisen und dass die mindestens eine Sperrdiode (303a) innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist. Unter„Primärkreis mit der Primärwicklung (101 )" wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Eingangsseite oder Primärseite des Hochspannungs-Transformators (1 ) verstanden, an der eine im Vergleich zur Ausgangsseite oder Sekundärseite niedrigere Spannung angelegt wird. Vorzugsweise beträgt die Spannung im Primärkreis 9 V bis 35 V, besonders bevorzugt 12 V bis 16 V.

Die mindestens eine Sperrdiode (303a) dient zum Entkoppeln der zumindest zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b), das heißt, die Serienresonanzfrequenz und die Parallelresonanz werden in höhere Frequenzbereiche verlagert. In einem konkreten Beispiel der vorliegenden Erfindung beträgt die Serienresonanzfrequenz 1 ,5 MHz und die Parallelresonanzfrequenz 250 kHz.

Die erfindungsgemäß vorgesehene voneinander beabstandete Anordnung der mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf dem Kern (500) ermöglicht es, die mindestens eine Sperrdiode (303a) so in Reihe anzuordnen, dass sie innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist, das heißt, dass das Material des Kerns (500) eine zusätzliche Abschirmung auf der Außenseite der mindestens einen Sperrdiode (303a) bildet.

Der erfindungsgemäße Hochspannungs-Transformator (1 ) weist zunächst den Vorteil auf, dass die durch ihn verursachten Störungen der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) gegenüber gattungsgemäßen Hochspannungs-Transformatoren deutlich minimiert sind. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäße Hochspannungs- Transformator (1 ) in einer serientauglichen Fertigung hergestellt werden, was den Stückpreis erheblich reduziert. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ) weist die voneinander beabstandete Anordnung der mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) gleiche Wickelrichtungen aller Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf. Damit wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Differenzspannung zwischen den Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) an jeder Stelle gleich ist. Zudem sind die Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) in der Serie besser wickelbar.

Eine besondere Ausführungsform sieht vier voneinander getrennte Sekundärwicklungen (301 a, 301 b, 301 c, 301 d) vor. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Hochspannungsseite jeder Sekundärwicklung (301 a, 301 b) innenliegend gehalten wird. Dadurch wird eine noch bessere elektromagnetische Verträglichkeit erreicht.

Eine andere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ) besteht darin, dass die Primärwicklung (101 ) innerhalb der mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) angeordnet ist. Diese Weiterbildung führt vorteilhafterweise zu einer minimierten Baugröße des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ).

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungs- Transformators (1 ) sind die Primärwicklung (101 ) und die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf separaten Trägern (103, 305) aufgebracht, die ineinander angeordnet sind. Konkret ist der erste Träger (103) mit darauf aufgebrachter Primärwicklung (101 ) innerhalb des zweiten Trägers (305) mit den darauf aufgebrachten mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) angeordnet. Dabei wird die Primärwicklung (101 ) vorteilhafterweise mit acht parallelen Drähten gewickelt, so dass die Primärwicklung (101 ) und die in dieser Ausführungsform vier voneinander getrennten Sekundärwicklungen (301 a, 301 b, 301 c, 301 d), bei gleicher Wickelbreite, symmetrisch übereinander liegen. Dabei ist es zum Erreichen einer kleineren Streuinduktivität ferner vorteilhaft, die Primärwicklung (101 ) so auszweiten (beispielsweise durch parallele Drähte oder Flachkabel), dass die Primärwicklung (101 ) unter jeder der Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) zu liegen kommt (vgl. Figur 3).

In einer bevorzugten Ausführungsform es erfindungsgemäßen Hochspannungs- Transformators (1 ) ist der Kern (500) ein zweiteiliger Kern mit zwei Kernhälften (500a, 500b).

Diese Ausführung des Kerns (500) als zweiteiliger Kern mit zwei Kernhälften (500a, 500b) erleichtert die serientaugliche Fertigung des Hochspannungs-Transformators (1 ), indem zunächst die Primärwicklung (101 ) und die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) vorgesehen werden können, bevor die beiden Kernhälften (500a, 500b) zusammengefügt werden.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ) sieht vor, dass jede Kernhälfte (500a, 500b) einen Mantelabschnitt (501 a, 501 b) und einen Zentralabschnitt (503a, 503b) aufweist, wobei der Zentralabschnitt (503a, 503b) in das Innere der Primärwicklung (101 ) zumindest teilweise hineinragt und der Mantelabschnitt (501 a, 501 b) die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf ihrer Außenseite zumindest teilweise umschließt.

Gegenüber dem Stand der Technik (Ringkerne oder gestapelte Blechkerne in Form von sog. El-Kernen, M-Kernen, U-I-Kernen und Doppel-L-Kernen), bei dem die Primärwicklung und die Sekundärwicklungen auf unterschiedlichen Teilen eines Kerns angeordnet sind, bietet der erfindungsgemäße Hochspannungs-Transformator (1 ) den Vorteil einer sehr kompakten Bauweise, bei welcher die Primärwicklung (101 ) und die zumindest zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) den gleichen Zentralabschnitt (503a, 503b) des Kerns (500) nutzen. Der erfindungsgemäße Kern (500) kann in Anlehnung an den Stand der Technik auch als„Doppel-E-Kern" bezeichnet werden. Der erfindungsgemäß vorgesehene Mantelabschnitt (501 a, 501 b) dient dazu, die zumindest eine Sperrdiode (303a) auf der Außenseite des Hochspannungs- Transformators (1 ) zu umfassen, um so die erfindungsgemäße zusätzliche Abschirmung der Sperrdiode (303a) sicherzustellen.

Um die serientaugliche Fertigung noch weiter zu verbessern, ist in einer anderen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ) die mindestens eine Sperrdiode (303a) auf einer internen Bestückungsplatine (700) angebracht, die innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird dabei auf den zweiten Träger (305) zunächst die Bestückungsplatine (700) mit darauf angebrachter mindestens einer Sperrdiode (303a) montiert, bevor die zumindest zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) dann auf dem ersten Träger (103) aufgebracht werden.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ) ist dieser mit einer Ausgangsspannung von 0 V bis 6.000 V modulierbar. Die Modulierbarkeit des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ) wird durch eine gepulste Eingangsspannung (Primärspannung) mit einer Frequenz zwischen 60 kHz und 300 kHz erreicht.

Die bevorzugte Ausgangsspannung liegt somit zwischen 0 V und 6.000 V, die bevorzugte Eingangsspannung liegt zwischen 9 V und 35 V, bevorzugt zwischen 12 V und 16 V.

Vorteilhafterweise erreicht der erfindungsgemäße Hochspannungs-Transformator (1 ) eine Ausgangleistung von mindestens 5 W, vorzugsweise zwischen 50 W und 100 W.

Die vorstehenden Ausführungen und Bevorzugungen im Hinblick auf den erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformator (1 ) gelten für das nachstehend beschriebene erfindungsgemäße Verfahren entsprechend. Ebenso gelten die nachstehenden Ausführungen und Bevorzugungen im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren für den erfindungsgemäßen Hochspannungs- Transformator (1 ) entsprechend.

Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators (1 ). Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zunächst einen Schritt a), in dem eine Primärwicklung (101 ) auf einem ersten Träger (103) bereitgestellt wird, bevor in einem Schritt b) mindestens eine Sperrdiode (303a) auf einem zweiten Träger (305) angebracht wird.

Der erste Träger (103) und/oder der zweite Träger (305) sind/ist aus einem geeigneten Material vorzusehen. In einem Schritt c) werden mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf dem zweiten Träger (305) aufgebracht und dabei die mindestens eine Sperrdiode (303a) kontaktiert, so dass die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) mittels der mindestens einen Sperrdiode (303a) entkoppelt sind.

In einem Schritt d) wird die in Schritt a) bereitgestellte Primärwicklung (101 ) auf dem ersten Träger (103) in den zweiten Träger (305) eingeführt, so dass die Primärwicklung (101 ) und die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) im Wesentlichen konzentrisch angeordnet sind. Dabei wird die Primärwicklung (101 ) vorzugsweise so positioniert, dass jede einzelne Wicklung unter einer der mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) zu liegen kommt.

Schließlich wird in einem Schritt e) ein Kern (500) angebracht, wodurch zumindest ein Teil des Kerns (500) die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) auf ihrer Außenseite zumindest teilweise umschließt, so dass die mindestens eine Sperrdiode (303a) innerhalb des Kerns (500) angeordnet ist.

Die Formulierung „innerhalb des Kerns (500) angeordnet" bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung, dass die mindestens eine Sperrdiode (303a) so in dem erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformator (1 ) positioniert ist, dass die durch das Material des Kerns (500) abgeschirmt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist grundsätzlich die gleichen Vorteile wie der erfindungsgemäße Hochspannungs-Transformator (1 ) gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. Insbesondere kann durch das erfindungsgemäße Verfahren der erfindungsgemäße Hochspannungs-Transformator (1 ) in einer serientauglichen Fertigung hergestellt werden, was den Stückpreis erheblich reduziert. In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Anbringen der mindestens einen Sperrdiode (303a) in Schritt b) mittels einer vorbestückten internen Bestückungsplatine (700), die nach dem Bestücken mit der mindestens einen Sperrdiode (303a) auf dem zweiten Träger (305) montiert wird, bevor die mindestens zwei Sekundärwicklungen (301 a, 301 b) aufgebracht werden. Durch diese Maßnahme wird die serientauglichen Fertigung weiter verbessert, da in einem herkömmlichen automatisierten Verfahren zunächst die Bestückungsplatine (700) erstellt werden kann, bevor sie - vorzugsweise ebenfalls automatisiert - auf dem zweiten Träger (305) montiert wird.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Funktionsschaubild eines Hochspannungs-Transformators nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein schematisches Funktionsschaubild des erfindungsgemäßen Hochspannungs-Transformators 1 nach einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Hochspannungs- Transformator 1 .

Figur 1 zeigt, wie vorstehend bereits ausgeführt, das schematische Funktionsschaubild eines Hochspannungs-Transformators nach dem Stand der Technik. Die Pins P1 bis P1 1 sind dabei wie die einzelnen Wicklungen W1 bis W4 auf einer Leiterplatte 900 kontaktiert. Die vier Dioden D1 bis D4 sind ebenfalls auf dieser Leiterplatte 900 bestückt, wobei nach dem Stand der Technik diese Dioden D1 bis D4 teilweise von Hand eingelötet werden müssen.

Figur 2 zeigt ein an die Darstellung der Figur 1 angelehntes Funktionsschaubild des Hochspannungs-Transformators 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist die Platzierung der zumindest zwei Sekundärwicklungen 301 a, 301 b und der zumindest einen Sperrdiode 303a nun so geändert, dass die Pins P4 bis P10 als sog.„interne Pins" aufgeführt werden können. Der Ausdruck „interne Pins" bedeutet gemäß der vorliegenden Erfindung, dass aus dem System „vergossener Hochspannungs- Transformator 1 " diese Pins nicht herausgeführt werden und so nach dem Verguss erreicht werden können. Die Pins P1 und P2 stellen die Anschlusspins der Primärspule dar, während die Pins P3 und P1 1 die Anschlusspins der zumindest zwei Sekundärwicklungen 301 a, 301 b darstellen. Diese Anschlusspins P1 , P2, P3 und P1 1 werden auf der Leiterplatte 900 kontaktiert.

Durch diese geänderte Platzierung von Wicklungen und Dioden können die Sperrdioden 303a, 303b, 303c, 303d innerhalb des erfindungsgemäßen Hochspannungs- Transformators 1 platziert werden, was bei herkömmlichen Trafowicklungen nach dem Stand der Technik nicht möglich war.

Figur 3 zeigt schematisch den Schnitt durch den erfindungsgemäßen Hochspannungs- Transformator 1 , aus dem ersichtlich wird, wie die Sperrdioden 303a, 303b, 303c, 303d innerhalb des Hochspannungs-Transformators 1 , das heißt innerhalb des Kerns 500, angeordnet sind. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind gleiche Teile nur einmal mit Bezugszeichen versehen.

Auf dem ersten Träger 103 ist die Primärwicklung 101 aufgebracht. Auf dem zweiten Träger 305 werden die zumindest zwei Sekundärwicklungen 301 a, 301 b aufgebracht, wobei in der Darstellung der Figur 3 bevorzugt vier Sekundärwicklungen 301 a, 301 b, 301 c, 301 d dargestellt sind. Auf dem zweiten Träger 305 wird zunächst die zumindest eine Sperrdiode 303a, im dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel vier Sperrdioden 303a, 303b, 303c, 303d, aufgebracht, bevor die Sekundärwicklungen 301 a, 301 b, 301 c, 301 d aufgebracht werden. Dies hat den Vorteil, dass in einer speziellen Ausführungsform die Sperrdioden 303a, 303b, 303c, 303d auf der internen Bestückungsplatine 700 maschinell bestückt werden können. Durch die Verwendung dieser internen Bestückungsplatine 700 ist es möglich, nicht nur die Sperrdioden 303a, 303b, 303c, 303d, sondern auch die Pins P3 und P1 1 zur Kontaktierung der Sekundärwicklungen 301 a, 301 b, 301 c, 301 d kostengünstig in Serie zu bestücken. Nach dem Fertigstellen des Primärkreises und des Sekundärkreises können die beiden Kernhälften 500a, 500b des Kerns 500 zusammengefügt werden, wobei die beiden Zentralabschnitte 503a, 503b im Inneren von Primärkreis und Sekundärkreis angeordnet werden, während die Mantelabschnitte 501 a, 501 b den außen angeordneten Sekundärkreis auf der Außenseite umgeben. Wie der Darstellung der Figur 3 zu entnehmen ist, wird dadurch die Anordnung der Sperrdioden 303a, 303b, 303c, 303d in das Innere des Hochspannungs-Transformators 1 , das heißt in das Innere des Kerns 500 aufgenommen, wodurch eine sehr gute elektromagnetische Verträglichkeit erreicht wird.

Schließlich wird der erfindungsgemäße Hochspannungs-Transformator 1 auf der Leitplatte 900 kontaktiert.

Der Hochspannungs-Transformator 1 der vorliegenden Erfindung ersetzt aus dem Stand der Technik bekannte gattungsgemäße Transformatoren mit externen Dioden oder experimentell bei der Anmelderin vorhandene Transformatoren mit internen handverlöteten Dioden. Hierdurch wird eine bisher unbekannte elektromagnetische Verträglichkeit erreicht und mit einer sehr guten Massenfertigungsmöglichkeit kombiniert.

Darüber hinaus wird eine technische Lösung für einen modulierbaren Hochspannungs- Transformator 1 geschaffen, der einerseits die Anforderungen für elektromagnetische Verträglichkeit und andererseits einen sehr kompakten Bauraum ermöglicht.

Bezugszeichen

1 Hochspannungs-Transformator

101 Primärwicklung

103 erster Träger

301a, 301b Sekundärwicklungen

301c, 301d Sekundärwicklungen

303a, 303b Sperrdioden

303c, 303d Sperrdioden

305 zweiter Träger

500 Kern

500a, 500b Kernhälften

501a, 501b Mantelabschnitte

503a, 503b Zentralabschnitte

700 interne Bestückungsplatine

900 Leiterplatte

D1 - D4 Dioden

P1 -P11 Pins

W1 -W4 Sekundärwicklungen