Brevet FR2314570A1 — publié le 19770107

La présente invention concerne le bobinage des transformateurs de très haute tension prévus pour équiper notamment les récepteurs de télévision, les oscilloscopes, etc... Dans le cas d'un récepteur de télévision par exemple, les signaux provenant de l'étage de déviation horizontale sont appliqués à un transformateur élévateur de tension permettant d'obtenir la très haute tension nécessaire au fonctionnement du tube cathodique. Ce transformateur a également d'autres fonctions auxiliaires telles que ltextinction du spot durent le retour de celui-ci. Le bobinage de ce type de transformateur est constitué par un fil conducteur enroulé en couches superposées concentriques autour d'un noyau en ferrite, les dites couches étant séparées entre elles par une couche de matière isolante, nécessaire pour interdire les risques dtamorçage ou mme a'e formation d'arc électrique. Le plus généralement l'enroulement de très haute tension est accordé sur l'un des harmoniques impairs de la fréquence de l'impulsion de retour de spot. Cet enroulement présente une autoinduction de fuite résultant du fait que le coefficient de couplage des enroulements est différent de l'unité. Cette autoinduction est associée en série 'avec la capacité répartie entre les couches des enroulements pour obtenir l'accord en fréquence requis. L'inductance et la capacitance obtenues ne sont pas négligeables, en particulier si l'ensemble est accordé en série sur un harmonique élevé, par exemple le 9 ème, soit environ 450 kHi. La présente invention a pour objet une modification apportée à la technique habituelle de bobinage des différentes couches de fil conducteur, de manière à permettre tout particulièrement de réduire la capacité répartie entre les spires sans augmenter l'encombrement relativement aux transformateurs habituels et sans pour autant aecroStre les risques d'amorçage ou de formation d'arc électrigue. Elle consiste essentiellernent en ce que les couches de spires constituées par le fil conducteur et superposées concentriquement sont toutes bobinées dans le même sens, la portion de fil conducteur reliant la dernière spire d'une couche à la première spire de la couche suivante étant disposée entre les deux dites couches. On comprendra mieux l'invention ,et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaStront plus clairement à la lecture de la description suivante, en se reportant au dessin annexé, description et dessin étant donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif pour illustrer un mode de réalisation de l'invention. La figure la représente en coupe longitudinale deux couches de fil conducteur bobinie façon conventionnelle, et la figure lb en représente le schéma électrique correspondant. La figure 2a représente en coupe longitudinale deux couches de fil conducteur bobiné?eselon l'invention, et la figure 2b en représente le schéma électrique correspondant. Sur la figure la représentant un bobinage réalisé suivant la technique habituelle, deux couches successives de fil sont enroulées en sens inverse. Les points A et D constituent les extrémités du bobinage (qui dans la réalité comprend plus de deux couches), tandis que les points B et C constituent les extrémités de couches voisines reliées entre elles. Chaque couche comprend n spires de fil conducteur et les différentes couches sont séparées par un isolant E. Sur la figure lb on a- représenté le schéma électrique équivalent de ce bobinage où les capacités élémentaires/XC entre les spires en regard sont mises en évidence. La capacité statique de l'ensemble mesurée lorsque circule dans la bobine un courant continu, la connexion entre B et C étant supprimée, peut s'écrire Soit# &gamma;p la capacité ramenée par les deux p ièmee spires aux extrémités A et D du bobinage ; cette capacité peut s'éerire t En désignant par X la capacité répartie ramenée aux extrémités A et D du bobxnWEeepar toutes les capacités #&gamma; p des n spires , on peut écrire : 21où En utilisant l'approximation puisque n est grand dans le cas des transformateurs décrits,on a La capacité répartie ramenée aux extrémités de l'enroulement est égale au tiers de la capacité statique existant entre deux couches voisines. Pour diminuer la capacité répartie, il faut modifier les dimensions de la bobine elle-m#me, c'est-à-dire changer soir le diamètre du fil,soit l'épaisseur de l'isolant utilisés. x 3 en raison des très imnortantes différences de tension existant entre les extrémités A et D de la bobine, il y a lieu de prévoir une isolation évitant tout amorçage d'arc électrique et il est pratiquement très difficile de réduire la capacité répartie. Dans le cas représenté sur la figure 2a ,chaque couche est bobinée dans le même sens et la portion de fil reliant la dernière spire d'une couche à la première spire de la couche suivante est disposée entre ces deux couches en une ou deux spires. Ainsi, les points B et D sont reliés électriquement par la portion de fil représentée sous la référence F. Cette portion F est disposée entre deux couches minces d'isolant El et E2 qui assurent l'isola- tion requise entre les deux couches de fil conducteur. Ainsi qu'il a été indiqué, la figure Zb représente le schéma électrique correspondant de bobinage sur lequel les capacités élé dentaires d CI entre les ppires en regard sont mises en évidence. Il est évident que les quelques spires de retour du fil entre les deux couches n'interviennent pas sensiblement. En utilisant les mêmes symboles que précédemment, mais en les aèctarh du signe ' ,on peut, par l'équation suivante, définir la capacité ramenée par les deux p sèmes spires aux extrémités A et D du bobinage t La capacité. répartie e &gamma;' représente w extrémités A et D du bokinigeE pal toutes les capacités ##'# des n spires est alors egale à: a capacité répartie ramenée aux extrémités du bobinage est égale dans ce cas au quart de la capacité statique entre deux couches successives. En comparant les deux résultats, on constate qu'en bobinant toujours dans le rye sens les différentes couches de spires on peut diminuer la capacité répartie entre les spires si la capacité statique rl n'est pas supérieure à in En supposant que l'espacement entre deux couches successives de spires est égal dans les deux cas de bobinages, on constate que riest en fait inférieure à à . En effet, dans le second cas, l'air séparant les deux couches minces d'isolant El et E2 a un coefficient diélectrique inférieur à celui de la matière isolante ellemême.La capacité entre deux spires en regard étant directement proportionnelle à ce coefficient, on a bienP I1 convient maintenant de démontrer que suivant la disposition de l'invention on peu.t éviter tout risque d'amorçage d'arc, avec un espacement des spires égal ou même inférieur à l'espacement existant dans les bobinages conventionnels. Dans un bobinage de transformateur de très haute tension équipant un récepteur de télévision, il peut y avoir une différence de tension de l'ordre de 1000 Volts entre les spires extérieures de deux couches successives. Dans le cas du bobinage conventionnel représenté figure la, la différence de tension entre les points B et C est nulle et la différence de tension entre les extrémités A et D est d'environ 1000 volts, ce qui nécessite entre les couches un isolant relativement épais, afin d'éviter l'amorçage d'un arc électrique entre ces extrémités. Dans le cas dll-bobinage réalisé suivant l'invention, représenté figure 2a, il existe également une différence de potentiel d'environ 1000 Volts entre les extrémités A et D. De ce fait, entre les points A et C d'une part, et entre les points B et D d'autre part, la différence de potentiel est d'environ 500 Volts. la différence maximale entre la partie du fil t et un point quelconque de l'une des deux couches est de toute façon inférieure à la moitié de la tension existant entre les extrémités A et D. Dans ces conditions, la couche relativement épaisse isolant utilisée dans la technique conventionnelle n'est plus nécessaire et il est possible de substituer à celle-ci deux couches minces d'isolant entre lesquelles est disposée la portion de fil reliant les points B et C. Ainsi, la capacité répartie entre les spires d'un bobinage de ce type de transformateur peut être réduite sans qu'il soit nécessaire de modifier les dimensions de la bobine, qui reste de plus conforme aux no-zzes de sécurité en la matière. Bien que,dans la description qui précè4e,l'application donnée en exemple concerne les transformateurs de très haute tension prévus pour équiper les récepteurs de télévision, il est bien entendu que cet exemple n'est pas limitatif et qu'un transformateur conçu suivant l'invention peut être utilisé dans tous les cas où une alimentation haute tension est requise. REVEIEDICAIONS 1. Bobine de transformateur de très haute tension, prévue pour obtenir sans augmentation de l'encombrement une importante diminution de la capacité répartie entre les couches de fil conducteur, caractérisée en ce que les couches de spires constituées par le fil conducteur et superposées concentriquement sont toutes bobinées dans le même sens. 2. Bobine de transformateur de très haute tension selon la revendication 1, caractérisée en ce que la portion de fil conducteur reliant la dernière spire d'une couche d'enroulement à la première spire de la couche suivante est disposée entre les deux dites couches. 3. Bobine de transformateur de très haute tension selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une couche de matière isolante est disposée entre la portion de fil conducteur reliant deux couches successives d'enroulement et chacune des dites couches.