Brevet FR2807201A1 — publié le 20011005

TRANSFORMATEUR La présente invention concerne un four à micro- ondes, et plus particulièrement un transformateur qui comporte une structure d'enroulement capable de générer une tension de sortie suffisante, même dans le cas o l'aire de la section droite d'un enroulement enroulé autour du transformateur à haute tension est réduite lors de l'emploi d'un onduleur à basse fréquence. En général, un onduleur pour un four à micro-ondes est commuté à une fréquence élevée pas inférieure à kHz, et il est poussé à une tension adéquate. Dans ce type d'onduleur à haute fréquence, du fait que le noyau ferreux existant ne peut être utilisé, on emploie un matériau qui est préparé en ajoutant d'autres constituants à de la ferrite. Dans ce type d'onduleur à haute fréquence, des bruits sont générés lorsque s'effectue une opération de commutation, et de ce point de vue, il est difficile de satisfaire une pluralité de normes qui ont été établies pour un four à micro-ondes. Par voie de conséquence, si on utilise un onduleur à basse fréquence, plusieurs composants électriques du four à micro-ondes existant peuvent être utilisés. Néanmoins, dans le cas o un transformateur à haute tension (HVT) est utilisé dans l'onduleur à basse fréquence, étant donné que la tension d'entrée n'est que de 12 volts ou de 24 volts, il faut alors fournir, pour générer la tension de sortie appropriée qui est nécessaire pour faire fonctionner le four à micro- ondes, un courant approchant 100 ampères (lorsque la tension est de 12 volts). Comme l'amplitude du courant est proportionnelle à la section droite d'un enroulement, si un courant important est fourni, il est impossible d'utiliser l'enroulement existant (un fil de cuivre qui a un diamètre inférieur à 1,5 mm dans le cas d'un four à micro-ondes), et au lieu de cela, la section droite de l'enroulement doit être notablement augmentée. Par des essais, on a trouvé qu'une section droite de 9 mm2 est nécessaire lorsqu'un courant de 80 ampères est fourni, et un fil de cuivre ayant un diamètre de 3,3 mm doit être enroulé autour du transformateur à haute tension. Toutefois, lorsqu'un fil de cuivre ayant un diamètre d'une telle importance est enroulé autour du transformateur à haute tension, pour obtenir le nombre de spires qui est nécessaire dans le transformateur à haute tension, la taille du transformateur à haute tension ne peut être que notablement agrandie. Par conséquent, la présente invention résulte d'une recherche en vue de résoudre les problèmes relatifs à l'art antérieur, et un objet de la présente invention est de prévoir un transformateur qui ait une structure d'enroulement capable de générer une tension de sortie suffisante même si l'aire de la section droite de l'enroulement autour du transformateur à haute tension est réduite lors de l'utilisation d'un onduleur à basse fréquence. Pour atteindre l'objet ci-dessus, selon une caractéristique de la présente invention, il est prévu un transformateur ayant une structure d'enroulement pour transformer une tension admise dans une unité d'enroulement primaire et pour générer en sortie une tension transformée dans une unité d'enroulement secondaire, le transformateur étant caractérisé en ce que l'unité d'enroulement primaire comprend une pluralité de sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle, et une pluralité de bornes qui sont connectées à la pluralité de sousunités d'enroulement, respectivement, d'une manière telle que des parties correspondantes des sous-unités d'enroulement aient la même direction de courant. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'unité d'enroulement primaire sert en tant qu'unité d'enroulement à connecter à un onduleur à trois bornes, et la pluralité de sous-unités d'enroulement comprend des première et seconde sous- unités d'enroulement; chaque sous-unité d'enroulement comprenant des première et seconde bornes qui sont formées aux deux extrémités de la sous-unité d'enroulement et une troisième borne en bout d'une partie optionnelle d'un enroulement de la sous-unité d'enroulement; et, lorsque les première et seconde sous-unités d'enroulement sont connectées entre elles, les troisièmes bornes des première et seconde sous- unités d'enroulement étant connectées au premier pôle d'une source d'alimentation, la première borne de la première sous-unité d'enroulement étant connectée à la seconde borne de la seconde sous-unité d'enroulement puis connectée à un second pôle de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un premier élément de commutation d'un circuit pushpull, et la seconde borne de la première sous-unité d'enroulement étant connectée à la première borne de la seconde sous-unité d'enroulement puis connectée au second pôle de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un second élément de commutation du circuit push-pull, de sorte que les premières et secondes bornes soient connectées au second pôle de la source d'alimentation par l'intermédiaire des premier et second éléments de commutation du circuit push-pull, respectivement. Selon une autre caractéristique de la présente invention, l'onduleur à trois bornes est un onduleur de type push-pull. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, l'unité d'enroulement primaire sert en tant qu'unité d'enroulement à connecter à un onduleur à deux bornes, chaque sous-unité d'enroulement comprenant des première et seconde bornes qui sont formées aux deux extrémités de la sous-unité d'enroulement, et les premières bornes des sous-unités d'enroulement étant connectées à un premier pôle d'une source d'alimentation et les secondes bornes des sous- unités d'enroulement étant connectées au second pôle de la source d'alimentation. Selon encore une autre caractéristique de la présente invention, l'onduleur à deux bornes est un onduleur de type rotatif. Les objets mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée suivante, faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels: les figures lA et lB sont des vues en perspective illustrant respectivement des sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle dans une unité d'enroulement primaire, et un transformateur à haute tension pour un four à micro-ondes selon une première forme de réalisation de la présente invention; les figures 2A et 2B sont des vues schématiques illustrant des structures d'enroulement des sous-u'nités d'enroulement représentées aux figures 1A et lB; la figure 3 est un schéma de circuit du transformateur selon la première forme de réalisation de la présente invention, qui est associé à un onduleur de type push-pull par connexion en parallèle des sous- unités d'enroulement des figures lA et lB; Les figures 4A et 4B sont des vues en perspective illustrant respectivement des sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle dans une unité d'enroulement primaire, dans un transformateur à haute tension pour un four à micro-ondes selon une seconde forme de réalisation de la présente invention; Les figures 5A et 5B sont des vues schématiques illustrant des structures d'enroulement des sous-unités d'enroulement représentées aux figures 4A et 4B; et La figure 6 est un schéma de circuit du transformateur selon la seconde forme de réalisation de la présente invention, qui est associé à un onduleur à deux bornes par connexion en parallèle des sous-unités d'enroulement des figures 4A et 4B. On va se référer maintenant plus en détail à une forme de réalisation préférée de l'invention, dont un exemple est illustré dans les dessins joints. Dans la mesure du possible, les mêmes références ont été utilisées dans l'ensemble des dessins et de la description pour désigner des éléments semblables ou identiques.5 Pour référence, une première forme de réalisation de la présente invention représente un cas dans lequel des sous-unités d'enroulement d'une unité d'enroulement primaire sont connectées en parallèle pour être associées à un onduleur de type pushpull, et une seconde forme de réalisation de la présente invention représente un autre cas dans lequel des sous-unités d'enroulement d'une unité d'enroulement primaire sont connectées en parallèle pour être associées à un onduleur de type rotatif. Les figures 1A et lB sont des vues en perspective illustrant respectivement des sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle dans une unité d'enroulement primaire, dans un transformateur à haute tension pour un four à micro-ondes selon une première forme de réalisation de la présente invention. Les figures 2A et 2B sont des vues schématiques illustrant des structures d'enroulement des sous-unités d'enroulement représentées aux figures 1A et lB, et la figure 3 est un schéma de circuit du transformateur selon la première forme de réalisation de la présente invention, qui est associé à un onduleur de type push- pull en connectant en parallèle les sous-unités d'enroulement des figures 1A et lB. Comme représenté aux figures lA et lB, une unité d'enroulement primaire d'un transformateur comprend des sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle. Une première sous-unité d'enroulement représentée à la figure 1A et une seconde sous-unité d'enroulement représentée à la figure lB sont enroulées pour avoir la même configuration. La seconde sous-unité d'enroulement représentée à la figure lB est illustrée dans un état dans lequel la première sous-unité d'enroulement représentée à la figure 1A est tournée d'un angle de 180 . Les première et seconde sous-unités d'enroulement servent en tant que sous-unités d'enroulement à connecter à un onduleur à trois bornes, par exemple un onduleur de type push-pull. Chaque sous- unité d'enroulement comporte une première borne 1 ou 1' et une seconde borne 2 ou 2' qui sont formées aux deux extrémités de la sous-unité d'enroulement, et une troisième borne 3 ou 3' en bout d'une partie optionnelle d'un enroulement de la sous-unité d'enroulement. Comme représenté à la figure 3, lorsque les première et seconde sous-unités d'enroulement sont connectées l'une avec l'autre, les troisième bornes 3 et 3' des première et seconde sous-unités d'enroulement sont connectées à un premier pôle (pôle positif) d'une source d'alimentation, la première borne 1 de la première sous-unité d'enroulement est connectée à la seconde borne 2' de la seconde sous-unité d'enroulement, puis connectée au second pôle (pôle négatif) de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un premier élément de commutation F1 d'un circuit push- pull, et la seconde borne 2 de la première sous-unité d'enroulement est connectée à la première borne 1' de la seconde sous-unité d'enroulement, puis connectée au second pôle (pôle négatif) de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un second élément de commutation F2 du circuit pushpull.5 Ainsi, l'unité d'enroulement primaire comprend une pluralité de première et seconde sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle entre elles. Une pluralité de bornes sont connectées à la pluralité de sous-unités d'enroulement, respectivement,10 d'une manière telle que des parties correspondantes des sous-unités d'enroulement aient la même direction de courant. De plus, malgré tout, dans la première sousunité d'enroulement, une longueur d'enroulement entre la première borne 1 et la troisième borne 3 et une longueur d'enroulement entre la seconde borne 2 et la troisième borne 3 sont différentes l'une de l'autre et, dans la seconde sous-unité d'enroulement, une longueur d'enroulement entre la première borne 1' et la troisième borne 3' et une longueur d'enroulement entre la seconde borne 2' et la troisième borne 3' sont différentes l'une de l'autre, du fait que la première borne 1 de la première sous-unité d'enroulement est connectée à la seconde borne 2' de la seconde sous- unité d'enroulement et que la seconde borne 2 de la première sous-unité d'enroulement est connectée à la première borne 1' de la seconde sousunité d'enroulement, de sorte que pour définir une structure symétrique, la même inductance et la même résistance sont obtenues dans les sousunités d'enroulement qui sont connectées aux premier et second éléments de commutation F1 et F2 selon des directions respectives dans le schéma de circuit de la figure 3. Les figures 4A et 4B sont des vues en perspective, respectivement, illustrant des sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle dans une unité d'enroulement primaire, dans un transformateur à haute tension pour un four à micro-ondes selon une seconde forme de réalisation de la présente invention. Les figures 5A et 5B sont des vues schématiques illustrant des structures d'enroulement des sous-unités d'enroulement représentées aux figures 4A et 4B, et la figure 6 est un schéma de circuit du transformateur selon la seconde forme de réalisation de la présente invention, qui est associé à un onduleur à deux bornes en connectant en parallèle les sous-unités d'enroulement des figures 4A et 4B. Comme représenté aux figures 4A et 4B, une unité d'enroulement primaire d'un transformateur comprend des sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle. Une première sous-unité d'enroulement représentée à la figure 4A et une seconde sous-unité d'enroulement représentée à la figure 4B sont enroulées de manière à avoir la même configuration. Les première et seconde sous-unités d'enroulement servent en tant que sous-unités d'enroulement à connecter à un onduleur à deux bornes, par exemple un onduleur de type rotatif. Chaque sous-unité d'enroulement comporte une première borne 1 ou 1' et une seconde borne 2 ou 2' qui sont formées aux deux extrémités de la sousunité d'enroulement. Comme représenté à la figure 6, lorsque les première et seconde sousunité d'enroulement sont connectées l'une avec l'autre, les premières bornes 1 et 1' des première et seconde sous-unités d'enroulement5 sont connectées à un premier pôle (pôle positif) d'une source d'alimentation, et les secondes bornes 2 et 2' des première et seconde sous-unités d'enroulement sont connectées au second pôle (pôle négatif) d'une source d'alimentation. La section d'enroulement primaire comprend donc une pluralité de première et seconde sous-unités d'enroulement qui sont connectées les unes avec les autres en parallèle. Une pluralité de bornes sont connectées à la pluralité de sous-sections d'enroulement, respectivement, d'une manière telle que des parties correspondantes des sous-unités d'enroulement aient la même direction de courant. Ainsi, si un onduleur à basse fréquence est utilisé en tant qu'onduleur qui est connecté à une unité d'enroulement primaire du transformateur d'un four à micro-ondes, il est possible de diminuer la résistance d'une manière suffisante en adoptant un procédé selon lequel un fil de cuivre ayant un petit rayon est utilisé et des enroulements respectifs sont connectés en parallèle plusieurs fois, afin que le nombre de spires qui est nécessaire dans le transformateur à haute tension puisse être réalisé et qu'une inductance de la valeur souhaitée puisse être obtenue. Avec un transformateur selon la présente invention comportant la structure d'enroulement décrite ci- 1! dessus, on obtient des avantages en ce que, du fait qu'il est possible de générer une tension de sortie suffisante même si l'aire de la section droite d'un enroulement autour du transformateur à haute tension5 est réduite en utilisant un onduleur à basse fréquence, le volume du transformateur à haute tension peut être réduit. Dans les dessins et la description, ont été divulguées des formes de réalisation préférées typiques de l'invention et, bien que des termes spécifiques aient été employés, ils l'ont été dans un sens générique et descriptif seulement et non à des fins de limitation, le champ de l'invention étant défini dans les revendications suivantes. REVENDICATIONS 1. Transformateur comportant une structure d'enroulement pour transformer une tension qui est admise dans une unité d'enroulement primaire et pour fournir en sortie une tension transformée dans une unité d'enroulement secondaire, caractérisé en ce que l'unité d'enroulement primaire comprend une pluralité de sous-unités d'enroulement qui sont connectées en parallèle, et une pluralité de bornes (1, 1'; 2,2'; 3,3') qui sont connectées à la pluralité de sous-unités d'enroulement, respectivement, d'une manière telle que des parties correspondantes des sous-unités d'enroulement aient la même direction de courant. 2. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'enroulement primaire sert en tant qu'unité d'enroulement à connecter à un onduleur à trois bornes, en ce que la pluralité de sous-unités d'enroulement comprend des première et seconde sous-unités d'enroulement, chaque sous-unité d'enroulement comprenant des première et seconde bornes (1, 1', 2,2') qui sont formées aux deux extrémités de la sous-unité d'enroulement, et une troisième borne (3, 3') qui est en bout d'une partie optionnelle d'un enroulement de la sous-unité d'enroulement, et en ce que, lorsque les première et seconde sous-unités d'enroulement sont connectées entre elles, les troisième bornes (3, 3') des première et seconde sous- unités d'enroulement sont connectées à un premier pôle d'une source d'alimentation, la première borne (1) de la première sous-unité d'enroulement est connectée à la seconde borne (2') de la seconde sousunité d'enroulement, puis connectée à un second pôle de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un premier élément de commutation (F1) d'un circuit push-pull, et la seconde borne (2) de la première sousunité d'enroulement est connectée à la première borne (1') de la seconde sous-unité d'enroulement, puis connectée au second pôle de la source d'alimentation par l'intermédiaire d'un second élément de commutation (F2) du circuit push-pull, de sorte que les premières et secondes bornes (1, 1'; 2, 2') soient connectées au second pôle de la source d'alimentation par l'intermédiaire des premier et second éléments de commutation (F1, F2) du circuit push-pull, respectivement. 3. Transformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'onduleur à trois bornes est un onduleur de type push-pull. 4. Transformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'enroulement primaire sert en tant qu'unité d'enroulement à connecter à un onduleur à deux bornes, chaque sous-unité d'enroulement comprenant des première et seconde bornes (1, 1'; 2, 2') qui sont formées aux deux extrémités de la sous- unité d'enroulement, et les premières bornes (1, 1') des sous-unités d'enroulement étant connectées à un premier pôl61e d'une source d'alimentation et les secondes bornes (2, 2') des sous-unités d'enroulement étant connectées à un second pôl61ede la source d'alimentation. 5. Transformateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'onduleur à deux bornes est un onduleur de type rotatif.