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Die
Erfindung betrifft eine Spulenanordnung und ein Verfahren zu deren
Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Spulenanordnung,
welche in Hochfrequenzanwendungen als Drossel, beispielsweise als
Speicherdrossel, oder als Hochfrequenz-Transformator eingesetzt
werden kann. Eine mögliche
konkrete Anwendung der erfindungsgemäßen Spulenanordnung ist in
einem Schaltnetzteil.
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Eine
Spulenanordnung, die als Leistungstransformator in einem Schaltnetzteil
eingesetzt werden kann, ist beispielsweise beschrieben in dem U.S. Patent
5,543,773. Die darin offenbarte Spulenanordnung verwendet eine erste
und eine zweite Wicklung, welche auf einen trapezförmigen Kern
aufgebracht und in ein- und derselben Wicklungsebene verschränkt gewickelt
sind. Ziel dieser Anordnung ist es, die Dichte des Leckflusses und
somit Verluste der Spulenanordnung zu minimieren, und allgemeiner, Wicklungsleitungsverluste
zu minimieren. Zu diesem Zweck wird ein relativ kompliziertes, verschränktes Wickelverfahren
vorgesehen.
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Induktive
Bauelemente haben durch die rasche Entwicklung der Leistungselektronik,
bei spielsweise auf dem Gebiet der Schaltnetzteiltechnik, stark an
Bedeutung gewonnen. Der Trend zu höheren Integrationsdichten,
die bei Halbleiterbauelementen äußerst erfolgreich
war, ist auch bei magnetischen Bauteilen gefordert. Bei magnetischen
Bauteilen kann eine Verkleinerung insbesondere durch Vergrößerung der
Arbeitsfrequenz erzielt werden (Hochfrequenzspulen für Leistungsanwendungen
werden gegenwärtig
in einem Bereich zwischen 100 kHz und wenigen MHz hergestellt).
Die Forderung nach hoher Arbeitsfrequenz und gutem Wirkungsgrad
führt zu Wicklungsstrukturen
bzw. Spulenanordnungen, die möglichst
wenig vom Skin- bzw. Proximityeffekt betroffen sind (siehe auch:
IEEE Tagungsband ICIT03: R. Weger, "Resonant Converter with Current Controlled
Inductances", 2003,
Maribor, Slovenia).
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Konventionelle
magnetische Bauteile bestehen aus einem Kern, der den magnetischen
Fluß führt (bei
Hochfrequenzanwendungen typischerweise ein Ferritmaterial), und
einem Spulenkörper,
der eine oder mehrere Wicklungen trägt. Im allgemeinen wird versucht,
den Kern so klein zu wählen,
daß sein Wicklungsfenster
möglichst
voll wird. Die resultierenden mehrlagigen Wicklungen verursachen
aber erhebliche Verluste durch Skineffekt bzw. Proximityeffekt.
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DE 196 50 996 A1 offenbart
eine Spulenanordnung mit einem zylinderförmigen Kern oder einem ringförmigen Kern.
Die Kernbasis ist mit einem Wickeldraht bewickelt und an den Enden
der Kernbasis sind Kontaktierungsfortsätze zum Anschließen des Wickeldrahtes
vorgesehen.
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Die
DE 100 51 157 A1 zeigt
einen Hochspannungstransformator, der aus zwei C-förmigen Kernhälften aufgebaut
ist, die jeweils eine langgestreckte Basis und zwei kürzere Schenkel
aufweisen, wobei die Schenkel der Kernhälften einander zugewandt sind.
Zwischen die Kernhälften
sind Isolatoren eingefügt,
um eine Potentialtrennung zwischen den Kernhälften zu erreichen.
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Ein
bekannter Ansatz, induktive Bauelemente kompakter, insbesondere
flacher und einfacher fertigbar zu gestalten, wird mit der so genannten
Planartechnologie verfolgt. Diese setzt inhärent jedoch Windungsgeometrien
voraus, deren Magnetfelder erheblich über den Nahbereich des Bauteils
hinauswirken. Diese nachteilige Eigenschaft kommt insbesondere bei
magnetischen Bauteilen mit niedriger relativer effektiver magnetischer
Permeabilität
(z.B. Speicherspulen) zum Tragen und führt zu unerwünschten Induktionswirkungen
auf benachbarte Schal tungsteile und zu zusätzlichen Energieverlusten
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spulenanordnung anzugeben,
die sich als Hochfrequenzdrossel, insbesondere als Speicherdrossel,
sowie zur Verwendung in Hochfrequenz-Transformatoren eignet, welche
beispielsweise in Schaltnetzteilen zu finden sind. Die erfindungsgemäße Spulenanordnung
soll die beschriebenen Mängel
des Standes der Technik vermeiden. Insbesondere soll die Erfindung
zu kompakteren, flacheren und gleichzeitig effizienteren magnetischen
Bauteilen führen.
Die Spulenanordnung soll eine gute Leistungsdichte, einen guten
Wirkungsgrad und ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der elektromagnetischen
Verträglichkeit
(EMV) und der elektromagnetischen Rauschemission (Electromagnetic
Noise Emission) haben.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Spulenanordnung mit den Merkmalen von Patentanspruch
1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch
10 gelöst.
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Die
Erfindung sieht eine Spulenanordnung vor, welche zwei C-förmige Kerne
aufweist, die jeweils eine langgestreckte Basis und zwei kürzere Schenkel
an den Enden der Basis umfassen. Auf jede Basis ist eine Wicklung
aufgebracht, und die Enden der Wicklungen sind an den Schenkeln
der Kerne elektrisch kontaktiert. Die beiden C-förmigen Kerne sind relativ zueinander
so angeordnet, daß ihre Schenkel
zueinander weisen und einander mit einem definierten Abstand gegenüberliegen.
Die Schenkel sind im Vergleich zur Länge der Basen relativ kurz. Bei
Verwendung der Spulenanordnung als Transformator kann der Luftspalt
zwischen den C-förmigen Kernen
gegen Null reduziert werden, indem die Kerne ohne Abstandshalter
direkt zusammengefügt
(z.B. zusammengeklebt) werden.
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Mit
der Erfindung wird eine Spulenanordnung geschaffen, die sich sowohl
als Drossel als auch als Transformator in Hochfrequenzanwendungen
ausgezeichnet eignet. Zum Beispiel kann die Spulenanordnung als
Speicherdrossel in einem Schaltnetzteil verwendet werden: Mit der
erfindungsgemäßen Spulenanordnung
können
ausgezeichnete Eigenschaften hinsichtlich der Leistungsdichte, des Wirkungsgrades
und der elektromagnetischen Induktion erreicht werden. Zusätzlich ergibt
sich der Vorteil, daß die
erfindungsgemäße Spulenanordnung
sehr kompakt und flach ist, so daß sich die Spulenanordnung
ausgezeichnet für
die Oberflächenmontage (SMD-Technik)
auf Leiterplatten eignet.
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In
der bevorzugten Ausführung
der Erfindung ist der Teil des Ferritkernes, der die Wicklung aufnimmt,
entweder mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen
oder mit isolierendem Band umwickelt, so daß kein separater Spulenträger notwendig
ist. In Sonderfällen
geringer Spannungsbelastung der Spule kann auf diese Isolation zwischen Kern
und Wicklung auch verzichtet werden. Durch den Verzicht auf Spulenkörper und
den einfachen Aufbau verspricht die Spulenanordnung Kostenvorteile
gegenüber
dem Stand der Technik.
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Vorzugsweise
sind die Wicklungen auf jeden der Kerne einlagig aufgebracht und
gleichmäßig über die
Länge der
Basis verteilt, wodurch sich besonders gute magnetische Eigenschaften
der Spule ergeben und Verluste durch Skineffekt und Proximityeffekt
minimiert werden.
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Der
Durchmesser des Wicklungsdrahtes sollte die dreifache Skineindringtiefe
nicht überschreiten.
Die Skineindringtiefe ist eine Funktion der Arbeitsfrequenz und
der spezifischen Leitfähigkeit. Für Kupferdraht
berechnet man die Skineffekt-Eindringtiefe δ bei realistischen Arbeitstemperaturen
(im Bereich von ungefähr
25°C – 65°C) näherungsweise wie
folgt:
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Wenn
die Strombelastung einen größeren Drahtquerschnitt
erfordert, können
zwei oder mehrere Drähte
parallel gewickelt werden (bifilar, trifilar ...) bzw. es kann auch
Kupferfolie verwendet werden.
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Die
Schenkel der C-förmigen
Kerne sind vorzugsweise nur geringfügig länger als der Durchmesser der
auf die Basen aufgebrachten Wicklungsdrähte und insbesondere nur geringfügig länger als
der Durchmesser einer Wicklungslage. Dies hat den Vorteil, daß die C-förmigen Kerne
mit ihren Basen relativ nah zusammengebracht werden können und
so der Raum von der Spulenanordnung optimal genutzt wird, wobei
durch die einander gegenüberliegenden kurzen
Schenkel zwei Luftspalte gebildet werden. Bei der Anwendung als
Speicherdrossel ist das konstruktionsbedingte Auftreten von zwei
Luftspalten ein erheblicher Vorteil, da der magnetische Streufluss
von zwei magnetisch in Serie liegenden Luftspalten erheblich niedriger
ist als von einem äquivalenten
Einfachluftspalt. Zusätzlich
begünstigt
die verwendete Wicklungsgeometrie ein minimiertes äußeres Streufeld.
Einerseits handelt es sich um Stabspulen, deren Spulenlänge erheblich
größer als
der Spulendurchmesser ist. Solcherlei Stabspulen generieren von vornherein
ein geringeres externes Streufeld. Andererseits liegen die beiden
Stabspulen mit entgegengesetzter magnetischer Polung räumlich dicht
beieinander, sodass sich deren Fernfelder gegenseitig auslöschen.
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Die
Schenkel der C-förmigen
Kerne sind (mindestens) geringfügig
länger
als die Dicke der auf die Basen aufgebrachten Wicklungen. Dies ist
notwendig, um den magnetischen Kreis spaltfrei schließen zu können (gegenüberliegende
Schenkel von zwei Kernhälften
berühren
sich). Wenn ein Luftspalt vorgesehen ist, empfiehlt es sich, die
Schenkel etwa eine Luftspaltbreite länger zu machen als der Wicklungsdurchmesser,
um das in Spaltnähe
starke Magnetfeld von den Randwindungen der Wicklung fernzuhalten.
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Wenn
anwendungsbedingt ein besonders großes Luftspaltvolumen benötigt wird,
können
die zwei Teilspalte durch Einbringen von kurzen I-Kernen auf vier
Teilspalte verdoppelt werden. Die Länge des eingebrachten I-Kernes
soll möglichst
klein andererseits aber wesentlich größer als die resultierende Spaltdistanz
sein, mindestens aber das Dreifache der Spaltdistanz. Konstruktionsbedingt
entstehen zwischen den gegenüberliegenden
Schenkeln der beiden Kernhälften
zwei gleiche Luftspalte. Durch Abstandshalter können die Luftspalte vor dem
Fixieren der Kernhälften
auf jede gewünschte
Distanz gebracht werden. Die Abstandshalter können entweder dauerhaft zwischen
die Kernhälften
geklebt werden oder nur vorübergehend
zwischen die Kernhälften geklemmt
sein. Im letzteren Fall empfiehlt sich, eine zusätzliche Fixierung der Kernhälften mittels
Epoxidharz nach Entfernen des Abstandshalters. Die Kernhälften können vor
dem Lötprozess
beispielsweise mit einer mechanischen Klammer zusammengedrückt werden.
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Die
Schenkel weisen jeweils wenigstens eine elektrisch leitende Oberfläche zum
Kontaktieren der Wicklungen auf. In einer Ausführung der Erfindung haben die
Schenkel einen rechteckigen Querschnitt. In dieser Ausführung sind
vorzugsweise zwei aneinander grenzende Flächen der Schenkel mit einer
elektrisch leitenden Kontaktfolie versehen, um die Wicklungen zu
kontaktieren. Die Basen können auch
runden Querschnitt haben, die Schenkel sind aber wegen der Kontaktierung
vorzugsweise rechteckig. Zwischen der Schenkeloberfläche und
der elektrisch leitenden Folie ist jeweils eine Isolierung vorgesehen.
Die Kontaktflächen
auf den Kernhälften
können
direkt mit Leiterbahnen verlötet
werden.
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Sofern
eine Kernhälfte
mehr als eine Wicklung trägt,
z.B. im Falle einer Bifilarwicklung können die Kontaktierungsflächen auch
segmentiert werden, um die Wicklungsenden getrennt anzuschließen.
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Die
C-förmigen
Kerne sind vorzugsweise so aufgebaut, daß sich die Schenkel im wesentlichen senkrecht
zu den Basen an deren äußeren Enden
erstrecken.
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Mit
der erfindungsgemäßen Spulenanordnung
können
folgende Vorteile erzielt werden:
Die Spulen können mit
einer sehr flachen und kompakten Geometrie hergestellt werden, wodurch
eine ausgezeichnete Raumausnutzung erzielt wird. In der Praxis eignen
sich die Spulenanordnungen sowohl als Speicherdrosseln (Serieninduktoren)
als auch als Transformatoren. Aufgrund des erfindungsgemäßen Aufbaus
der Spulenanordnung eignet sich diese sowohl für die Realisierung als miniaturisierte SMD-Drosselspule
oder -Induktor als auch als Leistungs-Induktor im kW-Bereich.
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Die
einlagige Spulengeometrie minimiert skineffektbasierte Verluste
in der Wicklung. Durch die langgestreckte flache C-Form wird der
Anteil des magnetischen Totvolumens in den Schenkeln minimiert, und
somit werden Kernverluste verringert. Die räumliche Aufteilung des Luftspaltes
auf zwei Teilspalte reduziert die externen Wirbelfelder in Spaltnähe. Zusätzlich sind
die Teilspalte außerhalb
der Wicklungen lokalisiert, so daß Verluste in der Wicklung
durch Streufeldinduktion minimal bleiben. Die Geometrie der Spulenanordnung
und die Aufteilung des Luftspaltes auf zwei Teilspalte garantiert
minimierte magnetische Streufelder und somit exzellente elektromagnetische
Verträglichkeit.
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Die
elektromagnetische Emission kann weiter verringert werden, indem
der Doppelspalt zwischen den beiden Schenkeln zu einem Vierfachspalt erweitert
wird, indem z.B. kurze I-Kerne zwischen die Schenkel der beiden
C-Kerne der Spulenanordnung eingefügt werden, wie oben beschrieben.
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Ferner
ist bei der erfindungsgemäßen Spulenanordnung
die Länge
der Wicklung im Vergleich zu ihrem Durchmesser groß, woraus
eine schnelle Abnahme äußerer Streufelder
resultiert.
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Ein
weiterer Vorteil schließlich
ist der extrem einfache, kompakte und materialsparende Aufbau der
Spulenanordnung, die einfache Handhabung und die daraus resultierenden
günstigen
Kosten. Der von der Spulenanordnung eingenommene Raum wird optimal
ausgefüllt.
Es wird kein Platz für
einen Spulenkörper
verbraucht. Der von der Wicklung nicht nutzbare Kernbereich am Schenkel
wird für
die Kontaktierung verwendet. Die erfindungsgemäße Spulenanordnung ermöglicht extrem
flache Magnetbauteile.
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Die
Erfindung sieht auch ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen
Spulenanordnung vor, bei dem auf jede Basis eine Wicklung aufgebracht
wird, die Enden der Wicklungen an den Schenkeln der Kerne elektrisch
kontaktiert werden und die Kerne nebeneinander so angeordnet werden,
daß die Schenkel
der beiden Kerne einander mit einem Abstand gegenüberliegen.
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Der
Abstand der Kerne wird vorzugsweise mit Hilfe eines Abstandshalters
eingerichtet, welcher zwischen die beiden Kerne eingefügt wird,
bevor die Schenkel der Kerne auf einem Träger fixiert werden. Nach dem
Fixieren der Schenkel kann der Abstandshalter wieder entfernt werden.
Vorzugsweise werden die Schenkel der Kerne auf eine Leiterplatte
gelötet.
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Insbesondere
bei großen
Spulenanordnungen und geringen Abständen zwischen den Kernen ist
es vorteilhaft, wenn die einander gegenüberliegenden Schenkel zweier
Kerne zusätzlich
fixiert werden, beispielsweise durch Aufbringen eines Tropfens Epoxidharz.
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Die
Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungen
mit Bezug auf die Zeichnungen näher
erläutert.
In den Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines C-Kerns zur Herstellung einer
Spulenanordnung gemäß der Erfindung;
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2 eine
Draufsicht eines C-Kerns, auf den eine Wicklung aufgebracht ist;
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3 eine
Unteransicht von zwei bewickelten, einander gegenüberliegenden
C-Kernen zum Aufbau einer Spulenanordnung gemäß der Erfindung;
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4 eine ähnliche
Ansicht wie 3 von unten, wobei zwischen
die C-Kerne Abstandshalter eingebracht sind;
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5 eine
perspektivische Darstellung eines Kontaktierungskörpers für die erfindungsgemäße Spulenanordnung;
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6 eine ähnliche
Ansicht wie 3, wobei zwischen die C-Kerne
Abstandshalter und I-Kerne
eingebracht sind; und
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7 eine
perspektivische Explosionsdarstellung von zwei einander gegenüberliegenden C-Kernen, die durch
einen Abstandshalter getrennt und durch eine Spannklammer zusammengehalten werden,
zum Aufbau einer Spulenanordnung gemäß der Erfindung.
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Die
erfindungsgemäße Spulenanordnung basiert
auf der Verwendung von zwei gleichartigen C-förmigen Kernen oder C-Kernen,
welche jeweils eine Spulenhälfte
bilden. Die C-Kerne sind vorzugsweise aus einem Ferritmaterial hergestellt. 1 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines C-Kerns 10, der eine
langgestreckte Basis 12 und zwei von der Basis senkrecht
abstehende, vergleichsweise kurze Schenkel 14, 16 an
den Enden dieser Basis aufweist. Der C-Kern der erfindungsgemäßen Spulenanordnung
ist vorzugsweise mit relativ kurzen Schenkeln 14, 16 ausgebildet,
die wenig mehr als ein Wicklungsdurchmesser von der Basis 12 vorstehen.
Der C-Kern 10 degeneriert somit in Richtung eines I-Kerns.
Die gezeigte Struktur des C-Kerns 10 führt zu einem minimalen Platzbedarf
für den
Aufbau der erfindungsgemäßen Spulenanordnung.
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Die
Basis 12 ist vorzugsweise mit einem isolierenden Material
beschichtet, z.B. mit einem isolierenden Kunststoffband oder einer
Epoxidbeschichtung. Dies ermöglicht
das direkte Aufbringen einer Wicklung auf den Kern 10 ohne
zusätzliche
Isolierung oder Spulenträger.
In der gezeigten Ausführung hat
der Kern 10 einen rechteckigen Querschnitt. Vorzugsweise
sind die Kanten des Kerns 10 geglättet oder abgerundet, um Verletzungen
und Beschädigungen
von Material zu vermeiden.
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In 1 sind
neben dem C-Kern 10 isolierende Abstandshalter 18 sowie
elektrisch leitende Kontaktfolien 20 dargestellt. Die Kontaktfolien 20 können z.B.
aus einer Kupferfolie geschnitten sein. Die elektrisch leitenden
Kontaktfolien dienen als Kontaktflächen und werden an den Schenkeln 14, 16 des C-Kerns 10 angebracht,
z.B. geklebt, wie in 2 gezeigt. Die elektrisch leitenden
Kontaktfolien 20 sitzen vorzugsweise auf Isolierstücken 18,
welche wenig dicker als ein Wicklungsdurchmesser sind. Die Kontaktfolien 20 bedecken
bei der gezeigten Ausführung
wenigstens zwei benachbarte, zueinander senkrechte Flächen der
Schenkel 14 bzw. 16. Sie dienen zum Kontaktieren der Wicklungsenden,
wie in 2 dargestellt, sowie zum Befestigen der Spulenanordnung
an einem Träger,
wie mit Bezug auf 7 erläutert. Die Kontaktfolien 20 können mit
den Abstandshaltern 18 auf die C-Kerne 10 aufgeklebt
werden. Sofern ein C-Kern mehr als eine Wicklung trägt, z.B.
im Fall einer bifilaren Wicklung oder einer trifilaren Wicklung,
können
die Folien 20 auch segmentiert werden, um die Wicklungsenden
getrennt anzuschließen,
wie aus 5 ersichtlich.
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Wie
in 2 gezeigt, trägt
die Basis 12 des C-Kerns 10 eine oder mehrere
Wicklungen, wobei vorzugsweise eine einlagige Wicklung 22 vorgesehen
ist. Der Draht der Wicklung 22 ist gleichmäßig über die
Länge der
Basis 12 des C-Kerns 10 verteilt. Die Enden des
Wicklungsdrahtes 22 sind jeweils mit den elektrisch leitenden
Folien 20 auf den Schenkeln 14 bzw. 16 des
Kernes z.B. durch Löten
verbunden.
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Spulenanordnungen
für niederfrequentere Anwendungen,
etwa unter 100 kHz, können
auch eine zweite Wicklungslage aufweisen. Wie erläutert, ist
es auch möglich,
bifilare oder andere multifilare Wicklungen vorzusehen.
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3 zeigt
zwei bewickelte C-Kerne 10, 10', welche zur Bildung der erfindungsgemäßen Spulenanordnung
relativ zueinander so angeordnet sind, daß ihre Schenkel 14, 16 zueinander
weisen und mit Abstand einander gegenüberliegen. Der Abstand bestimmt
die Breite des Luftspaltes 32. Die beiden bewickelten C-Kerne
können
zum Aufbauen eines magnetischen Elementes, wie eine Drossel oder
ein Transformator (ohne Luftspalt), verwendet werden.
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4 zeigt
eine ähnliche
Darstellung wie 3, wobei in den Spalt 32 ein
Abstandshalter 24 eingebracht ist. Durch die Abstandshalter
können
die Luftspalte 32 vor dem Fixieren der C-Kerne auf jede gewünschte Distanz
eingestellt werden. Die Abstandshalter 24 können entweder
dauerhaft zwischen die C-Kerne geklebt werden oder nur vorübergehend
zwischen den C-Kernen
eingeklemmt sein. 6 zeigt eine ähnliche
Ansicht wie die 3 und 4, wobei
zwischen die bewickelten C-Kerne 10, 10' jeweils ein
I-Kern 34 eingefügt
ist, welcher von den C-Kernen 10, 10' über Abstandshalter 36 getrennt
ist. Durch das Einbringen der I-Kerne 34 können die
zwei Teilspalte zwischen den C-Kernen 10, 10' auf vier Teilspalte
verdoppelt werden. Die Länge der
I-Kerne 34 sollte möglichst
klein, andererseits aber deutlich größer als die resultierende Spaltdistanz
sein und vorzugsweise wenigstens das Dreifache der Spaltdistanz
betragen.
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7 ist
eine perspektivische Darstellung eines ersten und eines zweiten
bewickelten C-Kerns 10, 10', die auf eine
Leiterplatte 30 aufgebracht sind. In 7 sind
ein Abstandshalter 24 und eine Klammer 26 dargestellt,
welche dazu dienen, die C-Kerne 10, 10' in die richtige
Lage relativ zueinander zu bringen und darin zu halten.
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Der
Abstandshalter 24 wird zwischen die beiden C-Kerne 10, 10' eingefügt, um den
Abstand zwischen den jeweiligen Schenkeln 14, 16, 14', 16' einzustellen.
Die so zusammengefügte
Anordnung wird durch die Klammer 26 fest zusammen gehalten.
Die gesamte Anordnung wird auf Kontaktfeldern (nicht gezeigt) der
Leiterplatte 30 plaziert, und die mit Kupferfolie oder
dergleichen beschichteten Schenkel 14, 16, 14', 16' der C-Kerne 10, 10' werden auf
die Kontaktfelder gelötet.
Anschließend
können
die Klammer 26 und der Abstandshalter 24 entfernt
werden. Sie können
zur Herstellung weiterer Spulenanordnungen erneut verwendet werden.
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Sofern
die C-Kerne 10, 10' vergleichsweise groß und der
Spalt zwischen diesen klein ist, kann es vorteilhaft sein, ein Fixiermittel,
beispielsweise einen Tropfen Epoxidkleber, in jeden Spalt 32 einzufügen, um
die Spaltlänge
zusätzlich
zu fixieren.
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Im
folgenden ist ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen Spulenanordnung
beschrieben, wobei ein Fachmann verstehen wird, daß die Erfindung
nicht auf die speziellen, hier gemachten Angaben beschränkt ist.
Die C-Kerne 10, 10' werden zum
Isolieren des Wickelraums z.B. in einem Tauchverfahren mit Epoxidharz
beschichtet. Selbstverständlich
können
auch andere Isolatormaterialien verwendet werden, und es ist auch
möglich,
die Basen 12 der C-Kerne mit einem Band aus einem isolierenden
Material zu umwickeln. Die Stirnflächen der Schenkel 14 sollen
dabei unbeschichtet bleiben. Anschließend werden die Isolatorstücke 18 und
die Kontaktfolien 20 auf die Schenkel 14 geklebt
(siehe 1). Die Wicklung wird auf die Basis 12 aufgebracht.
Die Wicklungsenden werden mit den Kontaktfolien 20 verlötet (siehe 2).
Die bewickelten und kontaktierten C-Kerne 10, 10' werden auf
einer ebenen Platte spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und
mittels der Klammer 26 zusammengedrückt (siehe 7).
Sofern im Feldlinienweg der C-Kerne 10, 10' Luftspalte
gewünscht
sind, wird ein passender Abstandshalter 24, wie in 7 gezeigt,
zwischen die Stirnflächen
der Schenkel 14 eingefügt. Die
von der Klammer 26 mechanisch zusammengehaltene Spulenanordnung
kann nun direkt auf eine Leiterplatte 30 plaziert und auf
Leiterbahnen aufgelötet
werden.
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Nach
dem Lötvorgang
werden die Klammer 26 und der Abstandshalter 24 entfernt,
und der Spalt 32 kann mit einem Epoxidharz gefüllt bzw.
fixiert werden.
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In
einer weiteren Ausführung
der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Kerne 10, 10' als SMD-Bauteile
(SMD = Small Mounted Device) ausgestaltet sind. In der Praxis werden
diese SMD-Kerne durch Pick-and-Place-Maschinen auf eine SMD-Platine
gesetzt und im Reflowverfahren verlötet. Bei dieser Technik ist
es möglich,
die Kerne ohne Klammer und Abstandshalter mit einem definierten Abstand
zueinander zu positionieren und auf die Platine zu löten.
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- 10,
10'
- C-Kerne
- 12
- Basis
- 14,
16, 14', 16'
- Schenkel
- 18
- Isolatorstücke
- 20
- Kontaktfolie
- 22
- Wicklung
- 24
- Abstandshalter
- 26
- Klammer
- 28
- Kontaktfeld
- 30
- Leiterplatte
- 32
- Spalt
- 34
- I-Kern
- 36
- Abstandshalter