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Hintergrund der Erfindung
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegenden Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der
Interfacetechnik. Aus der Interfacetechnik sind elektronische Bauelemente, beispielsweise
modulare Konverter für
die Mess- Steuer- und Regelungstechnik, insbesondere Trennverstärker bekannt.
Solche Trennverstärker
können zur
galvanischen Trennung, Umsetzung, Verstärkung und Filterung von Standard-,
Normsignalen und Anpassung analoger Signale benutzt werden. Diese Trennverstärker sind
im Eingangs-, Ausgangs- und Versorgungskreis galvanisch voneinander
getrennt. Diese Trennung vermeidet die Beeinflussung verschiedener
Sensorkreise und Aktorkreise untereinander dadurch, dass die Erdschleifen,
die durch Erdung der verschiedenen Stromkreise entstehen unterbrochen
werden.
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Hintergrund im Stand der Technik
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Die
galvanische Trennung erfolgt z.B. durch induktive passive Bauelemente,
welche die Eigenschaft besitzen, dass sie elektrische Energie übertragen
können.
Ein wichtiges passives Bauelement aus der Elektrotechnik ist der
Transformator. Mit Hilfe eines Transformators lassen sich Wechselspannungen herauf-
oder herunter transformieren. Wird der Transformator nicht zur Energieübertragung,
wie im vorliegenden Beispiel, sondern zur analogen Informationsübertragung
eingesetzt, wird der Transformator Übertrager genannt. Es besteht
auch die Möglichkeit, dass
der Übertrager
für die Übertragung
von Energie und Signalübertragung
eingesetzt wird. Beide elektronischen Bauteile funktionieren auf
dem gleichen Prinzip der induktiven Bauelemente. Die elektronischen
Bauteile von Trennverstärkern,
einschließlich des Übertragers
sind idR auf Leiterplatten montiert, wobei die Leiterplatte in einem
Isolierstoffgehäuse angeordnet
und mit Schraub- Steck- oder Federanschlusstechnik ausgestattet
ist. Die Isolierstoffgehäuse
sind auf Tragschienen nach EN 50022 aufrastbar und somit beispielsweise
in Schaltschränken
montierbar. Der in Schaltschränken
vorhandene Bauraum ist aber begrenzt. Durch diese Begrenzung entsteht ein
Entwicklungsbedarf, die elektronischen Bauelemente, so auch das
Isolierstoffgehäuse
des Trennverstärkers,
in der Baugröße zu minimieren
und kostengünstiger
herzustellen.
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Trennverstärker aus
dem Stand der Technik, die mit einem oder mehreren passiven Übertragern ausgestattet
sind, sind hinreichend bekannt. Beispielsweise aus dem Produktkatalog "Signalkonverter Interface
2002" TNR 5123474/01.04.02-00
und dem "Neuheiten-Katalog
2004" TNR 5154139/15.04.04-00
der Firma Phoenix Contact GmbH & Co
KG.
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Solche
Trennverstärker
bestehen aus einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen. Ein
elektronisches Bauelement davon ist der Übertrager, der zur galvanischen
Trennung der Informationssignale dient. Wenn es keinen Weg gibt, über den
Ladungsträger
aus einem Stromkreis in einen anderen unmittelbar Benachbarten fließen zu können, spricht
man von galvanischer Trennung der beiden Stromkreise. Der Informationsaustausch
zwischen galvanisch getrennten Stromkreisen ist durch den Übertrager
möglich.
Der Übertrager
besteht z.B. aus einem Ringkern, aus beispielsweise weichmagnetischen
Material, der mit mindestens zwei Wicklungen aus isoliertem Leiterdraht,
umgeben ist. Die Schwierigkeit besteht darin, den Übertrager
schnell, kostengünstig
und platzsparend auf einer Leiterplatte, beispielsweise eines Trennverstärkers, zu
montieren. Die Montage eines Übertragers
auf eine Leiterplatte stellt daher hohe Anforderungen an die Montagetechnik.
Um die Montage eines Übertragers
mit Hilfe der SMD-Montagetechnik (SMD = Surface Mounting Device,
oberflächenmontierbares
Bauteil) vornehmen zu können, bei
dem das zu montierende Bauelement mittels einer Saugpipette gehandhabt
und auf der Oberfläche einer
Leiterplatte montiert wird, schlägt
die
EP 1 104 931 A2 vor,
einen modifizierten Ringkern zu benutzen, der an seiner äußeren Schmalseite
zwei Oberflächenbereiche
aufweist, die eine ebene Auflagefläche bilden, von der jeweils
eine dazu dient, den Ringkern auf eine Trägerplatte aufzusetzen und auf
ihr zu montieren. Die Trägerplatte
kann dann ihrerseits auf eine Leiterplatte montiert werden. Ähnliches
beschreibt die
DE 38
345 90 A1 . Der Nachteil dieser Bauanordnungen besteht darin,
dass die sich ergebende Bauhöhe
aus der Leiterplatte, der Trägerplatte und
dem darauf angeordneten Übertrager
für die
Reduzierung der Baubreite von Trennverstärkern nicht geeignet ist.
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Die
DE 203 09 843 U1 schlägt daher
vor, einen in SMD-Montagetechnik verarbeitbaren Übertrager einzusetzen, der
einen Ringkern mit angeordneten Abstützfüßen besitzt, wodurch die Trägerplatte entfallt
und der Ringkern direkt auf die Leiterplatte montierbar ist. Bei
dieser Bauausführung
ist die Bauhöhe
durch Wegfall der Trägerplatte
reduziert, aber der wesentliche Nachteil besteht immer noch darin, dass
der Ringkern des Übertragers
senkrecht auf der Leiterplatte angeordnet ist und somit eine zu
große Bauhöhe ergibt.
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Daher
geht die
DE 42 14 789
C1 den Weg, den Ringkern des Übertragers waagerecht auf der Leiterplatte
zu montieren. Der große
Nachteil dieser Bauausführung
ist, dass die Windungen der Wicklung erst nachdem der Ringkern auf
der Leiterplatte montiert wurde durch Justierbohrungen in der Leiterplatte
fixiert werden kann und somit nicht SMD-montagetauglich ist. Auch
die
DE 33 18 557 A1 zeigt
eine Bauanordnung in waagerechter Ausführung, die für den Einsatz
auf Leiterplatten geeignet ist. Eine Reduzierung der Bauhöhe ist auch
hier nicht möglich.
Die
DE 196 15 921
A1 beschreibt eine Bauausführung, in der eine Aussparung
in der Leiterplatte zur Aufnahme eines Ringkernes enthalten ist.
Dadurch ergibt sich eine niedrige Bauhöhe, die für den Einsatz in Trennverstärkern geeignet
wäre. Der
große
Nachteil besteht darin, dass die Montage des induktiven Bauelementes
in flacher Bauform nicht für
die SMD-Montagetechnik
und somit nicht für
hohe Stückzahlen
in der Fertigung geeignet ist. Diese Bauausführung erfüllt auch nicht die hohen Anforderungen
an die Luft- und Kriechstrecken der EX-Norm.
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Die
DE 33 29 368 A1 ist
als nächstkommender
Stand der Technik dahingehend zu betrachten, dass in dieser Anordnung
Magnetkerne aus weichmagnetischem Material mit deren Mittelloch
auf Stege einer Wicklungsplatine angeordnet sind, wobei auf der
Wicklungsplatine Leiterbahnen als Wicklung vorgesehen sind und diese
zusammen mit weiteren elektrischen Bauteilen angeordnet sind.
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In
der
DE 37 08 742 A1 ist
eine Ferritkernspule offenbart, deren freie Enden des isolierten Drahtes
an speziell mit dem Ferritkern einstückig verbundenen Kontaktstücken durch
Umwickeln und anschließendem
Verlöten
verbunden.
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Die
DE 198 02 473 A1 beschreibt
eine Multilayer-Planarinduktivität,
bei der zusätzlich
zu einem ersten plattenförmigen
Träger
weitere mit jeweiligen Leiterbahnen versehene Leiterplattenstücke aufeinander
gelötet
sind, wobei die Gesamtheit der aufeinander geschichteten Leiterplatten
in deren Gesamtdicke den erforderlichen Durchlasses eines Ferritkerns bestimmen.
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Die
DE 33 22 004 A1 offenbart
einen Übertrager,
bei dem die Wicklungen als Leiterbahnen ausgeführt sind, die mittels eines
nach der Montage des Ferritringes aufgelöteten Verbindungsstückes zu
einer Spule komplettiert werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein induktives Bauelement
bzw. einen Übertrager
für Trennverstärker der
eingangs genannten Art zu schaffen, welcher die vorgenannten Nachteile der
bekannten Anordnungen vermeidet und eine technische Lösung anzugeben,
die es ermöglicht,
einen kostengünstigen
mit einfacher Funktionsgeometrie ausgestatteten Übertrager für Trennverstärker herzustellen,
welcher eine geringe Bauhöhe
aufweist und in SMD-Montagetechnik auf Leiterplatten montierbar
ist und dennoch die hohen Anforderungen an die Luft- und Kriechstrecken
der EX-Norm erfüllt.
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Erfindungsgemäß wird dieses
Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben
sich aus den nachstehenden Unteransprüchen und den nachfolgenden
Beschreibungen.
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Beschreibung der Erfindung
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Um
eine mit diesen Merkmalen der vorliegenden Erfindung ausgestatteten Übertrager
in SMD-Montagetechnik
fähiger
Bauform und miniaturisierter Ausführung für schmale Isolierstoffgehäuse zu schaffen,
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
einen Trennverstärker
herzustellen, der in seiner Leiterplatte eine Öffnung in einer ersten Ausführung für ein separates
integrierbares Bauteil eines Übertragers
enthält,
wobei das Bauteil ein Funktionsteil in der Bauausführung des
Trennverstärkers
darstellt. In einer zweiten Ausführung
ist das separate integrierbare Bauteil vormontiert und stellt erst
nach der Montage mit der Leiterplatte des Trennverstärkers einen Übertrager
dar. Bei der zweiten Ausführung
wird der Übertrager
erst dadurch vervollständigt,
dass die Kurzschlusswicklungen beim Auflöten geschlossen werden. Mindestens
ein Teil der Kurzschlusswicklungen befindet sich auf der Hauptplatine
bzw. auf der Leiterplatte, wobei es sich um Planare Kurzschlusswicklungen
handeln kann. Alternativ kann dieses auch vorher durch eine separate
Lötbrücke geschehen.
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Die Übertragung
analoger Signale in industrieller Umgebung ist besonders störanfällig. Die
modularen Konverter für
die Mess-, Steuer- und Regelungstechnik vermeiden die Verfälschung
analoger Signale durch externe Störgrößen. Sie sichern und erhöhen durch
die exakte Umsetzung, Trennung bzw. Anpassung analoger Signale die Übertragungsqualität und damit
die Güte
von Regelkreisen. Um diesen Qualitätsstandard bzw. die entsprechenden Normen
auch bei der Reduzierung der Baugröße von Trennverstärkern zu
erfüllen,
ist es notwendig ein Übertragerbauteil
zu entwickeln, welches die vorgenannten Anforderungen erfüllt und
in die Öffnung
der Leiterplatte und somit in das schmale Isolierstoffgehäuse des
Trennverstärkers
leicht mit Hilfe der SMD-Montagetechnik integrierbar ist.
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Die
technische Lösung
liegt in der Zusammenschaltung zweier oder mehrerer herkömmlich bewickelter
Ringkerne zu einem Übertrager
mit Primärwicklung
und einer oder mehrerer Sekundärwicklungen,
wobei die Zusammenschaltung der induktiven Bauelemente in Reihen- oder Parallelschaltung erfolgen
kann. Dabei wird in der einfachsten Ausbaustufe auf den ersten Ringkern
die Primär-,
und auf den zweiten Ringkern die Sekundärspule gewickelt. Beide komplettierten
Magnetkerne werden auf ein einstückiges
Substrat, welches in der Innenlage eine oder mehrere Leiterbahnen
aufweist, bestückt.
Die Bestückung
kann auch mit Hilfe eines SMD-Bestückungsautomaten
erfolgen. Die Leiterenden der Wicklungen werden an den Anwickelzonen
der Kontaktauflageflächen
angewickelt. Über
die Kontaktauflageflächen
wird der elektrische Kontakt zu der beispielsweise Ansteuerschaltung
hergestellt. Die an den Anschlussarmen des Substrats angeordneten Anwickelzonen
werden in der Leiterplatte des Trennverstärkers ausgespart, damit das
komplette oder vorgefertigte Bauteil des Übertragers plan auf der Leiterplatte
aufliegen kann und somit SMD-lötfähig wird. Über die
Ansaugfläche
in der Mitte des Übertragers
kann eine Unterdruck-Saugeinrichtung das Bauteil ansaugen, transportieren, über der
Leiterplatte positionieren und ablegen. Des weiteren werden auf der
Leiterplatte des Trennverstärkers
die Leiterbahnen des Substrates über
die Kontaktflächen,
durch beispielsweise Verzinnen, zu einer kompletten Wicklung verbunden,
die sowohl die Ausgangswicklung des induktiven primären Bauelements,
als auch die Eingangswicklung des induktiven sekundären Bauelements
darstellen. Das Material des Substrates stellt durch seinen Aufbau
die Isolierung zwischen den Wicklungen dar. Die inneren Leiterbahnen
sind mit mindestens 0,5 mm Isoliermaterial umgeben. Damit sind die
hohen Anforderungen an EX geschützte
Produkte in Bezug auf die Isolation realisierbar. Die für den EX-Bereich
notwendigen Abstände,
sowie die Luft- und Kriechstrecken zur sicheren galvanischen Trennung
der Primär-
und Sekundärwicklung
werden durch den Mittelsteg und den Abstand der Leiterbahnen in
den Mittellagen zum Substratrand fest vorgegeben. Durch eine entsprechende
Anordnung der Leiterbahnen im Substrat können zwei oder mehrere Kurzschlusswicklungen
realisiert werden, wobei die Kurzschlusswicklungen gleichmäßig auf
beide Seiten der induktiven Bauelemente verteilt werden können, was
gleichzeitig zu einer verbesserten Kopplung der induktiven Bauelemente
führt.
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Einige
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und
werden nachfolgend näher
beschrieben. Die in den 1 bis 3 dargestellten
Leiterbahnen 11 sind normalerweise im Substrat 10 enthalten
und nicht sichtbar. Zum besseren Verständnis und Erläuterung
sind die Leiterbahnen 11 auf der Oberfläche des Substrates 10 aufgezeigt.
Es zeigt
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1 eine
schematische Darstellung eines in einer Leiterplatte integrierten Übertragers
in Draufsicht und
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2 eine
alternative Anordnung eines Übertragers
mit Abstandselement zwischen zwei induktiven Bauelementen und
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3 eine
weitere Anordnung eines Übertragers
mit drei induktiven Bauelementen in Parallelschaltung, sowie
-
4 eine
Seitenansicht der 1.
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In
der 1 ist in schematischer Darstellung ein in einer Öffnung 22 einer
Leiterplatte 20 integrierter Übertrager 1 aufgezeigt,
wobei der Übertrager 1 aus
einem Bauteil 2 mit einem Magnetkern 4, 4' aus einem weichmagnetischen
Material, der ein Mittelloch 5 (nicht dargestellt) aufweist,
durch das eine oder mehrere Wicklungen 6, 6' aus isolierten
Draht 7 geführt
sind und einem Substrat 10 mit innen liegenden Leiterbahnen 11,
das Träger
eines oder mehrerer komplettierte Magnetkerne 4, 4' mit 6, 6' ist, wobei diese
auch als induktive Bauelemente 3, 3' bezeichnet sind, mit einem oder
mehreren Stegen 12, 12', in denen eine oder mehrere innen
liegende Leiterbahnen 11, angeordnet sind, sowie mit einem
oder mehreren Anschlussarmen 13, bestehend aus einer Kontaktauflagefläche 14,
die an der Stirnseite 48 und an der Unterseite 49 zur
Verbindung der induktiven Bauelemente 3, 3' mit den auf
der Leiterplatte 20 angeordneten elektronischen Bauelementen
(nicht dargestellt) metallisiert ist und mit einer metallisierten
Anschlusswickelzone 15 zur Befestigung der Anfangs- 16 und
Endwindung 17 der Wicklung 6, 6' besteht, wobei
das Bauteil 2 ein miniaturisiertes SMD-Montagetechnik fähiges elektronisches
Bauelement ergibt und mit mindestens zwei induktiven Bauelementen 3, 3' ausgestattet
ist. Damit das Bauteil 2 des Übertragers 1 SMD-montagetechnisch
bestückbar
ist, ist das Substrat 10 planar ausgeführt. Das planare Substrat 10 enthält zur Montage
mit der Leiterplatte 20 eine Fläche 18 für die Saugpipette 19 (nicht
dargestellt). Die Saugpipette 19 greift das Bauteil 2 des Übertragers 1 an
der Fläche 18 und
transportiert das Bauteil 2 zur Montage in die Leiterplattenöffnung 22,
in der das Bauteil 2 integriert und über die metallisierten Kontaktauflageflächen 14 beispielsweise
durch Löten,
Bonden usw. mit der Leiterplatte 20 verbunden wird. Der
Ausschnitt 23 der Leiterplattenöffnung 22 ist derart
gestaltet, dass nach der Montage des Bauteils 2 die beiden
induktiven Bauelemente 3, 3' in der Leiteröffnung 22 so fixiert
sind, dass keine Möglichkeit
des seitlichen Verschiebens der induktiven Bauelemente 3, 3' nach Außen möglich ist.
Eine Verschiebung der beiden induktiven Bauelemente 3, 3' nach Innen,
zur Substratmitte hin, ist ebenfalls durch die Begrenzung bzw. der
Stegende nicht möglich. Des
weiteren enthält
das planare Substrat 10 in der Mitte und Längsrichtung
des Substrates 10 auf gleicher Mittelachse verlaufend zwei
Stege 12, 12' die voneinander
in entgegen gesetzter Richtung verlaufen, auf die die bewickelten
Ringkerne geschoben werden. Es gibt auch Bauausführungen bei denen die Montage
durch einen SMD-Bestückungsautomaten
erfolgen kann. Das Substrat 10 ist somit vorkonfektionierbar.
Der Steg 12, 12' greift
dabei durch das Mittelloch 5 der induktiven Bauelemente 3, 3', wobei das
eine induktive Bauelement 3 das Primäre und das andere induktive
Bauelement 3' das
sekundäre Bauelement
bildet. Das induktive Bauelement 3 besteht somit aus einem
Magnetkern 4 mit einer Primärspule 6 und das induktive
Bauelement 3' aus
einem Magnetkern 4' mit
einer Sekundärspule 6', wobei die Magnetkerne 4, 4' aus Ringkernen 8, 8' gebildet sind. Die
Magnetkerne 4, 4' können alternativ
auch als rechteckförmige
Ferrit-Kerne ausgebildet sein. Die Kopplung der beiden komplettierten
Magnetkerne 4, 6 mit 4', 6' erfolgt durch die im Substrat 10 innen
liegende Leiterbahn 11, die durch das Mittelloch 5 der Ringkerne 8, 8' geführt wird,
wobei die Leiterbahn 11 im Substrat aus einer gedruckten
Schaltung gebildet wird. Die beiden anderen im Substrat 10 angeordneten
Leiterbahnen 24, 25 verlaufen außerhalb
der induktiven Bauelemente 3, 3'. Die Leiterbahnen 11, 24, 25 treten
an den Stirnflächen 31, 31' des Substrates 10 aus
und werden dort, auf der Leiterplatte 20, beispielsweise
durch Löten,
miteinander verbunden, wodurch sich Wicklungen ergeben. Sind wie
in 1 im Substrat 10 dargestellt, drei Leiterbahnen 11, 24, 25 miteinander
verbunden, ergeben sich daraus zwei Wicklungen 32, 37.
Jede dieser Wicklung 32 und 37 bildet eine Planare
Kurzschlusswicklung 33, die die Primärwicklung 6 mit der
Sekundärwicklung 6' koppelt. Die
im Substrat 10 innen verlaufenden Leiterbahnen 11, 24, 25,
welche die Kopplung der beiden induktiven Bauelemente 3, 3' zueinander
vornehmen, sind mit mindestens 0,5 mm Isoliermaterial 35 umgeben
und besitzen einen Randabstand entsprechend den Vorschriften der
Norm EN 50020 und EN 50014, wodurch das Bauteil 2 des Übertragers 1 den Anforderungen
der Eigensicherheit entspricht.
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Der
in 2 dargestellte Übertrager 1 stellt eine
alternative Anordnung einer Bauausführung, die ebenfalls vorkonfektionierbar
ist, zu 1 dar. Eine SMD-fähige Bestückung ist
dann möglich,
wenn an der an der Oberseite der kreisrunden Distanzhülse 27 eine
kleine ebene Fläche
(nicht dargestellt) für
die Saugpipette angeordnet wird. Der Steg 12 im Substrat 10 ist
nicht wie bei der Anordnung der Bauausführung nach 1 von
zwei Seiten, woraus sich zwei Stege 12, 12' ergeben, zugänglich,
sondern nur von einer Seite, wodurch sich ein längerer Steg 12 ergibt. Der
Steg 12 ist daher Träger
zwei induktiver Bauelemente 3, 3'. Die induktiven Bauelemente 3, 3' sind hintereinander
angeordnet und durch ein Element 26 beabstandet. Das Element 26 ist
vorzugsweise eine Distanzhülse 27 und
besteht aus isolierendem Material 34 und wird beim Zusammenbau
zwischen die beiden induktiven Bauelemente 3, 3' auf den Steg 12 geschoben.
Mit einer Fläche
(Abflachung nicht dargestellt) an der Distanzhülse 27 kann die Montage durch
einen Bestückungsautomat
erfolgen. Der Abstand zwischen den beiden induktiven Bauelementen 3, 3' kann durch
unterschiedliche Längen
der Distanzhülse 27 an
die unterschiedlichsten Normenvorgaben, nicht nur an die EX-Norm,
angepasst werden. Die beiden induktiven Bauelemente 3, 3' sind wie in 1 beschrieben
mit zwei planaren Wicklungen 32, 37 über die
Leiterbahnen 11, 24, 25 miteinander gekoppelt,
wodurch sich zwei Kurzschlusswicklungen 33 ergeben. Alternativ
kann die Leiterbahn 11, 24, 25 wie in 2 dargestellt
auch aus zwei in geringen Abstand zueinander parallel verlaufender
Leiterbahnen 11, 29 und Leiterbahnen 24, 29 und
Leiterbahnen 25, 29 zur Kopplung der beiden induktiven
Bauelemente 3, 3' bestehen.
Die anderen Eigenschaften dieses Bauteiles 2 entsprechen
denen, wie in 1 beschrieben, beispielsweise
die der Anschlussarme 13.
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3 zeigt
eine weitere Anordnung einer Bauausführung eines Übertragers 1.
Das Bauteil 2 des Übertragers 1 entspricht
in der gedachten Linie der Außenkontur 39 in
etwa einem symmetrischen Sechseck 40, mit drei, im Abstand
von 120 Grad beabstandeten Ausschnitten 41. In der Mittellinie
dieser Ausschnitte 41 ist jeweils ein nach Außen senkrecht gerichteter
Steg 12, 12' angeordnet,
der zur Aufnahme eines induktiven Bauelementes 3, 3' dient. An den
beiden Innenseiten 42, 42' der Ausschnitte 41, die
parallel zueinander verlaufen, schließen sich Anschlussarme 13, 13' an, die ebenfalls
parallel zum Steg 12 verlaufen und wie nach 1 mit
Kontaktflächen 14 und
Anschlusswickelzonen 15 ausgebildet sind. Die abgespreizten
Anschlussarme 13, 13' sind erfindungsgemäß derart
angeordnet, das diese ebenfalls in etwa um 120 Grad voneinander
beabstandet sind, um einen größtmöglichsten
Abstand „X" zwischen die Anschlusswickelzonen 15, 15' für die isolierten
Drähte 7, 7' der Wicklungen 6, 6' zu erreichen.
Dieser Abstand „X" gewährleistet
die notwendige Trennung zwischen zwei galvanisch getrennten Bereichen
für die
Zündschutzart „Eigensicherheit" des Übertragers 1 und
erfüllt
somit die Kriterien der Norm EN 50020. Dieses Bauteil 2 ist
mit drei induktiven Bauelementen 3, 3' komplettiert,
wovon ein induktives Bauelement 3 mit einer primär Wicklung 4 und
zwei in Parallelschaltung dazu angeordneten induktiven Bauelementen 3' mit einer sekundär Wicklung 4' ausgestattet
ist. Der Übertrager 1 ist
in der Mitte des Substrates 10 mit einer Saugpipette (nicht dargestellt)
ansaugbar und SMD-mäßig mit
Hilfe eines SMD-Bestückungsautomaten 21 bestückbar. Zur Bestückung des
Substrates 10 mit dem primären induktiven Bauelement 3 ist
ein Steg 12 und/oder ein Anschlussarm 13 mit einer
Identifizierungskennung „1", beispielsweise
in Form einer Pin-Nummer 44, gekennzeichnet. Die Kennzeichnung „1" ermöglicht auch
bei der Montage des Bauteiles 2 in der Öffnung 22 der Leiterplatte 20 eine
sichere Ausrichtung des Bauteiles 2 durch den SMD-Bestückungsautomat 21. Nach
der Bestückung
des eingangsseitigen induktiven Bauelements 3 mit der primären Wicklung 6 auf dem
Steg 12 erfolgt das Bestücken der anderen Stege 12' mit den beiden
ausgangsseitigen induktiven Bauelementen 3' mit der sekundären Wicklung 6'. Die Stege 12, 12' und das Substrat 10 sind
mit durchgängigen
innen liegenden Leiterbahnen 11, wie aus 1 bekannt,
ausgebildet. Bei den Leiterbahnen 11 kann es sich um eine
oder mehrere Leiterbahnen 11 handeln. In dieser Anordnung
der Bauausführung sind
zwei parallel im geringen Abstand voneinander angeordnete Leiterbahnen 11, 29 vorhanden.
Die Besonderheit der Leiterbahnen 11, 29 besteht
darin, das sich die Leiterbahnen 11, 29 nach der
primären
Eingangsseite 46 in zwei Richtungen 45, 45' zur Verbindung
mit den beiden sekundären
Ausgangsseiten 47, 47' gabeln. Auch bei dieser Bauausführung werden die
Kurzschlusswicklungen erst durch z.B. Auflöten auf der Leiterplatte 20 vervollständigt. Die
anderen Eigenschaften dieses Bauteiles 2 entsprechen denen,
wie in 1 beschrieben, beispielsweise die der Anschlussarme 13.
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Die 4 zeigt
den nach 1 in der Leiterplatte 20 integrierten Übertrager 1 mit
dem Bauteil 2 in Seitenansicht, aus der die geringe Bauhöhe „Y" gleich kleiner 4,6
mm gut ersichtlich ist. Die Bauhöhe „Y" wird durch den Magnetkern 4 und
dessen Wicklung 6 bestimmt. Die im Substrat 10 innen
liegenden Leiterbahnen 11 sind an der Stirnfläche 31 des
Substrates 10 miteinander verbunden. Die anderen Eigenschaften
dieses Bauteiles 2 entsprechen denen wie in 1 beschrieben,
beispielsweise die der Anschlussarme 13.
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- 1
- Übertrager
- 2
- Bauteil
- 3
- Induktives
Bauelement (primär)
- 3'
- Induktives
Bauelement (sekundär)
- 4
- Magnetkern
(primär)
- 4'
- Magnetkern
(sekundär)
- 5
- Mitteloch
- 6
- Wicklung
(primär)
- 6'
- Wicklung
(sekundär)
- 7
- isolierter
Draht
- 8
- Ringkern
- 8'
- Ringkern
- 9
- Frei
- 10
- Substrat
- 11
- Leiterbahn
- 12
- Steg
- 12'
- Steg
- 13
- Anschlussarm
- 13'
- Anschlussarm
- 14
- Kontaktauflagefläche
- 14'
- Kontaktauflagefläche
- 15
- Anschlusswickelzone
- 15'
- Anschlusswickelzone
- 16
- Anfangswindung
- 17
- Endwindung
- 18
- Fläche
- 19
- Saugpipette
- 20
- Leiterplatte
- 21
- SMD-Bestückungsautomat
- 22
- Leiterplattenöffnung
- 23
- Ausschnitt
- 24
- Leiterbahn
- 25
- Leiterbahn
- 26
- Element
- 27
- Distanzhülse
- 28
- Frei
- 29
- gedruckte
Schaltung
- 30
- Stirnfläche
- 31
- Stirnfläche
- 31'
- Stirnfläche
- 32
- Wicklung
I
- 33
- Kurzschlusswicklung
- 34
- Material
- 35
- Isoliermaterial
- 36
- Bauhöhe
- 37
- Wicklung
II
- 38
- Frei
- 39
- Aussenkontur
- 40
- Sechseck
- 41
- Ausschnitt
- 42
- Innenseite
- 42'
- Innenseite
- 43
- Frei
- 44
- Pin
Nummer
- 45
- Richtung
- 45'
- Richtung
- 46
- Eingangsseite
- 47
- Ausgangsseite
- 48
- Stirnseite
- 49
- Unterseite
- 50
- Oberseite
- 51
- Frei
- 52
- Frei
- 53
- Frei