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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement, insbesondere einen
Planartransformator oder eine Planarinduktivität, mit zumindest einem Kern
und mindestens einer mit elektronischen Bauelementen bestückten Hauptleiterplatte.
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Stand der Technik
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Das
erfindungsgemäße elektronische
Bauelement kann beispielsweise als Planartransformator oder Planarinduktivität ausgebildet
sein. Durch die Forderung nach immer kleineren und kompakteren elektronischen
Geräten
gewinnen Planartransformatoren im Bereich der Stromversorgungen
aber auch bei der Signalübertragung
an Bedeutung. Planartransformatoren weisen wie herkömmliche
Transformatoren eine Primärwicklung
und zumindest eine Senkundärwicklung
auf, die durch einen Kern, beispielsweise einen Ferritkern, der
aus einem Ober- und einem Unterteil besteht, induktiv gekoppelt
sind. Primär-
und Sekundärwicklung
sind dabei gegeneinander isoliert in dem Transformator angeordnet.
Gegenüber
herkömmlichen
Transformatoren sind die Wicklungen bei Planartransformatoren als
entsprechend geformte Leiterbahnen planar auf der Leiterplatte (Leiterplatine)
angeordnet. Planartransformatoren zeichnen sich durch eine hohe
Leistungsdichte bei sehr gutem Wirkungsgrad aus. Der übertragbare Leistungsbereich
umfasst dabei wenige Watt bis zu mehreren Kilowatt. Nachteilig bei
derartigen Planartransformatoren, insbesondere mit großem Übersetzungsverhältnis, vielen
Wicklungen, hoher Spannungs- oder
Strombelastung und daher großen
Abstände
zwischen den Windungen einer Wicklung oder breiten Leiterbahnen
ist, dass aufwändige
und daher teure Multilager-Leiterplatten erforderlich sind, da nur
diese die notwendige effektive Leiterplattenfläche in dem vom Transformator
eingeschlossenen Bereich aufweisen.
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Darstellung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Bauelement
zu schaffen, das gegenüber
herkömmlichen
Lösungen
eine kostengünstige
und variable Aufbautechnik bei geringem Bauraumbedarf ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein elektronisches Bauelement, insbesondere einen Planartransformator
oder eine Planarinduktivität,
mit zumindest einem Kern und mindestens einer mit elektronischen
Bauelementen bestückten
Hauptleiterplatte, wobei der Hauptleiterplatte zumindest eine Sekundärleiterplatte
zugeordnet und die Hauptleiterplatte und die Sekundärleiterplatte
mit als Leiterbahnen ausgeführten
Windungen bzw. Wicklungen versehen und im Bereich des Kerns angeordnet
sind. Die einzelnen Windungen, welche in der Hauptleiterplatte und
der zumindest einen Sekundärleiterplatte
untergebracht sind, bilden die Wicklungen des Transformators. Besonders
vorteilhafte Ausführungen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung werden in
den freien Querschnitt des Kerns mehrere Leiterplatten eingelegt,
wobei eine davon die Hauptleiterplatte ist. Anstelle einer einzigen,
beispielsweise vierlagigen Multilayer-Leiterplatte zwischen den beiden Kernhälften wird
beispielsweise eine zweilagige Hauptleiterplatte verwendet, auf
der eine weitere zweilagige Sekundärleiterplatte angeordnet ist.
Dadurch kann auf die Verwendung von kostenin tensiven, viellagigen
Multilager-Leiterplatten verzichtet werden. Zur Verringerung der
Herstellungskosten eines Planartransformators ist es aus dem allgemeinen Stand
der Technik bekannt, lediglich eine bezüglich der Hauptleiterplatte
kleine, als Multilager-Leiterplatte ausgebildete Sekundärleiterplatte
in den Ferritkern einzulegen, die mit diesem den planaren Transformator
bildet. Der Planartransformator bestehend aus in den Kern eingelegter
Multilayer-Leiterplatte
wird anschließend
wie ein konventionelles elektrisches Bauelement auf der Hauptleiterplatte
bestückt.
Die als Träger
für die
Komponenten der Schaltung dienende Hauptleiterplatte kann kostengünstig, beispielsweise als
zweilagige Leiterplatte, ausgeführt
werden. Nachteilig bei diesen herkömmlichen Planartransformatoren
ist, dass diese eine große
Gesamtbauhöhe
aufweisen und ein hoher Bestückungsaufwand
erforderlich ist. Gegenüber
dem Stand der Technik wird erfindungsgemäß ein kompakter Aufbau des
planaren elektronischen Bauelements bei verringertem Bauraumbedarf
erreicht, da die Hauptleiterplatte und die zumindest eine Sekundärleiterplatte
abschnittsweise innerhalb des Kerns angeordnet sind. Die Hauptleiterplatte
ist zur Erreichung unterschiedlicher Schaltungen mit unterschiedlichen
Sekundärleiterplatten bestückbar, so
dass unterschiedliche Varianten einer Schaltung ohne Änderung
der Hauptleiterplatte realisiert werden können. Dabei wird von einer
einzigen Hauptleiterplatte ausgegangen, die jedoch mit unterschiedlichen
Sekundärleiterplatten
bestückt
wird. Die für
die unterschiedlichen Varianten verwendeten Sekundärleiterplatten
können
sich je nach Variante nicht nur in ihrer Ausführung sondern auch in ihrer
Anzahl unterscheiden. Dadurch können
beispielsweise in der Licht- bzw. Lampentechnik unterschiedliche
elektronische Vorschaltgeräte
(EVGs) basierend auf dem gleichen Schaltungskonzept für unterschiedliche Lampentypen
kostengünstig
hergestellt werden. Ein Beispiel sind die elektronischen Vorschaltgerate
für Hg-haltige
und Hg-freie Entladungslampen in der Kraftfahrzeugtechnik.
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Der
Kern hat vorzugsweise ein Oberteil, das mit einem Unterteil einen
die Hauptleiterplatte und die Sekundärleiterplatte zumindest abschnittsweise aufnehmenden
Zwischenraum ausbildet. Als Kern findet vorzugsweise ein Ferritkern
Verwendung.
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Als
besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Hauptleiterplatte
und/oder die Sekundärleiterplatte
als zweilagige Leiterplatten ausgebildet sind, da diese besonders
kostengünstig
herstellbar sind.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, bildet eine Vielzahl mit einer Isolierung versehene
Sekundärleiterplatten
einen Stapel zur Bestückung
auf der Hauptleiterplatte. Die Isolierung kann vorzugsweise eine
nichtleitende Lackschicht, ein Isolierpapier und/oder eine Isolierfolie aufweisen.
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Bei
Verwendung einer Isolierfolie als Isolierung hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, wenn beidseitig der Isolierfolie eine Klebefläche zur
mechanischen Fixierung der Sekundärleiterplatten untereinander
und/oder auf der Hauptleiterplatte vorgesehen wird. Die mechanische
Fixierung der Leiterplatten untereinander erleichtert insbesondere
die Montage.
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Die
Verbindung der Leiterplatten untereinander erfolgt bei einer fertigungstechnisch
einfachen Ausführungsform
der Erfindung durch Löten.
Vorzugsweise hat die Sekundärleiterplatte
zumindest einen Lötpad
zur Verlötung
auf der Hauptleiterplatte und/oder zur Verlötung auf anderen Sekundärleiterplatten.
Besonders vorteilhaft ist eine Verbindung, bei der die Sekundärleiterplatte
auf der Unter seite Lötpads
besitzt und über
diese bei einem SMD-Lötprozess
wie alle anderen elektronischen Bauelemente auf die Oberseite der
Hauptleiterplatte bestückt
und anschließend
gelötet
werden kann. Werden mehrere zusätzliche
Leiterplatten auf einer Seite der Hauptleiterplatte angeordnet,
so ist deren Verbindung untereinander ebenfalls durch jeweils auf
der Ober- und Unterseite befindliche Lötpads möglich. An diesen Stellen ist
die Isolierung der einzelnen Leiterplatten gegeneinander unterbrochen.
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Bei
einem alternativen Ausführungsbeispiel ist
die zumindest eine Sekundärleiterplatte
mittels eingelöteten
Drahtstiften, einer Nietverbindung oder einer Bondverbindung mit
der Hauptleiterplatte und/oder einer weiteren Sekundärleiterplatte
verbunden.
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Die
mit den höheren
Strömen
belasteten Wicklungen sind vorzugsweise auf der Hauptleiterplatte
angeordnet, so dass der hohe Strom nicht über die Verbindungselemente/-stellen
zwischen Hauptleiterplatte und den Sekundärleiterplatten geführt ist. Vorzugsweise
ist die Primärwicklung
(Eingangswicklung) auf der Hauptleiterplatte und die Sekundärwicklung
(Ausgangswicklung) auf der zumindest einen Sekundärleiterplatte
ausgebildet, sofern die Sekundärspannung
größer als
die Primärspannung
ist.
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Wicklungen,
die eine besonders geringe Streuinduktivität aufweisen sollten, insbesondere
die Primärwicklung
eines Sperrwandler- oder Flusswandler-Transformators, sind bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung auf der Hauptleiterplatte angeordnet.
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Der
Planartransformator ist aufgrund der besonders kompakten Bauweise
insbesondere für Fahrzeugtechnik-Anwendungen, beispielsweise
für elektronische
Vorschaltgeräte
von Hochdruckentladungslampen geeignet.
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Die
erfindungsgemäße Lösung ist
auch für planare
Induktivitäten
anwendbar. Bei dieser Variante wird die Wicklung der Induktivität vorzugsweise aus
Teilwicklungen der Hauptleiterplatte und der zumindest einen Sekundärleiterplatte
gebildet. Das heißt,
die Wicklung der Induktivität
ist auf mehrere Leiterplatten aufgeteilt, wobei die Hauptleiterplatte mit
verwendet wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen
Längsschnitt
eines Planartransformators gemäß eines
ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;
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1a einen
Längsschnitt
eines Planartransformators mit mehreren Sekundärleiterplatten;
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2 eine
Draufsicht einer Kernhälfte
aus 1 oder 2;
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3 einen
Längsschnitt
eines Planartransformators gemäß eines
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
mit Lötverbindung;
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4 einen
Längsschnitt
eines Planartransformators gemäß eines
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
mit Nietverbindung;
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5 einen
Längsschnitt
eines Planartransformators gemäß eines
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
mit unterschiedlich großen
Sekundärleiterplatten
und
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6 einen
Längsschnitt
eines Planartransformators gemäß eines
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels
mit unterschiedlich großen
Sekundärleiterplatten.
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Bevorzugte Ausführungen
der Erfindung
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1 zeigt
einen Längsschnitt
eines Planartransformators 1 der im Wesentlichen aus einem Kern 2 und
einer Hauptleiterplatte 4 zur Bestückung mit nicht dargestellten
elektronischen Bauelementen und einer Sekundärleiterplatte 6 gebildet
ist, wobei die Hauptleiterplatte 4 und die Sekundärleiterplatte 6 abschnittsweise
von dem Kern 2 umgriffen sind. Der Kern 2 ist
als Ferritkern mit einem Oberteil 8 ausgeführt, das
mit einem Unterteil 10 einen die Hauptleiterplatte 4 und
die Sekundärleiterplatte 6 abschnittsweise
aufnehmenden Zwischenraum 12 ergänzt. Dadurch kann auf die Verwendung
von kostenintensiven Multilager-Leiterplatten verzichtet werden.
Anstelle einer einzigen, beispielsweise vierlagigen Multilager-Leiterplatte
ist eine zweilagige Sekundärleiterplatte 6 auf
einer zweilagigen Hauptleiterplatte 4 angeordnet. Bei einem
nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
finden kostengünstige
Multilager-Leiterplatten mit relativ geringer Lagenzahl Verwendung.
Beispielsweise werden anstelle einer 8-lagigen Multilager-Leiterplatte
zwei 4-lagige Leiterplatten – eine
als Haupt- und die andere als Sekundärleiterplatte – verwendet.
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Der
Planartransformator 1 ist aufgrund der besonders kompakten
Bauweise insbesondere für Fahrzeugtechnik-Anwendungen, beispielsweise
für elektronische
Vorschaltgeräte
von Hochdruckentladungslampen geeignet. Da die Hauptleiterplatte 4 zur Erreichung
unterschiedlicher Schaltungen mit unterschiedlichen Sekundärleiterplatten 6 bestückbar ist, können unterschiedliche
Varianten einer Schaltung ohne Änderung
der Hauptleiterplatte 4 realisiert werden. Dadurch sind
unterschiedliche elektronische Vorschaltgeräte basierend auf dem gleichen
Schaltungskonzept für
unterschiedliche Lampentypen kostengünstig herstellbar.
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Die
Hauptleiterplatte 4 und Sekundärleiterplatte 6 sind
jeweils mit als Leiterbahnen ausgeführten Wicklungen (nicht dargestellt)
versehenen, die Primär-
und Sekundärwicklungen
des Planartransformators 1 ausbilden. Die Verbindung der
Sekundärleiterplatte 6 mit
der Hauptleiterplatte 4 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mittels eingelöteten
Drahtstiften 18. Als Alternative zum Verlöten der Drahtstifte 18 auf
den Leiterplatten 4, 6 kann eine Einpresstechnik
Verwendung finden. Dabei werden elastische oder starre Stifte in
eng tolerierte und metallisierte Bohrungen der Leiterplatten 4, 6 gepresst. Aufgrund
der plastischen Verformung der beteiligten Metalle ergeben sich
sichere elektrische Verbindungen ohne Löten. Die mit den höheren Strömen belasteten
Wicklungen sind vorzugsweise auf der Hauptleiterplatte 4 angeordnet,
so dass der hohe Strom nicht über
die Verbindungselemente 18 zwischen Hauptleiterplatte 4 und
der Sekundärleiterplatte 6 geführt ist.
Aus diesem Grund ist die beispielsweise vom Bordnetz eines Fahrzeugs
gespeiste Primärwicklung
(Eingangswicklung) auf der Hauptleiterplatte 4 und die
Sekundärwicklung
(Ausgangswicklung) auf der Sekundärleiterplatte 6 ausgebildet.
Dadurch sind weiterhin Wicklungen, die eine besonders geringe Streuinduktivität aufweisen
sollten, insbesondere die Primärwicklung
eines Sperrwandler- oder
Flusswandler-Transformators, auf der Hauptleiterplatte 4 angeordnet.
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Bei
einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Planartransformators 1 ist
die Hauptleiterplatte 4 über eine Bondverbindung, beispielsweise
mittels Drahtbonden, mit der Sekundärleiterplatte 6 verbunden.
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Bei
einem weiteren nicht dargestellen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planartransformators 1 ist
die Hauptleiterplatte 4 über eine Nietverbindung mit
der Sekundärleiterplatte 6 verbunden.
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Die
Hauptleiterplatte 4 ist gegenüber der Sekundärleiterplatte 6 mittels
einer Isolierfolie 20 isoliert. Hierbei hat es sich als
vorteilhaft erwiesen, wenn beidseitig der Isolierfolie 20 eine
Klebefläche
zur mechanischen Fixierung der Sekundärleiterplatten 6 auf der
Hauptleiterplatte 4 vorgesehen ist. Die Isolierung kann
alternativ oder zusätzlich
eine nichtleitende Lackschicht oder ein Isolierpapier aufweisen.
Beispielsweise können
mehrere zweilagige Leiterplatten 4, 6, beispielsweise
bestehend aus einem 100 μm
dicken FR4-Kern, der beidseitig eine 35 μm dicke Kupferauflage sowie
eine Lackierung zur Isolation besitzt, übereinander gestapelt werden.
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1a zeigt
einen Längsschnitt
eines Planartransformators 1 gemäß eines Ausführungsbeispiels,
bei dem drei zweilagige, mit einer Isolierung versehene Sekundärleiterplatten 6, 6a, 6b einen
Stapel zur Bestückung
auf der Oberseite 14 der Hauptleiterplatte 4 bilden.
Dabei besitzen die Sekundärleiterplatten 6a und 6b eine
geringere Dicke als die Sekundärleiterplatte 6.
Eine beidseitige Bestückung
der Hauptleiterplatte 4 mit einer Sekundärleiterplatte 6 oder
einem Stapel aus Sekundärleiterplatten 6, 6a, 6b ist
ebenfalls möglich.
Die Verbindung der Sekundärleiterplatten 6, 6a, 6b innerhalb
des Stapels ist wahlweise durch Lötverbindungen und/oder Bondverbindungen
und/oder Nietverbindungen realisiert. Dieser Stapel wird in der
Fertigung durch ebenfalls wahlweise Verwendung von Löt- und/oder
Bond- und/oder Nietverbindungen mit der Hauptleiterplatte 4 verbunden.
Diese Verbindung gewährleistet
sowohl die mechanische Fixierung als auch die elektrische Kontaktierung
der einzelnen Leiterplatten miteinander. Bei der Herstellung eines
Planartransformators 1 mit einer zusätzlichen Option (Variante)
wird zusätzlich
auf der Unterseite 16 der Hauptleiterplatte 4 eine weitere
Sekundärleiterplatte 6c bestückt.
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Wie
insbesondere 2 zu entnehmen ist, die eine
Draufsicht einer Kernhälfte 8, 10 des
Ferritkerns 2 aus 1 zeigt,
finden als Kernhälften 8, 10 des
Ferritkerns 2 zwei ER- bzw. EQ-Kernteile 8, 10 mit
auf einem Grundkörper 28 angeordneten
runden Mittelschenkeln 22 und seitlichen Wandungen 30 (Außenschenkel)
Verwendung. Diese weisen eine kleine Bauhöhe auf, so dass eine äußerst kompakte Bauform
des Planartransformators 1 erreicht wird. Die Bauhöhe kann
weiter verringert werden, wenn einer der beiden ER- bzw. EQ-Kernteile
durch ein I-Kernteil ersetzt wird.
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3 zeigt
ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
eines Planartransformators 1, bei dem die Verbindung der
Leiterplatten 4, 6 untereinander durch Löten erfolgt.
Die Sekundärleiterplatte 6 hat mehrere
Lötpads 24 zur
Verlötung
auf der Hauptleiterplatte 4. Besonders vorteilhaft ist
die dargestellte Verbindung, bei der die Sekundärleiterplatte 6 auf
der Unterseite 26 Lötpads 24 aufweist
und über
diese bei einem SMD-Lötprozess
wie alle anderen elektronischen Bauelemente auf die Oberseite 14 der
Hauptleiterplatte 4 bestückt und anschließend gelötet werden
kann. Werden mehrere zusätzliche
Leiterplatten 6 auf einer Seite der Hauptleiterplatte 4 angeordnet, so
ist deren Verbindung untereinander ebenfalls durch jeweils auf der
Ober- und Unterseite befindliche Lötpads 24 möglich. An
diesen Stellen ist die Isolierung der einzelnen Leiterplatten 4, 6 unterbrochen. Hierzu
wird an den entsprechenden Stellen keine nichtleitende Lackschicht
aufgebracht. Die zwischen den Leiterplatten 4, 6 angeordnete
Isolierfolie 20 wird entsprechend ausgespart.
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4 zeigt
einen Längsschnitt
eines Planartransformators 1 gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
bei dem die Verbindung der Leiterplatten 4, 6, 6a untereinander
durch Nieten erfolgt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden zwei
zweilagige, mit einer Isolierung versehene Sekundärleiterplatten 6, 6a einen
Stapel zur Bestückung
auf der Oberseite 14 der Hauptleiterplatte 4. Die
Nietverbindung besteht aus Nieten 32, die zur mechanischen
und elektrischen Verbindung der Hauptleiterplatte 4 und
der Sekundärleiterplatten 6, 6a und
der Sekundärleiterplatten 6, 6a untereinander dienen.
Durch Parallel- und/oder Serienschaltung gleicher Sekundärleiterplatten 6, 6a untereinander und/oder
mit der Hauptleiterplatte 4 sind verschiedene Schaltungen
möglich.
Aufgrund der Verwendung von identischen Sekundärleiterplatten 6, 6a ist
eine besonders kostengünstige
Herstellung des Planartransformators 1 möglich. Die
Sekundärleiterplatten 6, 6a haben
jeweils folgenden, symmetrischen vertikalen Aufbau:
15 μm Isolierlack
70 μm Kupferschicht
80 μm FR4-Leiterplattenmaterial
70 μm Kupferschicht
15 μm Isolierlack
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Die
Hauptleiterplatte 4 hat einen symmetrischen vertikalen
Aufbau bestehend aus
15 μm
Isolierlack
35 μm
Kupferschicht
280 μm
Prepreg
35 μm
Kupferschicht
360 μm
FR4-Leiterplattenmaterial
35 μm Kupferschicht
280 μm Prepreg
35 μm Kupferschicht
15 μm Isolierlack
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Die
Hauptleiterplatte 4 trägt
die Primärwicklung.
Die Sekundärleiterplatten 6, 6a bilden
die Sekundärwicklungen.
Die Sekundärleiterplatten 6, 6a weisen
jeweils eine Wicklung mit zwei Windungen in zwei Lagern auf. Die
Hauptleiterplatte 4 hat 32 Windungen in vier Lagern. Zwischen
dem Stapel der Sekundärleiterplatten 6, 6a und
der Hauptleiterplatte 4, d. h. zwischen der Primärwicklung
und der Sekundärwicklung,
ist eine Isolierfolie 20 angeordnet. Diese hat vorzugsweise
eine Dicke von etwa 50 μm.
Der Planartransformator zeichnet sich durch einen modularen Aufbau
aus, da trotz unterschiedlicher Sekundärleiterplatten-Varianten ein identischer „Footprint" auf der Hauptleiterplatte 4 erreicht
wird. Bei dem dargestellten Aufbau mit relativ geringer Höhe des Gesamtstapels
wird eine ER- und eine I-Kernhälfte 8, 10 verwendet.
Bei Varianten mit größerer Anzahl
an Sekundärleiterplatten 6, 6a werden
zwei ER-Kernhälften
vorgesehen. Hauptanwendungsgebiet derartiger Planartransformatoren 1 sind
elektronische Vorschaltgeräte
(EVGs) für
LED-Beleuchtungen zum Betrieb an 230 V-Netzspannung und Akkuladegeräte.
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In
einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Hauptleiterplatte 4 und dem
zuvor beschriebenen vierlagigen Aufbau werden nur zwei jeweils einseitig
mit Kupfer beschichtete Sekundärleiterplatten 6, 6a verwendet.
Die beiden identischen Sekundärleiterplatten 6, 6a besitzen
einen vertikalen Aufbau, in Bezug auf 1, aus
25 μm Isolierlack
35 μm Kupferschicht
105 μm FR4-Leiterplattenmaterial
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Die
Hauptleiterplatte 4 bildet zusammen mit der Sekundärleiterplatte 6 die
Primärwicklung
des Transformators 1. Die Sekundärwicklung wird durch die Sekundärleiterplatte 6a realisiert.
Zwischen der Primär-
und Sekundärseite
des Transformators 1 ist keine zusätzliche Isolierung erforderlich,
da hier der 105 μm
dicke FR4-Kern der Sekundärleiterplatte 6a als
Isolierung dient. Der gesamte Transformator 1 besitzt weder
eine Isolierfolie noch Isolierpapier.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
eines Planartransformators 1 mit unterschiedlich großen, etwa
pyramidenförmig
auf einer Hauptleiterplatte 4 angeordneten Sekundärleiterplatten 6, 6a, 6b.
Zwischen dem Sekündärleiterplattenstapel
und der Hauptleiterplatte 4 ist eine Isolierfolie 20 angeordnet. Die
Isolierung zwischen der Oberseite 14 der Hauptleiterplatte 4 und
der Unterseite 16 der Sekundärleiterplatte 6 erfolgt
ausschließlich
durch die Isolierfolie 20, da beide Seiten der entsprechenden
Leiterplatten 4 und 6 nicht lackiert sind. Der
pyramidenförmige Aufbau
hat den Vorteil, dass die abschnittsweise innenliegenden Sekundärleiterplatten 6a, 6b besonders
einfach kontaktierbar sind. Beispielsweise erfolgt die Kontaktierung
neben Drahtstiften 18 mit zumindest einem Bonddraht 34.
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Gemäß 6,
die ein Ausführungsbeispiel eines
Planartransformators 1 mit unterschiedlich großen, etwa
umgekehrt pyramidenförmig
auf einer Hauptleiterplatte 4 angeordneten Sekundärleiterplatten 6, 6a zeigt,
ist bei dieser Variante die Sekundärleiterplatte 6 mit
kleinerer Fläche
von der Sekundärleiterplatte 6a überdeckt.
Die Sekundärleiterplatte 6a hat
eine ausreichende Flexibilität,
so dass sich diese insbesondere während dem Löten in Richtung der Hauptleiterplatte 4 verformen
lässt.
Aufgrund der Ka pillarkräfte
dringt das Lot in den Zwischenraum ein, bzw. füllt den Zwischenraum aus und
führt zu
einer Verstärkung
der Durchbiegung der Sekundärleiterplatte 6a an
ihren Rändern,
so dass eine feste Verbindung in der dargestellten Form erreicht
wird. Bei dieser Variante kann auf Drahtstifte verzichtet werden.
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Das
erfindungsgemäße elektronische
Bauelement ist nicht auf die beschriebene Ausführung als Planartransformator 1 beschränkt, vielmehr
können unterschiedliche
elektronische Bauelemente in der erfindungsgemäßen Bauart realisiert werden.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Lösung auch für planare Induktivitäten anwendbar.
Bei dieser Variante wird die Wicklung der Induktivität vorzugsweise aus
Teilwicklungen der Hauptleiterplatte 4 und der zumindest
einen Sekundärleiterplatte 6 gebildet.
Des Weiteren ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Kerngeometrien
beschränkt,
vielmehr können
unterschiedliche aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte
Kernformen oder Kernkombinationen Verwendung finden.
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Offenbart
ist ein elektronisches Bauelement, insbesondere ein Planartransformator 1 oder
eine Planarinduktivität,
mit zumindest einem Kern 2 und mindestens einer mit elektronischen
Bauelementen bestückten
Hauptleiterplatte 4. Erfindungsgemäß ist der Hauptleiterplatte 4 zumindest
eine Sekundärleiterplatte 6 zugeordnet,
wobei die Hauptleiterplatte 4 und die Sekundärleiterplatte 6 mit
als Leiterbahnen ausgeführten
Wicklungen versehen und im Bereich des Kerns 2 angeordnet
sind.
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- 1
- Planartransformator
- 2
- Kern
- 4
- Hauptleiterplatte
- 6
- Sekundärleiterplatte
- 8
- Oberteil
- 10
- Unterteil
- 12
- Zwischenraum
- 14
- Oberseite
- 16
- Unterseite
- 18
- Drahtstift
- 20
- Isolierfolie
- 22
- Mittelschenkel
- 24
- Lötpad
- 26
- Unterseite
- 28
- Grundkörper
- 30
- Wandung
(Außenschenkel)
- 32
- Niet
- 34
- Bonddraht