DE102019215525A1

DE102019215525A1 - Common mode choke

Info

Publication number: DE102019215525A1
Application number: DE102019215525.1A
Authority: DE
Inventors: Konstantin Spanos; Dennis Burger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-04-15
Also published as: EP4042456A1; WO2021069268A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gleichtaktdrossel. Die Gleichtaktdrossel weist einen Ringkern und wenigstens eine Spule und eine weitere Spule auf. Die Spule und die weitere Spule sind jeweils derart im Bereich des Ringkerns angeordnet, dass ein die Spulen durchsetzender magnetischer Fluss den Ringkern erfasst. Erfindungsgemäß umschließt der Ringkern der Gleichtaktdrossel der eingangs genannten Art einen insbesondere zylinderförmigen oder eckigen, insbesondere quaderförmigen Durchbruch. Die Spulen weisen jeweils für jede Spulenwindung wenigstens einen oder nur einen elektrischen Innenleiter auf. Der Innenleiter ist in dem Durchbruch angeordnet, wobei die in dem Durchbruch angeordneten Innenleiter - insbesondere im Querschnitt - gemeinsam eine dem Durchbruch entsprechende Form ausbilden, und so den Durchbruch gemeinsam ausfüllen. Die Spulen weisen jeweils wenigstens zwei, oder nur zwei Spulenwindungen auf. Die Spulenwindung umfasst einen Innenleiter und einen Außenleiter, welche miteinander elektrisch verbunden sind. Der Außenleiter ist ausgebildet, den Spulenstrom von dem Innenleiter wegzuführen und um den Ringkern herumzuführen.The invention relates to a common mode choke. The common mode choke has a toroidal core and at least one coil and one further coil. The coil and the further coil are each arranged in the area of the toroidal core in such a way that a magnetic flux penetrating the coils detects the toroidal core. According to the invention, the toroidal core of the common mode choke of the type mentioned at the beginning encloses an in particular cylindrical or angular, in particular cuboid, opening. The coils each have at least one or only one electrical inner conductor for each coil turn. The inner conductor is arranged in the opening, the inner conductors arranged in the opening - in particular in cross section - jointly forming a shape corresponding to the opening, and thus jointly filling the opening. The coils each have at least two or only two coil turns. The coil turn comprises an inner conductor and an outer conductor, which are electrically connected to one another. The outer conductor is designed to lead the coil current away from the inner conductor and around the toroidal core.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft eine Gleichtaktdrossel. Die Gleichtaktdrossel weist einen insbesondere magnetisch permeablen Ringkern, insbesondere Ferrit-Kern, und wenigstens eine Spule und eine weitere Spule auf. Die Spule und die weitere Spule sind jeweils derart im Bereich des Ringkerns angeordnet, dass ein die Spulen durchsetzender magnetischer Fluss den Ringkern erfasst.The invention relates to a common mode choke. The common mode choke has an in particular magnetically permeable toroidal core, in particular a ferrite core, and at least one coil and one further coil. The coil and the further coil are each arranged in the area of the toroidal core in such a way that a magnetic flux penetrating the coils detects the toroidal core.

Gleichtaktdrosseln werden zur EMV-Entstörung (EMV = Elektro-Magnetische-Verträglichkeit) eingesetzt. Dazu weisen Gleichtaktdrosseln wenigstens zwei oder nur zwei Spulen auf, die über einen Ringkern in magnetischer Wechselwirkung stehen können. Der Spulenstrom in den zwei Spulen wird bevorzugt in zueinander verschiedene Richtungen geführt, so dass sich EMV-Störungen in dem Ringkern magnetisch einander aufheben.Common mode chokes are used for EMC suppression (EMC = electro-magnetic compatibility). For this purpose, common-mode chokes have at least two or only two coils, which can interact magnetically via a toroidal core. The coil current in the two coils is preferably conducted in mutually different directions, so that EMC interference in the toroidal core magnetically cancel each other out.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß umschließt der Ringkern der Gleichtaktdrossel der eingangs genannten Art einen insbesondere zylinderförmigen oder eckigen, insbesondere quaderförmigen Durchbruch. Die Spulen weisen jeweils für jede Spulenwindung wenigstens einen oder nur einen elektrischen Innenleiter, insbesondere eine Stromschiene, auf. Der Innenleiter ist in dem Durchbruch angeordnet, wobei die in dem Durchbruch angeordneten Innenleiter - insbesondere im Querschnitt - gemeinsam eine dem Durchbruch entsprechende Form ausbilden, und so den Durchbruch gemeinsam ausfüllen. Die Spulen weisen jeweils wenigstens zwei, oder nur zwei Spulenwindungen auf. Die Spulenwindung umfasst einen Innenleiter und einen Außenleiter, welche miteinander elektrisch verbunden sind. Der Außenleiter ist bevorzugt ausgebildet, den Spulenstrom von dem Innenleiter wegzuführen und um den Ringkern herumzuführen. Bevorzugt weist die Gleichtaktdrossel ein Verbindungselement auf, wobei eine elektrische Verbindung des Innenleiters einer Spulenwindung mit einem Außenleiter der weiteren Spulenwindung durch das insbesondere sich flach erstreckende elektrische Verbindungselement gebildet ist.According to the invention, the toroidal core of the common mode choke of the type mentioned at the beginning encloses an in particular cylindrical or angular, in particular cuboid, opening. The coils each have at least one or only one electrical inner conductor, in particular a busbar, for each coil turn. The inner conductor is arranged in the opening, the inner conductors arranged in the opening - in particular in cross section - jointly forming a shape corresponding to the opening, and thus jointly filling the opening. The coils each have at least two or only two coil turns. The coil turn comprises an inner conductor and an outer conductor, which are electrically connected to one another. The outer conductor is preferably designed to lead the coil current away from the inner conductor and around the toroidal core. The common-mode choke preferably has a connecting element, an electrical connection of the inner conductor of a coil turn to an outer conductor of the further coil turn being formed by the electrical connecting element, which in particular extends flat.

Die so gebildeten Spulenwindungen sind bevorzugt durch mehrere, miteinander elektrisch verbundene, insbesondere verlötete oder verschweißte stromleitende Elemente gebildet. Die Spule kann so vorteilhaft für große Ströme leitfähig, modular aus einzelnen Modulen oder Teilen zusammengesetzt, bereitgestellt werden. Weiter vorteilhaft kann so der für die Spuleninduktivität maßgebliche Innenleiter möglichst kompakt im Zentrum, insbesondere in dem Hohlraum, mit den übrigen Innenleitern dicht angeordnet, ausgebildet sein. Die Spule kann so vorteilhaft auf kleinstem Bauraum eine größtmögliche Induktivität ausbilden. Es wurde nämlich erkannt, dass die Impedanz einer Gleichtaktdrossel wirksam erhöht werden kann, wenn die Querschnittsfläche des Durchbruchs von den Innenleitern voll bestromt werden kann.The coil turns formed in this way are preferably formed by a plurality of electrically connected, in particular soldered or welded, current-conducting elements. The coil can thus advantageously be made conductive for large currents, assembled in a modular manner from individual modules or parts. The inner conductor, which is decisive for the coil inductance, can furthermore advantageously be embodied as compactly as possible in the center, in particular in the cavity, with the other inner conductors arranged in a sealed manner. The coil can thus advantageously form the greatest possible inductance in the smallest possible installation space. This is because it was recognized that the impedance of a common mode choke can be effectively increased if the cross-sectional area of the opening can be fully energized by the inner conductors.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungselement und/oder der Außenleiter durch ein Blechstück, insbesondere ein Stanzgitter, auch Lead-Frame genannt, gebildet. Vorteilhaft kann das Verbindungselement und/oder der Außenleiter so aufwandsgünstig bereitgestellt werden.In a preferred embodiment, the connecting element and / or the outer conductor is formed by a piece of sheet metal, in particular a stamped grid, also called a lead frame. The connecting element and / or the outer conductor can thus advantageously be provided with little effort.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind elektrische Anschlüsse der Spulen mit einem Schaltungsträger verbunden, wobei das Verbindungselement von dem Schaltungsträger beabstandet ist. Vorteilhaft kann so das Verbindungselement von dem Schaltungsträger beabstandet angeordnet sein. Vorteilhaft kann das Verbindungselement so mit dem Schaltungsträger eine kleine Kapazität ausbilden, insoweit zwischen dem Verbindungselement und dem Schaltungsträger ein Spalt, insbesondere Luftspalt, gebildet ist.In a preferred embodiment, electrical connections of the coils are connected to a circuit carrier, the connecting element being spaced from the circuit carrier. The connecting element can thus advantageously be arranged at a distance from the circuit carrier. The connecting element can thus advantageously form a small capacitance with the circuit carrier, provided that a gap, in particular an air gap, is formed between the connecting element and the circuit carrier.

Der Schaltungsträger ist bevorzugt ein keramisch ausgebildeter Schaltungsträger, beispielsweise ein IMS-Substrat (IMS =Insulated-Metal-Substrate), ein AMB-Substrat (AMB =Active-Metal-Brazed), ein DCB-Substrat (DCB = Direct-Copper-Bonded), ein LTCC-Substrat (LTCC = Low-Temperature-Cofired-Ceramics) oder ein HTTC-Substrat (HTCC = High-Temperature-Cofired-Ceramics).The circuit carrier is preferably a ceramic circuit carrier, for example an IMS substrate (IMS = insulated metal substrate), an AMB substrate (AMB = active metal brazed), a DCB substrate (DCB = direct copper bonded) ), an LTCC substrate (LTCC = Low-Temperature-Cofired-Ceramics) or an HTTC-substrate (HTCC = High-Temperature-Cofired-Ceramics).

In der Variante, in der die Anschlüsse der Spulen mit dem Schaltungsträger verbunden sind, ist der Schaltungsträger Bestandteil der Gleichtaktdrossel.In the variant in which the connections of the coils are connected to the circuit carrier, the circuit carrier is part of the common mode choke.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Innenleiter jeweils einen kreissegmentförmigen Querschnitt auf. Weiter bevorzugt ist der Durchbruch des Ringkerns dazu zylinderförmig ausgebildet. Vorteilhaft können die in hohem Maße zur Induktivitätsbildung der Spule beitragenden Innenleiter so kompakt, gemeinsam den Durchbruch insbesondere vollständig ausfüllend, in dem Durchbruch angeordnet sein. Weiter bevorzugt ist der Durchbruch dazu zylinderförmig ausgebildet.In a preferred embodiment, the inner conductors each have a cross-section in the shape of a segment of a circle. For this purpose, the opening of the toroidal core is preferably designed to be cylindrical. Advantageously, the inner conductors, which contribute to a large extent to the formation of inductance in the coil, can be arranged in the opening in such a compact manner, in particular completely filling the opening together. For this purpose, the opening is also preferably cylindrical.

In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Durchbruch quaderförmig oder würfelförmig ausgebildet. Die Innenleiter sind in dieser Ausführungsform bevorzugt viereckig, im Querschnitt rechteckig, oder quadratisch ausgebildet. Auf diese Weise kann die Gleichtaktdrossel vorteilhaft mit Innenleitern bereitgestellt werden, welche mittels Walzumformen aufwandsgünstig bereitgestellt werden können.In another advantageous embodiment, the opening is cuboid or cube-shaped. In this embodiment, the inner conductors are preferably square, rectangular in cross section, or square. In this way, the common mode choke can advantageously be provided with inner conductors, which by means of Roll forming can be provided inexpensively.

Bevorzugt sind die Innenleiter jeweils als insbesondere gerader Stab ausgebildet. Vorteilhaft können die Innenleiter so aufwandsgünstig durch ein Strangpressprofil oder ein Walzprofil und durch Abtrennen von einer Stange bereitgestellt werden.The inner conductors are preferably each designed as a straight rod, in particular. In this way, the inner conductors can advantageously be provided with little effort by an extruded profile or a rolled profile and by being separated from a rod.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Gleichtaktdrossel einen elektrisch isolierend ausgebildeten Isolierkörper auf, welcher die Innenleiter wenigstens teilweise umschließt und gegeneinander isoliert. Vorteilhaft können die Innenleiter gegeneinander und von dem Ringkern elektrisch isoliert sein. Bevorzugt bildet der Isolierkörper eine elektrisch isolierende Umhüllung, welche den Ringkern umschließt. Vorteilhaft können so auch die Außenleiter gegen den Ringkern isoliert sein.In a preferred embodiment, the common mode choke has an electrically insulating insulating body which at least partially encloses the inner conductors and insulates them from one another. The inner conductors can advantageously be electrically isolated from one another and from the toroidal core. The insulating body preferably forms an electrically insulating sheath which encloses the toroidal core. In this way, the outer conductors can also advantageously be insulated from the toroidal core.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Gleichtaktdrossel einen Schaltungsträger. Der Schaltungsträger weist eine elektrisch isolierende Schicht, und wenigstens eine elektrisch leitfähige Schicht auf. Die elektrisch isolierende Schicht ist bevorzugt eine Keramikschicht, und die elektrisch leitfähige Schicht bevorzugt eine Kupferschicht. Der Innenleiter ist im Bereich einer Stirnseite des Innenleiters mit einer elektrisch leitfähigen Schicht des Schaltungsträgers verbunden. Der Außenleiter ist im Bereich eines Lötfußes des Außenleiters mit einer elektrisch leitfähigen Schicht des Schaltungsträgers verbunden. Der Innenleiter und der Außenleiter sind bevorzugt mittels eines von dem Schaltungsträger beabstandeten Verbindungselements verbunden, das mit den elektrisch leitfähigen Schichten des Schaltungsträgers stoffschlüssig verbunden, insbesondere lötverbunden oder schweißverbunden ist. Das Verbindungselement ist so durch einen Spalt, insbesondere Luftspalt, von dem Schaltungsträger beabstandet, und kann so mit dem Schaltungsträger, insbesondere einer elektrisch leitfähigen Rückseitenschicht des Schaltungsträgers, keine parasitäre Kapazität ausbilden.In a preferred embodiment, the common mode choke comprises a circuit carrier. The circuit carrier has an electrically insulating layer and at least one electrically conductive layer. The electrically insulating layer is preferably a ceramic layer and the electrically conductive layer is preferably a copper layer. The inner conductor is connected to an electrically conductive layer of the circuit carrier in the area of an end face of the inner conductor. The outer conductor is connected to an electrically conductive layer of the circuit carrier in the area of a soldering foot of the outer conductor. The inner conductor and the outer conductor are preferably connected by means of a connection element which is spaced apart from the circuit carrier and which is materially connected, in particular soldered or welded, to the electrically conductive layers of the circuit carrier. The connecting element is thus spaced from the circuit carrier by a gap, in particular an air gap, and thus cannot form any parasitic capacitance with the circuit carrier, in particular an electrically conductive rear side layer of the circuit carrier.

Die Spulenwindungen der Spule, welche im Bereich des Schaltungsträgers an dem Innenleiter beziehungsweise an dem Außenleiter enden, sind so über das Verbindungselement miteinander elektrisch verbunden. Vorteilhaft kann diese elektrische Verbindung durch die Beabstandung von dem Schaltungsträger nur eine geringe parasitäre Kapazität ausbilden.The coil turns of the coil, which end in the area of the circuit carrier on the inner conductor or on the outer conductor, are thus electrically connected to one another via the connecting element. Due to the spacing from the circuit carrier, this electrical connection can advantageously only form a small parasitic capacitance.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen dem Verbindungselement und dem Schaltungsträger ein elektrisch isolierendes Stützelement angeordnet. Das Stützelement ist beispielsweise ein Keramikelement oder ein Kunststoffelement. Vorteilhaft können die Lötanschlüsse der Gleichtaktdrossel so bei Schwingungen der Gleichtaktdrossel entlastet werden.In a preferred embodiment, an electrically insulating support element is arranged between the connecting element and the circuit carrier. The support element is, for example, a ceramic element or a plastic element. The soldered connections of the common-mode choke can thus advantageously be relieved when the common-mode choke vibrates.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verbindungselement mit dem Innenleiter und dem Außenleiter stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Bevorzugt ist dazu ein Endabschnitt des Verbindungselements mit einer Stirnseite des Innenleiters, und ein dazu gegenüberliegender Endabschnitt des Verbindungselements mit dem Außenleiter stoffschlüssig verbunden, bevorzugt verschweißt, insbesondere punktverschweißt, oder verlötet oder versintert.In a preferred embodiment, the connecting element is materially connected to the inner conductor and the outer conductor, in particular welded or soldered. For this purpose, an end section of the connecting element is preferably connected to an end face of the inner conductor, and an opposite end section of the connecting element to the outer conductor, preferably welded, in particular spot-welded, or soldered or sintered.

Das Verbindungselement ist bevorzugt durch ein Blechstück, insbesondere Stanzgitter oder Lead-Frame, gebildet. Das Verbindungselement kann so aufwandsgünstig bereitgestellt werden.The connecting element is preferably formed by a piece of sheet metal, in particular a stamped grid or lead frame. The connecting element can thus be provided at low cost.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verbindungselement eine Dickenerstreckung auf, welche kleiner ausgebildet ist, als eine Dickenerstreckung der insbesondere äußeren elektrisch leitfähigen Schichten des Schaltungsträgers. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein Spalt zwischen dem Verbindungselement und dem Schaltungsträger erzeugt werden, wodurch parasitäre Kapazitäten verringert werden.In a preferred embodiment, the connecting element has a thickness dimension which is made smaller than a thickness dimension of the, in particular, outer, electrically conductive layers of the circuit carrier. In this way, a gap can advantageously be produced between the connecting element and the circuit carrier, as a result of which parasitic capacitances are reduced.

Die Erfindung wird nun im Folgenden anhand von Figuren und weiteren Ausführungsbeispielen beschrieben. Weitere vorteilhafte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen und in den Figuren beschriebenen Merkmalen.

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Gleichtaktdrossel, von der Windungsteile in einer V-förmigen Schnittdarstellung durch die Innenleiter einer Spulenwindung gezeigt sind;
2 zeigt die in 1 dargestellte Gleichtaktdrossel in einer Aufsicht;
3 zeigt einen Teil einer Gleichtaktdrossel, bei der ein Teil einer elektrischen Verbindung zwischen Spulenwindungen von einem Substrat beabstandet ist;
4 zeigt ein Beispiel für eine Gleichtaktdrossel mit quadratischem Ringkern.

The invention will now be described below with reference to figures and further exemplary embodiments. Further advantageous design variants result from the features described in the dependent claims and in the figures.

1 shows an exemplary embodiment for a common mode choke, of which winding parts are shown in a V-shaped sectional illustration through the inner conductors of a coil winding;
2 shows the in 1 Common mode choke shown in a plan view;
3 Figure 11 shows part of a common mode choke in which part of an electrical connection between coil turns is spaced from a substrate;
4th shows an example of a common mode choke with a square toroidal core.

1 zeigt - schematisch - ein Ausführungsbeispiel für eine Gleichtaktdrossel 1. Die Gleichtaktdrossel 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen Ringkern 5, welcher einen Hohlraum 4 umschließt, welcher als Durchbruch in dem Ringkern 5 ausgebildet ist. Die Gleichtaktdrossel 1 umfasst auch einen stabförmig ausgebildeten Innenleiter 2 und einen stabförmig ausgebildeten Innenleiter 3. Die Innenleiter 2 und 3 sind jeweils Bestandteil von zueinander verschiedenen Spulenwindungen derselben Spule der Gleichtaktdrossel 1. Die Innenleiter 2 und 3 füllen den Hohlraum 4 im Querschnitt in diesem Ausführungsbeispiel zur Hälfte aus. Die übrige Hälfte des Hohlraums wird von zwei weiteren Innenleitern, welche im Folgenden in 2 dargestellt sind, ausgefüllt. 1 shows - schematically - an embodiment of a common mode choke 1 . The common mode choke 1 comprises a toroidal core in this exemplary embodiment 5 , which has a cavity 4th encloses, which as a breakthrough in the toroidal core 5 is trained. The common mode choke 1 also includes a rod-shaped inner conductor 2 and a rod-shaped inner conductor 3 . The inner ladder 2 and 3 are each part of mutually different coil turns of the same coil of the common mode choke 1 . The inner ladder 2 and 3 fill the cavity 4th half in cross section in this embodiment. The remaining half of the cavity is made up of two further inner conductors, which are shown below in 2 are shown, filled out.

Zwischen den Innenleitern 2 und 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Spalt 29 angeordnet. Der Spalt 29 kann beispielsweise mit einem Isolator, insbesondere aus Kunststoff oder Keramik gefüllt sein.Between the inner conductors 2 and 3 is a gap in this embodiment 29 arranged. The gap 29 can for example be filled with an insulator, in particular made of plastic or ceramic.

Der Hohlraum 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgebildet.The cavity 4th is designed as a hollow cylinder in this embodiment.

Der Innenleiter 2 weist eine Stirnseite 6 auf, welche mit einem Endabschnitt 10 eines Außenleiters 8 elektrisch verbunden, insbesondere schweißverbunden, ist. Der Außenleiter 8 ist abgewinkelt ausgebildet und umschließt den Ringkern 5. Der Außenleiter 8 weist einen zu dem Endabschnitt 10 entgegengesetzten Endabschnitt auf, welcher als Lötfuß 12 ausgebildet ist. Zusammen mit dem Innenleiter 2 bildet der Außenleiter 8 einen Teil einer Spulenwicklung, welche den Ringkern 5 umschließt.The inner conductor 2 has an end face 6th on which one with an end portion 10 an outer conductor 8th is electrically connected, in particular welded. The outer conductor 8th is angled and encloses the toroidal core 5 . The outer conductor 8th has one to the end portion 10 opposite end portion, which as a solder foot 12th is trained. Together with the inner conductor 2 forms the outer conductor 8th part of a coil winding, which is the toroidal core 5 encloses.

Der Innenleiter 3 ist mit einem Endabschnitt 11 eines Außenleiters 9 verbunden. Der Außenleiter 9 weist einen Lötfuß 13 auf, welcher an einem zu dem Endabschnitt 11 entgegengesetzten Ende des Außenleiters 9 ausgebildet ist. Die Außenleiter 8 und 9 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Stanzgitter oder Lead-Frame ausgebildet.The inner conductor 3 is with an end portion 11 an outer conductor 9 connected. The outer conductor 9 has a soldering foot 13th on, which at one to the end portion 11 opposite end of the outer conductor 9 is trained. The outer conductor 8th and 9 are designed in this embodiment as a lead frame or lead frame.

Der Innenleiter 2 weist an einem zu der Stirnseite 6 entgegengesetzten Ende eine Stirnseite auf, welche mit einem Schaltungsträger lötverbunden ist. 1 zeigt auch einen Schaltungsträger 39, umfassend eine elektrisch isolierende Keramikschicht 19, eine elektrisch leitfähige Rückseitenschicht 20, insbesondere Kupferschicht, und elektrisch leitfähige Schichten, welche auf einer zur elektrisch leitfähigen Rückseitenschicht 20 gegenüberliegenden Seite der Keramikschicht 19 ausgebildet sind. Die elektrisch leitfähigen Schichten bilden so Leiterbahnen, und können Bestandteil einer Schaltungsanordnung zur Umverdrahtung sein.The inner conductor 2 points on one to the end face 6th opposite end has an end face which is soldered to a circuit carrier. 1 also shows a circuit carrier 39 , comprising an electrically insulating ceramic layer 19th , an electrically conductive back layer 20th , in particular copper layer, and electrically conductive layers, which are on an electrically conductive back layer 20th opposite side of the ceramic layer 19th are trained. The electrically conductive layers thus form conductor tracks and can be part of a circuit arrangement for rewiring.

Der Schaltungsträger 39 umfasst eine elektrisch leitfähige Schicht 28, insbesondere Umverdrahtungsschicht, welche mittels eines Lotmittels 22 mit dem Innenleiter 2, und dort der Stirnseite des Innenleiters 2, verbunden ist. Der Lötfuß 12 ist mittels eines Lotmittels 22 mit einem Verbindungselement 18 verbunden, welches in diesem Ausführungsbeispiel als Blechstück, insbesondere Stanzgitter oder Lead-Frame, ausgebildet ist. Das Verbindungselement 18 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels eines Spaltes 21, insbesondere Luftspalt, von der Keramikschicht 19, und so von dem Schaltungsträger 39, beabstandet. Der Schaltungsträger 39 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel die elektrisch isolierende Keramikschicht 19, die elektrisch leitfähige Rückseitenschicht 20 und die elektrisch leitfähige Schicht 28. Der Schaltungsträger 39 ist in diesem Ausführungsbeispiel Bestandteil einer Kontaktanordnung, umfassend den Schaltungsträger 39 und die Gleichtaktdrossel 1. Zwischen dem Schaltungsträger 39 und einem Bereich der Gleichtaktdrossel 1, in dem das Verbindungselement 18 angeordnet ist, ist zwischen der Gleichtaktdrossel 1 und dem Schaltungsträger 39 ein Stützelement 23, insbesondere Kunststoffelement, angeordnet. Die Gleichtaktdrossel 1 kann so gegen den Schaltungsträger 39 abstützen.The circuit carrier 39 comprises an electrically conductive layer 28 , in particular redistribution layer, which by means of a solder 22nd with the inner conductor 2 , and there the face of the inner conductor 2 , connected is. The soldering foot 12th is by means of a solder 22nd with a connector 18th connected, which is formed in this embodiment as a sheet metal piece, in particular a lead frame or lead frame. The connecting element 18th is in this embodiment by means of a gap 21 , in particular air gap, from the ceramic layer 19th , and so from the circuit carrier 39 , spaced. The circuit carrier 39 comprises in this exemplary embodiment the electrically insulating ceramic layer 19th , the electrically conductive back layer 20th and the electrically conductive layer 28 . The circuit carrier 39 In this exemplary embodiment, it is part of a contact arrangement comprising the circuit carrier 39 and the common mode choke 1 . Between the circuit carrier 39 and a section of the common mode choke 1 in which the fastener 18th is arranged is between the common mode choke 1 and the circuit carrier 39 a support element 23 , in particular plastic element, arranged. The common mode choke 1 can so against the circuit carrier 39 prop up.

Der Innenleiter 3 bildet zusammen mit dem Außenleiter 9 eine weitere Spulenwindung derselben Spule, die die bereits erwähnte Spulenwindung, umfassend den Innenleiter 2 und den Außenleiter 8, umfasst. Eine Stirnseite 41 des Innenleiters 3, welche an einem zur Stirnseite 7 entgegengesetzten Ende des Innenleiters 3 ausgebildet ist, ist mittels Lotmittel 22 mit dem Verbindungselement 18 lötverbunden. Das Verbindungselement 18 bildet so einen Teil der Spule, der die Spulenwindungen der Spule miteinander verbindet.The inner conductor 3 forms together with the outer conductor 9 another coil turn of the same coil, the coil turn already mentioned, comprising the inner conductor 2 and the outer conductor 8th , includes. One face 41 of the inner conductor 3 , which on one to the front 7th opposite end of the inner conductor 3 is formed is by means of solder 22nd with the connector 18th soldered. The connecting element 18th thus forms part of the coil that connects the coil turns of the coil with one another.

Der Lötfuß 13 ist mittels Lotmittel 22 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 27 des Schaltungsträgers 39 lötverbunden. Der Lötfuß 13 bildet so einen äußeren elektrischen Anschluss der Spulenwindung der Gleichtaktdrossel 1. Die Stirnseite 42 des Innenleiters 2, welche an einem zur Verbindungsstelle mit dem Außenleiter 8 entgegengesetzten Ende des Innenleiter 2 ausgebildet ist, bildet einen weiteren Anschluss der Spulen.The soldering foot 13th is by means of solder 22nd with an electrically conductive layer 27 of the circuit carrier 39 soldered. The soldering foot 13th thus forms an external electrical connection of the coil winding of the common mode choke 1 . The front side 42 of the inner conductor 2 which on one to the connection point with the outer conductor 8th opposite end of the inner conductor 2 is formed, forms a further connection of the coils.

Der Spulenstrom durch die Spule kann nun wie folgt verlaufen:

Ein Spulenstrom kann so von der elektrisch leitfähigen Schicht 27 in den Lötfuß 13 der Spule eingeleitet werden, und dort - wie durch die Pfeile gekennzeichnet - über den Außenleiter, den Endabschnitt 11 des Außenleiters, die Stirnseite 7 des Innenleiters 3, durch den Innenleiter 3 hindurchfließen, und dort ein Magnetfeld erzeugen, welches durch den Ringkern 5 verstärkt werden kann. Der Strom fließt dann weiter über die Stirnseite 41 zu dem Verbindungselement 18 und wird durch das Verbindungselement 18 fließend zum Lötfuß 12 des Außenleiters 8 geleitet. Der Strom kann dann weiter durch den Außenleiter 8 bis zum Endabschnitt 10 des Außenleiters 8, und von dort über die Stirnseite 6 des Innenleiters 2 durch den Innenleiter 2 geleitet werden, um dann über die Stirnseite 42 zur elektrisch leitfähigen Schicht 28 zu gelangen.

The coil current through the coil can now run as follows:

A coil current can flow from the electrically conductive layer 27 in the soldering foot 13th the coil, and there - as indicated by the arrows - over the outer conductor, the end section 11 of the outer conductor, the face 7th of the inner conductor 3 , through the inner conductor 3 flow through, and there generate a magnetic field, which through the toroidal core 5 can be reinforced. The current then continues to flow over the face 41 to the connecting element 18th and is through the connector 18th flowing to the soldering foot 12th of the outer conductor 8th directed. The current can then continue through the outer conductor 8th to the end section 10 of the outer conductor 8th , and from there over the face 6th of the inner conductor 2 through the inner conductor 2 be directed to then over the front side 42 to the electrically conductive layer 28 to get.

2 zeigt die in 1 bereits dargestellte Gleichtaktdrossel 1 in einer Aufsicht auf die Innenleiter und den Ringkern 5. Der Ringkern 5 umschließt in diesem Ausführungsbeispiel einen zylinderförmig ausgebildeten Durchbruch 4, in dem die Innenleiter 2 und 3 angeordnet sind. 2 zeigt auch eine V-förmige Schnittlinie 46 zu dem in 1 dargestellten Schnitt durch die Spule im Bereich der Innenleiter 2 und 3. 2 shows the in 1 Common mode choke already shown 1 in a supervision on the Inner conductor and the toroidal core 5 . The toroid 5 In this exemplary embodiment, it encloses a cylinder-shaped opening 4th in which the inner conductor 2 and 3 are arranged. 2 also shows a V-shaped section line 46 to the in 1 shown section through the coil in the area of the inner conductor 2 and 3 .

In dem Durchbruch 4 sind noch zwei weitere Innenleiter 14 und 15 angeordnet, welche jeweils Bestandteil einer weiteren Spule sind. Die Innenleiter 2, 3, 14 und 15 sind im Querschnitt jeweils kreissegmentförmig, insbesondere kreisviertelsegmentförmig, ausgebildet. Die Innenleiter 2, 3, 14 und 15 füllen so den Durchbruch 4 - einen Isolationsabstand zwischen den Innenleitern ausgenommen - vollständig aus.In the breakthrough 4th are two more inner conductors 14th and 15th arranged, which are each part of a further coil. The inner ladder 2 , 3 , 14th and 15th are each formed as a segment of a circle, in particular as a segment of a circle, in cross section. The inner ladder 2 , 3 , 14th and 15th so fill the breakthrough 4th - except for an insulation distance between the inner conductors - completely off.

2 zeigt auch die in 1 bereits dargestellten Außenleiter 8 und 9, wobei der Außenleiter 8 mit einem Endabschnitt 10 mit dem Innenleiter 2 verschweißt ist, und der Außenleiter 9 mit dem Endabschnitt 11 mit dem Innenleiter 3 verschweißt ist. Die in 2 dargestellte Gleichtaktdrossel umfasst auch einen Außenleiter 16, welcher mit dem Innenleiter 14 elektrisch verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet, ist und einen Außenleiter 17, welcher mit dem Innenleiter 15 elektrisch verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet ist. Die Außenleiter 8, 9, 16 und 17 bilden jeweils eine Art Flügel, welcher sich von dem Verbindungsort mit dem jeweiligen Innenleiter quer zur Längserstreckung des Innenleiters den Ringkern 5 umschließend erstreckt, und so eine Art Möwenflügel ausbildet. 2 also shows the in 1 outer conductor already shown 8th and 9 , where the outer conductor 8th with an end section 10 with the inner conductor 2 is welded, and the outer conductor 9 with the end section 11 with the inner conductor 3 is welded. In the 2 The common mode choke shown also includes an outer conductor 16 , which with the inner conductor 14th electrically connected, in particular welded or soldered, and an outer conductor 17th , which with the inner conductor 15th is electrically connected, in particular welded or soldered. The outer conductor 8th , 9 , 16 and 17th each form a type of wing, which extends from the connection point with the respective inner conductor transversely to the longitudinal extension of the inner conductor, the toroidal core 5 encircling extends, and so forms a kind of seagull wing.

Der Spalt in dem Durchbruch 4, welcher sich zwischen den Innenleitern untereinander und zwischen den Innenleitern und dem Ringkern 5 erstreckt, kann beispielsweise mittels einer Kunststoffmasse, einer Vergussmasse oder einem Kunststoffelement ausgefüllt sein, welches elektrisch isolierend ausgebildet ist. So sind die Innenleiter gegeneinander, und gegen den Ringkern 4 elektrisch isoliert. Ein gestrichelt dargestellter Kunststoffkörper 43 als Isolator ist in 2 dargestellt, welcher den bereits erwähnten Spalt in dem Durchbruch 4 ausfüllt. Der Kunststoffkörper 43 bildet so einen Isolierkörper, welcher ausgebildet ist, die Innenleiter voneinander elektrisch zu isolieren.The gap in the breakthrough 4th , which is between the inner conductors and between the inner conductors and the toroidal core 5 extends, can be filled for example by means of a plastic compound, a potting compound or a plastic element which is designed to be electrically insulating. So the inner conductors are against each other, and against the toroidal core 4th electrically isolated. A plastic body shown in dashed lines 43 as an insulator is in 2 shown, which the already mentioned gap in the breakthrough 4th fills out. The plastic body 43 thus forms an insulating body which is designed to electrically isolate the inner conductors from one another.

3 zeigt eine Variante zu der in 1 bereits dargestellten Gleichtaktdrossel 1. In 3 dargestellten Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 haben dieselben Eigenschaften wie die Elemente in 1. 3 shows a variant of the in 1 common mode choke already shown 1 . In 3 elements shown with the same reference numerals as in 1 have the same properties as the elements in 1 .

Die in 3 dargestellte Gleichtaktdrossel 45 umfasst einen Schaltungsträger 44, welcher eine elektrisch isolierende Keramikschicht 19, eine elektrisch leitfähige Rückseitenschicht 20 und elektrisch leitfähige Schichten 24 und 26 aufweist. Der Außenleiter 8 ist mit seinem Lötfuß 13 mittels eines Lotmittels 22 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 24 lötverbunden. Der Innenleiter 3 ist mit seiner Stirnseite 41 mittels dem Lotmittel 22 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 26 lötverbunden. Zwischen den elektrisch leitfähigen Schichten 26 und 24 erstreckt sich ein Hohlraum 21, welcher zwischen dem Ringkern 5 und dem Schaltungsträger 44 einen Spalt, insbesondere Luftspalt, ausbildet.In the 3 Common mode choke shown 45 comprises a circuit carrier 44 , which is an electrically insulating ceramic layer 19th , an electrically conductive back layer 20th and electrically conductive layers 24 and 26th having. The outer conductor 8th is with his soldering foot 13th by means of a solder 22nd with the electrically conductive layer 24 soldered. The inner conductor 3 is with its front side 41 by means of the solder 22nd with the electrically conductive layer 26th soldered. Between the electrically conductive layers 26th and 24 extends a cavity 21 , which between the toroid 5 and the circuit carrier 44 a gap, in particular an air gap, forms.

Die Gleichtaktdrossel 45 umfasst auch ein Verbindungselement 25, welches - anders als das in 1 dargestellte Verbindungselement 18 -, mit einem Endabschnitt auf einem Randbereich der elektrisch leitfähigen Schicht 24 und einem dazu entgegengesetzten Endabschnitt mit einem Randbereich der elektrisch leitfähigen Schicht 26 mittels des Lotmittels 22 lötverbunden ist. Das Verbindungselement 25 bildet so eine Art Brücke, welche mit ihren Enden auf den elektrisch leitfähigen Schichten 24 und 26 abstützt. Der Hohlraum 21, und so ein Luftspalt, welcher sich zwischen dem Verbindungselement 25 und dem Schaltungsträger 44 erstreckt, kann so eine parasitäre Kapazität verringern, welche sich zwischen dem Verbindungselement 25 und der Rückseitenschicht 20 ausbilden kann. Das Verbindungselement 25 ist im Bereich des Ringkerns 5 angeordnet, und bildet so ein elektrisches Verbindungsglied, das eine Spulenwindung der Spule mit einer weiteren Spulenwindung derselben Spule verbindet.The common mode choke 45 also includes a connector 25th , which - other than that in 1 shown connecting element 18th -, with an end section on an edge region of the electrically conductive layer 24 and an end section opposite thereto with an edge region of the electrically conductive layer 26th by means of the solder 22nd is soldered. The connecting element 25th forms a kind of bridge, which with its ends on the electrically conductive layers 24 and 26th supports. The cavity 21 , and so an air gap, which is between the connecting element 25th and the circuit carrier 44 extends, can thus reduce a parasitic capacitance, which extends between the connecting element 25th and the back layer 20th can train. The connecting element 25th is in the area of the toroid 5 arranged, and thus forms an electrical connection member which connects a coil turn of the coil with a further coil turn of the same coil.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Gleichtaktdrossel mit einem viereckig, insbesondere quadratisch, ausgebildeten Ringkern 31. Der Ringkern 31 weist einen im Schnitt quadratisch ausgebildeten Durchbruch 32 auf, in dem jeweils quaderförmig ausgebildete Innenleiter angeordnet sind. Zwei jeweils quaderförmige Innenleiter 35 und 36 sind jeweils Bestandteil einer ersten Spulenwindung einer Spule der in 4 dargestellten Gleichtaktdrossel 30, und zwei weitere Innenleiter 34 und 33 sind jeweils Bestandteil einer weiteren zweiten Spule der Gleichtaktdrossel 30. Die zueinander entgegengesetzten Stromrichtungen in den Innenleitern der zueinander verschiedenen Spulen sind in 4 mittels Kreuzen und Punkten gekennzeichnet. Hochfrequente elektromagnetische Störungen können so über ein im Ringkern 31 induziertes Magnetfeld einander im Ringkern 31 aufheben. 4th shows an embodiment of a common mode choke with a rectangular, in particular square, toroidal core 31 . The toroid 31 has a cross-section with a square breakthrough 32 on, in which each cuboid inner conductor are arranged. Two cuboid inner conductors each 35 and 36 are each part of a first coil turn of a coil of in 4th common mode choke shown 30th , and two more inner conductors 34 and 33 are each part of a second coil of the common mode choke 30th . The mutually opposite current directions in the inner conductors of the mutually different coils are in 4th marked with crosses and dots. High-frequency electromagnetic interference can thus have an effect in the toroidal core 31 induced magnetic field each other in the toroidal core 31 cancel.

Die Innenleiter 34, 33, 35 und 36 sind jeweils im Querschnitt quadratisch ausgebildet und füllen gemeinsam den Durchbruch 32 des Ringkerns 31 - einen Isolationsabstand zwischen den Innenleitern und dem Ringkern ausgenommen - vollständig aus.The inner ladder 34 , 33 , 35 and 36 are each square in cross-section and together fill the opening 32 of the toroid 31 - Except for an insulation distance between the inner conductors and the toroidal core - completely off.

Claims

Common mode choke (1, 30, 45) with an in particular magnetically permeable toroidal core (5) and at least one coil (2, 3, 8, 9, 18, 34, 35) and a further coil (14, 15, 35, 36), wherein the coil (2, 3, 8, 9, 18, 35, 35) and the further coil (14, 15, 35, 36) are each arranged in the area of the toroidal core (5) that the coils (2, 3, 8, 9, 18, 14, 15, 35, 36) penetrating magnetic flux detects the toroidal core (5), characterized in that the toroidal core (5) encloses an in particular cylindrical or angular opening (4) and the coils (2 , 3, 8, 9, 18, 14, 15, 35, 36) for each coil turn each comprise at least one electrical inner conductor (2, 3, 8, 9, 18, 14, 15, 35, 36), in particular a busbar, which is arranged in the opening (4), the inner conductors arranged in the opening (4) jointly forming a shape corresponding to the opening (4), particularly in cross section, and thus jointly filling the opening (4), whereby i the coils (2, 3, 8, 9, 18, 14, 15, 35, 36) each have at least two or only two coil turns, with an electrical connection (18, 25) of the inner conductor (2, 3, 33, 34 , 35, 36) of a coil turn with an outer conductor (8, 9) of the further coil turn is formed by a flatly extending electrical connection element (18, 25).

Common mode choke (1, 30, 45) Claim 1 , characterized in that the connecting element (18, 25) is formed by a piece of sheet metal, in particular a stamped grid.

Common mode choke (1, 30, 45) Claim 1 or 2 , characterized in that electrical connections of the coils (2, 3, 8, 9, 18, 14, 15, 35, 36) are connected to a circuit carrier (39, 44), the connecting element (18, 25) from the circuit carrier (39, 44) is spaced.

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner conductors (6, 31, 32, 37, 7, 31, 32, 38) each have a cross-section in the shape of a segment of a circle.

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding claims, characterized in that the coils (21, 22) each have two coil turns, the inner conductors (2, 3, 14, 15) each being designed in the form of a quarter segment in cross section.

Common mode choke (1, 30, 45) Claim 1 , characterized in that the inner conductors (33, 34, 35, 36) each have a square cross-section.

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding claims, characterized in that the inner conductors (2, 3, 14, 15, 34, 35, 36) are each rod-shaped.

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding claims, characterized in that the common mode choke (1, 30, 45) has an electrically insulating insulating body (3), which the inner conductors (2, 3, 14, 15, 34 , 35, 36) at least partially encloses and insulated from one another.

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding Claims 3 to 8th , characterized in that the circuit carrier (39, 44) has an electrically insulating layer (19) and at least one electrically conductive layer (20, 24, 26, 27, 28), the inner conductor (2, 3, 14, 15, 34, 35, 36) is connected to an electrically conductive layer (26, 28) of the circuit carrier (44) in the region of an end face (41, 42) of the inner conductor (2, 3, 14, 15, 34, 35, 36) and the outer conductor (8, 9) is connected to an electrically conductive layer (24) of the circuit carrier (44) in the area of a soldering foot (12, 13) of the outer conductor (8, 9) and the inner conductor (2, 3, 14, 15, 34, 35, 36) and the outer conductor (8, 9) are connected by means of a connecting element (25) which is spaced apart from the circuit carrier (44) and which is firmly connected to the electrically conductive layers (24, 26).

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding Claims 3 to 9 , characterized in that an electrically insulating support element (23) is arranged between the connecting element (18, 25) and the circuit carrier (39, 44).

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting element (18, 25) with the inner conductor (2, 3, 14, 15, 34, 35, 36) and the outer conductor (8, 9 ) is firmly connected, in particular welded or soldered.

Common mode choke (1, 30, 45) according to one of the preceding Claims 3 to 9 , characterized in that the thickness of the connecting element (18, 25) is smaller than the thickness of the electrically conductive layer (24, 26, 27, 28) of the circuit carrier (39, 44).