DE1813643B2 - Drossel zur geräuscharmen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeiten - Google Patents
Drossel zur geräuscharmen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeitenInfo
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Description
A W % Ni= B X
fe
wobei der Mangan-Öehalt0 bis 1 %, der Molybdän.
Gehalt 0 bis 2% und der Chrom-Gehal 0 bis 1,5% beträgt mit der Maßgabe, daß der Molybdän-Gehält
und der mit 4/3 multiplizierte Chrom-Gehalt insgesamt 2% nicht übersteigt.
2. Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet
daß der zweite Werkstoff fur die Bander
oder K^rnbleche des Drosselkerns eine Nickel-Eisen-Legierung
ist, deren Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches im Mehrstoffsystem Nickel-(Eisen+Mangan+Molybdän+Chrom)
- Kupfer liegt, der begrenzt ist von dem Polygonzug E (79 %Ni;21 % [Fe + Mn + Mo+Cr];
0% Cu) —
F (82 %NÜ18 O70[Fe+Mn + Mo+Cr];
■>:■■; 0%Cu)-
G f78 6°/ Ni; 16,4% [Fe+Mn+Mo + Cr];
G (78,6 /e N.. /o I _
H f75 6°/ Ni- 19,4% [Fe+Mn+Mo+Cr];
H (75,6 /0 M O0^ _ E 3)
ss
4°
45
zierte Chrom-Gehalt insgesamt 2% nicht steigt. ■ '
, weisen aber keine höhere rffekme
Beide Drosselausführungen besitzen J^ ausreichende Eigendämpfung zur
vSndeVung der E^enscbwingungen des aus der
^mmderung de^ ^^^ aufgebauten EntUrosse
st0 D^eiS,eS ichfalls zum stand der Technik gehörende
?! »Dsel nach der deutschen Patentschrift
^^J!^ern aus Wei oder mehr Teilen besteht,
975£^£J ein Teil aus Blech und mindestens
ta höhetM F^uenzbe^h wirlaj^^ruckt aber
die bei Halbleiterschaltungen vornehmlich im rre
den Störspannungen nicht auf den zulassigen Noraal
j Ei£e ausreichende Entstörung von Halbleiter-HSiungin
mit einem steilflankigen Stromanst.eg,to-
~. k *b nicht ein aus aufeinandergelegten Einzelw»U;
au zJsammengesetztef ■ ringförmiger Magnetkern,
" Werkstoffkombination darauf gerichtet .st, fur
i-iss;Ssils:
5sr
h"ft ne 5 r 4™us der deutschen Patentschrift 620 591
Mtk aus Blechen verschiedener magneti- ^b^iefürF^^nn».
steigt. j Magnetkern aus Blech
übertrager, bekanntgeworden, dessen innerer Kern
Die Erfindung Μ«, eine ,»uzende D=1 * ^,£*££^^ΧΆΧΖ
ΣΖΤ™^£2Ζ^ Srride^hich.e.enB.echringsehe.Un
einer magnetisch weniger leitfähigen Eisen-Silizium·
Legierung besteht Daß diese speziell für Femsprech-Sngöbertrager
vorgesehene und to Hinblick auf eine wesentliche Ersparnis an Nickel—Eisen vorgeschlagen'«
Drossel auch zuY Funkentstörung von ™ seinerzeit
unbekannten — Halbleiterschaltungen geeignet sein
könnte, läßt sich dieser Patentschrift weder direkt noch
andeutungsweise entnehmen; insbesondere läßt siph. aus ihr nicht herleiten, daß eine wirksame Funkentstörung von Halbleiterschaltungen nur durch eine
spezifisch ausgewählte Legierungskombination von Nickel—Eisen und Eisen—Silizium mit bestimmten
Abmessungen erreicht wird.
Gegenüber diesen Ausführungen zeichnet sich eine nicht zum Stand der Technik gehörende Ringkeradrossel
zur wirksamen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenabschnittsverfahren
arbeiten, durch eine hohe Induktivität bei geringer Windungszahl und durch günstige Dämpfungseigenschaften
aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 804 835. Der Ringkern dieses Enistörelementes
ist aus zwei Bandringkernen zusammengesetzt, wobei der eine Bandringken, aus 0,1 bis
0,5 mm dickem Band einer Eisen-Silizium-Legierung
mit 2 bis 4% Silizium und der andere Bandringkern aus 0,025 bis 0,2 mm dickem Band einer Eisen-Nickel-Legierung
mit 35 bis 65 % Nickel besteht.
Als nachteilig hat sich bei dieser Funkentstördrossel jedoch erwiesen, daß sie im Betrieb ein mitunter störendes
Brummgeräusch erzeugt und demzufolge für jene Anwendungen nicht geeignet ist, für die nut
geräuscharme Bauelemente zulässig sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die
nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeiten, eine raumsparende Drossel mit hoher Induktivität bei geringer
Windungszahl zur Verfügung zu stellen, die sehr geräuscharm ist.
Zur ί ösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß
eine Funkentstördrossel mit einem geschlossenen Kern vorgeschlagen, der Bänder oder Kernbleche aus zwei
verschiedenen weichmagnetischen metallischen Werkstoffen enthält, wobei der erste Werkstoff eine Sättigungsinduktion
größer als 20000 Gauß sowie einen Spezifischen Widerstand kleiner als 0,3 Ohm · mm2/m
besitzt und das Band oder Kernblech aus diesem Werkstoff 0,1 bis 0,5 mm dick ist und wobei der zweite
Werkstoff eine Sättigungsmagnetostriktion, absolut genommen, kleiner als 10s, vornehmlich kleiner als
10"e sowie einen spezifischen Widerstand kleiner als
0,4 Ohm · mm2/m besitzt und das Band oder Kernblech aus diesem anderen Werkstoff 0,025 bis 0,2 mra
dick ist, und daß der erste Werkstoff Eisen mit 0 bis 1,8% Aluminium oder Silizium ist und daß der zweite
Werkstoff eine Nickel-Eisen-Legierung ist, deren Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches im Mehrstoffsystem
Nickel — (Eisen + Mangan + Molybdän * Chrom)—Kupfer liegt, der begrenzt ist von dem
Polygonzug
A (77 %Ni;23 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
0% Cu) B (84 %Ni;l6 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
0% Cu) C (80,6% Ni; 14,4% [Fe+Mn+Mo+Cr];
5% Cu)-D (74 %Ni:21 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
5% Cu) -A (Fig. 3), und wobei der Mangan-Gehalt 0 bis I %, der Molybdän-Gelmlt
0 bis 2% und der Chrorn-Getmlt Q bis
1?5% betragt roft der Maßgabe, daß^der Molybdän'»
Gehalt und der'mlt 4/3;multipörierte-tShrP4iS>t3ehalt
δ insgesamt 2% nicht übersteigt, :?-...■ -!
"•insbesondere wird epßndungsgemäß votfgescbla^n,
daß der zweite Werkstoff für die Bänder oder Kera-
,, ,,bleche des Drosselkerns eine Nickel-Eisen-Legierung
ist, deren Zusammensetzung innerhalb eines Beieictes
te. im Mehrstoffsystem Nickel—(Eisen+Mangan+Molybdän+Chrom)—Kupfer
liegt, der begrenzt ist von dem Polygonzug ... Λ ... w,
E (79 %Ni;21 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
0% Cu) 1S F- (82 %Ni;18 % [Fe+Mn+Mo+CrI;
. 0% Cu) —"
G (78,6% Ni; 16,4% [Fe+Mn+Mo+Crj;
G (78,6% Ni; 16,4% [Fe+Mn+Mo+Crj;
5% Cu)-H (75,6% Ni; 19,4% [Fe+Mn+Mo+Cr];
5% Cu)- E (Fig. 3),
und wobei der Mangan-Gv-nalt 0 bis 1%, der Molybdän-Gehalt
0 bis 2 % und det-Chrom-Gehalt 0 b;s
1,5% beträgt mit der Maßgabe, daß der Molybdän-
»5 Gehalt und der mit 4/3 multiplizierte Chrom-Gehalt
insgesamt 2% nicht übersteigt.
' Zur Herstellung eines Drosselkerns nach der Erfindung
können Bänder aus den beiden verschiedenen •weichmagnetischen Werkstoffen gemeinsam zu einem
geschlossenen Kern, etwa in Fing-, Oval- oder Recht-"
eckform gewickelt und dann z. B. allseitig mit einem ■Kunststoffüberzug versehen werden. Man kann die
Bänder aus den beiden Werkstoffen aber auch getrennt zu je einem Kern wickeln, diese dann zusammenfügen
und gemeinsam mit einer Isolierschicht umgeben. Ein erfindungsgemäßer Drosselkern läßt sich ferner herstellen,
indem Kernbleche aus den beiden Werkstoffen aufeinandergestapelt und isoliert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher
beschrieben:
F i g. 1 zeigt einen aus den Bandringkernen 1 und 2 bestehenden Drosselkern !m Aufriß, und
F i g. 2 zeigt einen Quercchnkt durch den aus den Bandringkernen 1 und 2 bestehenden Drosselkern, der von einer isolierenden Schich; 3 umhüllt und mit einer Wicklung 4 versehen ist.
! Zur Herstellung einer solchen erfindungsgemäßeh Funkentstördrossel wurde ein Bandringkern 1 aus 0,2 mm dickem und 10 mm breitem Eisen-Band mit einem Bandringkern 2 aus 0,1 mm dickem und 10 mm breitem Band einer Nickel-Eisen-Molybdän-Legierung mit 18% Eisen und 1 °o Molybdän zusammengefügt. Der äußeie Bandringkern 1 hatte einen Außendurchmesser von 35 mm und einen Innendurchmesser von 25 mm; der innere Bandringkern 2 hatte einen Außendurchmes'er von 25 mm und einen Innendurchmesser von 20 mm. Der zusammengesetzte Doppelringkörper wurde kriechstromfest isoliert, hierbei gleichzeitig verfestigt und dann für einen Nennstrom von Λ//= 4A mit 0,8 mm dickem Kupferlackdraht bewickelt. Die Zahl der Windungen betrug 110, der Außendurchmesser der einbaufertigen Funkentstördrossel 38 mm. Sie besaß bei einer Frequenz von 15OkHz eine effek-
F i g. 2 zeigt einen Quercchnkt durch den aus den Bandringkernen 1 und 2 bestehenden Drosselkern, der von einer isolierenden Schich; 3 umhüllt und mit einer Wicklung 4 versehen ist.
! Zur Herstellung einer solchen erfindungsgemäßeh Funkentstördrossel wurde ein Bandringkern 1 aus 0,2 mm dickem und 10 mm breitem Eisen-Band mit einem Bandringkern 2 aus 0,1 mm dickem und 10 mm breitem Band einer Nickel-Eisen-Molybdän-Legierung mit 18% Eisen und 1 °o Molybdän zusammengefügt. Der äußeie Bandringkern 1 hatte einen Außendurchmesser von 35 mm und einen Innendurchmesser von 25 mm; der innere Bandringkern 2 hatte einen Außendurchmes'er von 25 mm und einen Innendurchmesser von 20 mm. Der zusammengesetzte Doppelringkörper wurde kriechstromfest isoliert, hierbei gleichzeitig verfestigt und dann für einen Nennstrom von Λ//= 4A mit 0,8 mm dickem Kupferlackdraht bewickelt. Die Zahl der Windungen betrug 110, der Außendurchmesser der einbaufertigen Funkentstördrossel 38 mm. Sie besaß bei einer Frequenz von 15OkHz eine effek-
tive Induktivität von 2 mH und hatte einen Gleichstromwiderstand
von 170 ΐηΩ. Hinsichtlich der effektiven Induktivität erbrachte die erfindungsgemäße
Ausführung damit trotz geringen Raumbedarfs und
81jf643
niedriger Windungszahl erheblich günstigere Werte als die vorbekannten Stabkern- und Massekern-Funkentstördrosseln gleicher Belastbarkeit.
In entsprechender Weise wurde eine Reihe weiterer
Drosselkerne gleicher Abmessung hergestellt, für
deren Kern 1 ein 0,1 bzw. 0,2 bzw. 0,3 rnm dickes
Band der in der Tabelle 1 unter den Nummern 2 bis 8 genannten Werkstoffe verwendet wurde und deren
Kern 2 jeweils aus 0,1 mm dickem Nickel-Eisen* Molybdän-Band bestand.
Tabelle 1 Werkstoffkombination im Drosselkern
Drossel Nr. | Legierung für Kern 1 |
Banddicke
(mm) |
Legierung f Ur Ken) 2 |
Banddicke
(mm) |
1 | Fe | 0,2 | Ni + 18% Fe + l%Mo | 0,1 |
2 | Fe | 0,1 | Ni + 18% Fe + 1% Mo | 0,1 |
3 | Fe + 1%A1 | 0,3 | Ni + 18% Fe + l%Mo | 0,1 |
4 | Fe+ 3% Al | 0,3 | Ni + 18% Fe + l%Mo | 0,1 |
5 | Fe+ 5% AJ | 0,3 | Ni + 18% Fe + l%Mo | 0,1 |
6 | Fe + l%Si | 0,3 | Ni +18% Fe +1% Mo | 0,1 |
7 | Fe + 3% Si | 0,3 | Ni + 18% Fe + l%Mo | 0,1 |
8 | Fe | 0,2 | Ni+ 17,5% Fe+ 1,5% Mo + | 0,1 |
0,5% Mn |
Ein 0,2 mfn dickes Eisen-Band und ein 0,1 mm
dickes Nickel-Eisen-Molybdän-Band mit 18% Eisen, 1% Molybdän und 0,5% Mangan wurden außerdem
gemeinsam zu einem Drosselkern gewickelt, dessen Innendurchmesser 20 mm und dessen Außendurchmesser 35 mm betrug. Er wurde allseitig mit einem
Kunststoffüberzug versehen und gleichfalls mit 0,8 mm dickem Kupferlackdraht bespult.
Die Entstörwirkung aller vorgenannter Funkentstördrosseln wurde in Verbindung mit einer Querkapazität
von 0,15 μΡ in einer Phasenanschnittsschaltung bei
einer Belastung von 4 A untersucht. Es- zeigte sich,
daß bei einer Frequenz von 150 kHz die Storspannung von etwa 800 mV jeweils auf rund 2 mV verringert
urid die Eigenschwingung des LC-Rreises durch die
Drossel allein genügend gedämpft wurde.
Die einzelnen Funkentstördrosseln erzeugten aber unter gleicher Belastung verschieden starke Geräusche. Zur Untersuchung des Schalldruckpegels
wurden die in der vorgenannten Phasenanschnitts-Regelschaltung betriebenen Drosseln in eine Geräuschmeßbox (Ausführung nach VDI-Berichte, 88/1965,
S. 103T>is 106) eingelegt, in der der abgestrahlte Schall
as durch ein Kondensatormikrofon gemessen wurde. Die frequenzabhängige Bewertung des Schalldruckes
erfolgte nach der Bewertungskurve A gemäß DIN 45633. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle 2
zusammengefaßt und den jeweiligen Legierungslcenn-
werten gegenübergestellt Diese Tabelle enthält unter der Nummer 9 auch die Werte für eine Drossel hoher
effektiver Induktivität nach der deutschen Patentanmeldung P 18 04 835.6.
Aus der Tabelle 2 ist zu ersehen, daß sich die Funk
entstördrosseln mit erfindungsgemäßer Legierungs
kombination (Nr. 1, 2, 3, 6· und 8) durch einen sehr
niedrigen Schalldruckpegel auszeichnen. Er hegt mit maximal 3OdB (A) (Dezibel nach der Bewertungskurve Ä) so niedrig, daß er selbst in ruhigen Räumen
nicht stört. Die nicht erfindungsgemäßen Drosseln (Nr. 4, 5, 7 und 9) weisen hingegen einen höheren
Geräuschpegel auf; speziell ist die in der Tabelle 2 unter der laufenden Nummer 9 zum Vergleich erwähnte Drossel gemäß der deutschen Patentanmeldung
P 18 04 635.6 um mehr als 15 dB lauter als die unter Nummer 1 angeführte Funkentstördrossel nach der
Erfindung.
Tabelle 2 Legierungskennwerte und Ergebnisse der Schalldruckmessungen
Funk- |
Zusammen
setzung |
Werkstoff 1 |
spezifischer
Widerstand |
Band
dicke |
Werkstoff 2 | Zusammensetzung |
Sättigungs-
magneto- |
spezifischer
Widerstand |
Band
dicke |
Schan- |
ent- | (Ω-mmVm) | (mm) | striktion | (Ω-mm Vm) | (mm) |
druck-
pegel |
||||
stör-
dros- sel |
Fe |
Sätti-
gangs induktion |
0,11 | 0,2 | Ni+18%Fe+l%Mo | 0,5 · 10-· | 0,25 | 0,1 | (dBIAD | |
Nr. | Fe | (GauB) | 0,11 | 0,1 | Ni+18%Fe+l%Mo | 0,5 · 10-· | 0,25 | 0,1 | 24 | |
1 | Fe+1%A1 | 21500 | 0,2 | 0,3 | Ni+18%Fe+l%Mo | 0,5 · 10-· | 0,25 | 0,1 | 26 | |
2 | Fe+3%A1 | 21500 | 0,4 | 0,3 | Ni+18%Fe+l%Mo | 0,5 · 10-· | 0,25 | 0,1 | 28 | |
3 | Fe+5%A1 | 20700 | 0,6 | 0,3 | Ni+18%Fe+l%Mo | 0,5 · 10-· | 0,25 | 0,1 | 32 | |
4 | Fe+l%Si | 19700 | 0,22 | O^ | Ni+18%Fe+l%Mo | 0,5 · 10-· | 0,25 | 0,1 | 40 | |
5 | Fe+3%Si | 18600 | 0,4 | 0,3 | Ni+18%Fe+l%Mo | 0,5 · 10-· | 0,25 | 0,1 | 29 | |
6 | Fe | 21300 | 0,11 | 0,2 | Ni+17,5%Fe+ | 0,5-10-· | 0,30 | 0,1 | 40 | |
7 | 20300 | l,5%Mo+0,5%Mn | 27 | |||||||
8 | Fe+3%Si | 21500 | 0,4 | 0,3 | Ni+64%Fe | 2,2 · ΙΟ-8 | 0,75 | 0,05 | ||
41 | ||||||||||
9 | 20300 | |||||||||
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zur Funkentstörung von
Halbleitersch<ungen, die nach dem Phasenabschnittsverfahren arbeiten, eine raumsparende Entstördrossel
mit hoher effektiver Induktivität bei geringer Windungszahl und mit günstigen Dämpfungseigens
zur Verfügung gestellt wird, die sehr geräuschi Infolge ihrer geringen Lautstärke läßt sie sich s
geräuscharm zu haltenden Räumen ohne zusi Sohalldämmvorrichtungen verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- oder Kerablecb aus diesem Werkstoff 0,1 bissollenbesitzt undnen.Legierung ist, deren Zusammensetzung innerhalb i Bereiches im Mehrstoffsystem Nickel— steilen Anstiegschützen,
Priority Applications (5)
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DE19681813643 DE1813643C3 (de) | 1968-12-10 | 1968-12-10 | Drossel zur geräuscharmen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeiten |
CH1523969A CH502683A (de) | 1968-10-15 | 1969-10-10 | Funkentstördrossel, insbesondere zur Funkentstörung von Halbleiterschaltungen |
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