DE19844132A1 - Magnetkern für eine sättigbare Drossel, Schaltregler mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischer Verstärkung sowie Computer mit einem derartigen Schaltregler - Google Patents

Magnetkern für eine sättigbare Drossel, Schaltregler mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischer Verstärkung sowie Computer mit einem derartigen Schaltregler

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Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetkern zur Verwendung in einer sättigbaren Drossel, einen Schaltregler mit mehreren Ausgängen, der die Ausgangsspannung mittels eines magneti­ schen Verstärkers regelt, sowie einen mit einem derartigen Schaltregler ausgerüsteten Computer.
Schaltregler mit mehreren Ausgängen werden in PCs und Büro­ computern verwendet. Z. B. wird in einem PC vom Typ AT-X, also einem sehr typischen Desktop-PC, ein Schaltregler mit mehreren Ausgängen mit fünf Ausgangsspannungen verwendet, wenn größere Ausgangsleistung erforderlich ist, nämlich von +5 V (1,5-20 A), +3,3 V (0-20 A), +12 V (0,2-8 A), -5 V (0-0,3 A) und -12 V (0-0,4 A). Beim obigen Schaltregler mit fünf Ausgängen umfaßt der Hauptschaltkreis einen Durchflußwandler mit einem einzelnen Schaltelement oder einen Halbbrückengleichrichter. Das Hauptausgangssignal (Ausgangs­ signal von +5 V) wird durch Pulsbreitenmodulation eines Schaltelements geregelt, das auf der Primärseite eines Haupttransformators liegt, und die Sekundärausgangssignale (Ausgangssignale von +3,3 V, +12 V, -5 V und -12 V) werden auf der Sekundärseite des Haupttransformators geregelt.
Ein Verfahren zum Regeln der Sekundärausgangssignale auf der Sekundärseite des Haupttransformators ist eine Regelung durch einen magnetischen Verstärker, der auf der Sekundär­ seite des Haupttransformators liegt. Der magnetische Ver­ stärker umfaßt im Wesentlichen, d. h. als Hauptkomponenten, eine sättigbare Drossel, eine Diode und einen Abweichungs­ verstärker. Dieses Verfahren hat Vorteile dahingehend, daß gleichzeitig geringe Größe, hoher Wirkungsgrad, geringe Störsignalerzeugung und hohe Zuverlässigkeit erzielt werden, was durch eine Regelung unter Verwendung einer Zerhacker­ schaltung und einer Spannungsabfallschaltung unter Verwen­ dung von Halbleiterelementen nicht gelingt. In der Technik ist es bekannt, daß die Regelung eines magnetischen Ver­ stärkers von Vorteil ist, wenn es um die Regelung eines Aus­ gangssignals mit niedriger Spannung und großem Laststrom geht, insbesondere angesichts des hohen Wirkungsgrads, da die Verluste in der als Regelungselement dienenden sättigba­ ren Drossel klein im Vergleich mit den Verlusten in einem Halbleiter-Regelungselement sind, wie es in einer Zerhacker­ schaltung oder einer Spannungsabfallschaltung verwendet wird, und zwar selbst dann, wenn der Laststrom groß ist. Da­ her werden in einem Schaltregler mit mehreren Ausgängen für einen PC vom Typ AT-X in weitem Umfang magnetische Verstär­ ker dazu verwendet, die Ausgangssignale von +3,3 V und +12 V bei großem Laststrom zu regeln. In den vorliegenden Unterla­ gen wird ein Schaltregler unter Verwendung eines magneti­ schen Verstärkers als Schaltregler vom Typ mit magnetischem Verstärker bezeichnet.
Die Schaltfrequenz eines Schaltreglers mit mehreren Ausgän­ gen vom Typ mit magnetischem Verstärker ist im Allgemeinen auf ungefähr 50-200 kHz eingestellt. Daher wurde als Ma­ gnetkern für die sättigbare Drossel eines magnetischen Ver­ stärkers in weitem Umfang ein Kern auf Basis von amorphem Co verwendet. Jedoch ist bei einem Schaltregler mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischem Verstärker, der mit einer sättigbaren Drossel mit einem Kern auf Basis von amorphem Co versehen ist, die durch den magnetischen Verstärker geregel­ te Sekundärausgangsspannung aufgrund des Spannungsabfalls durch die sättigbare Drossel geringer als der Bezugswert, wenn der Laststrom zunimmt, und zwar selbst dann, wenn der Rücksetzstrom Ir für die sättigbare Drossel zu null gemacht ist. Der Abfall der Ausgangsspannung ist einer Restmagnet­ flußdichte ΔBb des Kerns in Betrieb sowie einem ungünstigen Rücksetzen der sättigbaren Drossel durch einen Er­ holungs-Rückwärtsstrom Irr von einer in Reihe zur sättigbaren Dros­ sel geschalteten Diode zuzuschreiben.
Der Spannungsabfall an der sättigbaren Drossel nimmt mit zu­ nehmender Restmagnetflußdichte ΔBb im Betrieb zu, wenn die Kerngröße und die Anzahl der Windungen der sättigbaren Dros­ sel konstant sind. Auch ist die durch den Erholungs-Rück­ wärtsstrom Irr von der Diode rückzusetzende Magnetflußdichte ΔBr in einem Kern größer, der durch eine kleine steuernde Magnetisierungskraft eine größere steuernde Magnetflußdichte AB erfährt, wenn die Kerngröße und die Anzahl der Windun­ gen der sättigbaren Drossel konstant sind.
In diesem Zusammenhang ist es in der Technik bekannt, daß der Spannungsabfall an einer sättigbaren Drossel dann klei­ ner ist, wenn ein Kern aus anisotropem 50-%-Ni-Permalloy an­ stelle eines Kerns auf Basis von amorphem Co verwendet wird, wenn die Kerngröße und die Anzahl der Windungen der sättig­ baren Drossel gleich sind, da der erstere Kern eine kleine Betriebs-Restmagnetflußdichte ΔBb zeigt und er eine kleine­ re steuernde Magnetflußdichte AB erfährt, wenn er durch dieselbe steuernde Magnetkraft magnetisiert wird, wie sie an den ersteren Kern angelegt wird. Da jedoch der erstere Kern im Bereich hoher Frequenzen große Kernverluste zeigt, ist die Schaltfrequenz auf höchstens ungefähr 20 kHz begrenzt, und es wurde in der Technik erkannt, daß die Verwendung eines solchen Kerns bei Schaltfrequenzen über 20 kHz unprak­ tisch ist, da eine derartige Verwendung eine extrem erhöhte Anzahl von Windungen erfordert und einen wesentlichen Tempe­ raturanstieg der sättigbaren Drossel verursacht. Daher kann mit einem Kern der ersteren Art die Größe eines Schaltreg­ lers vom genannten Typ nicht verringert werden, und er ist für Anwendungen wie bei einem PC, wo verringerte Größe er­ forderlich ist, nicht geeignet.
Bei der Erfindung sind ΔB, ΔBb und ΔBr so definiert, wie es in Fig. 5 veranschaulicht ist, wobei Br die Restmagnetfluß­ dichte ist, H die steuernde Magnetkraft ist und HLm der Ma­ ximalwert einer Tor-Magnetisierungskraft ist.
Bei einem Schaltregler vom genannten Typ, wie er z. B. in einem PC vom Typ AT-X verwendet wird, werden im Allgemeinen das Hauptausgangssignal (+5 V) sowie das Sekundärausgangs­ signal (+3,3 V) derselben Sekundärwicklung des Transforma­ tors entnommen, da die Potentialdifferenz zwischen den Aus­ gangssignalen von +5 V und +3,3 V klein ist. Daher ist es bekannt, daß hinsichtlich des Ausgangssignals von +3,3 V ein Spannungsabfall nicht vermieden werden kann, wenn eine Sekundärwicklung für das Ausgangssignal von +5 V sowie eine andere Sekundärwicklung für das Ausgangssignal von +3,3 V verwendet wird, wobei dann die Anzahl von Windungen größer als die der Sekundärwicklung für das Ausgangssignal von +5 V ist.
Um den obigen Nachteil zu beseitigen, offenbart die japani­ sche Patentveröffentlichung Nr. 2-61177 einen magnetischen Verstärker, bei dem eine Rücksetzschaltung mit einer Reihen­ schaltung aus einer Gleichrichterdiode und einem Steuerungs­ element parallel zu den beiden Enden einer sättigbaren Dros­ sel geschaltet sind, um dadurch den Rücksetzvorgang der sät­ tigbaren Drossel durch das Steuerungselement zu steuern. Je­ doch benötigt der vorgeschlagene magnetische Verstärker min­ destens vier zusätzliche Schaltelemente, was den Vorteil wie eine kleine Anzahl von Schaltungselementen eines Schaltreg­ lers vom genannten Typ verdirbt.
Die japanische Patentoffenlegung Nr. 63-56168 offenbart ei­ nen Schaltregler mit magnetischer Steuerung, bei dem eine sättigbare Drossel eine Wicklung zum Erzeugen einer Kurz­ schlußschaltung zusätzlich zu einer Hauptwicklung für das Ausgangssignal aufweist, um dadurch den Spannungsabfall in der Ausgangsspannung, der einer Totzeit zuzuschreiben ist, sowie ein ungünstiges Rücksetzen der sättigbaren Drossel durch den Erholungs-Rückwärtsstrom Irr einer Gleichrichter­ diode zu vermeiden. Jedoch ist das vorgeschlagene Verfahren dahingehend unzureichend, den Spannungsabfall an der sättig­ baren Drossel im Vergleich mit dem in der japanischen Pa­ tentveröffentlichung Nr. 2-61177 offenbarten Verfahren zu verhindern, da die zusätzliche Wicklung für die Kurzschluß­ schaltung eine als aktives Element in der Kurzschlußschal­ tung dienende zusätzliche Diode sowie der Erholungs-Rück­ wärtsstrom von der zusätzlichen Diode den Spannungsabfall an der sättigbaren Drossel verursachen.
Die japanische Patentveröffentlichung Nr. 7-77167 offenbart einen Magnetkern aus einer Legierung auf Fe-Basis, die Fe, Cu und M als wesentliche Komponenten enthält, wobei M min­ destens ein aus der aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo beste­ henden Gruppe ausgewähltes Element ist. Es ist beschrieben, daß eine mit dem vorgeschlagenen Magnetkern hergestellte sättigbare Drossel ein hohes Hystereseseitenverhältnis auf­ weist und kleine Kernverluste und hohe Magnetflußdichte zeigt. Jedoch zeigt der vorgeschlagene Magnetkern aufgrund Schlag- oder Stoßbelastungen, wie sie während des Herstell­ prozesses auf ihn wirken, einen erhöhten Wert ΔBb, und die­ ses Problem wurde durch das dort offenbarte Herstellverfah­ ren nicht vermieden. Daher erzeugt ein Schaltregler vom ge­ nannten Typ unter Verwendung einer sättigbaren Drossel mit dem vorgeschlagenen Magnetkern eine Ausgangsspannung, die unter dem Bezugswert liegt, wenn der Laststrom groß ist.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen hochzuver­ lässigen Schaltregler mit mehrere Ausgängen mit einem magne­ tischen Verstärker zu schaffen, der aus einer verringerten Anzahl von Schaltungselementen besteht und ein stabiles Aus­ gangssignal liefern kann. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Magnetkern für einen derartigen Schaltregler sowie eine Vorrichtung unter Verwendung eines solchen Schaltreglers zu schaffen.
Als Ergebnis intensiver Forschungsvorhaben angesichts der obigen Aufgaben haben die Erfinder herausgefunden, daß eine sättigbare Drossel mit einem Magnetkern aus einer Legierung auf Fe-Basis mit einer speziellen chemischen Zusammenset­ zung, einer speziellen Legierungsstruktur und speziellen Magnetisierungseigenschaften für Steuerungszwecke einen nie­ drigen Spannungsabfall zeigt, wenn ein Rücksetzstrom Ir null ist, und er bei einem kleinen Rücksetzstrom Ir eine große Magnetflußdichte ΔB für Steuerungszwecke erzielt. Bei einer derartigen sättigbaren Drossel wurde die Anzahl der Windun­ gen ihrer Wicklung verringert, und ihr Temperaturanstieg bei einem großen Laststrom sowie ohne Last wurde minimiert. Auf Grundlage dieser Erkenntnisse haben die Erfinder ferner he­ rausgefunden, daß ein Schaltregler mit mehreren Ausgängen unter Verwendung eines magnetischen Verstärkers mit einer derartigen sättigbaren Drossel verhindert, daß die durch den magnetischen Verstärker geregelte Sekundärausgangsspan­ nung niedriger als der Bezugswert wird, und zwar selbst dann, wenn der Laststrom zunimmt, und daß er bei höherer Frequenz betrieben werden kann, um dadurch einen Schaltreg­ ler mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischem Verstär­ ker zu schaffen, der verringerte Größe, hohen Wirkungsgrad und hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Die obigen Aufgaben sind hinsichtlich des Magnetkerns durch die Lehre von Anspruch 1, hinsichtlich des Schaltreglers durch die Lehre von Anspruch 2 und hinsichtlich der Vorrich­ tung durch die Lehre gemäß Anspruch 6 gelöst.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren ver­ anschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Schaltungs­ beispiel für den erfindungsgemäßen Schaltregler mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischem Verstärker zeigt;
Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die einen erfindungs­ gemäßen Magnetkern zeigt;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine erfindungsge­ mäße sättigbare Drossel zeigt;
Fig. 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Meßschaltung zeigt, wie sie zum Messen der steuernden Magnetisie­ rungseigenschaften verwendet wurde; und
Fig. 5 ist eine Hystereseschleife in Betrieb, die Definitio­ nen der steuernden Magnetisierungseigenschaften veranschau­ licht.
Ein erfindungsgemäßer Magnetkern wird aus einer weichmagne­ tischen Legierung auf Fe-Basis hergestellt, die Fe, Cu und N als wesentliche Legierungselemente enthält, wobei M mindes­ tens ein aus der aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo bestehen­ den Gruppe ausgewähltes Element ist und wobei mindestens 50% des Flächenanteils der Legierungsstruktur aus feinkris­ tallinen Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 100 nm oder weniger bestehen.
Die für den erfindungsgemäßen Magnetkern verwendete weichma­ gnetische Legierung auf Fe-Basis hat die durch die folgende allgemeine Formel repräsentierte chemische Zusammensetzung:
(Fe1-aXa)100-x-y-z-αCuxSiyBzMαM'βM''γ,
wobei X Co und/oder Ni ist; M mindestens ein aus der aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist; M' mindestens ein aus der aus V, Cr, Mn, At, Elementen der Platingruppe, Sc, Y, Seltenerdelementen, Au, Zn, Sn und Re bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist; M'' mindestens ein aus der aus C, Ge, P, Ga, Sb, In, Be und As bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist und a, x, y, z, α, β und γ jeweils den folgenden Bedingungen genügen:
0 ≦ a ≦ 0,5; 0,1 ≦ x ≦ 3,0 ≦ y ≦ 30; 0 ≦ z ≦ 25; 5 ≦ y+z ≦ 30; 0,1 ≦ α ≦ 30; 0 ≦ β ≦ 10 und 0 ≦ γ ≦ 10.
Fe kann im Bereich von bis zu a = 0,5 durch Co und/oder Ni ersetzt werden. Wenn a den Wert 0,5 übersteigt, sind die steuernden Magnetisierungseigenschaften des Magnetkerns be­ einträchtigt. Um jedoch gute Magneteigenschaften wie geringe Kernverluste und geringe Magnetostriktion zu erzielen, hat a vorzugsweise den Wert 0-0,1. Insbesondere ist für a der Bereich 0-0,05 bevorzugt, um eine Legierung mit geringer Magnetostriktion zu schaffen.
Cu ist ein unabdingbares Element, und sein Gehalt x beträgt 0,1-3 Atom-%. Wenn er weniger als 0,1 Atom-% beträgt, kann im Wesentlichen keine Wirkung durch den Zusatz von Cu er­ zielt werden. Wenn er dagegen 3 Atom-% überschreitet, zeigt der sich ergebende Magnetkern schlechte steuernde Magneti­ sierungseigenschaften im Vergleich mit einem solchen, der kein Cu enthält.
Cu und Fe verfügen über einen positiven Wechselwirkungspara­ meter, so daß ihre Löslichkeit gering ist. Demgemäß besteht die Tendenz, wenn die Legierung erwärmt wird, während sie amorph ist, daß sich Eisenatome oder Kupferatome sammeln, um Kluster zu bilden, wodurch Zusammensetzungsschwankungen erzeugt werden. Dies schafft viele Domänen, die wahrschein­ lich kristallisieren, um Keime zur Erzeugung feinkristalli­ ner Teilchen zu schaffen. Diese kristallinen Teilchen beru­ hen auf Fe, und da Cu im Wesentlichen nicht in Fe löslich ist, wird Cu aus den feinkristallinen Teilchen ausgestoßen, wodurch der Cu-Gehalt in der Nähe der kristallinen Teilchen hoch wird. Dies unterdrückt vermutlich das Wachstum kristal­ liner Teilchen. Wegen der Ausbildung einer großen Anzahl von Keimen und der Unterdrückung des Wachstums kristalliner Teilchen durch Zugabe von Cu werden die kristallinen Teil­ chen fein, und dieser Effekt wird durch die Zugabe mindes­ tens eines wesentlichen Basismetallelements M beschleunigt, das aus der aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
Die wesentlichen Basismetallelemente M haben die Funktion einer Erhöhung der Kristallisationstemperatur der Legierung. In synergetischer Zusammenwirkung mit Cu mit der Funktion der Klusterbildung, wodurch die Kristallisationsbildung ge­ senkt wird, unterdrückt M das Wachstum der vorgefällten kristallinen Teilchen, wodurch sie fein werden. Der Gehalt an M (α) beträgt 0,1-30 Atom-%. Ohne Zugabe des wesentli­ chen Basismetallelements werden die kristallinen Teilchen nicht vollständig fein, und demgemäß sind die weichmagneti­ schen Eigenschaften des sich ergebenden Magnetkerns schlecht. Ein Gehalt über 30 Atom-% bewirkt eine extreme Ab­ nahme der Sättigungsmagnetflußdichte. Insbesondere Nb und Mo zeigen Wirkung, und insbesondere Nb wirkt so, daß es die kristallinen Teilchen fein hält, um dadurch hervorragende weichmagnetische Eigenschaften zu erzeugen.
Si und B sind Elemente, die insbesondere dazu dienen, die Legierungsstruktur fein zu machen. Eine weichmagnetische Le­ gierung auf Fe-Basis wird im Allgemeinen dadurch herge­ stellt, daß ein Mal eine amorphe Legierung unter Zugabe von Si und B hergestellt wird und dann feinkristalline Teilchen durch Wärmebehandlung erzeugt werden. Der Gehalt an Si (y) sowie derjenige an B (z) betragen 0 ≦ y ≦ 30 Atom-%, 0 ≦ z ≦ 25 Atom-% sowie 5 ≦ y+z ≦ 30 Atom-%, da der Magnetkern andernfalls extrem verringerte Sättigungsmagnetflußdichte zeigen würde.
M', das mindestens ein aus der aus V, Cr, Mn, At, Elementen der Platingruppe, Sc, Y, Seltenerdelementen, Au, Zn, Sn und Re bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist, kann wahl­ weise zugesetzt werden, um die Korrosionsbeständigkeit oder die magnetischen Eigenschaften zu verbessern und die Magne­ tostriktion einzustellen, jedoch soll sein Gehalt höchstens 10 Atom-% betragen. Wenn der Gehalt an M' den 10 Atom-% überschreitet, tritt eine extreme Abnahme der Sättigungsma­ gnetflußdichte auf.
Die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis kann 10 Atom-% oder weniger mindestens eines Elements M'' enthalten, das aus der aus C, Ge, P, Ga, Sb, In, Be und As bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Diese Elemente sind dahingehend von Wirkung, die Legierungen amorph zu machen, und wenn sie zusammen mit Si und B zugesetzt werden, unterstützen sie es, die Legie­ rungen amorph zu machen, und sie sind auch dahingehend von Wirkung, die Magnetostriktion und die Curietemperatur der Legierungen einzustellen.
Die bei der Erfindung verwendete weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis hat eine Legierungsstruktur, in der mindestens 50% des Flächenanteils aus feinkristallinen Teilchen, wie durch ein Mikroskopphoto bestimmt, bestehen. Diese kristal­ linen Teilchen beruhen auf α-Fe mit bcc-Struktur, in der Si und B usw. gelöst sind. Diese kristallinen Teilchen zeigen extrem kleine mittlere Teilchengröße von 100 nm oder weni­ ger, und sie sind in der Legierungsstruktur gleichmäßig ver­ teilt. Übrigens wird die mittlere Teilchengröße der kristal­ linen Teilchen dadurch bestimmt, daß die maximale Größe je­ des Teilchens mikrographisch gemessen wird und die Werte ge­ mittelt werden. Wenn die mittlere Teilchengröße 100 nm über­ schreitet, werden keine guten weichmagnetischen Eigenschaf­ ten erzielt. Die Untergrenze für die mittlere Teilchengröße beträgt im Allgemeinen ungefähr 5 nm. Der restliche Anteil der Legierungsstruktur, außer den feinkristallinen Teilchen, kann hauptsächlich amorph sein. Selbst wenn feinkristalline Teilchen im Wesentlichen 100% der Legierungsstruktur bele­ gen, hat die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis ausrei­ chend gute magnetische Eigenschaften.
Die weichmagnetische Legierung auf Fe-Basis und der erfin­ dungsgemäße Magnetkern werden z. B. durch das folgende Ver­ fahren hergestellt. Als erstes wird eine Legierungsschmelze mit der obigen chemischen Zusammensetzung durch bekannte Flüssigkeits-Abschreckverfahren wie ein Verfahren mit einer einzelnen Walze, ein Doppelwalzenverfahren usw. schnell ab­ geschreckt, um Bänder aus einer amorphen Legierung zu erzeu­ gen. Übliche Bänder aus einer amorphen Legierung verfügen über eine Dicke von ungefähr 5-100 µm, wobei solche mit einer Dicke von 25 µm oder weniger als Magnetkernmaterialien für Hochfrequenzzwecke besonders geeignet sind. Die amorphen Legierungen können kristalline Phasen enthalten, jedoch ist es bevorzugt, daß die Legierungsstruktur im Wesentlichen amorph ist, um zu gewährleisten, daß durch eine anschlie­ ßende Wärmebehandlung gleichmäßig feinkristalline Teilchen erzeugt werden.
Dann wird das amorphe Band in Toroidform gewickelt, während in der Längsrichtung desselben eine Zugspannung ausgeübt wird. Die Zugspannung beträgt 20 × 9,8 × 10-3 N oder weniger pro mm Breite des Bands, bevorzugt 12 × 9,8 × 10-3 N pro mm Breite. Durch Ausüben von Zug innerhalb des obigen Bereichs werden die im amorphen Band erzeugten Spannungen verringert, um zu verhindern, daß die Betriebs-Restmagnetflußdichte ΔBb des Magnetkerns zunimmt. Die Gesamttoleranz des toroid­ förmig gewickelten Bands sollte im Bereich von "Breite des Bands + 0,3 mm" liegen, um eine Zunahme der Betriebs-Rest­ magnetflußdichte ΔBb aufgrund von Stößen oder Schlägen auf den toroidförmigen Magnetkern während der Herstellung der sättigbaren Drossel zu vermeiden. Die Ausübung von Zug im obigen Bereich sowie die Dickentoleranz im obigen Bereich sind dazu wichtig, daß der Magnetkern diejenigen Steue­ rungsmagneteigenschaften erzielt, wie sie bei der Erfindung spezifiziert sind. Zwischen benachbarte Schichten des Bands kann eine isolierende Beschichtung aus Keramik usw. dadurch eingefügt werden, daß die isolierende Beschichtung auf das Band gelegt wird und sie zusammen gewickelt werden.
Dann wird das toroidförmig gewickelte Band einer Wärmebe­ handlung unterzogen, während ein Magnetfeld von 200 A/m oder mehr entlang dem Magnetpfad des gewickelten Bands in einer Inertgasatmosphäre wie Stickstoffatmosphäre angelegt wird. Die Temperatur wird ausgehend von der Raumtemperatur auf eine Temperatur erhöht, bei der das amorphe Band nicht kris­ tallisiert, im Allgemeinen 440-480°C, obwohl Abhängigkeit von der chemischen Zusammensetzung der Legierung besteht. Die Erwärmung erfolgt mit einer Temperaturerhöhungsrate von 5-15°C/Min., und die Temperatur wird dann für 10-60 Mi­ nuten aufrechterhalten. Durch den obigen Vorheizvorgang wird der im Wärmebehandlungsofen während des Temperaturanstiegs erzeugte Temperaturgradient minimiert. Die Temperatur beim Vorheizvorgang soll so hoch wie möglich sein, solange aber keine Kristallisation gestartet wird. Nach dem Vorheizen wird die Temperatur mit einer Temperaturerhöhungsrate von 1-5°C/Min. auf 540-580°C erhöht und dort für 0,5-2 Stunden gehalten, um das amorphe Band zu kristallisieren. Dann wird die Temperatur mit einer Abkühlrate von 1,5-7,3°C/Min. auf ungefähr 100°C gesenkt, und danach kann eine Ab­ kühlung auf Raumtemperatur erfolgen, um dadurch einen erfin­ dungsgemäßen toroidförmigen Magnetkern zu erhalten, wie er in Fig. 2 dargestellt ist, der einen Außendurchmesser von 6-100 mm, einen Innendurchmesser von 4-80 mm und eine Dicke von 2-25 mm aufweist.
Der so hergestellte Magnetkern wird in einem isolierenden Kunststoffgehäuse aus Polyethylenterephthalat usw. mit Sili­ confett angeordnet, und es wird eine Wicklung mit einer ge­ eigneten Anzahl von Windungen um seinen Umfang gewickelt, um eine sättigbare Drossel zu erhalten, wie sie in Fig. 3 dar­ gestellt ist. Bei der Erfindung wird hohes Funktionsvermögen bei verringerter Anzahl von Windungen erzielt.
Der auf die oben beschriebene Weise hergestellte Magnetkern zeigt die folgenden Steuerungsmagneteigenschaften, gemessen bei einer Kerntemperatur von 25°C, wenn er durch eine unipo­ lare Rechteckspannung mit einem Tastverhältnis von 0,5 und einer Frequenz von 50 kHz betrieben wird.
Die Betriebs-Restmagnetflußdichte ΔBb beträgt 0,12 T oder weniger, vorzugsweise 0,08 T oder weniger. Ein Wert über 0,12 T macht den Einstellbereich für das Ausgangssignal des magnetischen Verstärkers in abträglicher Weise schmaler, wenn Ansteuerung bei 20 kHz oder mehr erfolgt. Die Gesamt­ steuerungs-Betriebsmagnetflußdichte ΔBr beträgt 2,0 T oder mehr, vorzugsweise 2,0-3,0 T. Ein Wert unter 2,0 T ist un­ günstig, da die in einem magnetischen Verstärker verwendete sättigbare Drossel eine erhöhte Anzahl von Windungen benö­ tigt, wenn sie mit 20 kHz oder einer noch höheren Frequenz betrieben wird.
Die Gesamtsteuerungsverstärkung Gr beträgt 0,10-0,20 T(A/m), wobei diese aus der folgenden Gleichung berechnet wird:
Gr = 0,8 × (ΔBr-ΔBb)/Hr,
wobei Hr die Gesamtsteuerungsmagnetkraft ist, die als dieje­ nige Steuerungsmagnetkraft definiert ist, die 0,8 × (ΔBr-ΔBb) + ΔBb entspricht. Wenn Gr außerhalb des obigen Bereichs liegt, erfordert die sättigbare Drossel im magnetischen Ver­ stärker eine extrem große elektrische Steuerleistung.
Die obigen Steuerungseigenschaften wurden unter Verwendung einer Meßschaltung gemessen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Eine der Ausgangswicklung einer in einem magnetischen Verstärker verwendeten sättigbaren Drossel SR entsprechende Wicklung NL ist über einen Widerstand RL mit einer Wechsel­ spannungsversorgung Eg verbunden. Eine Wicklung Nc ist eine Steuerungswicklung, die über eine Induktivität Lc und einen Widerstand Rc mit einer variablen Gleichspannungsversorgung Ec verbunden ist. Eine Wicklung Nv ist eine Wicklung zum Er­ mitteln von ΔB. Q ist ein Schalttransistor. Der Integrati­ onswert der Anschlußspannung ev über die Totzeitperiode wurde durch ein Digitaloszilloskop Os bestimmt, wobei dieser Wert dann durch die Anzahl der Windungen der Wicklung Nv und die effektive Querschnittsfläche des Kerns geteilt wurde, um ΔB zu erhalten. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, ist ΔBb die Differenz zwischen der maximalen Magnetflußdichte Bm und der Restmagnetflußdichte Br. ΔBr steht über die Glei­ chung ΔBr = ΔB-ΔBb mit ΔB in Zusammenhang. Die steuernde Magnetisierungskraft H wurde dadurch erhalten, daß das Pro­ dukt aus dem Meßwert ic und der Anzahl von Windungen der Wicklung Nc durch den mittleren Magnetpfad des Kerns geteilt wurde.
In Fig. 1 ist eine Schaltung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels des Schaltreglers mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischem Verstärker mit der erfindungsgemäßen sät­ tigbaren Drossel dargestellt. Der Schaltregler umfaßt einen Primärschaltkreis auf der Primärseite eines Haupttransistors 4 sowie einen Sekundärschaltkreis auf der Sekundärseite des­ selben.
Der Primärschaltkreis umfaßt im Wesentlichen eine Eingangs- Gleichspannungsquelle 1, ein Schaltelement 2 (MOSFET) sowie eine Primärwicklung 5, die in Reihe geschaltet sind. Ferner sind im Primärschaltkreis, wie in Fig. 1 dargestellt, eine Diode 3 und eine zweite Primärwicklung 6 vorhanden.
Der Sekundärschaltkreis umfaßt eine Hauptausgangsschaltung zum Steuern und Stabilisieren einer Hauptausgangsspannung V1 (zwischen Ausgangsanschlüssen 16 und 25) durch Impulsbrei­ ten-Regelungsfunktion des Schaltelements 2, sowie eine Se­ kundärausgangsschaltung. Die Hauptausgangsschaltung, wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Durchflußwandler mit einem ein­ zelnen Schaltelement, und er umfaßt im Wesentlichen eine Eingangs-Gleichspannungsquelle 1, das Schaltelement 2, einen Transformator 4, Dioden 21, 22, eine Glättungsdrosselspule 23 sowie einen Glättungskondensator 12. Die Sekundäraus­ gangsschaltung umfaßt einen magnetischen Verstärker zum Re­ geln und Stabilisieren einer Sekundärausgangsspannung V2 (zwischen Ausgangsanschlüssen 16 und 15), Dioden 9, 10, 14, eine Glättungs-Drosselspule 11 sowie einen Glättungskonden­ sator 12. Der in Fig. 1 dargestellte magnetische Verstärker ist vom Ramey-Typ mit schnellem Ansprechverhalten, und er umfaßt eine sättigbare Drossel 8, eine Diode 9, eine Diode 14 und einen Abweichungsverstärker 13. Der Anodenteil der Diode 9 ist mit der sättigbaren Drossel 8 verbunden, während der Kathodenteil derselben mit der Verbindungsstelle zwi­ schen der sättigbaren Drossel 8 und der Diode 9 in Neben­ schlußkonfiguration verbunden ist, und der zugehörige Ano­ denteil ist über den Abweichungsverstärker 13 mit dem Aus­ gangsanschluß 16 verbunden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsge­ mäßen Schaltreglers mit mehreren Ausgängen vom Typ mit ma­ gnetischem Verstärker sind sowohl die Hauptausgangsschaltung als auch die Sekundärausgangsschaltung jeweils mit demselben Ende einer Sekundärwicklung 7 verbunden. Durch einen derar­ tigen Aufbau wird ein Spannungsabfall im durch den magneti­ schen Verstärker geregelten Sekundärausgangssignal wirkungs­ voll verhindert, ohne daß zusätzliche Elemente oder Schal­ tungen zu verwenden sind, wie im Stand der Technik vorge­ schlagen, wie in der oben genannten japanischen Patentver­ öffentlichung Nr. 2-61177 und der japanischen Patentoffenle­ gung Nr. 63-56168, und zwar selbst dann, wenn der Laststrom im Sekundärausgangskreis ansteigt, um es dadurch zu ermögli­ chen, einen kleinen Schaltregler mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischem Verstärker mit hohem Wirkungsgrad und hoher Zuverlässigkeit zu erhalten.
Eine weitere Größenverringerung und eine weitere Verbesse­ rung des Wirkungsgrads und der Zuverlässigkeit können dann erzielt werden, wenn die Ausgangsspannung der Hauptausgangs­ schaltung +5 V beträgt und die Ausgangsspannung der Sekun­ därausgangsschaltung +3,3 V beträgt, da selbst dann, wenn der Laststrom im Sekundärausgangskreis ansteigt, verhindert ist, daß die Sekundärausgangsspannung kleiner als der Be­ zugswert von +3,135 V wird.
Die Schaltfrequenz des Schaltreglers mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischem Verstärker beträgt vorzugsweise 30-150 kHz, um eine kleine sättigbare Drossel mit hohem Wirkungsgrad und hoher Zuverlässigkeit zu erhalten. Außerdem wird leicht eine Störspannung am Anschluß vermieden, da der obige Schaltfrequenzbereich niedriger als der durch CISPR (Comité International Spécial des Perturbations Radioélec­ triques) Pub. 11 vorgeschriebene Frequenzbereich ist.
Nun wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele weiter beschrieben, die als verschiedene bevorzug­ te Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichend zu be­ trachten sind.
BEISPIEL 1
Jede Schmelze mit einer jeweiligen chemischen Zusammenset­ zung, wie sie in der folgenden Tabelle 1 angegeben ist, wur­ de zu einem Band mit 5 mm Breite und 20 µm Dicke ausgebil­ det. Röntgenbeugungsmessungen und Transmissionselektronen­ mikroskop-Photos jedes Bands zeigten, daß die sich ergeben­ den Bänder im Wesentlichen amorph waren.
Als nächstes wurde jedes amorphe Band zu einem toroidförmig gewickelten Band umgebildet, während in der Längsrichtung desselben eine Zugspannung ausgeübt wurde. Die Zugspannung und die Dickentoleranz des gewickelten Bands sind in der Ta­ belle 1 angegeben.
Dann wurde das toroidförmig gewickelte Band einer Wärmebe­ handlung in Stickstoffatmosphäre unterzogen, während ein Ma­ gnetfeld von 200 A/m in der Richtung des Magnetpfads des ge­ wickelten Bands angelegt wurde. Genauer gesagt, wurde das toroidförmig gewickelte Band von Raumtemperatur über 1 Stun­ de hinweg auf 470°C erwärmt und für 30 Minuten bei 470°C ge­ halten. Dann wurde die Temperatur von 470°C über 30 Minuten hinweg auf eine in der Tabelle 1 angegebene Temperatur er­ höht und dort für eine Stunde gehalten, um das amorphe Band zu kristallisieren. Das so behandelte toroidförmig gewickel­ te Band wurde über 3 Stunden hinweg von 540°C auf 100°C ab­ gekühlt, und dann konnte es an Luft auf Raumtemperatur ab­ kühlen, um dadurch einen jeweiligen toroidförmigen Magnet­ kern zu erhalten. Ferner wurden andere Magnetkerne dadurch hergestellt, daß ein amorphes Band (Vergleichsbeispiele 15-17) oder ein Permalloyband (Vergleichsbeispiele 18-19) gewickelt wurde.
Die so hergestellten Magnetkerne hatten einen Innendurchmes­ ser von 10 mm, einen Außendurchmesser von 13 mm und eine Di­ cke von 5 mm.
Tabelle 1
Die Steuerungsmagneteigenschaften (ΔBr, ΔBb, Hr und Gr) des Magnetkerns wurden unter Verwendung der in Fig. 4 darge­ stellten Meßschaltung gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Wie es aus der Tabelle 2 erkennbar ist, zeigten die Proben Nr. 9, 11, 14 keine Steuerungsmagneteigenschaften, wie sie bei der Erfindung erforderlich sind, und zwar aufgrund einer Zugspannung über 20 × 9,8 × 10-3 N pro mm Breite. Da bei den Proben Nr. 8 und 13 die Dickentoleranz größer als 0,3 mm war, gelang es auch diesen Proben nicht, die Forderungen ge­ mäß der Erfindung zu erfüllen. Außerdem gelang es den Proben Nr. 7, 10 und 12 ebenfalls nicht, den Forderungen gemäß der Erfindung zu genügen, da die Kristallisationstemperatur 590°C betrug.
Um jeden Magnetkern wurde, nachdem er in einem Kunststoffge­ häuse untergebracht war, ein leitender Draht so gewickelt, daß die in Tabelle 4 angegebene Anzahl von Windungen vor­ lag, um eine jeweilige sättigbare Drossel herzustellen, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Ein jeweiliger Schaltregler mit zwei Ausgängen vom Typ mit magnetischer Verstärkung, wie in Fig. 1 dargestellt, wurde unter Verwendung der so herge­ stellten sättigbaren Drossel aufgebaut, und es wurden die Regelungsfunktion, der Temperaturanstieg und der Rücksetz­ strom ohne Last gemessen. Der Schaltregler wurde unter den folgenden Bedingungen bei einer Schaltfrequenz von 50 kHz betrieben.
Tabelle 3
An der Oberfläche jeder sättigbaren Drossel wurde der Tempe­ raturanstieg ΔT eine Stunde nach dem Start des Betriebs ge­ messen, während Luftkühlung der Drossel durch einen Kühllüf­ ter angehalten war. Die Regelungsfunktion wurde als "gut" beurteilt, wenn die Sekundärausgangsspannung V2 +3,135 V bis +3,465 V betrug, dagegen als "schlecht", wenn dies nicht der Fall war.
Tabelle 4
Die Umgebungstemperatur wird normalerweise auf ungefähr 50°C oder weniger für zufriedenstellenden Betrieb des Schaltreg­ lers eingestellt. Wenn die Umgebungstemperatur 50°C beträgt, beträgt der Temperaturanstieg der umgebenden Atmosphäre aus­ gehend von der Raumtemperatur ungefähr 20°C. Daher sollte, unter Berücksichtigung der Isolierqualität E (JIS C 4003) des die Teile des Schaltreglers bildenden Isoliermaterials der Temperaturanstieg ΔT an der Oberfläche der sättigbaren Drossel auf 40°C oder weniger eingestellt werden. Die Iso­ lierqualität E gemäß JIS C 4003 bedeutet eine Isolierung, die einer Temperatur von 120°C ausreichend stand hält.
Wie es aus der Tabelle 4 erkennbar ist, zeigte jede der sät­ tigbaren Vergleichsdrosseln (Nr. 7-19) schlechte Rege­ lungsfunktion und/oder einen hohen Temperaturanstieg. Daher sollte die Größe des bei der sättigbaren Vergleichsdrossel verwendeten Kerns erhöht werden, um zufriedenstellenden Be­ trieb eines Schaltreglers zu gewährleisten, was zu einer un­ günstigen Vergrößerung der Vorrichtung führt.
Andererseits zeigten Schaltregler unter Verwendung erfin­ dungsgemäßer sättigbarer Drosseln gute Regelungsfunktion so­ wie einen Temperaturanstieg ΔT unter 40°C, wobei die Anzahl von Windungen klein war und die Größe des Magnetkerns klein war, was es ermöglichte, die Größe des Schaltreglers zu ver­ ringern.
Auch zeigten die Ergebnisse, daß der Rücksetzstrom ohne Last bei der Erfindung höchstens 42 mA betrug. Dies verbes­ sert den Wirkungsgrad des Schaltreglers, da die verbrauchte Regelungsenergie gering ist.
BEISPIEL 2
Es wurden die Regelungsfunktion, der Temperaturanstieg und der Rücksetzstrom ohne Last auf dieselbe Weise wie oben ge­ messen, mit der Ausnahme, daß die Schaltfrequenz auf 100 kHz geändert war.
Tabelle 5
Wie es aus der Tabelle 5 erkennbar ist, zeigte jede der sättigbaren Vergleichsdrosseln (Nr. 7-19) schlechte Rege­ lungsfunktion und/oder einen hohen Temperaturanstieg. Insbe­ sondere waren die Meßergebnisse bei den Proben Nr. 15 und 18 aufgrund eines extremen Temperaturanstiegs nicht praxis­ gerecht. Daher sollte die Größe des bei einer sättigbaren Vergleichsdrossel verwendeten Kerns erhöht werden, um zu­ friedenstellenden Betrieb eines Schaltreglers zu gewährleis­ ten, was zu einer ungünstigen Zunahme der Größe der Vorrich­ tung führt.
Andererseits zeigten Schaltregler unter Verwendung erfin­ dungsgemäßer sättigbarer Drosseln gutes Regelungsvermögen sowie einen Temperaturanstieg ΔT unter 40°C, und die Anzahl der Windungen war klein, und die Größe des Magnetkerns war gering, was es ermöglichte, die Größe des Schaltreglers zu verringern. Auch zeigten die Ergebnisse, daß der Rücksetz­ strom ohne Last bei der Erfindung höchstens 56 mA betrug. Dies verbessert den Wirkungsgrad des Schaltreglers, da die verbrauchte Regelungsleistung gering ist.
BEISPIEL 3
Es wurden der Temperaturanstieg und der Rücksetzstrom ohne Last auf dieselbe Weise wie oben angegeben gemessen, mit der Ausnahme, daß die Schaltfrequenz auf 150 kHz geändert war.
Tabelle 6
Wie es aus der Tabelle 6 erkennbar ist, zeigte jede der sät­ tigbaren Vergleichsdrosseln (Nr. 7-19) schlechte Rege­ lungsfunktion und/oder einen hohen Temperaturanstieg. Insbe­ sondere waren die Meßwerte bei den Proben Nr. 15 und 18 aufgrund eines extremen Temperaturanstiegs nicht praxisge­ recht. Daher sollte die Größe des Kerns bei der sättigbaren Vergleichsdrossel erhöht werden, um zufriedenstellenden Be­ trieb eines Schaltreglers zu gewährleisten, was zu einer un­ günstigen Vergrößerung der Vorrichtung führt.
Andererseits zeigten Schaltregler unter Verwendung erfin­ dungsgemäßer sättigbarer Drosseln gute Regelungsfunktion und einen Temperaturanstieg ΔT unter 40°C, wobei die Anzahl der Windungen klein war und die Größe des Magnetkerns gering war, wodurch die Größe des Schaltreglers verringert werden konnte. Auch zeigten die Ergebnisse, daß der Rücksetzstrom ohne Last bei der Erfindung höchstens 97 mA betrug. Dies verbessert den Wirkungsgrad des Schaltreglers, da die umge­ setzte Regelungsleistung gering ist.
BEISPIEL 4
Es wurden die Abhängigkeit von der Anzahl von Windungen, der Regelungsfunktion, des maximalen Temperaturanstiegs ΔTmax sowie des Rücksetzstroms ohne Last von der Schaltfrequenz auf dieselbe Weise wie beim Beispiel 1 bewertet, wobei die Magnetkerne Nr. 2, 5, 6, 8, 10, 14 und 16-18 verwendet wurden.
Tabelle 7
Tabelle 8
Tabelle 9
Tabelle 10
Wie es aus den Ergebnissen erkennbar ist, erfüllten die er­ findungsgemäßen Schaltregler gleichzeitig die Forderungen nach guter Regelungsfunktion und einem maximalen Temperatur­ anstieg ΔTmax von 40°C oder weniger bei Schaltfrequenzen im Bereich von 30 kHz bis 150 kHz. Es scheint, daß ein derar­ tiges gleichzeitiges Erfüllen unter Verwendung magnetischer Vergleichskerne nicht erzielbar ist.
Insbesondere dann, wenn die Schaltfrequenz im Bereich von 30-150 kHz eingestellt wird, was niedriger als die Unter­ grenze des durch CISPR Pub. 11 vorgeschriebenen Frequenzbe­ reichs ist, sind die erfindungsgemäßen Magnetkerne gegenüber magnetischen Vergleichskernen dahingehend von Vorteil, daß sie eine sättigbare Drossel und einen Schaltregler mit ver­ ringerter Größe, hohem Wirkungsgrad und hoher Zuverlässig­ keit schaffen. Auch können Störsignale der Anschlußspannung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Magnetkerne leicht vermieden werden. Außerdem kann die Anzahl der Windungen un­ ter Verwendung eines erfindungsgemäßen Magnetkerns verrin­ gert werden, ohne daß in einem weiten Schaltfrequenzbereich von 30-150 kHz das Funktionsvermögen des Schaltreglers verlorengeht. Dies erhöht die Produktivität.
Wie oben beschrieben, liefert der erfindungsgemäße Magnet­ kern eine sättigbare Drossel mit niedrigem Spannungsabfall ohne die Verwendung zusätzlicher Schaltungselemente, wie sie im Stand der Technik erforderlich sind, und zwar selbst bei großem Laststrom, und er verzeichnet selbst bei Betrieb bei höherer Frequenz einen geringen Temperaturanstieg. Ein Schaltregler mit mehreren Ausgängen vom Typ mit magnetischem Verstärker, der mit der sättigbaren Drossel mit dem erfin­ dungsgemäßen Magnetkern aufgebaut ist, zeigt verschiedene Vorteile wie gute Regelungsfunktion selbst bei großem Last­ strom, geringen Temperaturanstieg, geringe Größe, hohen Wir­ kungsgrad, eine verringerte Anzahl von für die Konstruktion erforderlichen Teilen, einfache Steuerung der Störsignal­ spannung am Anschluß usw. Durch diese Vorteile kann eine hoch zuverlässige Schaltvorrichtung erhalten werden, die insbesondere als Schaltregler zur Verwendung in Computern geeignet ist, die niedrige Spannung und einen großen Last­ strom benötigen.

Claims (6)

1. Magnetkern zur Verwendung in einer sättigbaren Drossel aus einer weichmagnetischen Legierung auf Fe-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß diese Legierung als wesentliche Legie­ rungselemente Fe, Cu und M enthält, wobei M mindestens ein aus der aus Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti und Mo bestehenden Gruppe ausgewähltes Element ist, und sie eine Legierungsstruktur mit mindestens einem Flächenanteil feinkristalliner Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 100 nm oder weniger von 50% aufweist, wobei der Magnetkern die folgenden Steu­ ermagneteigenschaften, gemessen bei einer Kerntemperatur von 25°C und Verwendung einer unipolaren Rechteckspannung von 50 kHz bei einem Tastverhältnis von 0,5 aufweist:
  • - 0,12 T oder weniger als Betriebs-Restmagnetflußdichte ΔBb;
  • - 2,0 T oder mehr als Gesamtsteuerungs-Betriebsmagnetfluß­ dichte ΔBr und
  • - 0,10-0,20 T/(A/m) Gesamtsteuerungsverstärkung Gr, wie durch die folgende Gleichung berechnet:
    Gr = 0,8 × (ΔBr-ΔBb)/Hr,
    wobei Hr die Gesamtsteuerungs-Magnetisierungskraft ist, die als 0,8 × (ΔBr-ΔBb) + ΔBb entsprechende Steuerungsmagneti­ sierungskraft definiert ist.
2. Schaltregler mit einem magnetischen Verstärker mit einer sättigbaren Drossel, dadurch gekennzeichnet, daß die sättigbare Drossel den Magnetkern gemäß Anspruch 1 enthält.
3. Schaltregler nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:
  • - einen Primärschaltkreis mit einer Eingangsspannungsquelle (1), einem Schaltelement (2) und einer Primärwicklung (5) eines Haupttransformators (4); und
  • - einen Sekundärschaltkreis mit einer Hauptausgangsschaltung zum Regeln eines Hauptausgangssignals durch einen Impuls­ breiten-Regelungsbetrieb des Schaltelements, und einer Se­ kundärausgangsschaltung mit dem magnetischen Verstärker zum Regeln eines Sekundärausgangssignals;
  • - wobei die Hauptausgangsschaltung und die Sekundärausgangs­ schaltung jeweils mit derselben Sekundärwicklung des Haupt­ transformators verbunden sind.
4. Schaltregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptausgangsspannung +5 V beträgt und die Sekun­ därausgangsspannung +3,3 V beträgt.
5. Schaltregler nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfrequenz 30-150 kHz be­ trägt.
6. Computer, dadurch gekennzeichnet, daß er mit dem Schaltregler nach einem der Ansprüche 2-5 ausgerüstet ist.
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