DE2054457A1

DE2054457A1 - High frequency transformer or choke

Info

Publication number: DE2054457A1
Application number: DE19702054457
Authority: DE
Inventors: Karl-Ernst Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Wust
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-11-05
Filing date: 1970-11-05
Publication date: 1972-05-10
Also published as: DE2054457C3; DE2054457B2

Description

Hochfrequenztransformator bzw. -drossel Die Erfindung bezieht sich auf einen Hochfrequenztrantbrmator bzw. eine Hochfrequenzdrossel für den Einbau in Schaltkreise, insbesondere in integrierte Schaltkreise, von Steuerbausteinen der kontaktlosen Steuer und Regeltechnik. In Anlagen und Geräten der industriellen Steuer- und Regeltechnik werden häufig Hochfrequenztransformatoren bzw. -drosseln benötigt, welche Bestandteile elektrischer Filter bilden oder für Speicherzwecke herangezogen werden. Wicklungen und Kern solcherTransformatoren bzw. -drosseln nehmen in Steuerschaltungen der Industrieelektronik, die mit Kleinstbausteinen , wie Transistoren, Dioden und Widerständen ausgestatet sind, verhältnismäßig viel Platz in Anspruch, der beispielsweise in Bausteinen mit integrierter Schaltkreistechnik, aber auch auf Platinen, welche mit diskreten Bauelementen bestückt sind, nicht oder nur in unzureichendem Maße zur Verfügung steht.High frequency transformer or choke The invention relates to on a high-frequency transformer or a high-frequency choke for installation in circuits, in particular in integrated circuits, of control modules of contactless control and regulation technology. In industrial plants and devices Control and regulation technology are often high-frequency transformers or chokes which components form electrical filters or for storage purposes can be used. Take the windings and core of such transformers or chokes in control circuits in industrial electronics, which are made with small components such as transistors, Diodes and resistors are equipped, take up a relatively large amount of space, for example in modules with integrated circuit technology, but also on boards that are equipped with discrete components, not or only in insufficient amount is available.

Die Erfindung befaßt sich daher mit dem Problem, die Wicklungen und den z.B. die Informationen speichernden Magnetkern aus Hochfrequenzeisen (Ferrit) weitgehend zu miniaturisieren und vorzugsweise in Dick- bzw. Dünnfilmtechnik zu erstellen.The invention is therefore concerned with the problem, the windings and e.g. the magnetic core made of high-frequency iron (ferrite), which stores the information largely to miniaturize and preferably in thick or thin film technology create.

Durch die angestrebte Flachbauweise von Wicklungen und Kern solcher Hochfrequenztransformatoren bzw. -drosseln, können Steuerschaltungen mit wichtigen Eigenschaften, deren monolithische Realisierung nicht oder nur mit größtem Aufwand mögich wäre und bei deren Aufbau mit diskreten Bauelementen Schwierigkeiten beim Zusammenwirken mit der neuen Technik auftreten, an die integrierte Schaltkreistechnik angepaßt werden.Due to the desired flat construction of windings and core of such High-frequency transformers or chokes, control circuits with important Properties that cannot be implemented in a monolithic manner or only with great effort would be possible and with their construction with discrete components trouble when interacting with the new technology, the integrated circuit technology be adjusted.

Demgemäß schlägt die Erfindung vor, die Transformator- bzw.Accordingly, the invention proposes that the transformer or

Drosselwicklungen für den Aufbau eines Hochfrequenztransformators bzw. einer Hochfrequenzdrossel auf einer Isolierstoffplatine bzw. einer Isolierstoffolie neben- oder übereinander je in Spiralen (kreisförmigen oder eckigen Bahnen)als sogenannte gedruckte Leiterbahnen aufzubringen und den offenen oder geschlossenen Kern aus Hochfrequenzeisen (Ferrit) etwa mittig innerhalb der Spulenwicklungen so anzubringen, daß er die Platine bzw. die Folie quer durchsetzt. Hierzu kann die Platine oder die Folie etwa im Zentrum der Leiterbahnwicklung ein Loch beliebigen Querschnitts aufweisen, in das ein der Platinen- bzw. Foliendicke angepaßtes Kernscheibchen entsprechenden Querschnitts, z.B. ein Ferritstift, eingepreßt ist, wobei die Kernscheibchen- bzw. -stifte oberhalb und/oder unterhalb der Platine bzw. Folie vermittels einer Brücke aus Kernmaterial miteinander verbunden sein können. Die Wicklungsleiterbahnen sowie die Kernscheibchen können auch auf eine Platinen- bzw. FolienæwischenscHicht aufgebracht sein; die Kernmaterialbrücken können dabei in Rinnen der Dlatinenaußenfläche eingebettet sein und bündig mit der Platinenaußenfläche abschließen. Die Kernmaterialbrücken werden zwecksmäßig durch Spritzen oder Tauchen auf die Platinenflächen zwischen den Kernscheibchen aufgebracht.Choke windings for building a high frequency transformer or a high-frequency choke on an insulating board or an insulating film next to or on top of each other in spirals (circular or angular paths) as so-called to apply printed conductor tracks and the open or closed core High-frequency iron (ferrite) to be attached approximately in the middle of the coil windings in such a way that that it penetrates the board or the foil transversely. For this purpose, the board or the foil approximately in the center of the conductor track winding a hole of any cross-section have, in which a core disk adapted to the plate or foil thickness corresponds Cross-section, e.g. a ferrite pin, is pressed in, wherein the core disc or -pins above and / or below the board or foil by means of a bridge made of core material can be connected to one another. The winding conductors as well the core disks can also be applied to a blank or foil wipe layer be; the core material bridges can be embedded in grooves on the outer surface of the sheet and be flush with the outer surface of the board. The nuclear material bridges are for the purpose by spraying or dipping on the board surfaces between applied to the core disc.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Platine bzw. Folie mit ihren nebeneinander aufgebrachten Leiterbahnspulen quer und beiderseits parallel zu den aneinandergrenzenden Leiterbahnabschnitten zweier Spulen zur Einführung eines nach Art einer Lochscheibe ausgebildeten Ringkerns geschlitzt sein. Die durch die Querschlitzung unterbrochenen Leiterbahnen der Spulenwindungen können nachträglich, z.B. durch Löten, wieder stromdurchlässig miteinander verbunden werden.According to a further embodiment of the invention, the board or film with their conductor track coils applied next to one another across and on both sides parallel to the adjoining conductor track sections of two coils for introduction a ring core designed in the manner of a perforated disk can be slotted. By the transverse slot interrupted Conductor tracks of the coil turns can subsequently be connected to each other again, e.g. by soldering, to allow current to pass through will.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die eine der beiden Leiterbahnspulen oberhalb, die andere unterhalb der Platine bzw Folie in konzentrischer Zuordnung aufgebracht sein, wobei das Kernmaterial (Kernscheibchen bzw.According to a further embodiment of the invention, one of the two conductor coils above, the other below the circuit board or foil in be applied concentric assignment, the core material (core disc respectively.

Kernstift) beide Spulen etwa mittig durchsetzt. Das Kernscheibchen bzw. der Kerbstift soll hierbei den magnetischen Rückschlußschenkel einer um den Platinen- bzw. Folienrand herumgreifenden hufeisenförmigen Kerndrücke bilden, deren Enden auf dem Kernscheibehen bzw. -stift aufsitzen.Core pin) through both coils approximately in the middle. The core disc or the grooved pin should here the magnetic yoke leg one around the Form the circuit board or foil edge reaching around horseshoe-shaped core pressures, their The ends sit on the core disc or pin.

Einige Ausführungsformen der Erfindung seien nachstehend anhand von 4 Figuren näher erläutert.Some embodiments of the invention are illustrated below with reference to FIG 4 figures explained in more detail.

Die Fig. 1 veranschaulicht in ihren Teilen la und ib in einer Aufsicht bzw. Seitenansicht die Platine bzw. Folie 5, auf deren Oberseite veiSpulenwicklungen 1 und 2 nebeneinander in spralig verlaufenden kreisförmigen Leiterbahnen nach Art einer gedruckten Schaltung aufgebracht sind. In der Mitte jeder der beiden Flächeninduktivitäten 1 und 2 befinden sich in der Platine bzw. Folie 3 jeweils ein Loch für die Aufnahme des Kernplättchens 4 bzw. 5 oder eines entsprechenden Kernstiftes aus Ferritmaterial. Soll der magnetische Kreis geschlossen sein, so wird oberhalb oder unterhalb der Platine bzw. Folie 3 jeweils eine Brücke 6 bzw. 7, ebenfalls aus Kernmaterial, zwischen den Enden der Kerne 4 bzw. 5 aufgebracht.Fig. 1 illustrates in its parts la and ib in a plan view or side view of the circuit board or film 5, on the upper side of which there are veiSpulenwicklungen 1 and 2 side by side in tangled circular conductor tracks according to Art a printed circuit are applied. In the middle of each of the two surface inductances 1 and 2 there is a hole in each of the circuit board or foil 3 for the recording of the core plate 4 or 5 or a corresponding core pin made of ferrite material. If the magnetic circuit is to be closed, then above or below the Board or film 3 each have a bridge 6 or 7, also made of core material, between applied to the ends of the cores 4 and 5, respectively.

Die Fig. 2 veranschaulicht eine der Fig. 1 etwa entsprechende Ausführung, ebenfalls in Aufsicht (Fig. 2a) bzw. in einer Seitenansicht (Fig. 2b.) Hier sind jedoch die Wicklungsspiralen 1, 2. auf eine Zwischenschicht 8 der Platine bzw. Folie 3 aufgebracht. Die Kernscheibchen bzw. -stifte 4, 5 durchsetzen die Platine bzw. Folie nicht völlig und die Kernbrücken 6 bzw.FIG. 2 illustrates an embodiment roughly corresponding to FIG. 1, also in plan view (Fig. 2a) or in a side view (Fig. 2b.) Here are however the winding spirals 1, 2. on an intermediate layer 8 of the Board or foil 3 applied. Push through the core washers or pins 4, 5 the board or foil is not completely and the core bridges 6 or

7 sind in Rinnen der Platinen- bzw. Folienoberseite und -unterseite 3 derart eingebettet, daß sie bündig mit der Ober- bzw.7 are in grooves of the board or foil top and bottom 3 embedded in such a way that it is flush with the top or

Unterseite der Platine 3 abschließen. Durch diese Bauart ist ein geringes Bauvolumen für den llochfrequenztransformator gewährleistet.Complete the underside of the circuit board 3. This design is a minor one Structural volume for the hole frequency transformer guaranteed.

In der Fig. 3 sind die Wicklungen 1 und 2 als eckige Spiralen in gedruckten Leiterbahnen nebeneinander auf die Platine bzw.In Fig. 3, the windings 1 and 2 are printed as angular spirals Conductor tracks next to each other on the board or

Polie 3 aufgebracht. Der freie Raum im Inneren der Spulen 1 bzw. 2 ist je mit einem Schlitz 10 bzw. 11 versehen, wobei beide Schlitze 10 und 11 parallel zu den benachbarten Leiterbahnabschnitten der beiden Spulen 1 und 2 verlaufen. Außerdem weist die mit den beiden Leiterbahnepulen 1, 2 besetzte Platine bzw. Folie 3 einen Querschlitz 12 auf, derart, daß eine aus der Zeichenebene herausbiegbare Zunge entsteht, unter die ein nach Art einer Lochscheibe ausgebildeter Ringkern 9 unterschiebbar ist. Nach Einschieben des Ringkerns 9 unter die Zunge können die durch die Querschlitzung 12 unterbrochenen Leiterbahnen der Spulen 1 und 2 nachträglich, æ.B. durch Löten, wieder stromdurchlässig miteinander verbunden werden.Polie 3 applied. The free space inside the coils 1 or 2 is each provided with a slot 10 and 11, with both slots 10 and 11 parallel to the adjacent conductor track sections of the two coils 1 and 2. aside from that has the board or foil 3 occupied by the two conductor track coils 1, 2 Transverse slot 12 in such a way that a tongue that can be bent out of the plane of the drawing is formed, under which a ring core 9 designed in the manner of a perforated disk can be pushed is. After inserting the toroidal core 9 under the tongue, the can through the transverse slot 12 interrupted conductor tracks of coils 1 and 2 subsequently, æ.B. by soldering, are connected to each other again in a current-permeable manner.

Nach dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 4 ist die eine Spulenwicklung 1 auf die Oberseite und die andere Spule 2 auf die Unterseite der Platine 3, jeweils wieder in gedruckten Leiterbahnen, aufgebracht. Werden beide Spulen 1 bzw. 2 konzentrisch übereinander angeordnet, 8o genügt ein durch die Spulen 1 und 2 sowie die Platine bzw. Folie 3 durchgesteckter Ferritstift 4 zum Aufbau eines Hochfrequenztransformators mit offenem Kern. Soll der magnetische Kernkreis geschlossen sein, 80 wird zweckmäßig ein U-förmiger oder hufeisenförmiger Hochfrequenzeisenkern 13 so über die Platine 3 übergeschoben, daß die Kernbrücke 13 um den Platinenrand herumgreift und ihre Enden auf dem Kernscheibchen bzw. -stift 4 aufsitzen. Dabei ist lediglich zu beachten, daß die einzelnen Leiterbahnwindungen der Spulen 1 und 2 durch die Kernbrücke 13 nicht kurzgeschlossen werden, was durch eine isolierende Zwischenschicht zwischen Spule 1 bzw. 2 und der Kernbrücke 13 gewährleistet werden kann. Dieselbe Vorsichtsmaßnahme ist selbstverständlich auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 angebracht.According to the embodiment according to FIG. 4, this is a coil winding 1 on the top and the other coil 2 on the bottom of the board 3, respectively again in printed conductor tracks, applied. Both coils 1 and 2 are concentric arranged one above the other, one through the coils 1 and 2 as well as the board is sufficient or film 3 inserted ferrite pin 4 for the construction of a high-frequency transformer with an open core. If the magnetic core circuit is to be closed, 80 becomes appropriate a U-shaped or horseshoe-shaped high frequency iron core 13 so pushed over the board 3 so that the core bridge 13 engages around the board edge and their ends sit on the core disk or pin 4. There is only note that the individual conductor turns of the coils 1 and 2 through the Core bridge 13 cannot be short-circuited, which is due to an insulating intermediate layer between coil 1 or 2 and the core bridge 13 can be guaranteed. Same A precautionary measure is of course also in the embodiment according to FIG. 1 attached.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 kann auch derjenigen nach Fig. 2 entsprechen, d.h. die Spulen 1 bzw. 2 können auf einer geeigneten Zwischenschicht innerhalb der Platine 3 untergebracht sein, während die Kernbrücke 13 bündig mit der Oberfläche bzw. Unterfläche der Platine bzw. Folie 3 abschließt.The embodiment according to FIG. 4 can also correspond to that according to FIG. 2, i.e. the coils 1 and 2, respectively, can be placed on a suitable intermediate layer within the Board 3 be housed, while the core bridge 13 is flush with the surface or lower surface of the board or foil 3 closes.

8 Patentansprüche 4 Figuren8 claims 4 figures

Claims

Claims 9 high frequency transformer or choke for the Installation in circuits, in particular in integrated circuits, of control modules the contactless control and regulation technology, characterized in that the transformer or. Choke windings (1,2) on an insulating board or foil (5) each in spirals (circular or angular tracks) applied as so-called printed conductor tracks and the open or closed core (4, 5) made of high-frequency iron (ferrite) the coil windings (1, 2) penetrated approximately centrally across the board (1).

2. Transformer or choke according to claim 1, characterized in that that the board (1) approximately in the center of each conductor winding (1, 2) any hole Has a cross-sectional shape, in which a core disc which is fitted to the pitine thickness (1) or a core pin (4, 5) corresponding cross-section is pressed in, the Disks or pins (4, 5) above and / or below the board (1) by means of a bridge (6, 7) us of core material can be connected to one another.

3. Transformer or choke according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the winding conductor lugs (1; 2) including core washers (4, 5) applied to an intermediate platinum layer (8), the like material bridges (6, 7) are embedded in grooves in the outer surface of the board (3) and that the core material bridges (6, 7) flush with the outer surface of the board (3).

4. Transformer or choke according to claims 2 and 3, characterized characterized in that the core material bridges (6; 7) by spraying or dipping the board surface (5) is applied between the core washers or pins (4, 5) are.

5. Transformer or choke according to claim 1, characterized in that that the board or foil (3) with their conductor track coils applied next to one another (1, 2) across and on both sides parallel to the adjacent conductor track sections of two Coils (1, 2) for introducing an annular core designed in the manner of a perforated disk (9) is provided with slots (10, 11, 12).

6. Trandbrmator or throttle according to claim 5, characterized in that that the conductor tracks of the coil windings interrupted by the transverse slot (12) (1, 2) subsequently, e.g. by soldering, re-connected to one another in a current-permeable manner will.

7. transformer or choke according to claims 1 and 2, characterized characterized in that one of the two conductor track coils (1) is above, the other (2) applied below the board or foil (3) in concentric assignment are and the core disc or the KGrnstift (4) both coils (1, 2) approximately in the middle interspersed.

8. Transformer or choke according to claim 7, characterized in that that the core disk or the core pin (4) the magnetic yoke leg a U-shaped or horseshoe-shaped core bridge reaching around the board edge (3) (13), the ends of which sit on the core disk or core pin (4).

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