DE2520934B2 - Gedruckte spule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine auf eine Isolierplatte gedruckte Spule mit mehreren spiralförmig verlaufenden Bahnen nicht einheitlicher Bahnbreite.

Bekanntlich können nach dem heutigen Stand der Technik Spulen nicht in integrierter Schaltungstechnik hergestellt werden. Um aber dennoch a jf kleinem Raum Induktivitäten mit geringen Fertigung:;toleranzen herstellen zu können, werden seil einiger Zeit Spulen in der Technik von gedruckten Leiterbahnen hergestellt. Auf eine Isolierstoffplatte werden spiralförmig verlaufende Windungen wie die Leiterbahnen aufgedruckt. Die Spule kann dabei durch einseitig oder beidseitig auf die Isolierstoffplatte gedruckte Windungen gebildet werden.

So betrifft die US-PS 37 98 059 spiralig ausgebildete gedruckte Spulen für in Hybridtechnik aufgebaute elektronische Schaltkreise.

Ferner werden in der DT-AS 10 05 653 auf biegsame Träger aufgedruckte spiralig ausgebildete Spulen mit nicht einheitlicher Bahnbreite zur Erzeugung eines Magnetfeldes vorbestimmter Ortsabhängigkeit beschrieben.

Die elektrischen Werte gedruckter Spulen, wie z. B. die Induktivität oder die Spulengüte, hängen entscheidend von der Bahnlänge der Windungen, der Bahnbreite, dem Bandabstand sowie dem mittleren Windungsdurchmesser ab. Bei der, bekannten Spulen sind diese Parameter fest gewählt, so daß zur Erzielung einer bestimmten Induktivität ein fester Platzbedarf benötigt wird. Dieser Platzbedarf kann durch die Gerätedimensionen und den daraus resultierenden, für die Schaltungsplatte zur Verfügung stehenden Raum begrenzt sein. Bei einseitig gedruckten Spulen tritt zusätzlich das Problem auf, daß ein Anschlußpunkt der Spule innerhalb und ein anderer Anschlußpunkt außerhalb der Spule vorhanden ist. Oft ist es vorteilhaft, diese Anschlußpunkte gleich mit einem Bauelement, beispielsweise einem Kondensator, der mit der Spule einen Schwing- ₍ kreis bildet, zu verbinden. Dieser Vorteil kann häufig nicht ausgenutzt werden, weil die benötigte Induktivität und Güte der Spule eine Bahnbreite und eine Windungszahl erfordert, die einen so großen minimalen Abstand zwischen den Anschlußpunkten bewirken, daß das Rastermaß üblicher Bauelemente für gedruckte Schaltungen überschritten wird.

Für einen vorgegebenen Platzbedarf sind somit in bisheriger Technik Spulen bestimmter Güte nur mit einem maximalen Induktivitätswert herstellbar, der nicht überschritten werden kann. Anders ausgedrückt kann bei einem vorgegebenen Platz die Güte einer Spule nur auf Kosten der Induktivität erhöht werden.

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine auf eine Isolierplatte gedruckte Spule mit mehreren spiralförmig verlaufenden Bahnen nicht einheitlicher Bahnbreite zu entwickeln, die bei einer geringen bedeckten Fläche eine sehr große Induktivität bei sehr hoher Güte besitzt.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß die Abschnitte der Leitungsbahnen mit einer schmaleren als der mittleren Bahnbreite insgesamt kürzer sind als die Abschnitte der Leitungsbahnen mit einer breiteren als der mittleren Bahnbreite.

Besonders vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind dadurch gegeben, daß die Bahnbreite von inneren Windungen kleiner ist als die von äußtren Windungen, insbesondere, daß die Bahnbreite von außen nach innen von Windung zu Windung abnimmt.

Gedruckte Spulen mit einem geringen Flächenbedarf und kleinem Absrand zwischen den Anschlußpunkten der Spule können erfindungsgemäß dadurch realisiert werden, daß die Bahnbreite der Windungen in einem Teilstück zwischen den Anschlußpunkten verkleinert ist. Dabei ist es von Vorteil, daß die Windungen entlang dieser Teilstücke gerade verlaufen.

Erfindungsgemäße gedruckte Spulen zeichnen sich durch eine sehr hohe Güte und sehr große Induktivität bei einem geringen Flächenbedarf aus und lassen sich mit üblichen elektronischen Bauelementen kombinieren.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und sollen im folgenden näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine gedruckte Spule mit Windungen, deren Bahnbreite von außen nach innen abnimmt,

F i g. 2 eine gedruckte Spule m'.t Windungen, deren Bahnbreite über ein Teilstück der Spule verringert ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Spule 1 weist einen inneren Anschlußpunkt 2 auf, von dem aus die Windungen spiralförmig nach außen verlaufen. Der äußere Anschlußpunkt der Spule 1 ist in der F i g. 1 nicht näher dargestellt. Die Spule 1 weist insgesamt die Form eines Ovals auf. Diese Form ist jedoch nur beispielhaft gezeichnet und kann zur Verwirklichung der Erfindung durch jede andere mögliche Spulenform ersetzt werden. Die Spule 1 ist auf eine Isolierstoffplatte 3 gedruckt, die im Innern der Spule ein Loch 4 aufweist, das zur Aufnahme eines Spulenkerns dient. Die Isolierstoffplatte ist am inneren Anschlußpunkt 2 in dem gezeichneten Beispiel zweimal durchbohrt, so daß eine Kontaktierung in üblicher Weise erfolgen kann.

In Verwirklichung der Erfindung weisen die Windungen der Spule 1 von innen nach außen eine zunehmende Bahnbreite auf. Der Abstand zwischen den einzelnen Bahnen ist konstant gehalten. Für einen minimalen Platzbedarf kann der Bahnabstand so klein gewählt werden, wie er in der Drucktechnik herstellbar ist.

Gegenüber einer herkömmlichen gedruckten Spule, deren Bahnbreite über alle Windungen konstant ist, wird bei etwa gleicher Induktivität eine höhere Güte oder bei etwa gleicher Güte eine höhere Induktivität

erzielt. Eine vergleichbare Güte könnte mit einer herkömmlichen Spule nur erzielt werden, wenn ihre Bahnbreite derjenigen der äußeren Windungen der gezeichneten Spule 1 entspräche. Dabei könnte jedoch nur eine wesentlich kleinere Induktivität erreicht werden. Wäre dagegen eine herkömmliche Spule mit der Bahnbreite der inneren Windungen der gezeichneten Spule 1 aufgebaut, würde sich bei etwa gleicher Induktivität eine wesentlich geringere Güte ergeben.

Ein anderes Ausführungsbeispie! der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt. Die Windungen dieser Spule 5 weisen die Form eines durch gerade Leiterbahnen ergänzten halben Ovals auf. Demgemäß können die Windungen in zwei Abschnitte unterteilt werden. In einem ersten Teilstück 6 verlaufen die Windungen ausschließlich gerade, während sie in einem zweiten Teilstück 7 eine Krümmung aufweisen. Die Windungen der Spule 5 verlaufen von einem inneren AnschluOpurikt 8 spiralförmig nach einem äußeren Anschlußpunkt 9. Die Anschlußpunkte 8, 9 sind so plaziert, daß sie am ersten Teilstück 6 einander gegenüberliegen.

Die Spule 5 ist in dem zweiten Teilstück 7 in konventioneller Weise aufgebaut, d. h. alle Windungen weisen eine gleiche Bahnbreite auf und der Abstand zwischen den Bahnen ist konstant. Die Bahnbreite und die Radien der Wicklungen sind entsprechend den üblichen Dimensionierungsvorschnften ausgewählt. In dem ersten Teilstück 6 jedoch ist die Bahnbreite der Windungen gegenüber der Bahnbreite in dem zweiten Teilstück 7 verkleinert. Auf diese Weise können zwischen den Anschlußpunkten 8, 9 mehr Windungen untergebracht werden als in herkömmlicher Bauweise.

Der Abstand zwischen den Anschlußpunkten 8, 9 ist oft durch ein für ein in der gedruckten Schaltungstechnik übliches Raslermaß vorgesehenes Bauelement vorgegeben. Für eine gegebene Spulengüte kann die Induktivität einer Spule 5, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, gegenüber der Induktivität einer herkömmlichen Spule wesentlich erhöht werden. In einem Anwendungsbeispiel konnte die Induktivität einer Spule auf diese Weise um 95% vergrößert werden, während die Güte um weniger als 2% zurückging.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Auf eine Isolierplatte gedruckte Sj mit mehreren spiralförmig verlaufenden Bahnen nicht einheitlicher Bahnbreite, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte der Leitungsbahnen mit einer schmaleren als der mittleren Bahnbreite insgesamt kurzer sind als die Abschnitte der Leitungsbahnen mit einer breiteren als der mittleren Bahnbreite.

2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnbreite von inneren Windungen kleiner ist als die von äußeren Windungen.

3. Spule nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnbreite von außen nach innen von Windung zu Windung abnimmt.

4. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnbreite der Windungen in einem Teilstück (6) zwischen den Anschlußpunkten (8, 9) der Spule (5) verkleinert ist.

5. Spule nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen zwischen den Anschlußpunkten (8,9) gerade verlaufen.