DE3013746C2 - Inductive component, especially a choke coil - Google Patents
Inductive component, especially a choke coilInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein induktives Bauelement, insbesondere eine Drosselspule, mit einem einteiligen, massiven geraden Kern aus ferromagnetischem Material, insbesondere Ferrit, der in einen die Wicklung tragenden Wicklungsträger aus Kunststoff eingesetzt ist.The invention relates to an inductive component, in particular a choke coil, with a one-piece, massive straight core made of ferromagnetic material, in particular ferrite, which is inserted into a die Winding-bearing winding carrier made of plastic is used.
mente benötigt, die möglichst klein und leicht aufgebaut sein sollen, damit sie in einfacher Weise, beispielsweise in einer gedruckten Schaltung angeordnet werden können- Weiterhin sollen die Bauelemente so einfach au fgebaut sein, daß sie in großer Stückzahl bei geringem Kostenaufwand möglichst in automatischer Fertigung herstellbar sind.elements that are as small and light as possible should be so that they can be arranged in a simple manner, for example in a printed circuit Furthermore, the components should be so simple that they can be used in large numbers with little Costs can be produced as far as possible in automatic production.
Bei induktiven Bauelementen, beispielsweise Drosselspulen, waren diese Forderungen bisher nur sehr schwer ίο zu erfüllen, da diese Bauelemente immer noch relativ kompliziert aufgebaut waren. Induktive Bauelemente bekannter Bauart weisen im allgemeinen einen ein- oder mehrteiligen Ferritkern auf, der in einem Spulenkörper angeordnet ist, auf welchem die Wicklung aufgebracht is ist Gegebenenfalls sind am Spulenkörper noch besondere Sockelelemente zum Anschluß des Bauelementes an eine Schaltung angeordnet Die Herstellung der einzelnen Teile, die in iohr verschiedenen Formen bekannt sind, ist relativ aufwendig und ihre Zusammen-Setzung, sowie das Aufbringen der Wicklung sind schlecht zu automatisieren, so daß diese Arbeiten zum Teil noch von Hand ausgeführt werden müssen. Es sind auch Drosselspulen mit einteiligem Ferritkern bekannt bei denen die Wicklung direkt auf den Ferritkern aufgebracht wird.In the case of inductive components, for example choke coils, these requirements have so far only been very difficult ίο to meet, since these components were still relatively complex. Inductive components known design generally have a one-piece or multi-part ferrite core, which is in a bobbin is arranged on which the winding is applied special base elements arranged for connecting the component to a circuit The manufacture of the individual parts, which come in iohr different forms are known is relatively complex and their composition, as well as the application of the winding are difficult to automate, so that some of this work still has to be carried out by hand. There are Choke coils with a one-piece ferrite core are also known in which the winding is directly on the ferrite core is applied.
so kompliziert aufgebaut, daß sie relativ teuer sind undso complex that they are relatively expensive and ihre automatische Fertigung Schwierigkeiten bereitettheir automatic production causes difficulties
der Wand des büchsenförmigen Kernteiles an derthe wall of the sleeve-shaped core part on the
ausgespart sind, in denen, im wesentlichen parallel zumare recessed in which, essentially parallel to the
sie an den Stirnseiten aus den Flanschen als Lötfahnenthem on the end faces from the flanges as soldering lugs herausragen.stick out.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein induktives Bauelement der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das einerseits so einfach aufgebaut ist, daß eine voliautomaiisierte Fertigung keine Schwierigkeiten bereitet, und das andererseits bei hervorragenden elektrischen und magnetischen Eigenschaften in Abmessungen hergestellt werden kann, die es besonders geeignet zum Einsatz in gedruckten Schaltungen machen.The object on which the invention is based is to provide an inductive component of the above-mentioned to create mentioned type, which is on the one hand so simple that a fully automated production does not cause any difficulties, and on the other hand, with excellent electrical and magnetic properties, it can be manufactured in dimensions that making it particularly suitable for use in printed circuits.
Die Lösung dieser Aufgabe geschieht mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen,This problem is solved with the features specified in the characterizing part of claim 1,
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen des induktiven Bauelementes gemäß der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Particularly advantageous embodiments of the inductive component according to the invention are Subject of the subclaims.
Wie weiter unten anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, ist infolge des besonderen Aufbaues des induktiven Bauelementes eine wirtschaftliche und kostengünstige Herstellung möglich, indem der gesamte Fertigungsablauf beginnend bei den Einzelteilen bis zum fertigen Bauelement weitgehend automatisch erfolgen kann. Die einfach aufgebauten Einzelteile können mit hoher Stückzahl pro Zeiteinheil gefertigt werden, und Montageprozesse können durch Klemmen, Rasten, Schnappen usw. bzw. Thermoplastspritzgießen durch» geführt werden. Klebevorgänge können vermieden werden.As explained in more detail below with reference to exemplary embodiments, is due to the special structure of the inductive component an economical and inexpensive production possible by the entire The manufacturing process begins largely automatically, starting with the individual parts and ending with the finished component can. The simply structured items can be manufactured in large numbers per unit of time, and Assembly processes can be carried out by clamping, latching, snapping, etc. or thermoplastic injection molding through » be guided. Adhesive processes can be avoided.
einfachen Mitteln hervorragende elektrische undsimple means excellent electrical and magnetische Eigenschaften erreicht werden können.magnetic properties can be achieved.
Im folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen induktiven Bauelementes näher erläutert.The following are based on the drawings Embodiments of the inductive component according to the invention explained in more detail.
In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows
F i g, 1 eine Ausführungsform eines Bauelementes nach der Erfindung in einer Vorderansicht mit aufgebrachter Wicklung;FIG. 1 shows an embodiment of a component according to the invention in a front view applied winding;
Fig.2 den Rahmen eines induktiven Bauelementes nach F i g. 1 in einer gegenüber F i g. 1 leicht vergrößerten Vorderansicht;2 shows the frame of an inductive component according to FIG. 1 in one opposite FIG. 1 slightly enlarged front view;
Fig.3 den Rahmen nach Fig.2 in einer Seitenansicht; 3 shows the frame according to FIG. 2 in a side view;
F i g. 4 einen in einen Rahmen nach den F i g. 2 und 3 einsetzbaren Ferritkern in einer F i g. 3 entsprechenden Ansicht;F i g. 4 a in a frame according to the F i g. 2 and 3 insertable ferrite core in one fig. 3 corresponding Opinion;
Fig.5 den Ferritkern nach Fig.4 in einer Fig.2 entsprechenden Ansicht;Fig.5 shows the ferrite core according to Fig.4 in a Fig.2 appropriate view;
F i g. 6 den Ferritkern nach den F i g. 4 und 5 in einer Ansicht in Längsrichtung gesehen.F i g. 6 the ferrite core according to FIGS. 4 and 5 seen in a view in the longitudinal direction.
Bei dem in den F i g. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eines induktiven Bauelementes ist die Wicklung 18 auf einen im wesentlichen rechteckigen Rahmen 10 aufgebracht, in dem Anschlußdrähte 16,17 angeordnet sind. Die Enden 18a der Wicklung 18 sind jeweils mit dem in F i g. 1 oberen Ende eines der beiden Anschlußdrähte 16 bzw. 17 verbunden. Die in Fig. 1 unteren, verlängerten Enden der Anschlußdrähte 16 und 17 dienen zum Anschluß des Bauelementes an eine gedruckte Schaltung.In the case of the FIG. 1 to 6 illustrated embodiment of an inductive component is the Winding 18 applied to a substantially rectangular frame 10 in which connecting wires 16,17 are arranged. The ends 18a of the winding 18 are each with the one shown in FIG. 1 upper end of one of the two connecting wires 16 and 17, respectively. The in Fig. 1 lower, extended ends of the connecting wires 16 and 17 are used to connect the component to a printed circuit.
Wie F i g. 2 zu entnehmen, besteht der Rahmen 10 aus zwei Querteilen 12,13 und zwei Längsteilen 14,15. Die Anschlußdrähte 16,17 sind durch die Querteile 12 bzw. 13 hindurchgeführt und überragen diese an ihren Außenflächen. Di3 Anordnung der Anschlußdrähte 16, 17 erfolgt im wesentlichen parallel zueinander und zur Längsachse des Rahmens 10, wobei sie jeweils innerhalb des Querteils 12 bzw. 13 eine Kröpfung 16a, 17a bzw. 16Ä, 176 aufweisen, durch die erreicht wird, daß die Anschlußdrähte 16, 17 in den Längsteilen 14, 15 des Rahmens 10 unmittelbar an der Innenseite des Rahmens entlang verlaufen. In den Rahmen 10 ist ein Ferritkern einsetzbar, der in den F i g. 4 bis 6 dargestellt ist Der Ferritkern 11 besitzt in einer durch seine Längsmittelachse gehenden Ebene einen doppel-T-förmigen Querschnitt, während in einer weiteren durch die Längsmittelachse gehenden zur ersten Ebene senkrecht stehenden zweiten Ebene sein Querschnitt rechteckförmig ist, d. h. daß die Dicke des Kernes in dieser Richtung konstant ist Das in Längsrichtung des Kernes 11 verlaufende Mittelteil üb besitzt eine größere Länge als die beiden Querteile 11aLike F i g. 2, the frame 10 consists of two transverse parts 12, 13 and two longitudinal parts 14, 15. The connecting wires 16, 17 are passed through the transverse parts 12 and 13 and protrude beyond these on their outer surfaces. The connecting wires 16, 17 are arranged essentially parallel to one another and to the longitudinal axis of the frame 10, whereby they each have an offset 16a, 17a or 16A, 176 within the transverse part 12 or 13, by means of which the connecting wires 16 , 17 in the longitudinal parts 14, 15 of the frame 10 run directly along the inside of the frame. A ferrite core, which is shown in FIGS. 4 to 6 is shown The ferrite core 11 has a double-T-shaped cross section in a plane passing through its longitudinal center axis, while in a further second plane perpendicular to the first plane, its cross section is rectangular, ie the thickness of the core is constant in this direction. The central part u , which runs in the longitudinal direction of the core 11, has a greater length than the two transverse parts 11a
Der Kern 11 ist in das Rahmenteil 10, in der aus F i g. 2 ersichtlichen und gestrichelt dargestellten Weise, so eingesetzt, daß die Anschlußdrähte 16,17 in der durch die Längsmittelachse des Kernes gehenden Ebene liegen, in der die Dicke D des Kernes konstant ist. Diese Anordnung der Anschlußdrähte 16,17 kann auch F i g. 6 entnommen werden.The core 11 is in the frame part 10 in which FIG. 2 and shown in dashed lines, inserted so that the connecting wires 16, 17 lie in the plane passing through the longitudinal center axis of the core, in which the thickness D of the core is constant. This arrangement of the connecting wires 16, 17 can also be shown in FIG. 6 can be taken.
Wie aus Fig.2 weiterhin zu entnehmen, sind die Querteile 12, 13 des Rahmens 10 mit einer leichten
Wölbung nach innen versehen, durch die beim Einsetzen des Ferritkerns 11 in den Rahmen 10 ein Klemmeffekt
erreicht wird. Weiterhin weist der Ferritkern 11 an zwei
einander gegenüberliegenden Oberflächen (siehe Fig.4) jeweils eine langgestreckte Mulde lic auf, die
bei in den Rahmen 10 eingesetztem Ferritkern den Anschlußdrähten 16,17 gegenüberliegt. Auf diese Weise
wird eine Berührung zwischen den Anschlußdrähten 16, 17 und dem Ferritkern 11 auch dann vermieden, wenn
die Oberfläche der Anschlußdrähte 16, 17 an der Innenseite des Rahmens nicht überall vom Kunststoffmaterial
der Längsteile 14,15 überdeckt ist
Die Abmessungen des Ferritkerns 11 werden vorzugsweise so gewählt, daß das Verhältnis der
Gesamtlänge 1 des Kernes 11 zur Länge b des Querteils
11a im Bereich zwischen 2 :1 bis 4 :1 liegt Weiterhin ist
es vorteilhaft, wenn das Verhältnis der Dicke d desAs can also be seen from FIG. 2, the transverse parts 12, 13 of the frame 10 are provided with a slight inward curvature through which a clamping effect is achieved when the ferrite core 11 is inserted into the frame 10. Furthermore, the ferrite core 11 has on two mutually opposite surfaces (see FIG. 4) in each case an elongated trough lic which, when the ferrite core is inserted into the frame 10, lies opposite the connecting wires 16, 17. In this way, contact between the connecting wires 16, 17 and the ferrite core 11 is avoided even if the surface of the connecting wires 16, 17 on the inside of the frame is not covered everywhere by the plastic material of the longitudinal parts 14, 15
The dimensions of the ferrite core 11 are preferably chosen so that the ratio of the total length 1 of the core 11 to the length b of the transverse part 11a is in the range between 2: 1 to 4: 1. Furthermore, it is advantageous if the ratio of the thickness d des
ίο Mittelteils 116 gemessen senkrecht zur Ebene der Anschlußdrähte 16,17 zur Gesamtlänge /des Kernes 11 im Bereich zwischen 1 :4 bis 1 :8 liegtίο middle part 116 measured perpendicular to the plane of the Connecting wires 16, 17 to the total length / of the core 11 is in the range between 1: 4 to 1: 8
Bei einer derartigen Bemessung des Ferritkerns werden -optimale Verhältnisse bezüglich der magnetisehen und thermischen Belastbarkeit des Bauelementes insofern erreicht als bei der thermischen Belastungsgrenze auch die magnetische Höchstbelastbarkeit erreicht ist Dies ist auf den Umstand zurückzuführen, daß bei einem Kern der dargestellten Bauart die thermische Belastbarkeit in etwa proportional mit der Länge des Kernes ansteigt während -.lie magnetische Belastbarkeit in Abhängigkeit von acr Länge des Kernes ein Maximum durchläuft Diese magnetische Belastbarkeit ist gegeben durch den Grenzwert für die magnetische Durchflutung, bei dem die Induktivität durch Sättigung des Ferritwerkstoffes abzusinken beginnt Durch die Wahl der oben angegebenen Abmessungen des Ferritkerns ist eine Optimierung hinsichtlich der beiden Belastungsgrenzen möglich.With such a dimensioning of the ferrite core, optimal conditions with regard to the magnetic and thermal load capacity of the component are achieved insofar as the maximum magnetic load capacity is reached at the thermal load limit increases proportionally with the length of the core while -.lie magnetic load capacity depending on acr length of the core passes through a maximum The dimensions of the ferrite core given above can be optimized with regard to the two load limits.
Ein weiterer Vorteil der speziellen Ausgestaltung des Ferritkernes liegt darin begründet daß ein Verlauf der magnetischen Feldlinien erzielt werden kann, der ein Minimum an Wirbelstromverlusten in den parallel geführten Anschlußdrähten 16, 17 hervorruft Diese Zusammenhänge sind den F i g. 4 und 6 zu entnehmen, in denen die magnetischer. Feldlinien H gestrichelt angedeutet sind. Weiterhin ist in Fig.6 ebenfalls gestrichelt in einer Kurve F der Verlauf der Amplitude der magnetischen Feldliniendichte bezogen au* ein strichpunktiertes Koordinatensystem X-Y dargestellt Es zeigt sich, daß bei einer Ausgestaltung des Ferritkerns 11 gemäß den F i g. 4 bis 6 an der Stelle, an der die Anschlußdrähte 16 und 17 am Ferritkern 11 entlanggeführt sind, ein Minimum der magnetischen Feldüniendichte liegtAnother advantage of the special design of the ferrite core is based on the fact that a course of the magnetic field lines can be achieved which causes a minimum of eddy current losses in the parallel lead wires 16, 17. These relationships are shown in FIGS. 4 and 6, in which the magnetic. Field lines H are indicated by dashed lines. Furthermore, the course of the amplitude of the magnetic field line density based on a dot-dash coordinate system XY is shown in dashed lines in a curve F in FIG. 4 to 6 at the point at which the connecting wires 16 and 17 are guided along the ferrite core 11, there is a minimum of the magnetic field point density
Die Herstellung und Zusammensetzung des in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Bauelementes kann in einfacher Weise, gegebenenfalls vollautomatisch, durchgeführt werden.The manufacture and assembly of the component shown in FIGS. 1 to 6 can be carried out in be carried out in a simple manner, possibly fully automatically.
Ausgangspunkt der Herstellung können die paarweise in einem Metallgurtband kammartig angeordneten Anschlußdrähte 16, 17 sein. Dieser Gurt wird nach Kröpfung der Anschlußdrähte einer Spritzgießmaschine zuf°.f/ihrt und es werden die Rahmen 10 angespritzt.The starting point of manufacture can be arranged in a comb-like manner in pairs in a metal belt strap Connecting wires 16, 17 be. This belt is after cranking the connecting wires of an injection molding machine zu ° .f / her and the frames 10 are molded on.
Die Ferritkerne 11 können wegen ihrer einfachen Ausbildung, beispielsweise auf Schnelläufcrpressen hergestellt werden und werden in einem weiteren Arbeitsgang in die Rahmen 10 eingedrückt. Anschließend erfolgt die Bewicklung des Bauelementes, wobei die Wicklungsende:, mit den Anschlußdrähten 16 und 17 verbunden werden. Wie F i g. 1 zu entnehmen, läuft die Wicklung dabei außen um die Längsteile 14, 15 des Rahmens 10 herum, wodurch die Einzelteile Ferritkern 11 und Rahmen 10 fest zusammengehalten werden. DieThe ferrite cores 11 can, because of their simple design, for example on high-speed presses are produced and are pressed into the frame 10 in a further operation. Afterward the component is wound with the winding end :, with the connecting wires 16 and 17 get connected. Like F i g. 1, the winding runs around the outside of the longitudinal parts 14, 15 of the Frame 10 around, whereby the individual parts ferrite core 11 and frame 10 are firmly held together. the
f>5 Halterung des Ferritkerns 11 innerhalb des Rahmens 10 bringt den Vorteil, da£ die Ereite der Rahmenteile und die Dicke des Ferritkernes so aufeinander abgestimmt werden können, daß beim Bewickeln der Wickeldrahtf> 5 Mounting of the ferrite core 11 within the frame 10 has the advantage that the ereite of the frame parts and the thickness of the ferrite core can be coordinated so that when winding the winding wire
18 nichl über Kanten des Ferritkernes 11 geführt wird und somit eine Beschädigung der Isolation des Wickeldrahtes 18 vermieden werden kann. Es können daher auch elektrisch leitfähige Ferritkerne verwendet werden.18 is not guided over the edges of the ferrite core 11 and thus damage to the insulation of the winding wire 18 can be avoided. It can therefore electrically conductive ferrite cores are also used.
Das beschriebene Bauelement hat zudem den Vorteil, daß, da der Ferritkern 11 nicht an allen vier Seiten von einem Spulenkörper umgeben ist, nur ein sehr kleiner Querschnitt von nicht magnetisierbarem Material ausgefüllt ist.The component described also has the advantage that, since the ferrite core 11 is not on all four sides of is surrounded by a bobbin, only a very small cross-section of non-magnetizable material is filled out.
Zweckmäßig erfolgt der Anschluß der Wicklungsenden an den an einer Seite des Rahmens 10 herausragenden AnschluDdrähten 16, 17, während der Anschluß des Bauelementes an eine Schaltung jeweils an dem entgegengesetzten Ende der Anschlußdrähte 16, 17 erfolgt. Dadurch sind die Aufgaben »Anschluß derThe winding ends are expediently connected to those on one side of the frame 10 protruding connecting wires 16, 17, while the connection of the component to a circuit in each case at the opposite end of the connecting wires 16, 17 takes place. Thereby the tasks »Connection of the
Wicklung an die Anschlußdrähte« und »Anschluß des Bauelementes an eine Schaltung« funktionell voneinander getrennt. Dies bringt weitere Vorteile beim Einbau der Bauelemente in gedruckte Schaltungen mit sich.Winding to the connecting wires "and" connection of the component to a circuit "functionally separated from one another. This brings further advantages during installation of the components in printed circuits.
Weiterhin kann in nicht dargestellter Weise das Bauelement mit einer über den Rahmen 10 in Längsrichtung aufschiebbaren Haube versehen werden. Die Haube kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen und so ausgebildet sein, daß sie beim Ende des Aufschiebvorganges hinter den Rahmen 10 einschnappt und dadurch gegen Abfallen verriegelt ist.Furthermore, in a manner not shown, the component can be provided with an over the frame 10 in A hood that can be pushed open lengthways is provided. The hood can for example consist of plastic and be designed so that it snaps into place behind the frame 10 at the end of the pushing-on process and is thus locked against falling off.
Die aufschiebbare Haube kann aber auch aus ferromagnetische!!! Material bestehen. Dies bringt einerseits eine Vergrößerung der maximalen Induktivität um den Faktor 3 bis 5 und es wird andererseits der Vorteil einer magnetischen Abschirmung erzielt.The slide-open hood can also be made of ferromagnetic !!! Material. This brings on the one hand, an increase in the maximum inductance by a factor of 3 to 5 and, on the other hand, the Achieved advantage of magnetic shielding.
Claims (7)
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DE3013746A1 DE3013746A1 (en) | 1981-10-15 |
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Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202005019496U1 (en) * | 2005-12-14 | 2007-04-26 | Neosid Pemetzrieder Gmbh & Co Kg | Inductive miniature component e.g., for SMD assemblies, has entrance aperture extending to transverse bars normal to the plane of frame |
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- 1980-04-10 DE DE19803013746 patent/DE3013746C2/en not_active Expired
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