DE3731286A1 - Laminierter transformator - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen laminierten Transformator, insbesondere auf einen hauptsächlich für einen Hochfrequenzschwingkreis verwendeten laminierten Transformator.

Die herkömmlichen laminierten Transformatoren oder Transfor­ matoren mit Wicklungen, die als Bestandteil einer elektroni­ schen Schaltung verwendet werden, sind bekannt.

Der Transformator mit Wicklungen ist mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung um den Ferritkern versehen, welche schwer miniaturisierbar sind. Da der Anschluß an den Lei­ tungsdraht schwierig ist, ist der Transformator für Massen­ produktion schlecht geeignet, wobei es Schwierigkeiten be­ reitet, die Leitungsdrähte wegzulassen oder ihn in Form von Chips herzustellen. Um weiterhin einen Induktivitätswert einstellen zu können, muß die Anzahl der Windungen jeder Wicklung verändert werden und muß ganzahlig sein, wobei es schwierig ist, den gewünschten Induktivitätswert zu erhal­ ten.

Im Gegensatz dazu ist der die Miniaturisierung und die Chip­ herstellung ermöglichende laminierte Transformator seit einiger Zeit weit verbreitet.

Ein herkömmliches Beispiel solch eines laminierten Transfor­ mators ist der laminierte Transformator 30 mit dem soge­ nannten Durchgangslochsystem nach Fig. 5. Der laminierte Transformator 30 weist mehrere (in Fig. 5 sieben) Ferrit­ platten 31 bis 37 auf, welche in dieser Reihenfolge lami­ niert und so gebrannt werden, daß sie eine integrierte Form aufweisen, wobei jede Ferritplatte eine Leitungsbahn oder ein folgendermaßen geformtes Durchgangsloch aufweist: Zunächst wird auf die Ferritplatte 31 eine sich mit einem Ende zu der Außenkante der Platte 31 erstreckende J-förmige Leitungsbahn 31 a aufgebracht. Auf der Ferritplatte 32 wird eine U-förmige Leitungsbahn 32 a aufgebracht, wobei in dem einen Ende ein Durchgangsloch 32 b durch die Ferritplatte 32 vorgesehen ist. Auf der Ferritplatte 33 wird eine J-förmige Leitungsbahn 33 a aufgebracht, deren eines Ende sich zu der Außenkante der Platte 33 erstreckt und in deren anderem Ende ein Durchgangsloch 33 b durch die Platte 33 vorgesehen ist.

Auf der Ferritplatte 34 wird eine J-förmige, sich mit einem Ende zu der Außenkante der Platte 34 erstreckende Lei­ tungsbahn 34 a aufgebracht. Auf der Ferritplatte 35 wird eine U-förmige Leitungsbahn 35 a aufgebracht, deren eines Ende ein Durchgangsloch 35 b durch die Platte 35 aufweist. Auf der Ferritplatte 36 wird eine J-förmige Leitungsbahn 36 a aufge­ bracht, deren eines Ende sich zu der Außenkante der Platte 36 erstreckt und in deren anderem Ende ein Durchgangsloch 36 b vorgesehen ist. Auf der Ferritplatte 37 ist keine Lei­ tungsbahn und kein Durchgangsloch vorgesehen.

Die so konstruierten Ferritplatten 31 bis 37 werden nach­ einander laminiert und gebrannt, so daß die Leitungsbahnen 31 a, 32 a über das Durchgangsloch 32 b elektrisch verbunden sind und die Leitungsbahnen 32 a, 33 a über das Durchgangsloch 33 b elektrisch verbunden sind. Zwischen dem einen Ende der Leitungsbahn 31 a und dem einen Ende der Leitungsbahn 33 a ist eine Primärspule vorgesehen. Die Leitungsbahnen 34 a, 35 a sind über das Durchgangsloch 35 b und die Leitungsbahnen 35 a, 36 a sind über das Durchgangsloch 36 b elektrisch verbunden. Zwi­ schen dem einen Ende der Leitungsbahn 34 a und dem einen Ende der Leitungsbahn 36 a ist eine Sekundärspule gebildet.

Ein weiteres Beispiel eines herkömmlichen laminierten Trans­ formators, wie aus Fig. 6 ersichtlich, wird als gedrucktes System bezeichnet.

Solch ein laminierter Transformator wird zunächst auf einer brennbaren Ferritplatte 45 vorgesehen mit einer ersten Lei­ tungsbahn 46 von ungefähr einer halben Windung der Wicklung (Fig. 6a), als nächstes wird eine zweite Ferritschicht 47 auf die erste Leitungsbahn so aufgedruckt, daß ein Ende der ersten Leitungsbahn 46 (Fig. 6b) freigelassen wird, dann wird auf die zweite Ferritschicht 47 eine zweite Leitungs­ bahn 48 von ungefähr einer halben Windung der Wicklung auf­ gebracht und wird mit dem einen Ende der ersten Leitungsbahn 46 (Fig. 6c) verbunden. Die Ferritschichten und Leitungs­ bahnen werden in dieser Reihenfolge aufgebracht und voll­ ständig gebrannt, so daß sie eine integrierte Form aufweisen und ein laminierter Transformator entsteht.

In dem laminierten Transformator 30 nach dem Durchgangs­ lochsystem sind die die Primärspule bildenden Leitungsbahnen 31 a, 32 a einander senkrecht gegenüber angeordnet, wobei die Ferritplatte 32 dazwischenliegt, und die Leitungsbahnen 32 a, 33 a mit der dazwischenliegenden Ferritplatte 33 eben­ falls einander senkrecht gegenüber angeordnet sind. Ent­ sprechend sind die die Sekundärspule bildenden Leitungsbah­ nen 34 a, 35 a einander senkrecht gegenüber angeordnet, wobei die Ferritplatte 35 dazwischenliegt und die Leitungsbahnen 35 a, 36 a mit der dazwischenliegenden Ferritplatte 36 genauso angeordnet sind. So entstehen zwischen den Leitungsbahnen 31 a, 32 a; 32 a, 33 a; 34 a, 35 a; 35 a, 36 a Kapazitäten, wodurch die zur Eigenresonanz führende Eigenkapazität zunimmt, weshalb der so konstruierte laminierte Transformator für die Verwen­ dung in einem Hochfrequenzschwingkreis nicht geeignet ist. Wenn eines der Durchgangslöcher 32 b, 33 b, 35 b, 36 b seine Lage gegenüber der jeweiligen Leitungsbahn 31 a, 32 a, 34 a, 35 a wäh­ rend der Laminierung der Ferritplatten 31 bis 37 verändert, kann die kontinuierliche Wicklung nicht gebildet werden, so daß gelegentlich Schwierigkeiten wie beispielsweise eine Unterbrechung entsteht, wodurch die Betriebssicherheit her­ abgesetzt wird.

Andererseits wird bei dem laminierten Transformator nach dem gedruckten System, ähnlich wie bei dem Transformator nach dem Durchgangslochsystem, der Kondensator zwischen den entsprechenden Leitungsbahnen gebildet, wobei der Mangel dieses laminierten Transformators darin liegt, daß er für die Verwendung in einem Hochfrequenzschwingkreis nicht ge­ eignet ist.

Bei dem laminierten Transformator nach dem Durchgangslochsy­ stem ist die Bildung der Durchgangslöcher und das Verbinden der Ferritplatten über die Durchgangslöcher zeitaufwendig, während bei dem Transformator nach dem gedruckten System das Übereinanderlagern von Ferritschichten und Leitungsbahnen viel Zeit in Anspruch nimmt. Daher weisen die laminierten Transformatoren nach den beiden obigen Systemen das Problem auf, daß ihre Bearbeitungen kompliziert und zeitaufwendig sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen laminierten Transformator zu schaffen, der selbst hei Anwen­ dung in einem Hochfrequenzband keine Eigenresonanz aufweist.

Der vorliegenden Erfindung liegt weiter die Aufgabe zu­ grunde, einen laminierten Transformator zu schaffen, bei welchem keine Schwierigkeiten bei der Herstellung auftreten.

Der vorliegenden Erfindung liegt weiter die Aufgabe zu­ grunde, im Vergleich zu dem laminierten Transformator nach dem Durchgangslochsystem oder dem gedruckten System einen leicht herstellbaren laminierten Transformator mit hoher Betriebssicherheit zu schaffen.

Der vorliegenden Erfindung liegt schließlich die Aufgabe zu­ grunde, einen laminierten Transformator zu schaffen, welcher wahlweise einen kennzeichnenden Scheinwiderstand durch die Veränderung der Breite jeder Leitungsbahn und der Abstände zwischen den entsprechenden Leitungsbahnen erzielt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen laminierten Transformators,

Fig. 2 eine perspektivische Sprengansicht des laminierten Transformators nach Fig. 1 mit mit linearen Lei­ tungsbahnen versehenen Ferritplatten,

Fig. 3 einen äquivalenten Stromkreis des laminierten Trans­ formators nach Fig. 1,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer Ferritplatte, auf welcher eine Leitungsbahn in der Form eines kreisför­ migen Bogens aufgebracht ist,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen la­ minierten Transformators nach dem Durchgangslochsy­ stem und

Fig. 6 eine Darstellung des Herstellungsvorganges eines la­ minierten Transformators nach dem System der gedruck­ ten Schaltung.

Der erfindungsgemäße Transformator nach Fig. 1 und 2 weist einen laminierten Sinterkörper 16 aus mehreren (in der Figur fünf) Ferritplatten 11 bis 15 sowie daran vorgesehenen Außenelektroden 17 bis 20 auf.

Die jeweiligen Ferritplatten 11 bis 15 sind rechteckig, gleichgroß und weisen die folgenden Leitungsbahnen auf:

Eine als Hauptleitungsbahn verwendete Leitungsbahn 11 a ist im Mittelbereich der Ferritplatte 11 aufgebracht und mit den beiden Enden der Leitungsbahn 11 a verbundene Anschluß­ elektroden 11 b, 11 c sind an zwei Ecken der Platte 11 ausge­ führt.

Im Mittelbereich der Ferritplatte 12 ist eine als Neben­ leitungsbahn verwendete lineare Leitungsbahn 12 a aufgebracht und an zwei, den Anschlußelektroden 11 b, 11 c der Ferritplatte 11 gegenüberliegenden Ecken der Ferritplatte 12 sind jeweils Anschlußelektroden 12 b, 12 c ausgeführt.

Die Ferritplatte 13 ist mit der Ferritplatte 11 identisch und ist mit einer als Hauptleitungsbahn verwendeten Lei­ tungsbahn 13 a und zwei Anschlußelektroden 13 b, 13 c versehen.

Die Ferritplatte 14 ist mit der Ferritplatte 12 identisch und ist mit einer als Nebenleitungsbahn verwendeter Lei­ tungsbahn 14 a sowie zwei Anschlußelektroden 14 b, 14 c verse­ hen.

Auf die Ferritplatte 15 ist keine Leitungsbahn aufgebracht. Die so konstruierten Ferritplatten 11 bis 15 werden in die­ ser Reihenfolge laminiert und zu dem laminierten Sinterkör­ per 16 gebrannt.

In Fig. 1 beziehen sich die Bezugszeichen 17 und 18 auf die Hauptanschlußelektroden und die Bezugszeichen 19 und 20 auf die Nebenanschlußelektroden, wobei die Elektroden 17 bis 20 an vier Ecken des laminierten Sinterkörpers 16 durch Aufbrennen von Silberpaste oder dergleichen gebildet werden. Die Hauptanschlußelektrode 17 ist mit den Anschlußelektroden 11 b, 13 b elektrisch verbunden, die Hauptanschlußelektrode 18 mit den Anschlußelektroden 11 c, 13 c, die Nebenanschlußelek­ trode 19 mit den Anschlußelektroden 12 b, 14 b, und die Neben­ anschlußelektrode 20 jeweils mit den Anschlußelektroden 12 c, 14 c. Daraus ergibt sich ein Ersatzstromkreis des lami­ nierten Transformators nach Fig. 3, in welchem die Leitungs­ bahnen 11 a, 13 a als Hauptleitungsbahnen parallel geschaltet sind und die Leitungsbahnen 12 a, 14 a als Nebenleitungsbahnen parallel geschaltet sind.

So weist der erfindungsgemäße laminierte Transformator meh­ rere laminierte und zu einem laminierten Sinterkörper ge­ brannte Ferritplatten mit jeweils einer Leitungsbahn sowie an vier Ecken des Sinterkörpers aufgebrachte Anschlußelek­ troden auf, wodurch der Transformator im Vergleich zu dem herkömmlichen laminierten Transformator nach dem Durchgangslochsystem oder nach dem System gedruckter Schal­ tungen leicht herstellbar und betriebssicherer ist.

Weiterhin weisen die als Haupt- und Nebenleitungsbahnen ver­ wendeten Leitungsbahnen keine Spule und keine Eigenkapazität auf, so daß selbst bei Verwendung in einem Hochfrequenzband keine Eigenresonanz auftritt.

In den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen laminierten Transformators sind die Ferritplatten 11 bis 14 mit vier in der Anzahl nicht festgelegten Leitungsbahnen versehen. Ihre Anzahl kann jedoch der gewünschten Stromkapazität oder der Induktivität des laminierten Transformators entsprechen.

Weiterhin sind die Konfigurationen der Leitungsbahnen 11 a bis 14 a auf den Ferritplatten 11 bis 14, welche die Form eines kreisförmigen Bogens, wie aus Fig. 4 ersichtlich, aufweisen können, frei wählbar, und als Alternative können Zwischenanschlüsse an den Haupt- und Nebenleitungsbahnen vorgesehen werden.

Weiterhin werden in einem Fall, in dem der laminierte Trans­ formator als Breitbandtransformator, zum Beispiel als Symme­ trieübertrager, verwendet wird , die Leitungsbahnen in ihrer Breite verändert sowie auch der Abstand zwischen diesen, wo­ durch wahlweise der kennzeichnende Scheinwiderstand erzielt wird.

Obwohl mehrere Ausführungsformen beschrieben wurden, sind sie rein exemplarisch für die Erfindung und dürfen nicht als begrenzende Konstruktionen angesehen werden, da die Erfin­ dung allein durch die beiliegenden Ansprüche bestimmt wird.

Claims (4)

1. Laminierter Transformator mit mehreren, jeweils mit Lei­ terbahnen versehenen und zu einem laminierten Sinterkör­ per gebrannten Ferritplatten, und zwei Hauptanschlußelektroden und zwei Nebenanschlußelektroden, welche an den Abschlußflächen des laminierten Sinterkör­ pers vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die auf jede Ferritplatte (11, 12, 13, 14) aufgebrachte Leitungsbahn (11 a, 12 a, 13 a, 14 a) als Haupt- oder Nebenleitungsbahn ver­ wendet wird, wobei die als Hauptleitungsbahn verwendete Leitungsbahn mit einem Ende mit dem einem Ende der Haupt­ anschlußelektroden elektrisch verbunden ist und mit dem anderen Ende mit dem anderen Ende der Haupt­ anschlußelektroden elektrisch verbunden ist, und wobei die als Nebenleitungsbahn verwendete Leitungsbahn mit einem Ende mit dem einen Ende der Nebenanschlußelektroden elektrisch verbunden ist und mit dem anderen Ende mit dem anderen Ende der Nebenanschlußelektroden elektrisch ver­ bunden ist.

2. Laminierter Transformator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die mit den Hauptleitungsbahnen verse­ henen Ferritplatten und die mit den Nebenleitungsbahnen versehenen Ferritplatten abwechselnd übereinander lami­ niert werden.

3. Laminierter Transformator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle Ferritplatten (11, 12, 13, 14, 15) rechteckig sind und daß jede auf die Ferritplatte aufge­ brachte Leitungsbahn eine lineare Leitungsbahn und an zwei Ecken der Ferritplatte angeordnete und mit beiden Enden der Leitungsbahn verbundene Anschlußelektroden auf­ weist.

4. Laminierter Transformator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß alle Ferritplatten (11, 12, 13, 14, 15) rechteckig sind und daß jede auf die Ferritplatte aufge­ brachte Leitungsbahn in der Form eines kreisförmigen Bo­ gens ausgeführt ist und an zwei Ecken der Ferritplatte angeordnete und mit beiden Enden der Leitungsbahn verbun­ dene Anschlußelektroden aufweist.