EP0378823A2 - Verwendung eines Magnetkerns in einem Schnittstellen- Übertrager - Google Patents

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EP0378823A2
EP0378823A2 EP89123354A EP89123354A EP0378823A2 EP 0378823 A2 EP0378823 A2 EP 0378823A2 EP 89123354 A EP89123354 A EP 89123354A EP 89123354 A EP89123354 A EP 89123354A EP 0378823 A2 EP0378823 A2 EP 0378823A2
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EP
European Patent Office
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interface
transformers
magnetic core
isdn
atomic
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EP0378823B1 (de
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Johannes Binkofski
Dietmar Grätzer
Giselher Dr. Herzer
Hans-Reiner Dr. Hilzinger
Jörg Dr. Petzold
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Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Original Assignee
Vacuumschmelze GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP0378823A3 publication Critical patent/EP0378823A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15316—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Co

Definitions

  • the invention relates to a magnetic core for an interface transmitter according to the preamble of claim 1.
  • Such an interface transmitter is used in the so-called S0 interface of the ISDN network as a transmitter at the interface between the network termination and the individual terminals.
  • ISDN is a new, global, digital communication system.
  • the connection between a digital local exchange and a so-called network termination is made via a U k0 line interface .
  • the distance between the digital local exchange and a network termination can be max. 8 km.
  • Up to 8 end devices can be connected to a single network termination.
  • the end devices can be, for example, telephone, screen telephone, screen text, facsimile, text fax, work station etc.
  • the end devices can in turn be up to 150 m away from the respective network termination.
  • the interface between the network termination and the end devices is referred to as the S0 user interface.
  • Roof waste is the undesired decrease in the voltage of the transmitted pulse during the pulse duration.
  • the inductance of the transmitter In order to meet the ISDN requirements, the inductance of the transmitter must be greater than about 20 mH.
  • the capacitance values of the transmitter have an effect on the signal shape of the transmitted pulse, in particular when changing from the high to the low state.
  • the coupling capacitance is the capacity between two different windings of the transformer.
  • the coupling capacity depends, among other things, on the number of turns applied and also on the arrangement of the windings.
  • the inductance of the transformer is directly proportional to the permeability of the core material.
  • a comparatively large magnetic core cross section or high numbers of turns are required.
  • a larger magnetic core cross section means an enlargement of the magnetic core and thus an increase in the construction volume of the transmitter.
  • components that are as small as possible are desirable.
  • a higher number of turns initially means an increase in the coupling capacity and thus a deterioration in the transmission behavior. To avoid this, complicated winding arrangements with insulating layers between the windings are required. This makes the winding complicated and costly.
  • the object of the invention is to provide a magnetic core for an S0 interface transmitter which has the smallest possible construction volume and which, with a simple winding structure and a low number of turns, allows the production of an S0 interface transmitter according to the ISDN requirements.
  • the ISDN requirements should in particular also be met when the transformer is DC-magnetized.
  • Co-based alloys have very low magnetostriction values. This means that the permeability drop due to stresses in the material is very small.
  • the interface transformers With the magnetic cores according to the invention, compact interface transformers with small dimensions can be produced.
  • the interface transformers also meet with a simple winding structure the requirements specified in the standards.
  • the transmitters achieve the required values for the inductance even with a bias, as is to be expected due to an asymmetrical current distribution in the ISDN network.
  • the permeability already decreases sharply with a low pre-magnetization, so that the required inductance can only be achieved with a comparatively large magnetic core cross section or high number of turns. If the permeability ⁇ ⁇ 25,000, the required inductance is also only achieved by the measures mentioned.
  • cobalt-based alloy which, in addition to cobalt, essentially contains iron and manganese with a total proportion of 3 to 8 atom% and metalloids with a proportion of 24 to 29 atom%.
  • Amorphous cobalt-based alloys with a metalloid content in the range from 5 to about 35 atom% are known for example from EP-PS 21 101 and DE-OS 3 021 536.
  • cobalt-based alloys with a metalloid content of less than 24 atomic% or more than 29 atomic% do not meet the requirements for initial permeability. Boron, silicon, carbon and phosphorus can be used as metalloids.
  • the magnetic cores according to the invention meet the ISDN standards of the S0 interface even in the case of premagnetizations such as are expected in the transformers in the network termination.
  • the amorphous cobalt-based alloys can also contain nickel with a proportion of up to 15 atom% and one or more of the elements molybdenum, chromium or niobium with a proportion of up to 1 atom%. Magnetic cores with the highest permissible However, bias values are achieved with the cobalt-iron-manganese-metalloid alloys if the manganese content is at least 0.5 atomic%.
  • S0 interface transmitters can be manufactured with an iron cross-section of less than 0.2 cm2 for the network termination side or with an iron cross-section of less than 0.1 cm2 for the end device side.
  • U K 0 interface transmitters 4 are used to transmit the information between the digital switching center 1 and the network termination 2 .
  • the processing of the digital signals in the network termination 2 is carried out by electronic components 5.
  • the network termination also contains the NT interface transformers 6 of the S0 interface.
  • the transmission of the digital signals between the network termination 2 and a terminal 3 takes place via the transmission lines 7, 8 and the receiving lines 9, 10.
  • the signals are converted via the TE interface transmitter 11 and further processed with electronic components 12.
  • the terminal also contains current-compensated radio interference suppression chokes 13.
  • the magnetic cores according to the invention are used in the NT interface transmitter 6 and the TE interface transmitter 11 of the S0 interface.
  • the terminal devices are partially supplied with power by the digital switching center via the S0 subscriber interface. This is the case, for example, if the terminal is a telephone.
  • the remote supply of the terminals is not shown in FIG. 1. It takes place via the center tap 14 of the NT interface transformer 6.
  • the feed current is divided equally between the transmission lines 7, 8 and the reception lines 9, 10.
  • the different current paths will have different resistances. The reasons for this include, for example, different winding resistances of the transformers and different resistances of the plug contacts of the lines or the connecting cord of a terminal into consideration.
  • the transformer In order to ensure the transmission of a digital pulse within the specified pulse mask as required in the standard, the transformer must have an inductance of more than 20 mH even with the specified bias currents. Furthermore, the coupling capacity should be low. The upper limit for this is about 100 pF.
  • the amorphous magnetic core materials were produced in the form of thin strips by the melt spin process. This method is well known and does not form the subject of this invention. Toroidal tape cores were then wound from the amorphous tapes. The toroidal cores were then subjected to a heat treatment in the transverse field, ie in a magnetic field parallel to the rotational symmetry axis of the toroidal cores. For this purpose, the cores were heated to a temperature of approximately 420 ° C. and then cooled at a cooling rate of 0.1 to 3 K / min.
  • the magnetic cores according to the invention have magnetostriction values of less than 0.3 * 10 ⁇ 6. This means that the permeability drop due to stresses in the material is very small.
  • a magnetic core with the alloy composition produced. Different cooling speeds of 0.2, 0.4 and 1.0 K / min were selected. Table 1 lists the values for the saturation induction Bs, the initial permeability ⁇ , measured at a frequency of 20 kHz, and the magnetic field strength Ho, at which the permeability has dropped to 70% of the value of the initial permeability.
  • the magnetic field strength Ho together with the initial permeability, provides information about the suitability as a transmitter material in the case of a pre-magnetization. Small Ho values mean suitability only with a small bias.
  • a magnetic core is listed under No. 11.1, which has an alloy composition outside the claimed range.
  • the metalloid content in this example is 20 atom%.
  • Table II lists the magnetic values of magnetic cores made of manganese-free alloys.
  • the alloys also contain 1.5 atom% molybdenum.
  • a comparison shows that these magnetic cores have smaller Ho values than the manganese-containing magnetic cores according to Example 2.
  • the manganese-free magnetic cores with a molybdenum additive can therefore be used advantageously for TE interface transformers 11.
  • magnetic core no. 14.1 shows, however, suitable heat treatment can also achieve high Ho values such that these magnetic cores can be used in the NT interface transformer 6.
  • the pairs of values represented by stars refer to an alloy of the composition From such an application, particularly advantageous range limits for the metalloid content can be specified as a function of the content of other metal alloy components and of the initial permeability ⁇ .
  • the individual metal alloy portions of a magnetic core according to the invention are given by: 3 ⁇ a + b ⁇ 8, c ⁇ 15, d ⁇ 1, 0.3 ⁇ x ⁇ 0.7.
  • FIG. 3 shows the relationship between Ho and the initial permeability for manganese-containing and manganese-free magnetic cores according to Examples 2 and 3, respectively.
  • the illustration shows that the Ho values are increased by the addition of manganese.
  • the manganese-containing magnetic cores can achieve Ho values that are significantly higher than those of the manganese-free magnetic cores.
  • the manganese-containing alloys are therefore the preferred magnetic core materials for the claimed interface transformers.
  • the manganese-containing alloys are therefore preferred as magnetic core materials, especially for interface transformers with a high DC bias.
  • Amorphous cobalt-based alloys containing various combinations of iron, manganese, nickel and molybdenum additives were examined in a further extensive series of tests. The results are summarized in Tab. 3.
  • the initial permeability was again measured at a frequency of 20 kHz.
  • permeability values in the range from 25,000 to 95,000 can also be achieved with these magnetic cores.
  • This often requires a relatively high cooling rate in the heat treatment, which is more difficult to implement technically.
  • the elements chrome or niobium have the same effect as molybdenum.
  • Suitable magnetic cores can therefore also be produced with amorphous cobalt-based alloys which, in addition to cobalt, iron, manganese and metalloids, also contain nickel, molybdenum, chromium or niobium. However, preference is given to alloys which are free from the latter alloy elements.
  • Sufficient inductance values and low coupling capacitance values could also be achieved with magnetic cores No. 5.3, 6.3 and 7.3.
  • the magnetic cores mentioned have permeability values between 67,000 and 86,000.
  • the Ho values are in the range between 26 and 45 mA / cm.
  • Fig. 4 the dependence of the inductance on the DC bias for transformers with magnetic cores No. 3.2 and 12.1 is shown graphically. 2 x 19 turns are applied to the magnetic cores.
  • the transformer with the manganese-containing magnetic core 3.2 shows a significantly higher direct current load than the transformer with the manganese-free core No. 12.1.
  • the transformer with the manganese-containing core no. 3.2 in the specified embodiment fulfills the ISDN requirements up to a DC bias of about 5 mA. It can therefore be used in particular as a TE interface transformer 11.
  • Transformers were manufactured with the magnetic cores no. 1.2, 7.1, 9.2, 10.2, 11.1 and 27.1. The transformers in turn had two windings of the same number of turns. The dimensions of the finished component were 14 x 7 x 6 mm. The inductance L (0) without premagnetization and the Inductance with a DC bias of 12 mA and the coupling capacitance C. The measurements were carried out at a frequency of 20 kHz. The results are summarized in Tab. 5.
  • the permeability of the cores used by way of example is between 34,000 and 39,000.
  • the Ho values are in the range between 90 and 108 mA / cm. It can be seen from the comparison with the values from Example 5 that magnetic cores with a lower initial permeability and a higher Ho value must be selected for higher direct current preloads. This can also be seen from the transformers with magnetic core No. 11.1 and 27.1 also listed in Tab.
  • FIG. 5 shows the dependency of the inductance on the direct current bias for two transformers with the magnetic cores No. 9.2 and 14.1, respectively.
  • the transformer with the manganese-free core No. 14.1 fulfills the ISDN requirements for inductance up to a DC current load of around 10 mA.
  • the transmitter with the manganese-containing magnetic core No. 9.2 fulfills the ISDN requirements with regard to Inductance up to a DC bias of about 14 mA. With the specified size and number of turns, it can thus be used as an NT interface transformer 6.
  • FIG. 5 again illustrates the superiority of the magnetic cores containing manganese with a high direct current preload.
  • the magnetic cores according to the invention can thus be used to produce very compact transmitters which meet the ISDN requirements.
  • the appropriate magnetic cores for the different DC biases can easily be selected based on the examples given.
  • Tab. I No. v (K / min) Fe Mn Si B Bs (T) ⁇ i x1000 Ho (mA / cm) 1.1 0.2 4th 0 16.8 11 0.63 34 108 1.2 0.4 0.63 38 90 1.3 1.0 0.63 43 84 2.1 0.2 3.3 1 17.3 11 0.58 106 14 2.2 0.4 0.58 118 12 2.3 1.0 0.58 130 9 3.1 0.2 3.3 1 17th 11 0.60 65 43 3.2 0.4 0.60 78 34 3.3 1.0 0.60 93 22 4.1 0.2 3.5 1 16.7 11 0.60 45 73 4.2 0.4 0.60 57 53 4.3 1.0 0.60 75 32 5.1 0.2 3.4 1 16.7 11 0.61 54 57 5.2 0.4 0.61 69 43 5.3 1.0 0.61 86 26 6.1

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Abstract

Im neuen digitalen Kommunikationssystem ISDN erfolgt die Übertragung zwischen dem Netzabschluß (2) und den Endgeräten (3) über die sogenannte S0 - Schnittstelle durch Schnittstellenübertrager (6, 11). Da die Stromversorgung der Endgeräte zum Teil ebenfalls über diese Übertrager erfolgt, hat eine Stromunsymmetrie in den Leitungen (7, 8) bzw. (9, 10) eine Vormagnetisierung der Übertrager zur Folge. Die ISDN-Anforderungen an die Übertrager müssen somit auch bei einer Gleichstromvormagnetisierung erfüllt werden. Kompakte Übertrager mit einfachem Wicklungsaufbau, die die ISDN-Anforderungen erfüllen, weisen als Magnetkernmaterial erfindungsgemäß eine amorphe Co-Basislegierung mit einer Permeabilität von mehr als 25 000 und weniger als 95 000 auf. Vorzugsweise enthalten die Magnetkerne neben Co im wesentlichen Fe und Mn mit einem Gesamtgehalt von 3 bis 8 Atom-% sowie Metalloide mit einem Anteil von 24 bis 29 Atom-% und wahlweise bis zu 15 Atom-% Ni sowie bis zu 1 Atom-% Mo, Cr und/oder Ni.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Magnetkern für einen Schnitt­stellen-Übertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Schnittstellen-Übertrager findet Anwendung bei der sogenannten S₀ - Schnittstelle des ISDN-­Netzes als Übertrager an der Schnittstelle zwischen dem Netzabschluß und den einzelnen Endgeräten.
  • ISDN ist ein neues, weltweites, digitales Kommunikations­system. Bei ISDN erfolgt die Verbindung zwischen einer digitalen Ortsvermittlungsstelle und einem sogenannten Netzabschluß über eine Uk0 - Leitungsschnittstelle. Die Entfernung zwischen der digitalen Ortsvermittlungs­stelle und einem Netzabschluß kann hierbei max. 8 km betragen. An einen einzigen Netzabschuß können bis zu 8 Endgeräte angeschlossen werden. Bei den Endgeräten kann es sich beispielsweise um Telefon, Bildschirmtelefon, Bild­schirmtext, Faksimile, Textfax, Arbeitsplatzstation u. a. handeln. Die Endgeräte können wiederum bis zu 150 m vom jeweiligen Netzabschluß entfernt sein. Die Schnittstelle zwischen Netzabschluß und den Endgeräten wird als S₀-­Benutzerschnittstelle bezeichnet.
  • Die Anforderungen an eine solche S₀ - Schnittstelle sind in der internationalen Norm CCITT I.430 bzw. in der Norm FTZ 1 TR 230 der Deutschen Bundespost festgelegt.
  • Diese Normen legen beispielsweise die Impedanz der Schnitt­stelle in Abhängigkeit von der Frequenz oder auch eine sogen. Impulsmaske für die übertragenen digitalen Impulse fest. Mit den sich aus diesen Normen ergebenden Anforde­rungen an die magnetischen und elektrischen Eigenschaften von S₀ - Schnittstellenübertragern beschäftigt sich beispielsweise die Firmenveröffentlichung PUBL 1101E von H. Hemphill, Using Pulse Transformers for ISDN-Applications der Schaffner Elektronik AG, Luterbach, Schweiz. In dieser Veröffentlichung sind in den Fig. 2 und 3 auch die Anfor­derungen an die Impedanz und die Impulsübertragung nach den postalischen Normen dargestellt. Ob ein digitaler Puls innerhalb der vorgegebenen Impulsmaske übertragen werden kann, hängt im wesentlichen von der Induktivität und den Kapazitätswerten des Übertragers ab. Die Induktivität L des Übertragers bestimmt im wesentlichen den Dachabfall des übertragenen Impulses. Unter dem Dachabfall versteht man die unerwünschte Abnahme der Spannung des übertragenden Impulses während der Impulsdauer. Um die ISDN-Anforderungen zu erfüllen, muß die Induktivität des Übertragers größer als etwa 20 mH sein. Die Kapazitätswerte des Übertragers wirken sich auf die Signalform des übertragenen Impulses insbesondere beim Übergang vom High- in den Low-Zustand aus. Hierbei sind möglichst niedrige Werte für die Koppel­kapazität erforderlich. Als Koppelkapazität wird die Kapa­zität zwischen zwei verschiedenen Wicklungen des Übertra­gers bezeichnet. Die Koppelkapazität ist u. a. abhängig von der Zahl der aufgebrachten Windungen und auch von der An­ordnung der Wicklungen. Als Magnetkerne für einen S₀ - Schnittstellenübertrager werden in der obengenannten Veröffentlichung beispielsweise sogen. RM6-Kerne angegeben. Als Kernmaterial wird Ferrit genannt. Bei Verwendung von Ferritkernen sind die Werte für die Permeabilität µ und die Sättigungsinduktion Bs beschränkt. Typische Werte hierfür sind µ = 10 000, Bs = 0,45 T (SIFERIT T38 der Fa. SIEMENS).
  • Die Induktivität des Übertragers ist direkt proportional zur Permeabilität des Kernwerkstoffes. Um mit den Werten der Permeabilität und Sättigungsinduktion der Ferrite die ISDN-Anforderungen hinsichtlich der Induktivität, insbesondere auch bei einer Gleichstromvormagnetisierung des Übertragers zu erfüllen, sind entweder ein vergleichs­weise großer magnetischer Kernquerschnitt oder hohe Windungszahlen erforderlich. Ein größerer magnetischer Kernquerschnitt bedeutet aber eine Vergrößerung des Magnetkerns und somit eine Vergrößerung des Bauvolumens des Übertragers. Erwünscht sind jedoch möglichst kleine Komponenten. Eine höhere Windungszahl bedeutet zunächst eine Erhöhung der Koppelkapazität und somit eine Ver­schlechterung des Übertragungsverhaltens. Um dies zu vermeiden, sind komplizierte Wicklungsanordnungen mit zwischen den Wicklungen liegenden Isolierschichten erforderlich. Die Herstellung der Wicklung wird hierdurch kompliziert und kostenaufwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetkern für einen S₀ - Schnittstellenübertrager anzugeben, der ein möglichst kleines Bauvolumen aufweist und der mit einem einfachen Wicklungsaufbau und geringer Windungszahl die Herstellung eines S₀ - Schnittstellenübertragers nach den ISDN-Anforderungen erlaubt. Die ISDN-Anforderungen sollen insbesondere auch bei einer Gleichstromvormagneti­sierung des Übertragers erfüllt werden.
  • Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Co-Basislegierungen weisen sehr geringe Magnetostriktionswerte auf. Dies bedeutet, das der Permeabilitätsabfall durch Spannungen im Material sehr klein ist.
  • Mit den erfindungsgemäßen Magnetkernen können kompakte Schnittstellenübertrager mit kleinen Abmessungen herge­stellt werden. Die Schnittstellenübertrager erfüllen auch mit einem einfachen Wicklungsaufbau die in den Normen festgelegten Anforderungen. Insbesondere erreichen die Übertrager die geforderten Werte für die Induktivität auch bei einer Vormagnetisierung, wie sie aufgrund einer unsym­metrischen Stromverteilung im ISDN-Netz zu erwarten ist. Bei Co-Basislegierungen mit µ > 95 000 nimmt die Permeabilität bei geringer Vormagnetisierung bereits stark ab, so daß die geforderte Induktivität nur mit vergleichs­weise großem magnetischem Kernquerschnitt bzw. hoher Win­dungszahl erreicht wird. Ist die Permeabilität µ < 25 000, so wird die geforderte Induktivität ebenfalls nur durch die genannten Maßnahmen erreicht.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung einer Kobalt-Basislegierung erwiesen, die neben Kobalt im wesent­lichen Eisen und Mangan mit einem Gesamtanteil von 3 bis 8 Atom-% sowie Metalloide mit einem Anteil von 24 bis 29 Atom-% enthält. Amorphe Kobalt-Basis-Legierungen mit einem Metalloidgehalt im Bereich von 5 bis etwa 35 Atom-% sind beispielsweise aus der EP-PS 21 101 und der DE-OS 3 021 536 bekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß Kobalt-Basis­legierungen mit einem Metalloidgehalt von weniger als 24 Atom-% bzw. von mehr als 29 Atom-% den Anforderungen an die Anfangspermeabilität nicht genügen. Als Metalloide kommen Bor, Silizium, Kohlenstoff und Phosphor in Frage.
  • Als vorteilhaft hat sich eine Kombination von Bor und Silizium erwiesen, wobei das Bor teilweise durch Kohlenstoff ersetzt werden kann. Durch den Zusatz von Mangan erfüllen die erfindungsgemäßen Magnetkerne die ISDN-Normen der S₀ - Schnittstelle auch bei solchen Vormagnetisierungen, wie sie in den Übertragern im Netz­abschluß erwartet werden. Weiterhin können die amorphen Kobalt-Basislegierungen auch Nickel mit einem Anteil von bis zu 15 Atom-% sowie eines oder mehrere der Elemente Molybdän, Chrom oder Niob mit einem Anteil von bis zu 1 Atom-% enthalten. Magnetkerne mit den höchsten zulässigen Werten für die Vormagnetisierung werden jedoch mit den Kobalt-Eisen-Mangan-Metalloid Legierungen erzielt, wenn der Mangan-Gehalt zumindest 0,5 Atom-% beträgt. In umfang­reichen Forschungs- und Erprobungsreihen wurde gefunden, daß insbesondere solche Kobalt-Basislegierungen geeignete Magnetkernwerkstoffe für ISDN-Schnittstellenübertrager darstellen, bei denen der Metalloidgehalt in Abhängigkeit von der Permeabilität µ, dem Eisengehalt a, dem Mangangehalt b, dem Nickelgehalt c, dem Molybdän-ChromNiob­-Gehalt d sowie dem Bor- bzw. Kohlenstoffgehalt x gegeben ist, durch:
    18 + 1,4 * 1gA + B < z < 18 + 1,7 * 1gA + B, wobei
    A = µ (1 + 0,25 (a + c))
    B = 0,25 (a - b) - 0,2 c - d + 3,2 x ist.
  • Mit den erfindungsgemäßen Magnetkernen können S₀ - Schnittstellenübertrager hergestellt werden mit einem Eisenquerschnitt von weniger als 0,2 cm² für die Netzabschlußseite bzw. mit einem Eisenquerschnitt von weniger als 0,1 cm² für die Endgeräte-Seite.
  • Die Erfindung soll nun anhand der Figuren und Beispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
    • Fig. 1 die Schnittstellen und induktiven Bauelemente im ISDN-Netz,
    • Fig. 2 den Zusammenhang zwischen Metalloid-Gehalt und Anfangspermeabilität,
    • Fig. 3 den Zusammenhang zwischen der Feldstärke Ho, bei der die Permeabilität auf 70 % der Anfangs­permeabilität abgesunken ist, und der Anfangs­permeabilität,
    • Fig. 4 die Abhängigkeit der Induktivität von einer Gleichstrom-Vorbelastung im Bereich von 0 bis 10 mA,
    • Fig. 5 die Abhängigkeit der Induktivität von einer Gleich­stromvorbelastung im Bereich von 0 bis 28 mA.
  • In Fig. 1 sind die Schnittstellen und induktiven Bauelemente im ISDN-Netz dargestellt. Dies sind die sogen. UK 0 - Leitungsschnittstelle zwischen der digitalen Vermittlungs­stelle 1 und dem Netzabschluß 2 (NT: Network Terminaton) sowie die S₀ - Teilnehmerschnittstelle zwischen dem Netzabschluß 2 und den Endgeräten 3 (TE = Terminal Equipment). Zur Übertragung der Informationen zwischen der digitalen Vermittlungsstelle 1 und dem Netzabschluß 2 werden UK 0 - Schnittstellenübertrager 4 eingesetzt. Die Verarbeitung der digitalen Signale im Netzabschluß 2 erfolgt durch elektronische Bauelemente 5. Der Netzabschluß enthält weiterhin die NT-Schnittstellenübertrager 6 der S₀ - Schnittstelle. Die Übermittlung der digitalen Signale zwischen dem Netzabschluß 2 und einem Endgerät 3 erfolgt über die Sendeleitungen 7, 8 und die Empfangsleitungen 9, 10. Im Endgerät 3 erfolgt die Umsetzung der Signale über die TE-Schnittstellenübertrager 11 und die Weiterverarbeitung mit elektronischen Bauelementen 12. Das Endgerät beinhaltet ferner stromkompensierte Funkentstördrosseln 13.
  • Die erfindungsgemäßen Magnetkerne finden Anwendung in dem NT-Schnittstellenübertrager 6 und dem TE-Schnittstellen­übertrager 11 der S₀ - Schnittstelle. Die Stromversor­gung der Endgeräte erfolgt teilweise von der digitalen Vermittlungsstelle über die S₀ - Teilnehmerschnitt­stelle. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn es sich bei dem Endgerät um einen Telefonapparat handelt. Die Fern­speisung der Endgeräte ist in der Fig. 1 nicht dargestellt. Sie erfolgt über die Mittelanzapfung 14 der NT-Schnitt­stellenübertrager 6. Im nicht praxisgerechten Idealfall teilt sich der Speisestrom zu gleichen Teilen auf die Sende­leitungen 7, 8 bzw. die Empfangsleitungen 9, 10 auf. In der Praxis werden die verschiedenen Stromwege jedoch unterschied­liche Widerstände aufweisen. Als Ursachen hierfür kommen beispielsweise unterschiedliche Wicklungswiderstände der Übertrager sowie unterschiedliche Widerstände der Steckkontakte der Leitungen bzw. auch der Anschlußschnur eines Endgerätes in Betracht. Eine solche Unsymmetrie des Stromes in den Sendeleitungen 7, 8 bzw. in den Empfangs­leitungen 9, 10 führt zu einer Vormagnetisierung in den NT-Schnittstellenübertragern 6 bzw. den TE-Schnittstellen­übertragern 11 der S₀ - Schnittstelle. Intensive Untersuchungen und Berechnungen hierzu haben ergeben, daß im TE-Schnittstellenübertrager 11 mit einem Vormagnetisierungs­strom von etwa 3 mA gerechnet werden muß. Der erwartete maximale Vormagnetisierungsstrom im NT-Schnittstellenüber­trager 6 liegt dagegegen wesentlich höher, da an einen Netzanschluß bis zu acht Endgeräte parallel angeschlossen werden können. Es wird hierfür ein Vormagnetisierungsstrom bis etwa 12 mA erwartet.
  • Um die in der Norm geforderte Übertragung eines digitalen Impulses innerhalb der vorgegebenen Impulsmaske zu gewähr­leisten, muß der Übertrager auch bei den angegebenen Vor­magnetisierungsströmen eine Induktivität von mehr als 20 mH aufweisen. Desweiteren sollte die Koppelkapazität gering sein. Als obere Grenze hierfür sind etwa 100 pF anzusehen.
    • Ausführungsbeispiele
  • In den nachfolgenden Beispielen wurden die amorphen Magnet­kernmaterialien in Form von dünnen Bändern nach dem Schmelz­spin-Verfahren hergestellt. Dieses Verfahren ist hinreichend bekannt und bildet nicht den Gegenstand dieser Erfindung. Aus den amorphen Bändern wurden dann Ringbandkerne gewickelt. Die Ringbandkerne wurden anschließend einer Wärmebehandlung im Querfeld unterzogen, d. h. in einem Magnetfeld parallel zur Rotations-Symmetrieachse der Ringbandkerne. Die Kerne wurden hierzu auf eine Temperatur von etwa 420°C aufgeheizt und anschließend mit einer Abkühlrate von 0,1 bis 3 K/min abgekühlt. Die erfindungsgemäßen Magnetkerne weisen Magnetostriktionswerte von kleiner 0,3 * 10⁻⁶ auf. Dies bedeutet, daß der Permeabilitätsabfall durch Spannungen im Material sehr gering ist.
    • Beispiel 1: Co-Fe-M-Legierungen
  • Nach dem obenbeschriebenen Verfahren wurde ein Magnetkern mit der Legierungszusammensetzung
    Figure imgb0001
    hergestellt. Es wurden verschiedene Abkühlgeschwindigkeiten mit 0,2, 0,4 und 1,0 K/min ausgewählt. In Tab. 1 sind die Werte für die Sättigungsinduktion Bs, die Anfangspermeabi­lität µ,gemessen bei einer Frequenz von 20 kHz, sowie die Magnetfeldstärke Ho, bei der die Permeabilität auf 70 % des Wertes der Anfangspermeabilität abgefallen ist, aufgelistet. Die Magnetfeldstärke Ho gibt zusammen mit der Anfangspermeabilität Aufschluß über die Eignung als Übertragerwerkstoff bei vorliegender Vormagnetisierung. Kleine Ho-Werte bedeuten eine Eignung nur bei kleiner Vormagnetisierung.
  • Es zeigt sich, daß die Anfangspermeabilität mit zunehmender Abkühlgeschwindigkeit zunimmt, während die Feldstärke Ho entsprechend abnimmt. Um die Anforderungen der ISDN-Norm hinsichtlich der Übertragung eines digitalen Impulses über eine S₀ - Schnittstelle zu erfüllen, wird aufgrund der erwarteten Vormagnetisierung davon ausgegangen, daß Ho im Falle des NT-Schnittstellenübertragers 6 nicht kleiner als 70 mA/cm und im Falle des TE-Schnittstellenübertragers 11 nicht kleiner als etwa 20 mA/cm sein darf. Die genannte Legierung ist aufgrund ihrer Ho - Werte somit für beide Schnittstellenübertrager geeignet.
    • Beispiel 2: Co-Fe-Me-M-Legierungen
  • In der Tab. I sind unter den Leg.-Nr. 2.1 bis 11.1 Legierungen aufgeführt, die neben Co, Fe und Metalloiden nun zusätzlich Mangan enthalten. Die Magnetkerne mit den Nr. 2.1 bis 2.3 weisen Werte für die Anfangspermeabilität von über 95 000 auf und liegen somit außerhalb des beanspruchten Schutzbereichs. Die entsprechenden Ho - Werte liegen deutlich unter 20 mA/cm, so daß diese Magnetkerne für die genannten Schnittstellenübertrager nicht geeignet sind. Die Magnetkerne 3.1 bis 10.3 weisen dagegen alle Werte der Anfangspermea­bilität innerhalb des Bereichs von 25 000 bis 95 000 auf. Auch bei diesen Magnetkernen hat die Wärmebehandlung den­selben Einfluß auf die Permeabilität und auf Ho, wie bei den Magnetkernen nach Beispiel 1. Der Wert für Ho bleibt jedoch stets über 20 mA/cm, unabhängig von der Abkühlgeschwindigkeit bei der Wärmebehandlung. Unter der Nr. 11.1 ist ein Magnet­kern aufgeführt, der eine Legierungszusammensetzung außerhalb des beanspruchten Bereichs aufweist. Der Metalloidgehalt beträgt bei diesem Beispiel 20 Atom-%. Der Wert für Ho ist mit Ho = 5060 zwar extrem hoch, jedoch ist die Anfangs­permeabilität mit µ = 1000 zu gering, so daß mit diesem Kern die Anforderungen an den genannten Schnittstellen­übertrager nur mit vergrößertem magnetischen Kernquerschnitt bzw. erhöhter Windungszahl erfüllt werden können.
    • Beispiel 3: Co-Fe-T-M-Legierungen
  • In Tab. II sind die Magnetwerte von Magnetkernen aus mangan­freien Legierungen aufgelistet. Die Legierungen enthalten zusätzlich 1,5 Atom-% Molybdän. Ein Vergleich zeigt, daß diese Magnetkerne kleinere Ho - Werte aufweisen als die manganhaltigen Magnetkerne nach Beispiel 2. Die manganfreien Magnetkerne mit einem Molybdänzusatz werden deshalb für TE-Schnittstellenübertrager 11 vorteilhaft eingesetzt werden können. Wie Magnetkern Nr. 14.1 zeigt, können durch eine geeignete Wärmebehandlung allerdings auch so hohe Ho - Werte erzielt werden, daß ein Einsatz dieser Magnetkerne im NT-Schnittstellenübertrager 6 möglich ist.
  • In Fig. 2 ist der Zusammenhang zwischen dem Metalloidgehalt und der Anfangspermeabilität graphisch dargestellt. Die durch Rechtecke dargestellten Wertepaare beziehen sich auf eine Legierung der Zusammensetzung
    Figure imgb0002
  • Die durch Sterne dargestellten Wertepaare beziehen sich auf eine Legierung der Zusammensetzung
    Figure imgb0003
    Aus einer derartigen Auftragung können besonders vorteilhafte Bereichsgrenzen für den Metalloidgehalt in Abhängigkeit vom Gehalt an sonstigen Metall-Legierungskomponenten und von der Anfangspermeabilität µ angegeben werden. Für einen erfindungsgemäßen Magnetkern mit der Legierungszusammen­setzung
    Figure imgb0004
    wobei T zumindest eines der Elemente Molybdän, Chrom oder Niob ist, sind die einzelnen Metall-Legierungsanteile eines erfindungsgemäßen Magnetkerns gegeben durch:
    3 < a + b < 8, c < 15, d < 1, 0,3 < x < 0,7. Für den zulässigen Metalloidgehalt der Magnetkerne ergibt sich: 18 + 1,4 * 1gA + B < z < 18 + 1,7 * 1gA + B mit
    A = µ (1 + 0,25 ( a + c))
    B = 0,25 (a - b) - 0,2 C - d + 3,2 x.
  • In Fig. 3 ist der Zusammenhang zwischen Ho und der Anfangs­permeabilität für manganhaltige und manganfreie Magnetkerne nach Beispiel 2 bzw. 3 graphisch dargestellt. Die Darstellung zeigt, daß durch den Manganzusatz die Ho - Werte erhöht werden. Insbesondere können mit den manganhaltigen Magnet­kernen Ho - Werte erreicht werden, die deutlich über denen der manganfreien Magnetkerne liegen. Daher sind die mangan­haltigen Legierungen die bevorzugten Magnetkernwerkstoffe für die beanspruchten Schnittstellenübertrager. Insbesondere für Schnittstellenübertrager mit einer hohen Gleichstrom­vormagnetisierung sind somit die manganhaltigen Legierungen als Magnetkernmaterialien vorzuziehen.
    • Beispiel 4:
  • In weiteren umfangreichen Versuchsreihen wurden amorphe Kobalt-Basislegierungen untersucht, die verschiedene Kombinationen von Eisen-, Mangan-, Nickel- und Molybdän-­Zusätzen enthalten. Die Ergebnisse sind in Tab. 3 zusammen­gefaßt. Die Anfangspermeabilität wurde wiederum bei einer Frequenz von 20 kHz gemessen. Wie die Ergebnisse zeigen, können auch mit diesen Magnetkernen Permeabilitätswerte im Bereich von 25 000 bis 95 000 erreicht werden. Hierzu ist allerdings häufig eine relativ hohe Abkühlgeschwindigkeit bei der Wärmebehandlung, die technisch schwieriger zu realisieren ist, erforderlich. Die gleiche Wirkung wie Molybdän weisen auch die Elemente Chrom oder Niob auf. Es können somit geeignete Magnetkerne auch mit amorphen Kobalt-Basislegie­rungen hergestellt werden, die neben Kobalt, Eisen, Mangan und Metalloiden, auch Nickel, Molybdän, Chrom oder Niob enthalten. Bevorzugt werden jedoch solche Legierungen, die frei sind von den letztgenannten Legierungselementen.
    • Beispiel 5:
  • Mit Hilfe von Magnetkernen mit Legierungszusammensetzungen nach den Beispielen 2 und 3 wurden fertige Übertrager her­gestellt. Die Übertrager hatten zwei Wicklungen mit gleicher Windungszahl. Die fertigen Bauelemente wiesen die Ab­messungen 9,8 x 6,8 x 5 mm auf. Gemessen wurde die Indukti­vität der Übertrager ohne Gleichstromvormagnetisierung L (0) und bei Vormagnetisierung mit einem Gleichstrom von I = 2,5 mA sowie die Koppelkapazität C. Die Ergebnisse sind in Tab. 4 zusammengefaßt. Mit einem Magnetkern der Nr. 3.2 aus Beispiel 2 wurden bereits bei einer Gesamtwindungszahl von 2 N = 34 eine Induktivität von mehr als 20 mH auch bei einer Gleichstromvorbelastung von 2,5 mA erreicht. Durch eine Erhöhung der Windungszahl konnte der Induktivitätswert erhöht werden; gleichzeitig erhöhte sich allerdings geringfügig die Koppelkapazität.
  • Auch mit den Magnetkernen Nr. 5.3, 6.3 und 7.3 konnten aus­reichende Induktivitätswerte und geringe Koppelkapazitäts­werte erreicht werden. Die genannten Magnetkerne weisen Permeabilitätswerte zwischen 67 000 und 86 000 auf. Die Ho - Werte liegen im Bereich zwischen 26 und 45 mA/cm.
  • Weiterhin wurden Übertrager mit manganfreien Magnetkernen der Nr. 12.1 aus Beispiel 3 hergestellt. Diese Magnetkerne weisen einen Ho - Wert von lediglich 15 mA/cm auf. Aus diesem Grund wurde der geforderte Induktivitätswert bei einer Gleichstrom­vorbelastung von 2,5 mA mit einer Gesamtwindungszahl von 2 N = 34, 38 bzw. 42 nicht erreicht. Bei Übertragern mit einer Gesamtwindungszahl von 2 N = 46, 50 und 54 wurden die Spezifikationen jedoch erfüllt. Diese Übertrager sind aufgrund der höheren Windungszahlen jedoch aus wirtschaft­lichen Gründen ungünstiger.
  • In Fig. 4 ist die Abhängigkeit der Induktivität von der Gleichstromvorbelastung für Übertrager mit Magnetkernen Nr. 3.2 und 12.1 graphisch dargestellt. Auf die Magnetkerne sind jeweils 2 x 19 Windungen aufgebracht. Der Übertrager mit dem manganhaltigen Magnetkern 3.2 zeigt eine deutlich höhere Gleichstromvorbelastung als der Übertrager mit dem mangan­freien Kern Nr. 12.1. Der Übertrager mit dem manganhaltigen Kern Nr. 3.2 erfüllt in der angegebenen Ausführungsform die ISDN-Anforderungen bis zu einer Gleichstromvorbelastung von etwa 5 mA. Er ist deshalb insbesondere als TE-Schnittstellen­übertrager 11 einsetzbar.
    • Beispiel 6:
  • Mit den Magnetkernen Nr. 1.2, 7.1, 9.2, 10.2, 11.1 und 27.1 wurden Übertrager hergestellt. Die Übertrager wiesen wiederum zwei Wicklungen gleicher Windungszahl auf. Die Abmessungen des fertigen Bauelementes betrugen 14 x 7 x 6 mm. Gemessen wurde die Induktivität L (0) ohne Vormagnetisierung sowie die Induktivität mit einer Gleichstromvorbelastung von 12 mA und die Koppelkapazität C. Die Messungen wurden bei einer Frequenz von 20 kHz durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tab. 5 zusammengefaßt.
  • Die Übertrager mit den Magnetkernen Nr. 1.2, 7.1, 9.2 und 10.2 wiesen bereits bei einer kleinen Gesamtwindungszahl von beispielsweise 2 N = 38 sehr gute Werte für die Induktivität und die Koppelkapazität auf. Sie erfüllen damit die ISDN-­Anforderungen. Aufgrund ihrer hohen Gleichstromvorbelast­barkeit sind diese Übertrager insbesondere als NT-Schnitt­stellenübertrager 6 einsetzbar. Die Permeabilität der beispielhaft verwendeten Kerne liegt zwischen 34 000 und 39 000. Die Ho - Werte liegen im Bereich zwischen 90 und 108 mA/cm. Aus dem Vergleich mit den Werten aus Beispiel 5 wird ersichtlich, daß für höhere Gleichstromvorbelastungen Magnetkerne mit niedrigerer Anfangspermeabilität und höherem Ho - Wert ausgewählt werden müssen. Dies wird auch aus den ebenfalls in Tab. 5 aufgeführten Übertragern mit Magnetkern Nr. 11.1 und 27.1 ersichtlich. Mit diesen nicht erfindungs­gemäßen Magnetkernen wurde die Anforderung an den Induk­tivitätswert erst bei einer Gesamtwindungszahl von 120 bzw. 200 erfüllt. Diese hohen Windungszahlen haben jedoch wiederum sehr hohe Koppelkapazitäten zur Folge. Zur Verringerung der Koppelkapazität wäre daher bei diesen Übertragern ein aufwen­diger und somit teurer Wicklungsaufbau zur Verringerung der Koppelkapazität nötig, beispielsweise durch die Anbringung von zwischen den Wicklungen liegenden Isolierschichten.
  • In Fig. 5 ist die Abhängigkeit der Induktivität von der Gleichstromvorbelastung für zwei Übertrager mit den Magnet­kernen Nr. 9.2 bzw. 14.1 dargestellt. Der Übertrager enthielt 2 x 19 Windungen (2 N = 38). Der Übertrager mit dem mangan­freien Kern Nr. 14.1 erfüllt die ISDN-Anforderungen an die Induktivität bis zu einer Gleichstromvorbelastung von etwa 10 mA. Der Übertrager mit dem manganhaltigen Magnetkern Nr. 9.2 erfüllt dagegen die ISDN-Anforderungen hinsichtlich der Induktivität bis zu einer Gleichstromvorbelastung von etwa 14 mA. Bei der vorgegebenen Baugröße und Windungszahl kann er somit als NT-Schnittstellenübertrager 6 eingesetzt werden. Fig. 5 verdeutlicht wiederum die Überlegenheit der mangan­haltigen Magnetkerne bei hoher Gleichstromvorbelastung.
  • Mit den erfindungsgemäßen Magnetkernen können somit sehr kompakte Übertrager hergestellt werden, die die ISDN-Anfor­derungen erfüllen. Die geeigneten Magnetkerne für die unter­schiedlichen Gleichstromvorbelastungen können anhand der gegebenen Beispiele leicht ausgewählt werden. Tab.I
    Nr. v (K/min) Fe Mn Si B Bs (T) µi x1000 Ho (mA/cm)
    1.1 0.2 4 0 16.8 11 0.63 34 108
    1.2 0.4 0.63 38 90
    1.3 1.0 0.63 43 84
    2.1 0.2 3.3 1 17.3 11 0.58 106 14
    2.2 0.4 0.58 118 12
    2.3 1.0 0.58 130 9
    3.1 0.2 3.3 1 17 11 0.60 65 43
    3.2 0.4 0.60 78 34
    3.3 1.0 0.60 93 22
    4.1 0.2 3.5 1 16.7 11 0.60 45 73
    4.2 0.4 0.60 57 53
    4.3 1.0 0.60 75 32
    5.1 0.2 3.4 1 16.7 11 0.61 54 57
    5.2 0.4 0.61 69 43
    5.3 1.0 0.61 86 26
    6.1 0.2 3.3 1 16.7 11 0.61 48 62
    6.2 0.4 0.61 61 50
    6.3 1.0 0.61 80 30
    7.1 0.2 3.2 1 16.7 11 0.62 39 92
    7.2 0.4 0.62 49 70
    7.3 1.0 0.62 67 45
    8.1 0.2 3.1 1 16.7 11 0.62 41 79
    8.2 0.4 0.62 49 62
    9.1 0.2 3.3 1 16.4 11 0.64 29 141
    9.2 0.4 0.64 36 105
    9.3 1.0 0.64 49 69
    10.1 0.2 3.2 1 16.3 11 0.65 27 136
    10.2 0.4 0.65 34 108
    10.3 1.0 0.65 44 67
    11.1 1.0 1.5 4 11 9 1 1 5060
    Tab.II
    Nr. v (K/min) Fe Mn Mo Si B Bs (T) µ i x1000 Ho (mA/cm
    12.1 0.2 3.8 0 1.5 16.3 11.2 0.53 78 15
    12.2 0.4 95 14
    12.3 1.0 103 12
    13.1 0.2 3.8 0 1.5 16.3 11 0.54 69 24
    13.2 0.4 85 15
    13.3 1.0 91 13
    14.1 0.2 3.8 0 1.5 16.3 10 0.59 39 68
    14.2 0.4 47 57
    14.3 1.0 65 35
    Tab.III
    Nr. v (K/min) Fe Mn Ni Mo Si B Bs (T) µ i x1000
    15.1 0.40 2.9 1.4 0 1.3 15.3 9.7 0.65 16
    15.2 1.00 0.65 19
    15.3 2.00 0.65 27
    16.1 0.40 1.5 3.6 0 1.2 15 9 0.69 11
    16.2 1.00 0.69 14
    16.3 2.00 0.69 17
    17.1 1.00 2.4 2 0 0 15.8 11 0.68 30
    17.2 2.00 0.68 36
    18.1 0.40 0 6 0 0 13 13 0.70 110
    18.2 1.00 0.70 190
    19.1 1.00 2.1 5 10 0 15 9 0.67 20
    19.2 2.00 0.67 25
    20.1 0.40 2.3 4.5 10 0 12 12 0.71 12
    20.2 2.00 0.71 21
    21.1 0.40 2.3 4.5 10 0 12.5 12.5 0.65 48
    21.2 2.00 0.65 80
    22.1 1.00 0.4 7.5 10 0 11.5 11.5 0.71 25
    22.2 2.00 0.71 33
    23.1 0.40 0 7.5 10 0 11.5 11.5 0.68 29
    23.2 1.00 0.68 45
    23.3 2.00 0.68 47
    24.1 0.40 0 7.5 10 0 12 12 0.64 102
    24.2 1.00 0.64 120
    25.1 1.00 1.7 5 14 0 12 12 0.64 32
    25.2 2.00 0.64 44
    26.1 1.00 0 7.5 20 0 10.8 10.8 0.63 22
    27.1 1.00 1.1 4 0 1 13.2 8.5 0.82 3
    Tab.IV
    Nr. 2*N L(0) mH L(I=2,5mA) mH C pF
    3.2 34 25 21 28
    3.2 38 31 26 32
    3.2 42 38 31 35
    3.2 46 45 37 38
    5.3 38 34 27 32
    6.3 38 32 26 31
    7.3 38 27 23 32
    12.1 34 25 15 29
    12.1 38 31 18 31
    12.1 42 38 19 37
    12.1 46 45 22 38
    12.1 50 54 22 42
    12.1 54 62 24 45
    Tab.V
    Nr. 2*N L(0) mH L(I=12mA) mH C pF
    9.2 34 26 24 41
    9.2 38 32 26 46
    9.2 42 40 33 53
    1.2 38 33 26 44
    10.2 38 30 24 46
    7.1 38 34 27 45
    14.1 30 21 16 36
    14.1 34 27 17 41
    14.1 38 34 16 43
    14.1 42 42 15 51
    27.1 38 3 3 42
    27.1 120 26 25 146
    11.1 38 1 1 47
    11.1 200 24 24 243

Claims (7)

1. Magnetkern für einen Schnittstellenübertrager, der zum Einsatz bei einem digitalen Übertragungssystem eine Induktivität L von mehr als 20 mH bei 20 kHz bei möglichst geringer Koppelkapazität aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetkernmaterial eine magnetostriktionsarme, amorphe Co-Basislegierung mit einer Permeabilität von mehr als 25 000 und weniger als 95000 verwendet wird.
2. Magnetkern nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß die amorphe Co-Basislegierung neben Co im wesentlichen Fe und Mn mit einem Gesamtanteil von 3 bis 8 Atom-% sowie Metalloide mit einem Anteil von 24 bis 29 Atom-% und wahlweise bis zu 15 Atom-% Ni sowie bis zu 1 Atom-% Mo, Cr und/oder Ni enthält.
3. Magnetkern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Co-Basislegierung die Zusammensetzung
Figure imgb0005
aufweist, wobei T zumindest eines der Elemente Mo, Cr oder Nb ist und wobei für die Legierungsanteile (in Atom-%) folgende Beziehungen gelten:
3 < a+b < 8
c < 15
d < 1
0,3 < x < 0,7
18 + 1,4 * 1g A + B < z < 18 + 1,7 * 1g A + B mit
A = µ (1 + 0,25 * (a + c))
B = 0,25 * (a - b) - 0,2 * c - d + 3,2 * x
Rest Co sowie Verunreinigungen. Dabei bedeutet µ die Anfangspermeabilität und 1g A den Zehnerlogarithmus von A.
4. Magnetkern nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Mn Anteil von mehr als 0,5 Atom-% (b > 0,5).
5. Magnetkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetkernmaterial kein Ni enthält (c = 0).
6. Magnetkern nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekenn­zeichnet, daß das Magnetkernmaterial kein Mo, Cr oder Nb enthält (d = 0).
7. Magnetkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Co-Basislegierung einen Magnetostriktionswert von weniger als 0.3 * 10⁻⁶ aufweist.
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