EP3747032B1 - Core for an inductive component, and inductive component - Google Patents
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- EP3747032B1 EP3747032B1 EP19786760.9A EP19786760A EP3747032B1 EP 3747032 B1 EP3747032 B1 EP 3747032B1 EP 19786760 A EP19786760 A EP 19786760A EP 3747032 B1 EP3747032 B1 EP 3747032B1
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Definitions
- a dielectric constant of the plastic of the plastic component is matched to an inductance of the coil in order to obtain a defined resonance frequency of the inductive component.
Description
Die Erfindung betrifft einen Kern für ein induktives Bauelement mit wenigstens einem ersten Seitenteil, einem Mittelteil und einem zweiten Seitenteil, wobei das Mittelteil einen zentralen Abschnitt, einen ersten Randabschnitt, der parallel zum zentralen Abschnitt angeordnet ist, und einen zweiten Randabschnitt aufweist, der parallel zum zentralen Abschnitt angeordnet ist, wobei der zentrale Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Randabschnitt angeordnet ist. Die Erfindung betrifft auch ein induktives Bauelement mit einem erfindungsgemäßen Kern.The invention relates to a core for an inductive component with at least a first side part, a middle part and a second side part, the middle part having a central section, a first edge section which is arranged parallel to the central section, and a second edge section which is parallel to the central portion is arranged, wherein the central portion is arranged between the first and the second edge portion. The invention also relates to an inductive component having a core according to the invention.
Kerne für induktive Bauelemente werden in zahlreichen unterschiedlichen Formen hergestellt.Cores for inductive components are made in a wide variety of shapes.
Automatisiert herstellbar sowie verarbeitbar sind beispielsweise Kerne, deren Seitenteile allgemein die Querschnittsform eines großen Buchstabens E aufweisen. Im Rahmen dieser Querschnittsform können die Seitenteile spezielle geometrische Ausprägungen aufweisen und werden dann beispielsweise als E-Kerne, PQ-Kerne, ETD-Kerne, RM-Kerne etc. bezeichnet. Sollen entsprechende Seitenteile mit vergleichsweise langen Spulen bewickelt werden, kommen Mittelteile zum Einsatz, die dann üblicherweise die Form zweier, mit ihren Rückseiten aneinandergelegter Seitenteile aufweisen. Bei solchen Mittelteilen ist dann ein zentraler Abschnitt, der beispielsweise kreiszylindrisch ausgeführt ist, ein erster Randabschnitt, der parallel zum zentralen Abschnitt angeordnet ist, und ein zweiter Randabschnitt vorgesehen, der symmetrisch zum ersten Randabschnitt aufgebaut ist und ebenfalls parallel zum zentralen Abschnitt angeordnet ist. Damit solche Mittelteile den erheblichen mechanischen Belastungen standhalten können, denen induktive Bauelemente mit solchen Kernen ausgesetzt sind, beispielsweise bis zum Zehnfachen der Erdbeschleunigung, können bei den Mittelteilen der erste Randabschnitt, der zentrale Abschnitt und der zweite Randabschnitt mittels eines Mittelstegs miteinander verbunden werden. Ein solcher Mittelsteg wäre einstückig mit dem Mittelteil und den beiden Randabschnitten ausgeführt, so dass das Mittelteil eine stabile Einheit bildet und mechanisch gleich stark wie die Seitenteile belastbar ist. In magnetischer Hinsicht bildet der Mittelsteg einen Nebenschluss. Zwischen zwei Spulen eines induktiven Bauelements ergibt sich eine Streukapazität.Cores, for example, whose side parts generally have the cross-sectional shape of a capital letter E, can be produced and processed automatically. In the context of this cross-sectional shape, the side parts can have special geometric characteristics and are then referred to, for example, as E-cores, PQ-cores, ETD-cores, RM-cores, etc. If corresponding side parts are to be wound with comparatively long bobbins, middle parts are used, which then usually have the shape of two side parts placed against one another with their rear sides. In such middle parts, a central section, for example circular cylindrical, a first edge section, which is arranged parallel to the central section, and a second edge section is provided, which is constructed symmetrically to the first edge section and is also arranged parallel to the central section. So that such middle parts can withstand the considerable mechanical loads to which inductive components with such cores are exposed, for example up to ten times the acceleration due to gravity, the first edge section, the central section and the second edge section of the middle parts can be connected to one another by means of a central web. Such a central web would be made in one piece with the central part and the two edge sections, so that the central part forms a stable unit and can be mechanically loaded to the same extent as the side parts. From a magnetic point of view, the central bar forms a shunt. Stray capacitance results between two coils of an inductive component.
Mit der Erfindung sollen ein Kern für ein induktives Bauelement und ein induktives Bauelement, die automatisiert herstellbar und verarbeitbar sind, verbessert werden.The invention is intended to improve a core for an inductive component and an inductive component that can be produced and processed in an automated manner.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein Kern mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, a core with the features of claim 1 is provided for this purpose. Advantageous further developments of the invention emerge from the subclaims.
Ein erfindungsgemäßer Kern für ein induktives Bauelement weist wenigstens ein erstes Seitenteil, ein Mittelteil und ein zweites Seitenteil auf, wobei das Mittelteil einen zentralen Abschnitt, einen ersten Randabschnitt, der parallel zum zentralen Abschnitt angeordnet ist, und einen zweiten Randabschnitt aufweist, der parallel zum zentralen Abschnitt angeordnet ist, wobei der zentrale Abschnitt zwischen dem ersten und dem zweiten Randabschnitt angeordnet ist. Es ist wenigstens ein Kunststoffbauteil vorgesehen, das wenigstens zwischen dem zentralen Abschnitt und dem ersten Randabschnitt und/oder wenigstens zwischen dem zentralen Abschnitt und dem zweiten Randabschnitt vorgesehen ist, um eine Streukapazität des induktiven Bauelements einzustellen und einen magnetischen Nebenfluss des induktiven Bauelements zu beeinflussen.A core according to the invention for an inductive component has at least a first side part, a middle part and a second side part, the middle part having a central section, a first edge section which is arranged parallel to the central section, and a second edge section which is parallel to the central section Section is arranged, wherein the central portion is arranged between the first and the second edge portion. At least one plastic component is provided, which is provided at least between the central section and the first edge section and / or at least between the central section and the second edge section, in order to set a stray capacitance of the inductive component and to influence a secondary magnetic flux of the inductive component.
Durch Vorsehen des Kunststoffbauteils können somit die elektrischen Eigenschaften und ganz speziell die Resonanzfrequenz eines mit dem erfindungsgemäßen Kern versehenen induktiven Bauelements eingestellt werden. Dies erfolgt durch geeignete Auswahl der Dielektrizitätszahl εr des für das Kunststoffbauteil verwendeten Kunststoffs. Gegenüber konventionellen Kernen für induktive Bauelemente, bei denen der zentrale Abschnitt mittels eines Ferritstegs mit dem ersten Randabschnitt und dem zweiten Randabschnitt verbunden ist, kann auch der magnetische Nebenfluss vom zentralen Abschnitt zu den beiden Randabschnitten wesentlich verringert werden und bei geeigneter Auswahl des Materials des Kunststoffbauteils sogar vollständig verhindert werden. Darüber hinaus kann das Kunststoffbauteil selbstverständlich auch für eine mechanische Stabilisierung des Kerns sorgen, indem es eine mechanische Verbindung zwischen dem zentralen Abschnitt und dem ersten Randabschnitt sowie dem zweiten Randabschnitt bildet, und wirkt diesbezüglich als Positionierbauteil.By providing the plastic component, the electrical properties and, in particular, the resonance frequency of an inductive component provided with the core according to the invention can be set. This is done by suitable selection of the dielectric constant ε r of the plastic used for the plastic component. Compared to conventional cores for inductive components, in which the central section is connected to the first edge section and the second edge section by means of a ferrite web, the secondary magnetic flux from the central section to the two edge sections can also be significantly reduced and, with a suitable selection of the material of the plastic component, even can be completely prevented. In addition, the plastic component can of course also ensure mechanical stabilization of the core in that it forms a mechanical connection between the central section and the first edge section and the second edge section, and in this regard acts as a positioning component.
In Weiterbildung der Erfindung liegt eine Dielektrizitätszahl εr des Kunststoffbauteils im Bereich von 1 bis 50, insbesondere im Bereich von 1 bis 10.In a further development of the invention, a dielectric constant ε r of the plastic component is in the range from 1 to 50, in particular in the range from 1 to 10.
Auf diese Weise kann die Streukapazität eines mit dem erfindungsgemäßen Kern versehenen induktiven Bauelements in weiten Grenzen eingestellt werden und damit kann auch eine Resonanzfrequenz eines solchen induktiven Bauelements in weiten Grenzen verändert werden.In this way, the stray capacitance of an inductive component provided with the core according to the invention can be set within wide limits and thus a resonance frequency of such an inductive component can also be changed within wide limits.
In Weiterbildung der Erfindung fixiert das Kunststoffbauteil den ersten Randabschnitt und den zweiten Randabschnitt in einer definierten Relativposition zueinander.In a further development of the invention, the plastic component fixes the first edge section and the second edge section in a defined position relative to one another.
Auf diese Weise können der zentrale Abschnitt und die beiden Randabschnitte sicher zueinander fixiert werden und dadurch auch hohen mechanischen Belastungen standhalten. Die Fixierung des zentralen Abschnitts und der beiden Randabschnitte in einer definierten Relativposition zueinander erlaubt auch die automatische Verarbeitung des erfindungsgemäßen Kerns zu einem induktiven Bauelement.In this way, the central section and the two edge sections can be securely fixed to one another and thereby also withstand high mechanical loads. The fixation of the central section and the two edge sections in a defined relative position to each other also allows the automatic processing of the core according to the invention to form an inductive component.
In Weiterbildung der Erfindung umgibt das Kunststoffbauteil den zentralen Abschnitt des Mittelteils wenigstens über einen Teil der Länge des zentralen Abschnitts.In a further development of the invention, the plastic component surrounds the central section of the middle part at least over part of the length of the central section.
Auf diese Weise kann eine stabile mechanische Fixierung des zentralen Abschnitts erzielt werden.In this way, stable mechanical fixation of the central section can be achieved.
Erfindungsgemäß ist das Kunststoffbauteil aus einem Kunststoff mit geringer relativer magnetischer Permeabilität ausgebildet.According to the invention, the plastic component is formed from a plastic with a low relative magnetic permeability.
Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ein magnetischer Nebenschluss durch das Kunststoffbauteil vernachlässigbar ist. Die relative Permeabilität µr beträgt dann 1 oder liegt im Bereich von etwa 1.In this way it can be ensured that a magnetic shunt through the plastic component is negligible. The relative permeability µ r is then 1 or is in the range of about 1.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Kunststoffbauteil aus Silikon, Polyamid, Isopren oder Latex gebildet.In a further development of the invention, the plastic component is made of silicone, polyamide, isoprene or latex.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Kunststoff des Kunststoffbauteils als Beimischung Kohlenstoff, Glasgranulat, eine keramische Verbindung oder ceramic compound und/oder Viskose auf. Ein Kunststoffbauteil sorgt zum einen für eine hohe mechanische Belastbarkeit des Kerns, der der mechanischen Belastbarkeit von einstückig gefertigten Mittelteilen von konventionellen Kernen gleichkommt oder diese sogar übertrifft. In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kerns kann ein magnetischer Nebenschluss durch das Kunststoffbauteil vollständig oder zumindest annähernd vollständig vermieden werden. Je nach Auswahl des verwendeten Kunststoffs kann, falls ein definierter magnetischer Nebenschluss erwünscht ist, die Größe dieses magnetischen Nebenschlusses eingestellt werden. In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften eines solchen Kerns bzw. eines solchen induktiven Bauelements wird durch die Erfindung eine erhebliche Verbesserung erreicht. In Bezug auf die elektrischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Kerns können durch Auswahl eines geeigneten Kunststoffs die elektrischen Eigenschaften ebenfalls definiert eingestellt werden. Das Kunststoffbauteil kann vorteilhaft mittels Spritzgießen oder einem Hotmelt- beziehungsweise Schmelzklebeverfahren hergestellt werden.In a further development of the invention, the plastic of the plastic component has, as an admixture, carbon, glass granulate, a ceramic compound or ceramic compound and / or viscose. On the one hand, a plastic component ensures a high mechanical load capacity of the core, which equals or even exceeds the mechanical load capacity of one-piece middle parts of conventional cores. With regard to the magnetic properties of the core according to the invention, a magnetic shunt through the plastic component can be completely or at least almost completely avoided. Depending on the selection of the plastic used, if a defined magnetic shunt is desired, the size of this magnetic shunt can be set. With regard to the magnetic properties of such a core or such an inductive component, the invention achieves a considerable improvement. With regard to the electrical properties of the core according to the invention, the electrical properties can also be set in a defined manner by selecting a suitable plastic. The plastic component can advantageously be produced by means of injection molding or a hotmelt or melt adhesive process.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Kunststoffbauteil als plattenförmiger Steg ausgebildet, der senkrecht zu dem zentralen Abschnitt, dem ersten Randabschnitt und dem zweiten Randabschnitt angeordnet ist und der drei Durchgangsöffnungen zum Aufnehmen des zentralen Abschnitts, des ersten Randabschnitts und des zweiten Randabschnitts aufweist.In a further development of the invention, the plastic component is designed as a plate-shaped web which is perpendicular to the central section, the first edge section and the second Edge portion is arranged and which has three through openings for receiving the central portion, the first edge portion and the second edge portion.
Auf diese Weise können der zentrale Abschnitt und die beiden Randabschnitte in sehr einfacher Weise an dem Kunststoffbauteil angebracht werden. Insbesondere ist eine automatisierte Herstellung des Mittelteils möglich.In this way, the central section and the two edge sections can be attached to the plastic component in a very simple manner. In particular, automated production of the middle part is possible.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine erste der drei Durchgangsöffnungen an den Querschnitt des zentralen Abschnitts des Mittelteils, eine zweite der drei Durchgangsöffnungen an den Querschnitt des ersten Randabschnitts des Mittelteils und eine dritte der drei Durchgangsöffnungen an den Querschnitt des zweiten Randabschnitts des Mittelteils angepasst.In a further development of the invention, a first of the three through openings is adapted to the cross section of the central section of the central part, a second of the three through openings to the cross section of the first edge section of the central part and a third of the three through openings to the cross section of the second edge section of the central part.
Auf diese Weise können der zentrale Abschnitt und die beiden Randabschnitte sicher in dem Kunststoffbauteil fixiert werden.In this way, the central section and the two edge sections can be securely fixed in the plastic component.
In Weiterbildung der Erfindung sind das Mittelteil, der erste Randabschnitt und/oder der zweite Randabschnitt in der jeweiligen Durchgangsöffnung des Kunststoffbauteils klemmend fixiert.In a further development of the invention, the middle part, the first edge section and / or the second edge section are fixed in a clamping manner in the respective through opening of the plastic component.
Auf diese Weise lässt sich eine Fixierung des Mittelteils und der beiden Randabschnitte in dem Kunststoffbauteil durch einfaches Einschieben des Mittelteils und der beiden Randabschnitte in die Durchgangsöffnungen des Kunststoffbauteils realisieren.In this way, the middle part and the two edge sections can be fixed in the plastic component by simply pushing the middle part and the two edge sections into the through openings of the plastic component.
In Weiterbildung der Erfindung weisen das erste Seitenteil und das zweite Seitenteil allgemein einen Querschnitt ähnlich der Form des Buchstabens E auf.In a further development of the invention, the first side part and the second side part generally have a cross section similar to the shape of the letter E.
Solche Seitenteile von Kernen werden beispielsweise als E-Kerne, PQ-Kerne, ETD-Kerne, RM-Kerne usw. bezeichnet und sind in Bezug auf ihre mechanischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften sehr vorteilhaft. Solche Kerne können auch automatisiert hergestellt und automatisiert verarbeitet, insbesondere bewickelt und zu induktiven Bauelementen komplettiert werden.Such side parts of cores are referred to, for example, as E cores, PQ cores, ETD cores, RM cores etc. and are very advantageous in terms of their mechanical, electrical and magnetic properties. Such cores can also be produced in an automated manner and processed in an automated manner, in particular wound and completed to form inductive components.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Kunststoffbauteil eine Grundplatte auf, von der ein plattenförmiger Steg senkrecht abragt, wobei die Grundplatte zum Fixieren des ersten Seitenteils und des zweiten Seitenteils des Kerns vorgesehen ist.In a further development of the invention, the plastic component has a base plate from which a plate-shaped web protrudes perpendicularly, the base plate being provided for fixing the first side part and the second side part of the core.
Auf diese Weise können mittels des Kunststoffbauteils in seiner Funktion als Positionierbauteil nicht nur das Mittelteil mit dem zentralen Abschnitt und den beiden Randabschnitten, sondern auch die beiden Seitenteile des Kerns fixiert werden. Dies ist insbesondere in Bezug auf eine automatisierte Fertigung eines induktiven Bauelements mit dem erfindungsgemäßen Kern äußert vorteilhaft.In this way, by means of the plastic component in its function as a positioning component, not only the middle part with the central section and the two edge sections, but also the the two side parts of the core are also fixed. This is extremely advantageous in particular with regard to the automated production of an inductive component with the core according to the invention.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Grundplatte auf ihrer, dem plattenförmigen Steg abgewandten Seite mit Fixiermitteln, insbesondere Rastmitteln oder Klemmmitteln, versehen.In a further development of the invention, the base plate is provided with fixing means, in particular latching means or clamping means, on its side facing away from the plate-shaped web.
Solche Fixiermittel können zur Befestigung des Kerns bzw. eines fertiggestellten induktiven Bauelements mit dem erfindungsgemäßen Kern verwendet werden.Such fixing means can be used to fasten the core or a finished inductive component with the core according to the invention.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein induktives Bauelement mit einem erfindungsgemäßen Kern gelöst, wobei das induktive Bauelement wenigstens eine Spule aufweist, die den zentralen Abschnitt des Mittelteils wenigstens abschnittsweise umgibt.The problem on which the invention is based is also solved by an inductive component with a core according to the invention, the inductive component having at least one coil which surrounds the central section of the middle part at least in sections.
Ein solches induktives Bauelement ist mechanisch gleich hoch belastbar wie induktive Bauelemente mit konventionellen Kernen, weist aber in magnetischer Hinsicht den erheblichen Vorteil auf, dass kein magnetischer Nebenschluss durch das Mittelteil bewirkt wird oder ein magnetischer Nebenschluss durch geeignete Auswahl eines Kunststoffs für das Kunststoffbauteil definiert eingestellt werden kann. Darüber hinaus ist das induktive Bauelement vollautomatisiert herstellbar.Such an inductive component has the same mechanical load capacity as inductive components with conventional cores, but has the considerable advantage in magnetic terms that no magnetic shunt is caused by the middle part or a magnetic shunt can be set in a defined manner by suitable selection of a plastic for the plastic component can. In addition, the inductive component can be produced in a fully automated manner.
In Weiterbildung der Erfindung ist eine Dielektrizitätszahl des Kunststoffs des Kunststoffbauteils auf eine Induktivität der Spule abgestimmt, um eine definierte Resonanzfrequenz des induktiven Bauelements zu erhalten.In a further development of the invention, a dielectric constant of the plastic of the plastic component is matched to an inductance of the coil in order to obtain a defined resonance frequency of the inductive component.
Die Dielektrizitätszahl εr kann durch eine Auswahl des Kunststoffs des Kunststoffbauteil eingestellt werden. Beispielsweise wird bei Verwendung von Silikon εr=2,9, bei Verwendung von Polyamid εr=1,7, bei Verwendung von Isopren εr=2,1 und bei Verwendung von Latex εr=24 erreicht. Wird der Kunststoff des Kunststoffbauteils mit Beimischungen wie beispielsweise Kohlenstoff, Glasgranulat, keramischen Verbindungen (ceramic compound) oder Viskose versehen, kann die Dieelektrizitätszahl des Kunststoffs in noch weiteren Bereichen eingestellt werden. Beispielsweise weist Kohlenstoff εr=2,5, Glasgranulat εr=4,0, ceramic compound εr=17 und Viskose εr=34,5 auf.The dielectric constant ε r can be set by selecting the plastic of the plastic component. For example, when using silicone ε r = 2.9, when using polyamide ε r = 1.7, when using isoprene ε r = 2.1 and when using latex ε r = 24 is achieved. If the plastic of the plastic component is provided with admixtures such as carbon, glass granulate, ceramic compounds or viscose, the dielectric constant of the plastic can be set in still further ranges. For example, carbon has ε r = 2.5, glass granulate ε r = 4.0, ceramic compound ε r = 17 and viscose ε r = 34.5.
Besonders in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften des induktiven Bauelements bietet die Erfindung somit erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen induktiven Bauelementen. Die Resonanzfrequenz des induktiven Bauelements ist erfindungemäß einstellbar, so dass der Arbeitsbereich des induktiven Bauelements flexibel verändert werden kann.Particularly with regard to the electrical properties of the inductive component, the invention thus offers considerable advantages over conventional inductive components. the According to the invention, the resonance frequency of the inductive component can be set so that the working range of the inductive component can be changed flexibly.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes induktives Bauelement von schräg oben,
- Fig. 2
- eine Darstellung des Kerns des induktiven Bauelements der
Fig. 1 , - Fig. 3
- den Kern der
Fig. 2 , wobei das Kunststoffbauteil des Kerns weggelassen wurde, - Fig. 4
- eine Darstellung des induktiven Bauelements der
Fig. 1 , wobei vom Mittelteil des Kerns der zentrale Abschnitt und die beiden Randabschnitte nicht dargestellt sind, - Fig. 5
- das induktive Bauelement der
Fig. 4 , wobei das Kunststoffbauteil des Kerns nicht dargestellt ist, - Fig. 6
- das Mittelteil des Kerns der
Fig. 2 , - Fig. 7
- das Kunststoffbauteil des Kerns der
Fig. 2 , - Fig. 8
- einen plattenförmigen Steg des Kunststoffbauteils der
Fig. 7 , - Fig. 9
- den plattenförmigen Steg der
Fig. 8 in einer Ansicht von vorne, - Fig. 10
- eine Grundplatte des Kunststoffbauteils der
Fig. 7 und - Fig. 11
- eine Darstellung eines vereinfachten elektrischen Ersatzschaltbildes eines erfindungsgemäßen induktiven Bauelements.
- Fig. 1
- an inventive inductive component obliquely from above,
- Fig. 2
- an illustration of the core of the inductive component of FIG
Fig. 1 , - Fig. 3
- the core of the
Fig. 2 with the plastic component of the core omitted, - Fig. 4
- a representation of the inductive component of
Fig. 1 , the central section and the two edge sections of the middle part of the core not being shown, - Fig. 5
- the inductive component of the
Fig. 4 , whereby the plastic component of the core is not shown, - Fig. 6
- the middle part of the core of the
Fig. 2 , - Fig. 7
- the plastic component of the core of the
Fig. 2 , - Fig. 8
- a plate-shaped web of the plastic component of the
Fig. 7 , - Fig. 9
- the plate-shaped web of the
Fig. 8 in a view from the front, - Fig. 10
- a base plate of the plastic component of the
Fig. 7 and - Fig. 11
- a representation of a simplified electrical equivalent circuit diagram of an inductive component according to the invention.
Der Kern 12 weist ein erstes Seitenteil 18, ein zweites Seitenteil 20 und ein Mittelteil 22 auf. Die beiden Seitenteile 18, 20 sind identisch ausgebildet und weisen die Form eines sogenannten PQ-Kerns auf. Im Querschnitt gesehen, wobei eine Schnittebene dann in
Das Mittelteil 22 weist einen zentralen Abschnitt 30 sowie einen ersten Randabschnitt 32 und einen zweiten Randabschnitt 34 und ein Kunststoffbauteil 36 auf. Die beiden Randabschnitte 32, 34 sind identisch zueinander ausgebildet und weisen jeweils eine ebene Rückseite sowie eine konvex gekrümmte Innenseite auf. Die konvex gekrümmten Innenseiten sind jeweils an die Außenform der beiden Spulen 14, 16 angepasst. Die beiden Randabschnitte 32, 34 verbinden jeweils die Randabschnitte 26, 28 der beiden Seitenteile 18, 20 und setzen deren Form im Wesentlichen fort. In
Der zentrale Abschnitt 30 ist kreiszylindrisch ausgeführt und verbindet die mittleren Abschnitte 24 der beiden Seitenteile 18, 20.The
Eine Darstellung des Kerns 12 des induktiven Bauelements 10 der
Die beiden Seitenteile 18, 20 bestehen beispielsweise aus einem Ferritmaterial und sind jeweils einstückig hergestellt. Beim Mittelteil 22 bestehen der zentrale Abschnitt 30 sowie die beiden Randabschnitte 32, 34 aus Ferritmaterial. Das Kunststoffbauteil 36 oder Positionierbauteil besteht aus einem Kunststoff, beispielsweise Silikon oder Polyamid.The two
Zwischen den jeweils aneinander anliegenden Stirnflächen der beiden Seitenteile 18, 20 und des Mittelteils 22 liegt kein messbarer Luftspalt vor, da die beiden Seitenteile 18, 20 auf den jeweils zugeordneten Stirnflächen des zentralen Abschnitts 30 bzw. des ersten Randabschnitts 32 und des zweiten Randabschnitts 34 aufliegen. In magnetischer Hinsicht ist aber dennoch ein geringer Luftspalt vorhanden, der durch geringfügige Unebenheiten der jeweiligen Stirnflächen verursacht ist. Zur Einstellung der magnetischen Eigenschaften des induktiven Bauteils 10 kann auch bewusst ein Luftspalt zwischen den beiden Seitenteilen 18, 20 und dem Mittelteil 22 eingestellt werden. Als Luftspalt bezeichnet wird auch ein Spalt, der durch Einlegen eines Kunststoffplättchens zwischen die beiden Seitenteile und das Mittelteil 22 hergestellt wird.There is no measurable air gap between the abutting end faces of the two
Die Durchgangsöffnungen 42, 44, 46 sind jeweils so ausgebildet, dass der zentrale Abschnitt 30 klemmend in der zweiten Durchgangsöffnung 44 aufgenommen ist, dass der erste Randabschnitt 32 klemmend in der ersten Durchgangsöffnung 42 aufgenommen ist und dass der zweite Randabschnitt 34 klemmend in der dritten Durchgangsöffnung 46 aufgenommen ist, vgl.
Die Grundplatte 40 kann wiederum dazu verwendet werden, die beiden Seitenteile 18, 20 relativ zueinander und relativ zum Mittelteil des Kerns, speziell zum plattenförmigen Steg 38 des Kunststoffbauteils 36, zu positionieren und zu fixieren.The
Auf einer in
Die Darstellungen der
Mit dem erfindungsgemäßen Kern 12 bzw. dem erfindungsgemäßen induktiven Bauelement 10 ist es möglich, ein automatisiert herzustellendes und auch automatisiert zu verarbeitendes induktives Bauelement bereitzustellen. Ein solches erfindungsgemäßes induktives Bauelement ist in mechanischer Hinsicht gleich hoch oder gar höher belastbar als konventionelle induktive Bauelemente mit einem einstückig aus Ferrit gefertigten Mittelteil. In magnetischer Hinsicht kann ein Nebenschluss im Mittelteil durch das aus Kunststoff bestehende Kunststoffbauteil 36, speziell den plattenförmigen Steg 38, verhindert werden. Bei geeigneter Auswahl des Kunststoffs kann die Größe eines magnetischen Nebenschlusses durch den plattenförmigen Steg 38 des Kunststoffbauteils 36 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Hierzu kann beispielsweise bei der Herstellung des plattenförmigen Stegs 38 Ferritpulver einem Kunststoff zugemischt werden.With the core 12 according to the invention or the
In elektrischer Hinsicht können die Eigenschaften des erfindungsgemäßen induktiven Bauelements ebenfalls durch die Auswahl des Kunststoffs für den plattenförmigen Steg 38 des Kunststoffbauteils 36 eingestellt werden. Die Größe einer parasitären Streukapazität kann durch die Dielektrizitätszahl des Kunststoffs des plattenförmigen Stegs 38 eingestellt werden und kann beispielsweise zum Verschieben des Resonanzfrequenzpunkts des induktiven Bauelements 10 verwendet werden. Dies führt letztlich zu unterschiedlichen Impedanzverläufen über die Frequenz gesehenFrom an electrical point of view, the properties of the inductive component according to the invention can also be set by the selection of the plastic for the plate-shaped
Im linken Zweig des Ersatzschaltbildes der
Das in
Claims (16)
- Core (12) for an inductive element (10) with at least a first side part (18), a middle part (22) and a second side part (20), wherein the middle part (22) has a central portion (30), a first edge portion (32) arranged parallel to the central portion (30), and a second edge portion (34) arranged parallel to the central portion (30), wherein the central portion (30) is arranged between the first and second edge portions (32, 34), and the two edge portions (32, 34) each connect edge portions (26, 28) of the two side parts (18, 20) and continue their shape, wherein at least one plastic component (36) is provided which is provided at least between the central portion (30) and the first edge portion (32) and/or at least between the central portion (30) and the second edge portion (34), in order to adjust a stray capacitance of the inductive element (10) by suitable selection of the dielectric constant εr of the plastic used for the plastic component (36) and to influence a secondary magnetic flux of the inductive element by suitable selection of a low relative permeability µr of the plastic used for the plastic component (36).
- Core according to claim 1, characterized in that a dielectric constant of the plastic component (36) lies in the range from 1 to 50, in particular in the range 1 to 10.
- Core according to at least one of the preceding claims, characterized in that the plastic component (36) is formed from a plastic with low magnetic permeability.
- Core according to at least one of the preceding claims, characterized in that the plastic component (36) is made from silicone, polyamide, isoprene or latex.
- Core according to any one of the preceding claims, characterized in that the plastic contains an admixture of carbon, glass granulate, a ceramic compound and/or viscose.
- Core according to any one of the preceding claims, characterized in that the plastic component (36) fixes the central portion (30), the first edge portion (32) and the second edge portion (34) in a defined position relative to each other.
- Core according to any one of the preceding claims, characterized in that the plastic component (36) surrounds the central portion (30) of the middle part (22) at least over part of the length of the central portion (30).
- Core according to any one of the preceding claims, characterized in that the plastic component (36) is formed as a plate-like web (38) arranged perpendicularly to the central portion (30) of the middle part (22), the first edge portion (32) and the second edge portion (34), and comprises three passage openings (42, 44, 46) for receiving the central portion (30) of the middle part (22), the first edge portion (32) and the second edge portion (34).
- Core according to claim 8, characterized in that a first one of the three passage openings (42, 44, 46) is adapted to the cross-section of the central portion (30) of the middle part (22), a second one of the three passage openings (42, 44, 46) is adapted to the cross-section of the first edge portion (32), and a third one of the three passage openings (42, 44, 46) is adapted to the cross-section of the second edge portion (34).
- Core according to claim 9, characterized in that the central portion (30) of the middle part (22), the first edge portion (32) and/or the second edge portion (34) are fixed by clamping in the respective passage opening (42, 44, 46).
- Core according to any one of the preceding claims, characterized in that the first side part (16) and the second side part (20) generally have a cross-section of similar form to the letter E.
- Core according to claim 11, characterized in that the first side part and the second side part are formed as an E core, PQ core, ETD core or RM core.
- Core according to at least one of the preceding claims, characterized in that the plastic component (36) has a base plate (40) from which a plate-like web (38) protrudes perpendicularly, wherein the base plate (40) is provided for fixing the first side part (18) and the second side part (20) of the core (12).
- Core according to claim 13, characterized in that the base plate (40) is provided with fixing means, in particular latching means or clamping means, on its side facing away from the plate-like web (38).
- Inductive component (10) with a core (12) according to at least one of the preceding claims and at least one coil (14, 16) which at least partially surrounds the central portion (30) of the middle part (22).
- Inductive component (10) according to claim 15, characterized in that a dielectric constant of the plastic of the plastic component (36) is matched to an inductance of the coil (14, 16) in order to obtain a defined resonant frequency of the inductive component (10).
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