WO2023217512A1 - Magnetfeldempfindliches bauelement, verwendung eines magnetfeldempfindlichen bauelements und transformator - Google Patents

Magnetfeldempfindliches bauelement, verwendung eines magnetfeldempfindlichen bauelements und transformator Download PDF

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WO2023217512A1
WO2023217512A1 PCT/EP2023/060465 EP2023060465W WO2023217512A1 WO 2023217512 A1 WO2023217512 A1 WO 2023217512A1 EP 2023060465 W EP2023060465 W EP 2023060465W WO 2023217512 A1 WO2023217512 A1 WO 2023217512A1
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sensitive component
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less
magnetic
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Marc HÖNTSCH
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Magnetec Gmbh
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    • H01F41/0226—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons

Definitions

  • Magnetic field sensitive component use of a magnetic field sensitive component and transformer
  • the invention relates to a magnetic field-sensitive component, a use of a magnetic field-sensitive component and a transformer.
  • Magnetic field-sensitive components in particular magnetic cores, are used for a variety of electronic and/or electrical applications, preferably for power transmission in a transformer, for limiting currents in electrical lines, for temporarily storing energy in the form of their magnetic field, for impedance matching or for filtering electronic or electrical signal.
  • a magnetic field-sensitive component When using a magnetic field-sensitive component as a magnetic core within a transformer, electrical power should be transmitted with as little loss as possible.
  • the magnetic flux induced by an electrical conductor through which alternating current flows should be guided through the magnetic core with little loss and in a bundled manner.
  • a high magnetic saturation flux density and a magnetic permeability of the magnetic core of greater than or equal to 500 are particularly advantageous, preferably greater than or equal to 1. 000 and particularly preferably greater than or equal to 2. 000.
  • cut magnetic cores are usually required in order to achieve the required winding and insulation structure. Cutting a magnetic core creates an air gap, which leads to higher Core losses and thus to increased heat development.
  • the invention is based on the object of providing an improvement or an alternative to the prior art.
  • the object is solved by a magnetic field-sensitive component with a through opening and an axial extension, the magnetic field-sensitive component having at least one cut surface, the cut surface having a normal which is formed perpendicular to the axial extension of the magnetic field-sensitive component;
  • the magnetic field-sensitive component has a soft magnetic material, preferably a metallic glass; and
  • the magnetic field-sensitive component has a coercive field strength of less than or equal to 10 A/m, preferably a coercive field strength of less than or equal to 5 A/m and particularly preferably a coercive field strength of less than or equal to 3 A/m.
  • a “magnetic field-sensitive component” is understood to mean a component, in particular a ferromagnetic component, which reacts to a magnetic field by changing at least one state variable of the component.
  • An inductive component can be produced from a magnetic field-sensitive component together with electrical conductors, among other things, which is for electrical and/or electronic applications can be used.
  • a magnetic field-sensitive component can have an extent of greater than or equal to 10 mm, preferably an extent of greater than or equal to 16 mm and particularly preferably an extent of greater than or equal to 22 mm.
  • a magnetic field-sensitive component can have an extent of less than or equal to 500 mm, preferably an extent of less than or equal to 450 mm and particularly preferably an extent of less than or equal to 400 mm.
  • a “through opening” is understood to mean a free cross-section that is formed in the interior of the magnetic field-sensitive component. Preferably, it extends Through opening in the direction of an “axial extent” of the magnetic field-sensitive component.
  • the magnetic field-sensitive component preferably has the shape of a toroidal core, whereby a particularly advantageous, in particular a particularly low, stray field of the magnetic field-sensitive component can be achieved. This can ensure that the magnetic field-sensitive component and/or an inductive component produced with the magnetic field-sensitive component have particularly good electromagnetic compatibility. In particular, the magnetic field-sensitive component designed in this way can influence a stray field of a nearby component.
  • the magnetic field-sensitive component can have the shape of an interrupted toroidal core.
  • the magnetic field-sensitive component can have an air gap at least at one point.
  • the inner contour of the magnetic field-sensitive component forms the through opening of the magnetic field-sensitive component.
  • the outer contour of the magnetic field-sensitive component is designed as an oval and the inner contour of the magnetic field-sensitive component is also designed as an oval with two axes of symmetry.
  • An “oval” is a flat, rounded convex figure.
  • An oval includes circles and ellipses as special cases, although, in contrast to these, any oval does not have to have an "axis of symmetry".
  • an oval is a closed twice continuously differentiable convex curve in the plane. If the curve of an oval is arranged in mirror image on both sides of an imaginary line, then the oval has an axis of symmetry. If the curve of an oval is arranged in mirror image on both sides of two non-coincident imaginary lines, then the oval has “two axes of symmetry”.
  • a circle and an ellipse are each an oval with two axes of symmetry.
  • the outer contour and/or the inner contour of the magnetic field-sensitive component can be designed as a U-shape or as a C-shape or as a rectangle or as an interrupted rectangle, whereby a particularly advantageous, in particular a particularly low, stray field of the magnetic field-sensitive component can be achieved .
  • This can ensure that the magnetic field-sensitive component and/or an inductive component produced with the magnetic field-sensitive component have particularly good electromagnetic compatibility.
  • the magnetic field-sensitive component designed in this way can advantageously influence a stray field of a nearby component in a particularly small way.
  • the magnetic field-sensitive component preferably has a substantially constant axial extent, in particular a constant axial extent.
  • the material thickness of the magnetic field-sensitive component is largely constant or constant.
  • the magnetic field sensitive component has the geometry of a circular ring in cross section.
  • a “cut surface” is understood to mean a surface of the magnetic field-sensitive component on which the magnetic field-sensitive component ends, preferably ends in the azimuthal direction with respect to the axial extent. In other words, a space starting from the cut surface in the direction of a normal to the cut surface does not have a magnetic field-sensitive component .
  • the magnetic field-sensitive component can have two or more cut surfaces.
  • the magnetic field-sensitive component can have a first cut surface and a second cut surface, wherein the first cut surface and the second cut surface can lie opposite one another and can be arranged at a distance from one another.
  • the first cut surface and the second cut surface define an air gap.
  • first cutting surface and the second cutting surface can be arranged at a distance from one another and have the same surface normal.
  • the magnetic field-sensitive component can in particular have two magnetic field-sensitive component parts, which can be produced by mechanically separating the magnetic field-sensitive component.
  • the two magnetic field-sensitive component parts can each have a first cut surface and a second cut surface, whereby the respective first cut surfaces and the respective second cut surfaces can lie opposite one another and can each limit an air gap.
  • the first magnetic field-sensitive component part and the second magnetic field-sensitive component part can be arranged in such a way that the respective first cut surfaces and the respective second cut surfaces lie opposite one another and are in contact with one another, preferably in flat contact.
  • a “soft magnetic substance f” is understood to mean a substance f which can be easily magnetized in a magnetic field.
  • a soft magnetic substance f preferably has a coercive field strength of less than or equal to 1,000 A/m.
  • a soft magnetic substance f in particular an amorphous soft magnetic substance f, preferably a metallic glass, has an alloy comprising iron, nickel and/or cobalt.
  • a “metallic glass” is understood to mean a metal-based alloy of a substance which, at the atomic level, does not have a crystalline but rather an amorphous structure and still has metallic conductivity as a property.
  • a metallic glass can also have non-metallic alloy components in addition to metallic alloy components.
  • the amorphous atom arrangement which is very unusual for metals, advantageously enables special physical properties.
  • the coercive field strength of the magnetic field-sensitive component can be advantageously reduced and/or the permeability can be advantageously increased.
  • the “coercive field strength” is understood to mean the magnetic field strength that is necessary to completely demagnetize a magnetic field-sensitive component that has previously been charged to saturation flux density.
  • the magnetic field-sensitive component preferably has a coercive field strength of less than or equal to 2 A/m, preferably a coercive field strength of less than or equal to 1.5 A/m and particularly preferably a coercive field strength of less than or equal to 1 A/m. Furthermore, the magnetic field-sensitive component preferably has a coercive field strength of less than or equal to 0.5 A/m, preferably a coercive field strength of less than or equal to 0.1 A/m and particularly preferably a coercive field strength of less than or equal to 0.05 A /m .
  • an alternating current in particular a high-frequency alternating current with a frequency of greater than or equal to 80 kHz, preferably greater than or equal to 200 kHz
  • the coercive field strength of the magnetic field-sensitive component required here, particularly efficient power transmission can be achieved.
  • the magnetic field-sensitive component has a particularly advantageous thermal stability even with a disadvantageous ratio of the surface of the magnetic field-sensitive component to the volume of the magnetic field-sensitive component. This also means that the magnetic field-sensitive component can be designed in smaller dimensions, in particular with the same power transmission.
  • the dissipation occurring in the magnetic field-sensitive component can additionally be advantageously reduced at high-frequency polarity-changing field strengths, in particular polarity-changing field strengths caused by a high-frequency current of greater than or equal to 80 kHz, preferably polarity-changing field strengths caused by a high-frequency current of greater than or equal to 200 kHz.
  • the “saturation flux density” is understood to mean the maximum magnetic flux density of a substance that can be achieved in the substance by an externally applied magnetic field.
  • the magnetic field-sensitive component preferably has a saturation flux density of greater than or equal to 1.1 T, preferably a saturation flux density of greater than or equal to 1.2 T and particularly preferably a saturation flux density of greater than or equal to 1.3 T. Furthermore, the magnetic field-sensitive component preferably has a saturation flux density of greater than or equal to 1.4 T, preferably a saturation flux density of greater than or equal to 1.5 T and particularly preferably a saturation flux density of greater than or equal to 1.6 T.
  • the combination of the specified values can lead to a particularly advantageous hysteresis characteristic of the magnetic field-sensitive component.
  • the hysteresis characteristic can preferably be designed as a “Z-loop”.
  • the magnetic field-sensitive component can have a high permeability.
  • the “permeability” of a magnetic field-sensitive component is understood to mean the magnetization of a material in an external magnetic field.
  • permeability in the context of the present patent application, it is always meant to mean relative permeability.
  • a magnetic field-sensitive component with a high permeability results in a comparatively high magnetic flux density being present in the magnetic field-sensitive component even with a low magnetic field strength.
  • a high permeability thus increases the transmission ratio of the magnetic field, in particular the magnetic field emanating from a designated conductor piece through which current flows, into the magnetic flux in the magnetic field-sensitive component and vice versa.
  • the magnetic field-sensitive component has a permeability that is greater than or equal to 1. 000, preferably greater than or equal to 5. 000, preferably greater than or equal to 10. 000 and particularly preferably greater than or equal to 20. 000.
  • the magnetic field-sensitive component also preferably has a permeability of greater than or equal to 35. 000, preferably a permeability of greater than or equal to 45. 000 and particularly preferably a permeability of greater than or equal to 50. 000.
  • the magnetic field-sensitive component preferably has a permeability of greater than or equal to 60. 000, preferably a permeability of greater than or equal to 70. 000 and particularly preferably a permeability of greater than or equal to 80. 000.
  • the magnetic field-sensitive component has a permeability of greater than or equal to 90. 000, preferably a permeability of greater than or equal to 100. 000 and particularly preferably a permeability of greater than or equal to 110. 000. Furthermore, the magnetic field-sensitive component preferably has a permeability of greater than or equal to 120. 000, preferably a permeability of greater than or equal to 130. 000 and particularly preferably a permeability of greater than or equal to 140. 000 on . Preferably, the permeability of the magnetic field-sensitive component is greater than or equal to 150. 000.
  • the above values for the permeability of the magnetic field-sensitive component should not be understood as sharp limits, but rather should be able to be exceeded or fallen short of on an engineering scale without departing from the described aspect of the invention.
  • the values are intended to provide an indication of the size of the permeability of the magnetic field-sensitive component proposed here.
  • the magnetic field emanating from a designated current-carrying conductor causes a particularly strong magnetic flux in the magnetic field-sensitive component and vice versa.
  • the magnetic field-sensitive component has a steep transfer behavior between the magnetic field strength of the magnetic field emanating from the conductor through which a current flows and the magnetic flux in the magnetic field-sensitive component and vice versa.
  • the magnetic field-sensitive component can have a remanence of less than or equal to 0.7 T, preferably a remanence of less than or equal to 0.1 T and particularly preferably a remanence of less than or equal to 0.05 T.
  • Remanence is understood to mean the magnetization that a particle magnetized by an external magnetic field retains after the external magnetic field has been removed.
  • the magnetic field-sensitive component preferably has a remanence of less than or equal to 1.8 T, preferably 1.5 T, further preferably 1.3 T, again preferably 1.1 T.
  • the magnetic field-sensitive component can further have a remanence of less than or equal to 0 .9 T, preferably a remanence of less than or equal to 0.4 T and particularly preferably a remanence of less than or equal to 0.02 T.
  • the magnetic field-sensitive component has a ratio of remanence to saturation flux density of greater than o- which is equal to 50%, preferably greater than or equal to 70% and particularly preferably greater than or equal to 80%. Furthermore, the magnetic field-sensitive component preferably has a ratio of remanence to saturation flux density of greater than or equal to 85%, preferably greater than or equal to 90% and particularly preferably greater than or equal to 95%.
  • the remanence values specified here mean that a reduced inrush current must be applied to electrical components having the magnetic field-sensitive component.
  • the magnetic field-sensitive component can have a magnetostriction with an absolute relative change in length parallel to the magnetic field of less than or equal to 2 times 10 ⁇ 6 , preferably less than or equal to 1 times 10 ⁇ 6 and particularly preferably less than or equal to 0.5 times 10 ⁇ 6 .
  • Magnetictostriction is understood to mean the deformation of the magnetic field-sensitive component as a result of an acting magnetic field.
  • the magnetic field-sensitive component experiences an elastic change in length at a constant volume.
  • the magnetic field-sensitive component does not emit any disturbing noises during its intended use, in particular no noises that are perceptible to humans.
  • the mechanical connection of the individual strip layers is particularly important in the case of wound magnetic cores having at least one cut surface.
  • Magnetostriction can be achieved so that the magnetic field-sensitive component undergoes only minor deformations during its intended use, which can prevent or reduce the dissolution of the mechanical bond between the individual wound layers, which is also detrimental to the magnetic properties.
  • the elastic change in length of the magnetic field-sensitive component due to an acting magnetic field is so small that the influence on the cutting surface is negligibly small.
  • improved permeability of the magnetic component can also be achieved during the service life of the magnetic field-sensitive component.
  • the at least one cut surface of the magnetic field-sensitive component has a roughness R a of less than or equal to 12.5 pm, preferably a roughness R a of less than or equal to 6.3 pm and particularly preferably a roughness R a of less than or equal to 3.2 pm .
  • a “roughness” refers to the unevenness of the surface height. There are different calculation methods for the quantitative characterization of the roughness, each of which takes different characteristics of the surface into account.
  • the “roughness R a " or average roughness indicates the average distance of a measuring point on the surface to the center line at .
  • the roughness of the cut surface can be understood as having an insulating layer, in particular an impregnating resin.
  • the roughness required here may have been achieved by polishing the cut surface after cutting open the magnetic field-sensitive component.
  • the magnetic field-sensitive component preferably has a roughness R a of less than or equal to 1.6 pm, preferably a roughness R a of less than or equal to 0.8 pm and particularly preferably a roughness R a of less than or equal to 0.4 pm.
  • the magnetic field-sensitive component can at least partially have an insulating layer, in particular an impregnating resin.
  • An “insulating layer” can be formed at least partially from an electrically non-conductive material and/or a non-magnetic material, in particular from a melted plastic powder, preferably a thermoplastic and/or a thermoset.
  • An insulating layer can have an epoxy resin and/or a lacquer or several layers of lacquer. This creates an insulating layer and/or fixing layer with a smaller volume than with a non-conductive housing.
  • An insulating layer can be produced in particular using a spraying process and/or a dipping process and/or a coating process.
  • the insulating layer may preferably have a temperature resistance of greater than or equal to 150 ° C, preferably one Temperature resistance of greater than or equal to 160 ° C and particularly preferably a temperature resistance of greater than or equal to 170 ° C. Further preferably, the insulating layer can have a temperature resistance of greater than or equal to 180 ° C, preferably a temperature resistance of greater than or equal to 190 ° C and particularly preferably a temperature resistance of greater than or equal to 200 ° C.
  • an insulating layer can be arranged, in particular between the layers, comprising a soft magnetic substance f. This allows eddy current losses in the individual layers to be reduced.
  • the surface of the magnetic field-sensitive component can at least partially have a non-conductive layer, in particular a non-conductive layer comprising a plastic, preferably a non-conductive housing.
  • a non-conductive layer and/or a non-conductive housing can be formed at least partially from an electrically non-conductive material f and/or a non-magnetic material f, in particular from a melted plastic powder, preferably a thermoplastic and/or a thermoset or have such .
  • a non-conductive layer and/or a non-conductive housing can be produced in particular in an injection molding process and/or a thermoforming process and/or a PUR-RIM process and/or another plastic production process.
  • a non-conductive layer and/or a non-conductive housing may have a lower part and an upper part.
  • the lower part and the upper part can be connected to one another by means of connecting devices, in particular connected to one another in such a way that the magnetic field-sensitive component is at least partially enclosed by the non-conductive layer and/or the non-conductive housing, preferably completely enclosed.
  • a non-conductive layer and/or a non-conductive housing can be formed monolithically from one part.
  • a non-conductive layer can have an epoxy resin and/or a lacquer or several layers of lacquer. This makes it possible to achieve an insulating layer and/or fixing layer with a smaller volume than with a non-conductive housing.
  • a non-conductive layer can be produced in particular using a spraying process and/or a dipping process and/or a coating process.
  • a non-conductive layer and/or a non-conductive housing can preferably have a temperature resistance of greater than or equal to 150 ° C, preferably a temperature resistance of greater than or equal to 160 ° C and particularly preferably a temperature resistance of greater than or equal to 170 ° C. Further preferably, the non-conductive layer and/or the non-conductive housing can have a temperature resistance of greater than or equal to 180 ° C, preferably a temperature resistance of greater than or equal to 190 ° C and particularly preferably a temperature resistance of greater than or equal to 200 ° C.
  • the soft magnetic substance f can have a nanocrystalline structure.
  • a material with a “nanocrystalline structure” is understood to mean a polycrystalline solid with a nano-microstructure, the microstructure being the type, crystal structure, number, shape and topological arrangement of point defects, dislocations, stacking errors and/or grain boundaries in a crystalline material is understood.
  • the nanocrystalline structure allows the physical properties of the magnetic field-sensitive component to be further improved.
  • the permeability of the soft magnetic material can be increased.
  • a nanocrystalline material is produced from an amorphous material, with the crystal growth starting from the amorphous material being stimulated by thermal and/or magnetic action.
  • the magnetic field-sensitive component preferably consists of a soft magnetic substance f with a nanocrystalline structure having a typical grain size in the range from 5 pm to 30 pm, preferably from a nanocrystalline soft magnetic substance f with a typical grain size in the range from 7 pm to 20 pm, especially preferably made of a nanocrystalline soft magnetic material with a typical grain size in the range from 8 pm to 15 pm.
  • the adjustable physical properties of the magnetic field-sensitive component are stable over a wide frequency range of an alternating current, which causes a polarity-changing magnetic field in the magnetic field-sensitive component. Especially about a frequency range of an alternating current from greater than or equal to 75 kHz to less than or equal to 220 kHz.
  • the adjustable physical properties of the magnetic field-sensitive component are stable over a wide temperature range. In particular over a temperature range of greater than or equal to 50 °C to less than or equal to 220 °C.
  • the soft magnetic substance can have the following atomic composition:
  • the above material specification can achieve an inductive component with a particularly small coercive field strength and/or a particularly high permeability.
  • the soft magnetic solid specified above has nickel, in particular a nickel content of greater than or equal to 4.5% by weight, preferably a nickel content of greater than or equal to 5% by weight and particularly preferably a nickel content of greater than or equal to 5.5% by weight .-%.
  • the magnetic field-sensitive component can have a fill factor of greater than or equal to 0.7, preferably greater than or equal to 0.75 and particularly preferably greater than or equal to 0.8.
  • a “filling factor” of a magnetic field-sensitive component is the ratio of a magnetizable material within the magnetic field-sensitive component compared to a component of the same volume which consists entirely of the same magnetizable material.
  • the saturation flux density for layered components is always lower than for components made of solid material.
  • the saturation flux density can be varied by adjusting the layer thickness while maintaining the component geometry. The smaller the layer thickness, the higher the filling factor and therefore the higher the achievable saturation flux density.
  • the magnetic field-sensitive component can have a fill factor of greater than or equal to 0.72, preferably a fill factor of greater than or equal to 0.74 and particularly preferably a fill factor of greater than or equal to 0.76. Furthermore, the magnetic field-sensitive component can have a fill factor of greater than or equal to 0.78, preferably a fill factor of greater than or equal to 0.85 and particularly preferably a fill factor of greater than or equal to 0.9. This allows a particularly high saturation flux density of the magnetic field-sensitive component to be achieved.
  • the magnetic field-sensitive component can have more than 1 layer, preferably more than 5 layers and particularly preferably more than 10 layers.
  • the magnetic field-sensitive component can be constructed in layers, in particular the magnetic field-sensitive component can be wound from a material f, comprising a soft magnetic material f, preferably wound around the axis of the axial extension.
  • a material f comprising a soft magnetic material f
  • the eddy current losses can be specifically adjusted via the layer thickness of the soft magnetic material, whereby the eddy current losses and thus the impedance of the magnetic field-sensitive component can be adjusted.
  • the eddy current losses and the impedance can be adjusted by the strip thicknesses.
  • the transmission behavior of the magnetic field-sensitive component in particular the attenuation of the magnetic field-sensitive component, can be influenced and/or adjusted with respect to high-frequency currents. This can ensure that high-frequency currents, in particular high-frequency interference currents, are partially or completely dissipated by the magnetic field-sensitive component.
  • the magnetic field-sensitive component can have more than 15 layers, preferably more than 20 layers and particularly preferably more than 30 layers. Furthermore, the magnetic field-sensitive component can have more than 40 layers, preferably more than 50 layers and particularly preferably more than 60 layers.
  • the at least one layer of the magnetic field-sensitive component can have a layer thickness of less than or equal to 25 pm, preferably less than or equal to 20 pm and particularly preferably less than or equal to 15 pm.
  • the at least one layer of the magnetic field-sensitive component can have a layer thickness of less than or equal to 30 pm, preferably less than or equal to 22 pm and particularly preferably less than or equal to 14 pm.
  • the object is achieved by using a magnetic field-sensitive component for a transformer.
  • the object is achieved by using a magnetic field-sensitive component for a throttle.
  • the object is achieved by using a magnetic field-sensitive component for a current transformer.
  • the problem is solved by a transformer having a magnetic field-sensitive component according to the first aspect of the invention.
  • the subject matter of the fifth aspect can be advantageously combined with the subject matter of the first aspect of the invention, both individually or cumulatively in any combination.
  • a network filter in particular as a common-mode choke and as a differential-mode choke, common-mode interference currents and/or differential-mode interference currents can be throttled, in particular reduced, by the inductive component.
  • Figure 1 a first embodiment of a magnetic field-sensitive component according to the first aspect of the invention in a perspective view
  • Figure 2 a second embodiment of a magnetic field-sensitive component according to the first aspect of the invention in a perspective view
  • a first embodiment of a magnetic field-sensitive component 10 with a through opening and an axial extension essentially consists of a first magnetic field-sensitive component part 11 and a second magnetic field-sensitive component part 12.
  • the first in each case Cut surfaces 21 and the respective second cut surfaces 22 lie opposite each other in such a way that an air gap is delimited.
  • the first embodiment of the magnetic field-sensitive component 10 has two air gaps.
  • the magnetic field-sensitive component 10 has a non-conductive layer 30.
  • the magnetic field-sensitive component 10 is constructed in layers and has layers 40, with each layer 40 having the same layer thickness.
  • the magnetic field-sensitive component 10 has a rectangular shape; in particular, the outer contour and the inner contour have a rectangular shape.
  • a second embodiment of a magnetic field-sensitive component 10 with a through opening and an axial extension essentially consists of a first magnetic field-sensitive component part 11 and a second magnetic field-sensitive component part 12.
  • the first magnetic field-sensitive component 11 and the second magnetic field-sensitive component 12 are in contact with one another at the respective first cut surfaces 21 and the second cut surfaces 22, in particular in flat contact.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein magnetfeldempfindliches Bauelement mit einer Durchgangsöffnung und einer axialen Erstreckung, wobei - das magnetfeldempfindliche Bauelement zumindest eine Schnittfläche aufweist, wobei die Schnittfläche eine Normale aufweist, die senkrecht zur axialen Erstreckung des magnetfeldempfindlichen Bauelements ausgebildet ist; - das magnetfeldempfindliche Bauelement einen weichmagnetischen Stoff aufweist, vorzugsweise ein metallisches Glas; und - das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Koerzitivfeldstärke von kleiner oder gleich 10 A/m aufweist, bevorzugt eine Koerzitivfeldstärke von kleiner oder gleich 5 A/m und besonders bevorzugt eine Koerzitivfeldstärke von kleiner oder gleich 3 A/m.

Description

Magnetfeldempfindliches Bauelement , Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements und Transformator
Die Erfindung betri f ft ein magnetfeldempfindliches Bauelement , eine Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements und einen Trans formator .
Magnetfeldempfindliche Bauelemente , insbesondere Magnetkerne , werden für eine Mehrzahl von elektronischen und/oder elektrischen Anwendungen verwendet , vorzugsweise zur Leistungsübertragung in einem Trans formator, zur Begrenzung von Strömen in elektrischen Leitungen, zur Zwischenspeicherung von Energie in Form ihres Magnetfeldes , zur Impedanzanpassung oder zur Filterung eines elektronischen oder elektrischen Signals .
Bei der Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements als Magnetkern innerhalb eines Trans formators , soll eine Übertragung von elektrischer Leistung möglichst verlustarm erfolgen . Insbesondere sollen hierzu der durch einen mit Wechselstrom durchflossenen elektrischen Leiter induzierte magnetische Fluss verlustarm und gebündelt durch den Magnetkern geführt werden . Dazu sind vor allem eine hohe magnetische Sättigungs flussdichte und eine magnetische Permeabilität des Magnetkerns von größer oder gleich 500 vorteilhaft , bevorzugt von größer oder gleich 1 . 000 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 2 . 000 .
Insbesondere für Anwendungen mit höherer elektrischer Leistung benötigt man meist geschnittene Magnetkerne , um den geforderten Windungs- und I solationsaufbau zu realisieren . Durch das Schneiden eines Magnetkerns entsteht ein Luftspalt , welcher zu höheren Kernverlusten und damit zu einer erhöhten Wärmeentwicklung führt .
Insbesondere für die steigende Anzahl von Anwendungs fällen hoher elektrischer Leistung durch die Elektromobilität besteht der Bedarf Trans formatoren hoher Leistung möglichst leicht und möglichst kompakt zu gestalten . Dazu müssen die geforderten Leistungen bei möglichst geringen Verlusten übertragen werden, um eine möglichst geringe Wärmeentwicklung zu erzeugen .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stellen .
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein magnetfeldempfindliches Bauelement mit einer Durchgangsöf fnung und einer axialen Erstreckung, wobei das magnetfeldempfindliche Bauelement zumindest eine Schnittfläche aufweist , wobei die Schnittfläche eine Normale aufweist , die senkrecht zur axialen Erstreckung des magnetfeldempfindlichen Bauelements ausgebildet ist ; das magnetfeldempfindliche Bauelement einen weichmagnetischen Stof f aufweist , vorzugsweise ein metallisches Glas ; und das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Koerzitivf eld- stärke von kleiner oder gleich 10 A/m aufweist , bevorzugt eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 5 A/m und besonders bevorzugt eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 3 A/m .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein" , „zwei" usw . im Regel fall als „mindestens"- Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein..." , „mindestens zwei ..." usw . , sofern sich nicht aus dem j eweil igen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann of fensichtlich oder technisch zwingend ist , dass dort nur „genau ein ..." , „genau zwei ..." usw . gemeint sein könne .
Im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung sei der Ausdruck „insbesondere" immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales , bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird . Der Ausdruck ist nicht als „und zwar" und nicht als „nämlich" zu verstehen .
Unter einem „magnetfeldempfindlichen Bauelement" wird ein Bauelement , insbesondere ein ferromagnetisches Bauelement , verstanden, welches auf ein Magnetfeld mit der Veränderung zumindest einer Zustandsgröße des Bauelements reagiert . Aus einem magnetfeldempfindlichen Bauelement kann unter anderem zusammen mit elektrischen Leitern ein induktives Bauelement hergestellt werden, das für elektrische und/oder elektronische Anwendungen verwendet werden kann .
Ein magnetfeldempfindliches Bauelement kann eine Erstreckung von größer oder gleich 10 mm aufwei sen, bevorzugt eine Erstreckung von größer oder gleich 16 mm und besonders bevorzugt eine Erstreckung von größer oder gleich 22 mm .
Ein magnetfeldempfindliches Bauelement kann eine Erstreckung von kleiner oder gleich 500 mm aufweisen, bevorzugt eine Erstreckung von kleiner oder gleich 450 mm und besonders bevorzugt eine Erstreckung von kleiner oder gleich 400 mm .
Unter einer „Durchgangsöf fnung" wird ein freier Querschnitt verstanden, der im Innenbereich des magnetfeldempfindlichen Bauelements ausgebildet ist . Vorzugsweise erstreckt sich die Durchgangsöf fnung in Richtung einer „axialen Erstreckung" des magnetfeldempfindlichen Bauelements .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement weist vorzugsweise die Gestalt eines Ringkerns auf , wodurch ein besonders vorteilhaftes , insbesondere ein besonders geringes , Streufeld des magnetfeldempfindlichen Bauelements erreicht werden kann . Hierdurch kann erreicht werden, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement und/oder ein mit dem magnetfeldempfindlichen Bauelement hergestelltes induktives Bauelement eine besonders gute elektromagnetische Verträglichkeit aufweisen . Insbesondere kann das derart ausgebildete magnetfeldempfindliche Bauelement ein Streufeld eines nahegelegenen Bauteils beeinflussen .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann die Gestalt eines unterbrochenen Ringkerns aufweisen . Mit anderen Worten kann das magnetfeldempfindliche Bauelement an zumindest einer Stelle einen Luftspalt aufweisen .
Die innere Kontur des magnetfeldempfindlichen Bauelements formt die Durchgangsöf fnung des magnetfeldempfindlichen Bauelements aus .
Besonders bevorzugt ist die äußere Kontur des magnetfeldempfindlichen Bauelements als ein Oval ausgebi ldet und die innere Kontur des magnetfeldempfindlichen Bauelements ebenfalls als Oval mit zwei Symmetrieachsen ausgebildet .
Ein „Oval" ist eine ebene rundl iche konvexe Figur . Ein Oval umfasst Kreise und Ellipsen als Spezialfälle , wobei ein beliebiges Oval im Gegensatz zu diesen keine „Symmetrieachse" besitzen muss . Insbesondere ist ein Oval eine geschlossene zweimal stetig di f ferenzierbare konvexe Kurve in der Ebene . I st die Kurve eines Ovals spiegelbildlich zu beiden Seiten einer gedachten Linie angeordnet , so wei st das Oval eine Symmetrieachse auf . I st die Kurve eines Ovals spiegelbildlich zu beiden Seiten zweier nicht zusammenfallender gedachten Linie angeordnet , so weist das Oval „zwei Symmetrieachsen" auf . Insbesondere sind ein Kreis und eine Ellipse j eweils ein Oval mit zwei Symmetrieachsen .
Alternativ kann äußere Kontur und/oder die innere Kontur des magnetfeldempfindlichen Bauelements als U-Form oder als C-Form oder als Rechteck oder als unterbrochenes Rechteck ausgebi ldet sein, wodurch ein besonders vorteilhaftes , insbesondere ein besonders geringes , Streufeld des magnetfeldempfindlichen Bauelements erreicht werden kann . Hierdurch kann erreicht werden, das s das magnetfeldempfindliche Bauelement und/oder ein mit dem magnetfeldempfindlichen Bauelement hergestelltes induktives Bauelement eine besonders gute elektromagnetische Verträglichkeit aufweisen . Insbesondere kann das derart ausgebildete magnetfeldempfindliche Bauelement ein Streufeld eines nahegelegenen Bauteils vorteilhaft besonders geringfügig beeinflussen .
Vorzugsweise weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine im Wesentlichen konstante axiale Erstreckung auf , insbesondere eine konstante axiale Erstreckung .
Vorzugsweise ist die Materialstärke des magnetfeldempfindlichen Bauelements weitestgehend konstant oder konstant . In dem Sonderfall in welchem das magnetfeldempfindliche Bauelement im Querschnitt als ein Kreis ausgebi ldet ist und die Material stärke des magnetfeldempfindlichen Bauelements konstant ist , weist das magnetfeldempfindliche Bauelement im Querschnitt die Geometrie eines Kreisrings auf . Unter einer „Schnittfläche" wird eine Fläche des magnetfeldempfindlichen Bauelements verstanden an welcher das magnetfeldempfindliche Bauelement endet , vorzugsweise in azimutaler Richtung bezogen auf die axiale Erstreckung endet . Mit anderen Worten weist ein Raum ausgehend von der Schnittfläche in Richtung einer Normalen der Schnittfläche kein magnetfeldempfindliches Bauelement auf .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann zwei oder mehr Schnittflächen aufweisen . Insbesondere kann das magnetfeldempfindliche Bauelement eine erste Schnittfläche und eine zweite Schnittfläche aufweisen, wobei sich die erste Schnittfläche und die zweite Schnittfläche gegenüberliegen können und zueinander beabstandet angeordnet sein können . Mit anderen Worten begrenzen die erste Schnittfläche und die zweite Schnittfläche einen Luftspalt .
Alternativ kann die erste Schnittfläche und die zweite Schnittfläche zueinander beabstandet angeordnet sein und die gleiche Flächennormale aufweisen .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann insbesondere zwei magnetfeldempfindlichen Bauelementteile aufweisen, die durch mechanische Trennung des magnetfeldempfindlichen Bauelements hergestellt werden können . Die zwei magnetfeldempfindlichen Bauelementteile können j eweils eine erste Schnittfläche und eine zweite Schnittfläche aufweisen, wobei sich die j eweils ersten Schnittflächen und die j eweils zweiten Schnittflächen gegenüberliegen können und j eweils einen Luftspalt begrenzen können .
Das erste magnetfeldempfindliche Bauelementteil und das zweite magnetfeldempfindliche Bauelementteil können derart angeordnet sein, dass die j eweils ersten Schnittf lächen und die j eweils zweiten Schnittflächen gegenüberliegen und in Kontakt miteinander stehen, vorzugsweise in flächigem Kontakt . Unter einem „weichmagnetischen Stof f" wird ein Stof f verstanden, welcher sich in einem Magnetfeld leicht magnetisieren lässt . Vorzugsweise weist ein weichmagnetischer Stof f eine Koerzitiv- feldstärke von weniger oder gleich 1 . 000 A/m auf .
Vorzugsweise weist ein weichmagnetischer Stof f , insbesondere ein amorpher weichmagnetischer Stof f , vorzugsweise ein metallisches Glas , eine Legierung aufweisend Eisen, Nickel und/oder Cobalt auf .
Unter einem „metallischen Glas" wird eine metallbasierte Legierung eines Stof fes verstanden, welche auf atomarer Ebene keine kristalline , sondern eine amorphe Struktur aufweist und trotzdem metallische Leitfähigkeit als Eigenschaft aufweist . Vorzugsweise kann ein metallisches Glas neben metallischen Legierungsbestandteilen auch nichtmetallische Legierungsbestandteile aufweisen .
Die für Metalle sehr ungewöhnliche amorphe Atomanordnung ermöglicht vorteilhaft besondere physikalische Stof feigenschaf ten . Insbesondere kann durch die Verwendung von metallischen Gläsern die Koerzitivf eldstärke des magnetfeldempfindlichen Bauelements vorteilhaft reduziert werden und/oder die Permeabilität vorteilhaft erhöht werden .
Unter der „Koerzitivf eldstärke" wird die magnetische Feldstärke verstanden, die notwendig ist , um ein zuvor bis zur Sättigungsflussdichte aufgeladenes magnetfeldempfindliches Bauelement vollständig zu entmagnetisieren .
Bevorzugt weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 2 A/m auf , bevorzugt eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 1 , 5 A/m und besonders bevorzugt eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 1 A/m . Weiterhin vorzugsweise weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 0 , 5 A/m auf , bevorzugt eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 0 , 1 A/m und besonders bevorzugt eine Koerzitiv- feldstärke von kleiner oder gleich 0 , 05 A/m .
Je weniger Dissipation bei der designierten Leistungsübertragung von einem durch einen Wechselstrom, insbesondere einen hochfrequenten Wechselstrom mit einer Frequenz von größer oder gleich 80 kHz , bevorzugt größer oder gleich 200 kHz , designiert durchflossenen Leiterstück hervorgerufenen Magnetfeld in einen magnetischen Fluss in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement und umgekehrt entsteht , desto ef fi zienter kann Leistung durch das magnetfeldempfindliche Bauelement übertragen werden und desto weniger Wärme entsteht .
Je geringer die Koerzitivf eldstärke des magnetfeldempfindlichen Bauelements ist , desto geringer sind die in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement entstehenden Hystereseverluste und damit die entstehende Dissipation, wenn ein designiertes Leiterstück von einem Wechselstrom durchflossen wird und durch das hervorgerufene Magnetfeld einen magnetischen Fluss in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement auslöst . Mit der hier geforderten Koerzitivf eldstärke des magnetfeldempfindlichen Bauelements kann so eine besonders ef fi ziente Leistungsübertragung erreicht werden . Weiterhin kann erreicht werden, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement auch bei einem nachteiligen Verhältnis von Oberfläche des magnetfeldempfindlichen Bauelements zu Volumen des magnetfeldempfindlichen Bauelements eine besonders vorteilhafte thermische Stabilität aufweist . Dadurch kann weiterhin erreicht werden, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement in kleineren Dimensionen ausgeführt werden kann, insbesondere bei gleicher Leistungsübertragung . Hierdurch kann die in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement anfallende Dissipation bei hochfrequenten polaritätswechselnden Feldstärken, insbesondere von einem hochfrequenten Strom von größer oder gleich 80 kHz hervorgerufenen polaritätswechselnden Feldstärken, zusätzlich vorteilhaft reduziert werden, bevorzugt von einem hochfrequenten Strom von größer oder gleich 200 kHz hervorgerufenen polaritätswechselnden Feldstärken .
Unter der „Sättigungs flussdichte" wird die maximale magnetische Flussdichte eines Stof fes verstanden die durch ein von außen aufgebrachtes magnetisches Feld in dem Stof f erreicht werden kann .
Vorzugsweise weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Sättigungs flussdichte von größer oder gleich 1 , 1 T auf , bevorzugt eine Sättigungs flussdichte von größer oder gleich 1 , 2 T und besonders bevorzugt eine Sättigungs flussdichte von größer oder gleich 1 , 3 T . Weiterhin vorzugsweise weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Sättigungs flussdichte von größer oder gleich 1 , 4 T auf , bevorzugt eine Sättigungs flussdichte von größer oder gleich 1 , 5 T und besonders bevorzugt eine Sättigungsflussdichte von größer oder gleich 1 , 6 T .
Durch eine hohe Sättigungs flussdichte kann ein hoher magnetischer Fluss in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement und damit eine hohe Leistung übertragen werden .
Durch die hier spezi fi zierten Werte der Koerzitivf eldstärke , der Remanenz und der Sättigungs flussdichte des magnetfeldempfindlichen Bauelements kann eine besonders ef fi ziente Leistungsübertragung durch das magnetfeldempfindliche Bauelement erreicht werden . Insbesondere die Kombination der spezi fi zierte Werte kann zu einer besonders vorteilhaften Hysteresekennlinie des magnetfeldempfindlichen Bauelements führen . Dadurch kann das magnetfeldempfindliche Bauelement besonders geringe Hystereseverluste bei der Leistungsübertragung aufweisen . Die Hysteresekennlinie kann vorzugsweise als „Z-Schlei fe" ausgebildet sein .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann eine hohe Permeabilität aufweisen .
Unter einer „Permeabilität" eines magnetfeldempfindlichen Bauelements wird die Magnetisierung eines Materials in einem äußeren Magnetfeld verstanden . Je höher die Permeabilität eines magnetfeldempfindlichen Bauelements ist , desto größer ist das Verhältnis aus magnetischer Flussdichte in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement und magnetischer Feldstärke , welche auf das magnetfeldempfindliche Bauelement einwirkt . Bei der Verwendung des Begri f fs Permeabilität ist im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung stets die relative Permeabilität zu verstehen .
So führt ein magnetfeldempfindliches Bauelement mit einer hohen Permeabilität dazu, dass auch bei einer geringen magnetischen Feldstärke eine vergleichsweise hohe magnetische Flussdichte in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement vorliegt . Somit erhöht eine hohe Permeabilität das Übersetzungsverhältnis von dem magnetischen Feld, insbesondere dem von einem designiert stromdurchflossenen Leiterstück ausgehenden magnetischen Feld, in den magnetischen Fluss in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement und andersherum .
Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Permeabilität aufweist , die größer oder gleich 1 . 000 ist , vorzugsweise größer oder gleich 5 . 000 , bevorzugt größer oder gleich 10 . 000 und besonders bevorzugt größer oder gleich 20 . 000 . Ebenfalls bevorzugt weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Permeabilität von größer oder gleich 35 . 000 auf , bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 45 . 000 und besonders bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 50 . 000 . Weiterhin bevorzugt weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Permeabilität von größer oder gleich 60 . 000 auf , bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 70 . 000 und besonders bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 80 . 000 . Ebenfalls weiterhin bevorzugt weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Permeabi lität von größer oder gleich 90 . 000 auf , bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 100 . 000 und besonders bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 110 . 000 . Weiterhin bevorzugt weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Permeabilität von größer oder gleich 120 . 000 auf , bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 130 . 000 und besonders bevorzugt eine Permeabilität von größer oder gleich 140 . 000 auf . Vorzugsweise ist die Permeabilität des magnetfeldempfindlichen Bauelements größer oder gleich 150 . 000 .
Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für die Permeabilität des magnetfeldempfindlichen Bauelements nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen . Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe der hier vorgeschlagenen Permeabilität des magnetfeldempfindlichen Bauelements liefern .
Durch die vergleichsweise hohe Permeabilität des hier vorgeschlagenen magnetfeldempfindlichen Bauelements kann erreicht werden, dass das von einem designierten stromdurchflossenen Leiter, ausgehende magnetische Feld einen besonders starken magnetischen Fluss in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement hervorruft und andersherum . Mit anderen Worten weist das magnetfeldempfindliche Bauelement bei hoher Permeabilität ein steiles Übertragungsverhalten zwischen magnetischer Feldstärke des von dem designiert von einem Strom durchflossenen Leiter ausgehenden magnetischen Feld und dem magnetischen Fluss in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement und andersherum auf.
Je höher die Permeabilität des magnetfeldempfindlichen Bauelements ist desto höher ist die Induktivität eines designierten induktiven Bauelements aufweisend das magnetfeldempfindliche Bauelement bei vorgegebener designierter Stromstärke durch einen designierten elektrischen Leiter.
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,7 T aufweisen, bevorzugt eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,1 T und besonders bevorzugt eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,05 T.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter „Remanenz" wird die Magnetisierung verstanden, die ein durch ein externes magnetisches Feld magnetisiertes Teilchen nach dem Entfernen des externen magnetischen Feldes beibehält.
Weiterhin bevorzugt weist das magnetfeldempfindliche Bauelement eine Remanenz von kleiner oder gleich 1,8 T auf, bevorzugt 1,5 T, weiterhin bevorzugt 1,3 T, abermals bevorzugt 1,1 T. Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann weiterhin eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,9 T aufweisen, bevorzugt eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,4 T und besonders bevorzugt eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,02 T.
Vorzugsweise weist das magnetfeldempfindliche Bauelement ein Verhältnis der Remanenz zur Sättigungsflussdichte von größer o- der gleich 50 % auf , bevorzugt größer oder gleich 70 % und besonders bevorzugt von größer oder gleich 80 % . Weiterhin vorzugsweise weist das magnetfeldempfindliche Bauelement ein Verhältnis der Remanenz zur Sättigungs flussdichte von größer o- der gleich 85 % auf , bevorzugt größer oder gleich 90 % und besonders bevorzugt von größer oder gleich 95 % .
Durch die hier spezi fi zierten Werte der Remanenz kann erreicht werden, dass ein verringerter Einschaltstromstoß bei elektrischen Bauteilen aufweisend das magnetfeldempfindliche Bauelement aufgebracht werden muss .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann eine Magnetostriktion mit einer betragsmäßigen relativen Längenänderung parallel zum magnetischen Feld von weniger oder gleich 2 mal 10~6 aufweisen, bevorzugt von weniger oder gleich 1 mal 10~6 und besonders bevorzugt von weniger oder gleich 0 , 5 mal 10~6.
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Unter „Magnetostriktion" wird die Verformung des magnetfeldempfindlichen Bauelements infolge eines einwirkenden magnetischen Feldes verstanden . Dabei erfährt das magnetfeldempfindlichen Bauelements bei konstantem Volumen eine elastische Längenänderung .
Durch die hier spezi fizierten Werte der Magnetostriktion kann erreicht werden, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement bei seiner designierten Verwendung keine störenden Geräusche absondert , insbesondere keine für den Menschen wahrnehmbaren Geräusche absondert .
Insbesondere bei zumindest eine Schnittfläche aufweisenden gewickelten Magnetkernen ist der mechanische Verbund der einzelnen Bandlagen von Bedeutung . Durch die hier spezi fi zierten Werte der Magnetostriktion kann erreicht werden, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement bei seiner designierten Verwendung lediglich geringfügige Verformungen erfährt , wodurch ein auch für die magnetischen Eigenschaften nachteiliges Auflösen des mechanischen Verbundes zwischen den einzelnen gewickelten Schichten verhindert oder vermindert werden kann . Mit anderen Worten ist die elastische Längenänderung des magnetfeldempfindlichen Bauelements durch ein einwirkendes magnetisches Feld derart gering, dass der Einfluss auf die Schnittf läche vernachlässigbar klein ist . Dadurch kann eine verbesserte Permeabilität des magnetischen Bauelements auch während der Lebensdauer des magnetfeldempfindlichen Bauelements erreicht werden .
Die zumindest eine Schnittfläche des magnetfeldempfindlichen Bauelements weist eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 12 , 5 pm auf , bevorzugt eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 6, 3 pm und besonders bevorzugt eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 3 , 2 pm .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Eine „Rauheit" bezeichnet die Unebenheit der Oberflächenhöhe . Zur quantitativen Charakterisierung der Rauheit gibt es unterschiedliche Berechnungsverfahren, die j eweils auf verschiedene Eigenheiten der Oberfläche Rücksicht nehmen . Die „Rauheit Ra" oder Mittenrauheit gibt den mittleren Abstand eines Messpunktes auf der Oberfläche zur Mittellinie an .
Es versteht sich, dass bei der Spezi fizierung der Rauheit die Rauheit der Schnittfläche aufweisend eine isolierende Schicht , insbesondere ein Tränkharz verstanden werden kann .
Je geringer die Rauheit der Schnittfläche des magnetfeldempfindlichen Bauelements ausgebildet ist , desto geringer sind die Einbußen der Permeabilität des zumindest eine Schnittfläche aufweisenden magnetfeldempfindlichen Bauelements im Vergleich zu einem keine Schnittfläche aufweisenden magnetfeldempfindlichen Bauelement .
Die hier geforderte Rauheit kann nach dem Aufschneiden des magnetfeldempfindlichen Bauelements durch Polieren der Schnittfläche erreicht worden sein .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement weist vorzugsweise eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 1 , 6 pm auf , bevorzugt eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 0 , 8 pm und besonders bevorzugt eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 0 , 4 pm .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann zumindest teilweise eine isolierende Schicht aufweisen, insbesondere ein Tränkharz .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert :
Eine „isolierende Schicht" kann zumindest teilweise aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstof f und/oder einem nicht magnetischen Werkstof f gebildet sein, insbesondere aus einem aufgeschmol zenen Kunststof fpulver, vorzugsweise einem Thermoplast und/oder einem Duroplast .
Eine isolierende Schicht kann ein Epoxidharz und/oder einen Lack oder mehrere Lackschichten aufwei sen . Hierdurch wird eine I solierschicht und/oder Fixierschicht mit einem geringeren Volumen als bei einem nichtleitenden Gehäuse erreicht .
Eine isolierende Schicht kann insbesondere mit einem Sprühverfahren und/oder ein Tauchverfahren und/oder einem Beschichtungsverfahren hergestellt werden .
Die isolierende Schicht kann vorzugsweise eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 150 ° C aufweisen, bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 160 ° C und besonders bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 170 ° C . Weiterhin vorzugsweise kann die isolierende Schicht eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 180 ° C aufweisen, bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 190 ° C und besonders bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 200 ° C .
Bei einem Sichtaufbau des magnetfeldempfindlichen Bauelements kann eine isolierende Schicht insbesondere zwischen den Schichten, aufweisend einen weichmagnetischen Stof f , angeordnet sein . Hierdurch können Wirbelstromverluste in den einzelnen Schichten reduziert werden .
Die Oberfläche des magnetfeldempfindlichen Bauelements kann zumindest teilweise eine nichtleitende Schicht aufweisen, insbesondere eine nichtleitende Schicht aufweisend einen Kunststof f , vorzugsweise ein nichtleitendes Gehäuse .
Eine nichtleitende Schicht und/oder ein nichtleitendes Gehäuse kann zumindest teilweise aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstof f und/oder einem nicht magnetischen Werkstof f gebildet sein, insbesondere aus einem auf geschmol zenen Kunststof fpulver, vorzugsweise einem Thermoplast und/oder einem Duroplast oder einen solchen aufweisen .
Eine nichtleitende Schicht und/oder ein nichtleitendes Gehäuse kann insbesondere in einem Spritzgießverfahren und/oder einem Thermoformverfahren und/oder einem PUR-RIM Verfahren und/oder einem sonstigen Kunststof f fertigungsverfahren hergestellt werden .
Eine nichtleitende Schicht und/oder ein nichtleitendes Gehäuse kann einen unteren Teil und einen oberen Teil aufweisen . Der untere Teil und der obere Tei l können mittels Verbindungseinrichtungen miteinander verbunden werden, insbesondere so miteinander verbunden werden, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement zumindest teilweise von der nichtleitenden Schicht und/oder dem nichtleitenden Gehäuse umschlossen wird, vorzugsweise vollständig umschlossen .
Eine nichtleitende Schicht und/oder ein nichtleitendes Gehäuse kann monolithisch aus einem Teil ausgebildet sein .
Eine nichtleitende Schicht kann ein Epoxidharz und/oder einen Lack oder mehrere Lackschichten aufwei sen . Hierdurch kann eine I solierschicht und/oder Fixierschicht mit einem geringeren Volumen als bei einem nichtleitenden Gehäuse erreicht werden .
Eine nichtleitende Schicht kann insbesondere mit einem Sprühverfahren und/oder ein Tauchverfahren und/oder einem Beschichtungsverfahren hergestellt werden .
Eine nichtleitende Schicht und/oder ein nichtleitendes Gehäuse kann vorzugsweise eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 150 ° C aufweisen, bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 160 ° C und besonders bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 170 ° C . Weiterhin vorzugsweise kann die nichtleitende Schicht und/oder das nichtleitende Gehäuse eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 180 ° C aufweisen, bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 190 ° C und besonders bevorzugt eine Temperaturbeständigkeit von größer oder gleich 200 ° C .
Der weichmagnetische Stof f kann eine nanokristalline Struktur aufweisen .
Begri f flich sei hierzu Folgendes erläutert : Unter einem Material mit einer „nanokristallinen Struktur" wird ein polykristalliner Festkörper mit einer Nano-Mikrostruktur verstanden, wobei unter der Mikrostruktur die Art , die Kristallstruktur, die Anzahl , die Form und die topologische Anordnung von Punktdefekten, Versetzungen, Stapel fehlern und/oder Korngrenzen in einem kristallinen Material verstanden wird .
Durch die nanokristalline Struktur lassen sich die physikalischen Eigenschaften des magnetfeldempfindlichen Bauelements weiter verbessern . Insbesondere kann die Permeabilität des weichmagnetischen Stof fes erhöht werden .
Vorzugsweise wird ein nanokristallines Material aus einem amorphen Material hergestellt , wobei das Kristallwachstum ausgehend von dem amorphen Material durch Einwirkung einer thermischen und/oder magnetischen Einwirkung angeregt wird .
Vorzugsweise besteht das magnetfeldempfindliche Bauelement aus einem weichmagnetischen Stof f mit einer nanokristallinen Struktur aufweisend eine typische Korngröße im Bereich von 5 pm bi s 30 pm, bevorzugt aus einem nanokristallinen weichmagnetischen Stof f mit einer typischen Korngröße im Bereich von 7 pm bi s 20 pm, besonders bevorzugt aus einem nanokristallinen weichmagnetischen Stof f mit einer typischen Korngröße im Bereich von 8 pm bis 15 pm . Hierdurch lassen sich besonders vorteilhafte physikalische Eigenschaften für das magnetfeldempfindliche Bauelement und damit auch für das induktive Bauelement erreichen, insbesondere im Hinblick auf die Permeabilität und/oder die Ko- erzitivfeldstärke .
Durch die nanokristalline Struktur sind die einstellbaren physikalischen Eigenschaften des magnetfeldempfindlichen Bauelements über einen weiten Frequenzbereich eines Wechselstroms , welcher ein polaritätswechselndes Magnetfeld in dem magnetfeldempfindlichen Bauelement hervorruft stabil . Insbesondere über einen Frequenzbereich eines Wechselstroms von größer oder gleich 75 kHz bis kleiner oder gleich 220 kHz.
Durch die nanokristalline Struktur sind die einstellbaren physikalischen Eigenschaften des magnetfeldempfindlichen Bauelements über einen weiten Temperaturbereich stabil. Insbesondere über einen Temperaturbereich von größer oder gleich 50 °C bis kleiner oder gleich 220 °C.
Der weichmagnetische Stoff kann folgende atomare Zusammensetzung aufweisen :
[Fei-aNiaJ 100-x-y-z-a-ß-Y CUXS iyBzNbo ' ßM"y mit a < 0,3, 0, 6 < x < 1,5, 10 < y < 17, 5 < z < 14, 2 < a < 6, ß < 7, y < 8, wobei M' mindestens eines der Elemente V, Cr, Co, Al und Zn ist, wobei M" mindestens eines der Elemente C, Ge, P, Ga, Sb, In und Be ist.
Laborversuche haben ergeben, dass die vorstehende Spezifikation des weichmagnetischen Stoffes zu besonders vorteilhaften Materialeigenschaften für das hier vorgeschlagene induktive Bauelement führen.
Dabei kann durch die vorstehende stoffliche Spezifizierung insbesondere ein induktives Bauelement mit einer besonders kleinen Koerzitivf eldstärke und/oder einer besonders hohen Permeabilität erreicht werden.
Vorzugsweise weist der vorstehend spezifizierte weichmagnetische Feststoff Nickel auf, insbesondere einen Nickelgehalt von größer oder gleich 4,5 Gew.-%, bevorzugt einen Nickelgehalt von größer oder gleich 5 Gew.-% und besonders bevorzugt einen Nickelgehalt von größer oder gleich 5,5 Gew.-%. Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,7 aufweisen, bevorzugt von größer oder gleich 0,75 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,8.
Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert:
Unter einem „Füllfaktor" eines magnetfeldempfindlichen Bauelements wird das Verhältnis eines magnetisierbaren Materials innerhalb des magnetfeldempfindlichen Bauelements gegenüber einem Bauelement gleichen Volumens welches vollständig aus dem gleichen magnetisierbaren Material besteht.
Da die magnetische Flussdichte mit der Anzahl magnetisierbarer Elementarmagnete zusammenhängt, ist die Sättigungsflussdichte bei geschichteten Bauelementen immer geringer als bei Bauelementen aus einem vollen Material. Je höher der Füllfaktor, desto höher die Anzahl magnetisierbarer Elementarmagnete in einem Bauelement und damit die Sättigungsflussdichte. Mit anderen Worten kann die Sättigungsflussdichte bei gleichbleibender Bauteilgeometrie durch die Einstellung der Schichtdicke variiert werden. Je geringer die Schichtdicke, desto höher der Füllfaktor und damit desto höher die erreichbare Sättigungsflussdichte.
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,72 aufweisen, bevorzugt einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,74 und besonders bevorzugt einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,76. Weiterhin kann das magnetfeldempfindliche Bauelement einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,78 aufweisen, bevorzugt einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,85 und besonders bevorzugt einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,9. Dadurch kann eine besonders hohe Sättigungsflussdichte des magnetfeldempfindlichen Bauelements erreicht werden. Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann mehr als 1 Schicht aufweisen, vorzugsweise mehr als 5 Schichten und besonders bevorzugt mehr als 10 Schichten .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann geschichtet aufgebaut sein, insbesondere kann das magnetfeldempfindliche Bauelement aus einem Stof f , aufweisend einen weichmagnetischen Stof f , aufgewickelt sein, vorzugsweise um die Achse der axialen Erstreckung aufgewickelt sein . Hierdurch können die Wirbelstromverluste des magnetfeldempfindlichen Bauelements beeinflusst werden . Vorzugsweise können die Wirbelstromverluste über die Schichtdicke des weichmagnetischen Stof fes gezielt eingestellt werden, wodurch die Wirbelstromverluste und damit die Impedanz des magnetfeldempfindlichen Bauelements eingestellt werden können . Mit anderen Worten können die Wirbelstromverluste und die Impedanz durch die Banddicken eingestellt werden . Durch die Impedanz des magnetfeldempfindlichen Bauelements kann das Übertragungsverhalten des magnetfeldempfindlichen Bauelements , insbesondere die Dämpfung des magnetfeldempfindlichen Bauelements , in Bezug auf hochfrequente Ströme beeinflusst und/oder eingestellt werden . Hierdurch kann erreicht werden, dass hochfrequente Ströme , insbesondere hochfrequente Störströme , teilweise oder vollständig von dem magnetfeldempfindlichen Bauelement dissipiert werden .
Das magnetfeldempfindliche Bauelement kann mehr als 15 Schichten aufweisen, vorzugsweise mehr als 20 Schichten und besonders bevorzugt mehr als 30 Schichten . Weiterhin kann das magnetfeldempfindliche Bauelement kann mehr als 40 Schichten aufweisen, vorzugsweise mehr als 50 Schichten und besonders bevorzugt mehr als 60 Schichten . Die zumindest eine Schicht des magnetfeldempfindlichen Bauelements kann eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 25 pm aufweisen, bevorzugt kleiner oder gleich 20 pm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 15 pm .
Die zumindest eine Schicht des magnetfeldempfindlichen Bauelements kann eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 30 pm aufweisen, bevorzugt kleiner oder gleich 22 pm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 14 pm .
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements für einen Trans formator .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile eines magnetfeldempfindlichen Bauelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf eine Verwendung in einem Trans formator erstrecken .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements für eine Drossel .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile eines magnetfeldempfindlichen Bauelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf eine Verwendung in einer Drossel erstrecken . Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit dem Gegenstand des ersten Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements für einen Stromwandler .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile eines magnetfeldempfindlichen Bauelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf eine Verwendung in einem Stromwandler erstrecken .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit dem Gegenstand des ersten Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe Transformator aufweisend ein magnetfeldempfindliches Bauelement nach dem ersten Aspekt der Erfindung .
Es versteht sich, das s sich die Vorteile eines magnetfeldempfindlichen Bauelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung wie vorstehend beschrieben unmittelbar auf einen Trans formator aufweisend ein magnetfeldempfindliches Bauelement nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des fünften Aspekts mit dem Gegenstand des ersten Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist , und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ . Durch die Verwendung als Netz filter, insbesondere als Gleichtaktdrossel und als Gegentaktdrossel , können Gleichtaktstörströme und/oder Gegentaktstörströme von dem induktiven Bauelement gedrosselt werden, insbesondere reduziert werden .
Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des vierten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar werden kann, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ .
Weitere Vorteile , Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Aus führungsbeispielen . Dabei zeigen im Einzelnen :
Figur 1 : eine erste Aus führungs form eines magnet feldempfindlichen Bauelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht
Figur 2 : eine zweite Aus führungs form eines magnetfeldempfindlichen Bauelements nach dem ersten Aspekt der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugs zeichen gleiche Bauteile bzw . gleiche Merkmale , so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt , sodass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird . Ferner sind einzelne Merkmale , die in Zusammenhang mit einer Aus führungs form beschrieben wurden, auch separat in anderen Aus führungs formen verwendbar .
Eine erste Aus führungs form eines magnetfeldempfindlichen Bauelements 10 mit einer Durchgangsöf fnung und einer axialen Erstreckung gemäß Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einem ersten magnetfeldempfindlichen Bauelementteil 11 und einem zweiten magnetfeldempfindlichen Bauelementteil 12 . Die j eweils ersten Schnittflächen 21 und die j eweils zweiten Schnittflächen 22 liegen sich derart gegenüber, dass j eweils ein Luftspalt begrenzt wird . Mit anderen Worten weist die erste Aus führungs form des magnetfeldempfindlichen Bauelements 10 zwei Luftspalte auf . Das magnetfeldempfindliche Bauelement 10 weist eine nichtleitende Schicht 30 auf . Das magnetfeldempfindliche Bauelement 10 ist geschichtet aufgebaut und weist Schichten 40 auf , wobei j ede Schicht 40 die gleiche Schichtdicke aufweist . Das magnetfeldempfindliche Bauelement 10 weist eine rechteckige Gestalt auf , insbesondere weisen die äußere Kontur und die innere Kontur eine rechteckige Gestalt aus .
Eine zweite Aus führungs form eines magnetfeldempfindlichen Bauelements 10 mit einer Durchgangsöf fnung und einer axialen Erstreckung gemäß Figur 2 besteht im Wesentlichen aus einem ersten magnetfeldempfindlichen Bauelementteil 11 und einem zweiten magnetfeldempfindlichen Bauelementteil 12 . Das erste magnetfeldempfindliche Bauelement 11 und das zweite magnetfeldempfindliche Bauelement 12 stehen an den j eweils ersten Schnittflächen 21 und den zweiten Schnittflächen 22 miteinander in Kontakt , insbesondere in flächigem Kontakt .
Bezugszeichenliste
10 Magnetfeldempfindliches Bauelement
11 Erstes magnetfeldempfindliches Bauelementteil 12 Zweites magnetfeldempfindliches Bauelementteil
20 Schnittfläche
21 Erste Schnittfläche
22 Zweite Schnittfläche
30 Nichtleitende Schicht 40 Schicht

Claims

Patentansprüche
1. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) mit einer Durchgangsöffnung und einer axialen Erstreckung, wobei das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) zumindest eine Schnittfläche (20) aufweist, wobei die Schnittfläche (20) eine Normale aufweist, die senkrecht zur axialen Erstreckung des magnetfeldempfindlichen Bauelements (10) ausgebildet ist; das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) einen weichmagnetischen Stoff aufweist, vorzugsweise ein metallisches Glas; und das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) eine Koerzitiv- feldstärke von kleiner oder gleich 10 A/m aufweist, bevorzugt eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 5 A/m und besonders bevorzugt eine Koerzitivf eldstärke von kleiner oder gleich 3 A/m.
2. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,7 T aufweist, bevorzugt eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,1 T und besonders bevorzugt eine Remanenz von kleiner oder gleich 0,05 T.
3. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) eine Magnetostriktion mit einer betragsmäßigen relativen Längenänderung parallel zum magnetischen Feld von weniger oder gleich 2 mal 10~6 aufweist, bevorzugt von weniger oder gleich 1 mal 10~6 und besonders bevorzugt von weniger oder gleich 0,5 mal 10~6.
4. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schnittfläche (20) des magnetfeldempfindlichen Bauelements (10) eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 12,5 pm aufweist, bevorzugt eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 6,3 pm und besonders bevorzugt eine Rauheit Ra von kleiner oder gleich 3,2 pm.
5. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) zumindest teilweise eine isolierende Schicht aufweist, insbesondere ein Tränkharz.
6. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des magnetfeldempfindlichen Bauelements (10) zumindest teilweise eine nichtleitende Schicht (30) aufweist, insbesondere eine nichtleitende Schicht aufweisend einen Kunststoff, vorzugsweise ein nichtleitendes Gehäuse.
7. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weichmagnetische Stoff eine nanokristalline Struktur aufweist.
8. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weichmagnetische Stoff folgende atomare Zusammensetzung aufweist:
[Fei-aNia] ioo-x-y-z-a-ß-Y CuxSiyBzNboM' ßM"Y mit a < 0,3, 0, 6 < x < 1,5, 10 < y < 17, 5 < z < 14, 2 < a < 6, ß < 7, y < 8, wobei M' mindestens eines der Elemente V, Cr, Co, Al und Zn ist, wobei M" mindestens eines der Elemente C, Ge, P, Ga, Sb, In und Be ist.
9. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) einen Füllfaktor von größer oder gleich 0,7 aufweist, bevorzugt von größer oder gleich 0,75 und besonders bevorzugt von größer oder gleich 0,8.
10. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetfeldempfindliche Bauelement (10) mehr als 1 Schicht (40) aufweist, vorzugsweise mehr als 5 Schichten (40) und besonders bevorzugt mehr als 10 Schichten (40) .
11. Magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Schicht (40) des magnetfeldempfindlichen Bauelements (10) eine Schichtdicke von kleiner oder gleich 25 pm aufweist, bevorzugt kleiner oder gleich 20 pm und besonders bevorzugt kleiner oder gleich 15 pm.
12. Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements (10) gemäß einem der vorangegangen Ansprüche für einen Transformator.
13. Verwendung eines magnetfeldempfindlichen Bauelements (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 als Drossel.
14. Verwendung eines induktiven Bauelements (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 als Stromwandler.
15. Transformator aufweisend ein magnetfeldempfindliches Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
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