DE102009036396A1 - Stromkompensierte Drossel und Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel - Google Patents

Stromkompensierte Drossel und Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel Download PDF

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Abstract

Es wird eine stromkompensierte Drossel angegeben, die einen einstückigen, ringförmig geschlossenen Ferritkern (2) aufweist. Der Ferritkern (2) weist wenigstens zwei Drahtwickel (4, 5) auf, die jeweils einen hochkant gewickelten Flachdraht umfassen und spulenkörperfrei und voneinander beabstandet auf dem Ferritkern (2) angeordnet sind.

Description

  • Aus der Druckschrift DE 10 2004 008 961 B4 ist eine stromkompensierte Drossel bekannt.
  • Aufgabe ist es, eine stromkompensierte Drossel anzugeben, die eine hohe Stromtragfähigkeit aufweist.
  • Die Aufgabe wird durch eine stromkompensierte Drossel nach Patentanspruch 1 gelöst. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel nach Anspruch 13 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der stromkompensierten Drossel und des Verfahrens zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Es wird eine stromkompensierte Drossel angegeben, die einen einstückigen, ringförmigen und geschlossenen Ferritkern aufweist. Der Ferritkern weist wenigstens zwei Drahtwickel auf, die jeweils einen hochkant gewickelten Flachdraht umfassen. Die Drahtwickel sind spulenkörperfrei und voneinander beabstandet auf dem Ferritkern angeordnet.
  • Eine stromkompensierte Drossel mit einem einstückigen Ferritkern weist im Vergleich zu einer stromkompensierten Drossel mit einem mehrteiligen Ferritkern mit Luftspalt bei etwa gleicher Windungszahl der Wickel eine vergleichsweise höhere Induktivität auf.
  • Im Vergleich zu einer stromkompensierten Drossel mit einem Ferritkern, der aus einem einzigen Stück besteht, weist eine stromkompensierte Drossel mit einem Ferritkern aus verklebten Ferritkernhälften nur zirka 20 bis 50% der Induktivität auf.
  • Die Drahtwickel der stromkompensierten Drossel weisen jeweils einen Flachdraht auf, der hochkant zu einem Wickel geformt ist. Die Höhe eines Flachdrahts kann bei gleicher Breite wie der Durchmesser eines Runddrahts größer als dessen Durchmesser sein, so dass der Querschnitt des Flachdrahts größer als bei Runddraht ist. Im Vergleich zu Wickel aus Runddraht weisen Wickel aus Flachdraht einen geringeren Gleichspannungs-Widerstand auf, der einen höheren Strom zulässt. Die einzelnen Windungen des Drahtwickels sind hierbei derart aufgebaut, dass die langen Seiten des Flachdrahts zueinander angeordnet sind. Durch einen derartigen Aufbau des hochkant gewickelten Drahtwickels weist dieser mit nur wenigen Windungen eine große wirksame Fläche auf.
  • Durch die große wirksame Fläche der Flachdrahtwickel bauen sich in den Drahtwickeln bei hohen Frequenzen Wirbelströme auf. Die Wirbelströme bewirken eine gewünschte Erhöhung des Serienwiderstands der Drahtwickel (Proximityeffekt) bei hohen Frequenzen.
  • Auch der Skineffekt ist bei Flachdrahtwickeln signifikant stärker ausgeprägt als beispielsweise bei Drahtwickeln aus Litzendrähten, was ebenfalls zu Hochfrequenzverlusten führt.
  • In einer Ausführungsform weist die stromkompensierte Drossel wenigstens einen Permanentmagneten auf. Der Permanentmagnet ist vorzugsweise in der Nähe des Ferritkerns angeordnet.
  • Der wenigstens eine Permanentmagnet ist vorzugsweise symmetrisch zu den Drahtwickeln der stromkompensierten Drossel angeordnet.
  • In einer Ausführungsform der stromkompensierten Drossel ist wenigstens ein Permanentmagnet direkt an dem Ferritkern angeordnet. Der Permanentmagnet ist vorzugsweise an dem wickelfreien Bereich des Ferritkerns angebracht. Der Permanentmagnet ist beispielsweise mittels einer Klebeverbindung mechanisch mit dem Ferritkern verbunden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens ein Permanentmagnet in der Öffnung des Ferritkerns angeordnet. Hierbei ist der Permanentmagnet beispielsweise über eine zusätzliche Halterung in dem vom Ferritkern umschlossenen Raum angeordnet.
  • Durch ein magnetisches Vorspannen des Ferritkerns mit Hilfe eines Permanentmagneten verschiebt sich die Hysteresekurve und damit ändert sich die maximale Flussdichte im Ferritkern. Die stromkompensierte Drossel kann dadurch mit einem hohen Nennstrom ausgesteuert werden, ohne dass die Sättigung des Kernmaterials erreicht wird, die die Stromtragfähigkeit der Drossel begrenzen würde.
  • In einer Ausführungsform sind die Drahtwickel derart auf dem Ferritkern angeordnet, dass sie einen größtmöglichen Abstand zueinander aufweisen.
  • In einer Ausführungsform weist der Ferritkern eine rechteckige Form auf. Die Schenkel des Ferritkerns, an denen die Drahtwickel angeordnet sind, sind in einer Ausführungsform kürzer als die beiden anderen Schenkel des Ferritkerns. Dadurch wird ein größerer Abstand zwischen den Drahtwickeln erreicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Ferritkern eine toroidale Form auf. Der Ferritkern ist bevorzugt als Ringtorus ausgebildet, wobei die Öffnung des Torus eine Grundfläche aufweist, die entweder einem Kreis oder einer Ellipse entspricht. Bei einem Ringtorus mit einer ellipsoiden Grundfläche der Öffnung sind die Drahtwickel vorzugsweise in den Abschnitten des Torus angeordnet, die einen größtmöglichen Abstand zueinander aufweisen.
  • Bei einer Ausführungsform der stromkompensierten Drossel mit einem rechteckigen oder toroidalen Ferritkern kann somit ein großer Abstand der zwei Drahtwickel erreicht werden. Dies bewirkt, dass trotz eines einteiligen Ferritkerns etwa 2% der Hauptinduktivität als Streuinduktivität auftreten. Die Streuinduktivität wirkt effektiv wie eine zusätzliche Drosselspule und dämpft Gegentaktstörungen. Rechteckig geformte Ferritkerne sind hierbei besonders wirkungsvoll.
  • In einer Ausführungsform weisen die Drahtwickel jeweils eine Lage auf, die auf dem Ferritkern angeordnet sind.
  • Eine ideale stromkompensierte Drossel weist vorzugsweise eine hohe Resonanzfrequenz der Drahtwickel auf. Zur Erhöhung der Resonanzfrequenz ist es von Vorteil, wenn die parasitären Kapazitäten verringert werden. Durch den einlagigen Aufbau der Drahtwickel der zuvor beschriebenen stromkompensierten Drossel weisen die Drahtwickel die praktisch kleinstmögliche parasitäre Kapazität auf.
  • Zur Verringerung der parasitären Kapazität eines herkömmlichen mehrlagigen Drahtwickels ist es von Vorteil, wenn der Drahtwickel in einzelne Kammern unterteilt ist. Bei herkömmlichen stromkompensierten Drosseln wird die Unterteilung in Kammern durch Spulenkörper erreicht.
  • Die zuvor beschriebene stromkompensierte Drossel mit Flachdrahtwickeln weist einen spulenkörperfreien Aufbau der Drahtwickel auf. Durch die Verwendung von einlagigen Flachdrahtwickeln weisen die Wickel eine quasi virtuelle Unterteilung der Wickel auf. Jede Windung des Drahtwickels entspricht hierbei einer Kammer. Die Drahtwickel sind somit nicht auf eine durch einen Spulenkörper vorgegebene Anzahl von physikalischen Kammern beschränkt. Die Anzahl der virtuellen Kammern ist hierbei nur durch die Länge des Wickels und damit der Anzahl der Windungen des Drahtwickels begrenzt. Die Drahtwickel weisen somit so viele virtuelle Kammern auf, wie die Windungszahl des Drahtwickels minus eins.
  • Durch den Aufbau der stromkompensierten Drossel mit einem einstückigen Ferritkern und der Verwendung von einlagigen Flachdrahtwickeln wird eine Reduzierung des DC-Widerstands und der parasitären Kapazität der Drossel erreicht. Die gewünschten Hochfrequenzverluste können durch den Aufbau der Drossel hingegen maximiert werden.
  • In einer Ausführungsform sind die Drahtwickel derart angeordnet, dass sie einen zueinander gegenläufigen Wickelsinn aufweisen. Die Drahtwickel weisen vorzugsweise die gleiche Anzahl von Windungen auf.
  • In einer Ausführungsform weist der Ferritkern eine elektrisch isolierende Beschichtung auf.
  • Die Beschichtung umfasst beispielsweise Epoxid oder Parylen. Bei einer Dicke der Beschichtung von kleiner gleich 0,4 mm weist eine solche Beschichtung eine Durchbruchspannung von mehr als 2000 VRMS (RMS = root mean square, d. h. Effektivwert) auf. Die Beschichtung erfüllt die Brandschutzklasse UL94V0.
  • In einer Ausführungsform ist die stromkompensierte Drossel mit einem unbeschichteten Ferritkern in einem Kunststoff-Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse bewirkt vorzugsweise die gleiche elektrische Isolation wie eine isolierende Beschichtung. Das Gehäuse weist in einer Ausführungsform Vorrichtungen zur Fixierung der Drahtenden der stromkompensierten Drossel auf.
  • Des Weiteren wird eine Schaltungsanordnung mit einer zuvor beschrieben stromkompensierten Drossel angegeben, wobei die stromkompensierte Drossel in Reihe zu einem Brückengleichrichter geschaltet ist. Vorzugsweise ist die stromkompensierte Drossel im Netzkreis einer Applikationsschaltung hinter dem Brückengleichrichter auf der gleichgerichteten Seite eingebaut.
  • Durch den Einsatz von Flachdrahtwickeln, den Einbau der stromkompensierten Drossel hinter dem Brückengleichrichter und der Vorspannung des Ferritkerns mittels eines Permanentmagneten kann die stromkompensierte Drossel mit einem hohen Nennstrom ausgesteuert werden, ohne dass die Sättigung des Kernmaterials erreicht wird, die die Stromtragfähigkeit der Drossel begrenzen würde. Durch den Einbau hinter dem Brückengleichrichter muss die stromkompensierte Drossel nicht auf eine abwechselnd negative und positive Spannung ausgelegt sein. Vielmehr steht der stromkompensierten Drossel theoretisch der doppelte Arbeitshub auf der gleichgerichteten Seite zur Verfügung.
  • Vorzugsweise wird die stromkompensierte Drossel derart beschaltet, dass der magnetische Fluss, der in dem ersten Wickel erzeugt wird, dem magnetischen Fluss, der in dem zweiten Wickel erzeugt wird, entgegengesetzt gerichtet ist und sich beide Flüsse somit kompensieren.
  • Durch den Einbau hinter einem Brückengleichrichter tritt der Stromfluss durch die beiden Drahtwickel der stromkompensierten Drossel nur in einer Richtung auf. Dadurch treten in dem Ferritkern im Bereich der Drahtwickel in die gleiche Richtung magnetisierte Magnetfelder auf. Dadurch ist es möglich, den Kern mittels eines oder mehrerer Permanentmagneten magnetisch vorzuspannen, so dass die komplette Hystereseschleife des Kernmaterials des Ferritkerns durchlaufen werden kann.
  • Bei herkömmlichen unvorgespannten Kernen kommt es aufgrund von Streuverlusten zu einer Sättigung des Kerns und hier zu einer Abnahme an Induktivität der stromkompensierten Drossel, da sich die magnetischen Flüsse der Wickel nicht gegenseitig kompensieren.
  • Durch den Einbau der stromkompensierten Drossel hinter einem Brückengleichrichter und der magnetischen Vorspannung des Ferritkerns wird eine Verdopplung des maximalen Arbeitshubs erreicht, mit dem die stromkompensierte Drossel beaufschlagt werden kann.
  • Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel angegeben, wobei ein Flachdraht spiralförmig zu einem Drahtwickel geformt wird. Der vorgeformte, spiralförmige Drahtwickel wird auf einen bereitgestellten geschlossenen, ringförmigen Ferritkern derart aufgebracht, dass die einzelnen Windungen des Drahtwickels nacheinander, durch relative Drehung zwischen Drahtwickel und Ferritkern, auf den Ferritkern aufgebracht werden.
  • Zum Erleichtern des Bewicklungsvorgangs können vorzugsweise sämtliche Kanten des Ferritkerns angefast sein, das heißt die Kanten sind abgeschrägt.
  • Der Drahtwickel wird vorzugsweise einlagig auf den Ferritkern aufgebracht.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird ein zweiter vorgeformter Drahtwickel nach dem zuvor beschriebenen Verfahren auf den Ferritkern aufgebracht, wobei der zweite Drahtwickel mit entgegengesetzter Wicklungsrichtung auf den Ferritkern aufgebracht wird.
  • Der zweite Drahtwickel wird vorzugsweise derart auf dem Ferritkern aufgebracht, dass der Abstand zwischen den beiden Drahtwickeln möglichst groß ist.
  • Durch das zuvor beschriebene Verfahren lassen sich vorzugsweise Flachdrahtwickel, die in leicht gestrecktem Zustand vorliegen, durch Drehung auf den einstückigen, rechteckigen oder toroidförmigen Ferritkern quasi aufschrauben. Das zuvor beschriebene Verfahren eignet sich besonders für hochkant gewickelte Flachdrahtwickel.
  • Durch den Aufbau der stromkompensierten Drossel mit einem einlagigen Flachdrahtwickel wird kein zusätzlicher Spulenkörper benötigt. Zur Fixierung der Anschlüsse der Drahtwickel reichen beispielsweise wenige Tropfen eines beispielsweise UV-härtenden Klebstoffes aus. Für Anwendungen, bei denen Trägerplatten von Vorteil sind, können diese auch mit der zuvor beschriebenen stromkompensierten Drossel kombiniert werden.
  • Durch den Aufbau der stromkompensierten Drossel mit niederohmigen Drahtwickeln aus Flachdraht, die auf einem einteiligen Ferritkern angeordnet sind, und dem magnetischen Vorspannen des Ferritkerns der Drossel, wird die Eigenerwärmung der stromkompensierten Drossel begrenzt. Gleichzeitig wird eine Erhöhung der Sättigungsgrenze und des Nennstroms der stromkompensierten Drossel erreicht. Der Nennstrom ist abhängig von dem thermisch möglichen und von dem durch die Sättigung des Ferritkerns bedingten maximalen Strom. Im Vergleich zu herkömmlichen stromkompensierten Drosseln mit mehrteiligen Kernen und ohne magnetische Vorspannung ist es möglich, die zuvor beschriebene Drossel bei Raumtemperatur mit einem um zirka 50% höheren Nennstrom zu betreiben.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform weist eine zuvor beschriebene stromkompensierte Drossel beispielsweise eine Grundfläche von zirka 27 × 26 mm und eine Höhe von 11 mm auf, wobei die Drossel einen rechteckigen Ferritkern mit zwei Drahtwickeln mit einer Induktivität von jeweils 1 mH aufweist. In dieser Ausführungsform kann die stromkompensierte Drossel beispielsweise bis zirka 8 A (Spitzenstrom) ausgesteuert werden. Die Streuinduktivität der stromkompensierten Drossel ist hierbei im Vergleich zu einer Drossel auf Ringkernbasis um zirka 37% höher.
  • Die oben beschriebenen Gegenstände und Verfahren werden anhand der folgenden Figuren und Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als maßstabgetreu aufzufassen.
  • Es zeigt
  • 1 eine erste Ausführungsform der stromkompensierten Drossel mit einem Ferritkern, an dem ein Permanentmagnet angebracht ist,
  • 2 eine weitere Ausführungsform der stromkompensierten Drossel mit zwei Permanentmagneten,
  • 3 den Verlauf der Sättigung eines Ferritkerns einer stromkompensierten Drossel in Abhängigkeit vom Nennstrom,
  • 4A eine Flussdichteverteilung durch einen Ferritkern, der nicht vorgespannt ist,
  • 4B die Flussdichteverteilung einer vorgespannten stromkompensierten Drossel,
  • 4C die Flussdichteverteilung einer weiteren Ausführungsform einer stromkompensierten Drossel,
  • 5 ein Schaltbild einer Applikationsschaltung mit einer stromkompensierten Drossel,
  • 6 das Bewickeln eines geschlossenen Ferritkerns mit einem vorgeformten Drahtwickel,
  • 7 eine weitere Ausführungsform der stromkompensierten Drossel mit einem Ferritkern in toroidaler Form.
  • 1 zeigt eine erste Ausführungsform der stromkompensierten Drossel 1 mit einem Ferritkern 2. Der Ferritkern 2 weist zwei Drahtwickel 4, 5 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Ferritkerns 2 angeordnet sind. Im Bereich des Ferritkerns 2, der frei von Drahtwickeln 4, 5 ist, ist ein Permanentmagnet 6 angeordnet. Der Permanentmagnet 6 ist symmetrisch zu den Drahtwickeln 4, 5 angeordnet und weist somit den gleichen Abstand zu den Bereichen des Ferritkerns 2 auf, in denen die Wickel 4, 5 angeordnet sind. Bei der Ausführungsform der stromkompensierten Drossel, die in 1 dargestellt ist, ist der Permanentmagnet 6 auf der Außenseite des Ferritkerns 2 angeordnet.
  • Die Position des Permanentmagneten ist nicht auf die in 1 dargestellte Ausführungsform begrenzt. Vielmehr kann der Permanentmagnet auf der gegenüberliegenden Seite des Ferritkerns 2 oder auf der Innenseite des Ferritkerns 2 angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Aufbau der stromkompensierten Drossel 1 hinsichtlich der Anordnung der Drahtwickel 4, 5 und der Positionierung des Permanentmagneten 6 achsensymmetrisch.
  • Der Permanentmagnet 6 weist in der dargestellten Ausführungsform eine im Vergleich zum Ferritkern 2 geringe Größe auf. Je nach Anforderungen der stromkompensierten Drossel 1 kann die Größe des Permanentmagneten frei gewählt werden. Vorzugsweise sind wenigstens einer oder mehrere Permanentmagnete an dem Ferritkern 2 oder im freien Bereich des Ferritkerns 2 angeordnet.
  • In einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Permanentmagnet im Inneren des Ferritkerns angeordnet. Der Permanentmagnet ist hierbei beispielsweise durch einen Kunststoffträger gehalten. Der Permanentmagnet ist hierbei möglichst im gleichen Abstand zu den Drahtwickeln angeordnet.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform weist der Ferritkern die Form eines Ringtorus auf. Hierbei sind der oder die Permanentmagnete vorzugsweise an die Innen- oder Außenkontur des Ferritkerns 2 angepasst.
  • Bei einer Ausführungsform, bei der der Permanentmagnet in der Öffnung des Ferritkerns angeordnet ist, kann die Form des Permanentmagneten mehr oder weniger frei gewählt werden. Vorzugsweise ist die Form des Permanentmagneten jedoch symmetrisch ausgebildet.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der stromkompensierten Drossel 1, die im Unterschied zu 1 zwei Permanentmagnete 26, 27 aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten des Ferritkerns 22 und frei von Drahtwickeln 24, 25 angeordnet sind. Die Permanentmagnete 26, 27 sind vorzugsweise im gleichen Abstand zu den Drahtwickeln 24, 25 angeordnet. Die Permanentmagnete 26, 27 sind in der in 2 dargestellten Ausführungsform der stromkompensierten Drossel 1 gleich groß und auf der Außenseite des Ferritkerns 22 angeordnet.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform können die Permanentmagnete 26, 27 auch auf der Innenseite des Ferritkerns 22 angebracht sein.
  • 3 zeigt den Verlauf der relativen Induktivität L/L0 in Abhängigkeit von der Stromstärke I. Auf der X-Achse des Diagramms ist die Stromstärke I in Ampere aufgetragen. Auf der Y-Achse ist die relative Induktivität in Prozent angegeben. Die relative Induktivität L/L0 gibt die Induktivität bei vorgegebenem Strom im Vergleich zum Induktivitätswert L0 ohne Strombelastung an. Die Abnahme wird bei feldstärkeabhängiger Magnetisierung des Kernmaterials im Betrieb durch den Strom verursacht. Das Diagramm zeigt, dass die relative Induktivität bei einer stromkompensierten Drossel mit einer Vorspannung des Ferritkerns durch einen Permanentmagneten, dargestellt durch den Verlauf der Linie 9, bei gleicher Stromstärke größer ist als bei einer herkömmlichen stromkompensierten Drossel ohne Permanentmagnet, dargestellt durch den Verlauf der Linie 10. Eine stromkompensierte Drossel mit Permanentmagnet weist beispielsweise bei einer Stromstärke von zirka 9 A eine relative Induktivität von 90% auf. Eine herkömmliche stromkompensierte Drossel ohne Permanentmagnet weist bereits bei einer Stromstärke von zirka 5,5 A nur noch eine relative Induktivität von 90% auf. Bei 9 A weist eine herkömmliche stromkompensierte Drossel nur noch eine relative Induktivität von 60% auf.
  • 4A zeigt die Flussdichteverteilung einer Ausführungsform der stromkompensierten Drossel, die mit einem Permanentmagneten 36 vorgespannt ist. Aus der 4A lässt sich erkennen, dass die Sättigung des Ferritkerns im Bereich der Windungen 34, 35 durch die Anwesenheit des Permanentmagneten 36 stark reduziert ist. Der Ferritkern 32 geht bei Bestromung der stromkompensierten Drossel in Höhe des Nennstroms der Drossel somit nicht in die Sättigung. Bei Sättigung des Ferritkerns 32 würde es zu Verlusten bei der Induktivität der Drossel kommen.
  • 4B zeigt die Flussdichteverteilung einer weiteren Ausführungsform der stromkompensierten Drossel. Hierbei ist der Permanentmagnet 46 in der Öffnung des Ferritkerns 42 angeordnet. Der Ferritkern 42 ist im Bereich der Drahtwickel 44, 45 nicht vollständig gesättigt. Eine Begrenzung der Induktivität der Drossel aufgrund einer Sättigung des Ferritkerns 42 ist somit nicht gegeben.
  • 4C zeigt die Flussdichteverteilung der Magnetisierung durch den Ferritkern einer herkömmlichen stromkompensierten Drossel bei Bestromung mit Nennstrom. Der Ferritkern 52 der stromkompensierten Drossel in 4C ist nicht durch einen Permanentmagneten vorgespannt. Im Bereich der Drahtwickel 54 und 55 tritt eine starke Sättigung des Ferritkerns 52 auf.
  • 5 zeigt schematisch eine stromkompensierte Drossel in einem Schaltbild einer Applikationsschaltung. Die Applikationsschaltung zeigt eine beschriebene stromkompensierte Drossel 1, die in Reihe zu einem Brückengleichrichter 11 geschaltet ist. Der Aufbau der Schaltung entspricht in etwa einer Netzfilter-Schaltung (Line filter). Auf der Eingangsseite der stromkompensierten Drossel ist zwischen den beiden Anschlüssen der Drossel ein Kondensator 12 angeordnet, der zur Filterung von hochfrequenten Pulsen, im Bereich > 10 KHz dient. Der Bereich der Schaltung auf der Ausgangsseite der stromkompensierten Drossel umfasst einen Widerstand 15, der parallel zu den Anschlüssen der stromkompensierten Drossel 1 angeordnet ist, sowie zwei symmetrische, gegen Masse 17 geschaltete Kondensatoren 13, 14. Der Schaltungsteil auf der Ausgangsseite der stromkompensierten Drossel 1 dient vorzugsweise zur Filterung von asymmetrischen Störungen.
  • Beim Einbau der stromkompensierten Drossel 1 hinter dem Brückengleichrichter 11 tritt ein Stromfluss durch die beiden Wicklungen der stromkompensierten Drossel 1 nur noch in einer Richtung auf. Dadurch wird der Ferritkern der stromkompensierten Drossel 1 immer in die gleiche Richtung magnetisiert. Dies lässt gegenüber der Anordnung der Drossel auf der Wechselspannungsseite des Brückengleichrichters den doppelten Arbeitshub zu.
  • 6 zeigt das Bewickeln eines geschlossenen, rechteckigen Ferritkerns 62 mit einem Drahtwickel 65. Im dargestellten Schritt ist auf dem Ferritkern 62 bereits ein erster Drahtwickel 64 aufgebracht. Der zweite Drahtwickel 65 ist in etwa zur Hälfte auf dem Ferritkern 62 aufgebracht. Hierbei wird der vorgeformte Drahtwickel 65 im gestreckten Zustand durch Drehung auf den Ferritkern 62 aufgebracht. Die einzelnen Windungen des Drahtwickels 65 werden hierbei durch eine relative Drehung zwischen Drahtwickel 65 und Ferritkern 62 auf dem Ferritkern 62 „aufgeschraubt”. Der Ferritkern 62 weist eine geschlossene Form auf. Durch das einfache „Aufschrauben” der vorgewickelten Drahtwickel 64, 65 auf dem Ferritkern 62 wird kein Spulenkörper benötigt.
  • 7 zeigt eine weitere Ausführungsform der stromkompensierten Drossel 1 ähnlich zu der in 1 gezeigten Ausführungsform der stromkompensierten Drossel, wobei der Ferritkern 72 der Drossel 1 in 7 eine toroidale Form aufweist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    stromkompensierte Drossel
    2, 22, 32, 42, 52, 62, 72
    Ferritkern
    4, 24, 34, 44, 54, 64
    Drahtwickel
    5, 25, 35, 45, 55, 65
    Drahtwickel
    6, 26, 36, 46
    Permanentmagnet
    7, 27
    Permanentmagnet
    9
    magnetisch vorgespannte Drossel
    10
    unvorgespannte Drossel
    11
    Brückengleichrichter
    12, 13, 14
    Kondensator
    15
    Widerstand
    16
    Diode
    17
    Masse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102004008961 B4 [0001]

Claims (15)

  1. Stromkompensierte Drossel, aufweisend einen einstückigen, ringförmig geschlossenen Ferritkern (2), der wenigstens zwei Drahtwickel (4, 5) aus jeweils einem hochkant gewickelten Flachdraht aufweist, die spulenkörperfrei und voneinander beabstandet auf dem Ferritkern (2) angeordnet sind.
  2. Stromkompensierte Drossel nach Anspruch 1, die wenigstens einen Permanentmagneten (6) aufweist.
  3. Stromkompensierte Drossel nach Anspruch 2, wobei wenigstens ein Permanentmagnet (6) symmetrisch zwischen den Drahtwickeln (4, 5) angeordnet ist.
  4. Stromkompensierte Drossel nach Anspruch 3, wobei wenigstens ein Permanentmagnet (6) direkt an dem Ferritkern (2) angeordnet ist.
  5. Stromkompensierte Drossel nach Anspruch 3, wobei wenigstens ein Permanentmagnet (6) in dem freien Raum des Ferritkerns (2) angeordnet ist.
  6. Stromkompensierte Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ferritkern (2) eine rechteckige oder toroidale Form aufweist.
  7. Stromkompensierte Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drahtwickel (4, 5) jeweils nur eine Lage aufweisen.
  8. Stromkompensierte Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drahtwickel (4, 5) einen größtmöglichen Abstand zueinander aufweisen.
  9. Stromkompensierte Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drahtwickel (4, 5) einen zueinander gegenläufigen Wickelsinn aufweisen.
  10. Stromkompensierte Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ferritkern (2) eine elektrisch isolierende Beschichtung aufweist.
  11. Stromkompensierte Drossel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, angeordnet in einer Schaltungsanordnung, bei der die stromkompensierte Drossel (1) in Reihe zu einem Brückengleichrichter (11) geschaltet ist.
  12. Stromkompensierte Drossel nach Anspruch 11, wobei die stromkompensierte Drossel (1) hinter einem Brückengleichrichter (11) geschaltet ist.
  13. Verfahren zur Herstellung einer stromkompensierten Drossel, bei dem ein Flachdraht spiralförmig zu einem Drahtwickel (4) geformt wird, und bei dem der vorgeformte, spiralförmige Drahtwickel (4) auf einen bereitgestellten geschlossenen Ferritkern (2) derart aufgebracht wird, dass die einzelnen Windungen des Drahtwickels (4) nacheinander durch relative Drehung zwischen Drahtwickel (4) und Ferritkern (2) auf den Ferritkern (2) aufgebracht werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Draht einlagig auf den Ferritkern (2) aufgebracht wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, bei dem ein zweiter vorgeformter Drahtwickel (5) auf den geschlossenen Ferritkern (2) aufgebracht wird, wobei der zweite Drahtwickel (5) mit entgegengesetzter Wicklungsrichtung auf den Ferritkern (2) aufgebracht wird.
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