DE1813643B2 - Drossel zur geräuscharmen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeiten - Google Patents

Drossel zur geräuscharmen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeiten

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DE1813643B2
DE1813643B2 DE19681813643 DE1813643A DE1813643B2 DE 1813643 B2 DE1813643 B2 DE 1813643B2 DE 19681813643 DE19681813643 DE 19681813643 DE 1813643 A DE1813643 A DE 1813643A DE 1813643 B2 DE1813643 B2 DE 1813643B2
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Description

A W % Ni= B X
fe
wobei der Mangan-Öehalt0 bis 1 %, der Molybdän. Gehalt 0 bis 2% und der Chrom-Gehal 0 bis 1,5% beträgt mit der Maßgabe, daß der Molybdän-Gehält und der mit 4/3 multiplizierte Chrom-Gehalt insgesamt 2% nicht übersteigt.
2. Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der zweite Werkstoff fur die Bander
oder K^rnbleche des Drosselkerns eine Nickel-Eisen-Legierung ist, deren Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches im Mehrstoffsystem Nickel-(Eisen+Mangan+Molybdän+Chrom) - Kupfer liegt, der begrenzt ist von dem Polygonzug E (79 %Ni;21 % [Fe + Mn + Mo+Cr];
0% Cu) —
F (82 %NÜ18 O70[Fe+Mn + Mo+Cr]; ■>:■■; 0%Cu)-
G f78 6°/ Ni; 16,4% [Fe+Mn+Mo + Cr]; G (78,6 /e N.. /o I _
H f75 6°/ Ni- 19,4% [Fe+Mn+Mo+Cr]; H (75,6 /0 M O0^ _ E 3)
ss
4°
45
zierte Chrom-Gehalt insgesamt 2% nicht steigt. ■ '
, weisen aber keine höhere rffekme Beide Drosselausführungen besitzen J^ ausreichende Eigendämpfung zur
vSndeVung der E^enscbwingungen des aus der ^mmderung de^ ^^^ aufgebauten EntUrosse
st0 D^eiS,eS ichfalls zum stand der Technik gehörende ?! »Dsel nach der deutschen Patentschrift ^^J!^ern aus Wei oder mehr Teilen besteht, 975£^£J ein Teil aus Blech und mindestens
ta höhetM F^uenzbe^h wirlaj^^ruckt aber die bei Halbleiterschaltungen vornehmlich im rre
den Störspannungen nicht auf den zulassigen Noraal j Ei£e ausreichende Entstörung von Halbleiter-HSiungin mit einem steilflankigen Stromanst.eg,to- ~. k *b nicht ein aus aufeinandergelegten Einzelw»U; au zJsammengesetztef ■ ringförmiger Magnetkern, " Werkstoffkombination darauf gerichtet .st, fur
i-iss;Ssils:
5sr
h"ft ne 5 r 4™us der deutschen Patentschrift 620 591 Mtk aus Blechen verschiedener magneti- ^b^iefürF^^nn».
steigt. j Magnetkern aus Blech
übertrager, bekanntgeworden, dessen innerer Kern
Die Erfindung Μ«, eine ,»uzende D=1 * ^,£*££^^ΧΆΧΖ ΣΖΤ™^£2Ζ^ Srride^hich.e.enB.echringsehe.Un
einer magnetisch weniger leitfähigen Eisen-Silizium· Legierung besteht Daß diese speziell für Femsprech-Sngöbertrager vorgesehene und to Hinblick auf eine wesentliche Ersparnis an Nickel—Eisen vorgeschlagen'« Drossel auch zuY Funkentstörung von ™ seinerzeit unbekannten — Halbleiterschaltungen geeignet sein könnte, läßt sich dieser Patentschrift weder direkt noch andeutungsweise entnehmen; insbesondere läßt siph. aus ihr nicht herleiten, daß eine wirksame Funkentstörung von Halbleiterschaltungen nur durch eine spezifisch ausgewählte Legierungskombination von Nickel—Eisen und Eisen—Silizium mit bestimmten Abmessungen erreicht wird.
Gegenüber diesen Ausführungen zeichnet sich eine nicht zum Stand der Technik gehörende Ringkeradrossel zur wirksamen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenabschnittsverfahren arbeiten, durch eine hohe Induktivität bei geringer Windungszahl und durch günstige Dämpfungseigenschaften aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 804 835. Der Ringkern dieses Enistörelementes ist aus zwei Bandringkernen zusammengesetzt, wobei der eine Bandringken, aus 0,1 bis 0,5 mm dickem Band einer Eisen-Silizium-Legierung mit 2 bis 4% Silizium und der andere Bandringkern aus 0,025 bis 0,2 mm dickem Band einer Eisen-Nickel-Legierung mit 35 bis 65 % Nickel besteht.
Als nachteilig hat sich bei dieser Funkentstördrossel jedoch erwiesen, daß sie im Betrieb ein mitunter störendes Brummgeräusch erzeugt und demzufolge für jene Anwendungen nicht geeignet ist, für die nut geräuscharme Bauelemente zulässig sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zur Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeiten, eine raumsparende Drossel mit hoher Induktivität bei geringer Windungszahl zur Verfügung zu stellen, die sehr geräuscharm ist.
Zur ί ösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Funkentstördrossel mit einem geschlossenen Kern vorgeschlagen, der Bänder oder Kernbleche aus zwei verschiedenen weichmagnetischen metallischen Werkstoffen enthält, wobei der erste Werkstoff eine Sättigungsinduktion größer als 20000 Gauß sowie einen Spezifischen Widerstand kleiner als 0,3 Ohm · mm2/m besitzt und das Band oder Kernblech aus diesem Werkstoff 0,1 bis 0,5 mm dick ist und wobei der zweite Werkstoff eine Sättigungsmagnetostriktion, absolut genommen, kleiner als 10s, vornehmlich kleiner als 10"e sowie einen spezifischen Widerstand kleiner als 0,4 Ohm · mm2/m besitzt und das Band oder Kernblech aus diesem anderen Werkstoff 0,025 bis 0,2 mra dick ist, und daß der erste Werkstoff Eisen mit 0 bis 1,8% Aluminium oder Silizium ist und daß der zweite Werkstoff eine Nickel-Eisen-Legierung ist, deren Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches im Mehrstoffsystem Nickel — (Eisen + Mangan + Molybdän * Chrom)—Kupfer liegt, der begrenzt ist von dem Polygonzug
A (77 %Ni;23 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
0% Cu) B (84 %Ni;l6 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
0% Cu) C (80,6% Ni; 14,4% [Fe+Mn+Mo+Cr];
5% Cu)-D (74 %Ni:21 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
5% Cu) -A (Fig. 3), und wobei der Mangan-Gehalt 0 bis I %, der Molybdän-Gelmlt 0 bis 2% und der Chrorn-Getmlt Q bis 1?5% betragt roft der Maßgabe, daß^der Molybdän'» Gehalt und der'mlt 4/3;multipörierte-tShrP4iS>t3ehalt δ insgesamt 2% nicht übersteigt, :?-...■ -!
"•insbesondere wird epßndungsgemäß votfgescbla^n, daß der zweite Werkstoff für die Bänder oder Kera-
,, ,,bleche des Drosselkerns eine Nickel-Eisen-Legierung ist, deren Zusammensetzung innerhalb eines Beieictes
te. im Mehrstoffsystem Nickel—(Eisen+Mangan+Molybdän+Chrom)—Kupfer liegt, der begrenzt ist von dem Polygonzug ... Λ ... w,
E (79 %Ni;21 % [Fe+Mn+Mo+Cr];
0% Cu) 1S F- (82 %Ni;18 % [Fe+Mn+Mo+CrI;
. 0% Cu) —"
G (78,6% Ni; 16,4% [Fe+Mn+Mo+Crj;
5% Cu)-H (75,6% Ni; 19,4% [Fe+Mn+Mo+Cr];
5% Cu)- E (Fig. 3),
und wobei der Mangan-Gv-nalt 0 bis 1%, der Molybdän-Gehalt 0 bis 2 % und det-Chrom-Gehalt 0 b;s 1,5% beträgt mit der Maßgabe, daß der Molybdän-
»5 Gehalt und der mit 4/3 multiplizierte Chrom-Gehalt insgesamt 2% nicht übersteigt.
' Zur Herstellung eines Drosselkerns nach der Erfindung können Bänder aus den beiden verschiedenen •weichmagnetischen Werkstoffen gemeinsam zu einem geschlossenen Kern, etwa in Fing-, Oval- oder Recht-" eckform gewickelt und dann z. B. allseitig mit einem ■Kunststoffüberzug versehen werden. Man kann die Bänder aus den beiden Werkstoffen aber auch getrennt zu je einem Kern wickeln, diese dann zusammenfügen und gemeinsam mit einer Isolierschicht umgeben. Ein erfindungsgemäßer Drosselkern läßt sich ferner herstellen, indem Kernbleche aus den beiden Werkstoffen aufeinandergestapelt und isoliert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:
F i g. 1 zeigt einen aus den Bandringkernen 1 und 2 bestehenden Drosselkern !m Aufriß, und
F i g. 2 zeigt einen Quercchnkt durch den aus den Bandringkernen 1 und 2 bestehenden Drosselkern, der von einer isolierenden Schich; 3 umhüllt und mit einer Wicklung 4 versehen ist.
! Zur Herstellung einer solchen erfindungsgemäßeh Funkentstördrossel wurde ein Bandringkern 1 aus 0,2 mm dickem und 10 mm breitem Eisen-Band mit einem Bandringkern 2 aus 0,1 mm dickem und 10 mm breitem Band einer Nickel-Eisen-Molybdän-Legierung mit 18% Eisen und 1 °o Molybdän zusammengefügt. Der äußeie Bandringkern 1 hatte einen Außendurchmesser von 35 mm und einen Innendurchmesser von 25 mm; der innere Bandringkern 2 hatte einen Außendurchmes'er von 25 mm und einen Innendurchmesser von 20 mm. Der zusammengesetzte Doppelringkörper wurde kriechstromfest isoliert, hierbei gleichzeitig verfestigt und dann für einen Nennstrom von Λ//= 4A mit 0,8 mm dickem Kupferlackdraht bewickelt. Die Zahl der Windungen betrug 110, der Außendurchmesser der einbaufertigen Funkentstördrossel 38 mm. Sie besaß bei einer Frequenz von 15OkHz eine effek-
tive Induktivität von 2 mH und hatte einen Gleichstromwiderstand von 170 ΐηΩ. Hinsichtlich der effektiven Induktivität erbrachte die erfindungsgemäße Ausführung damit trotz geringen Raumbedarfs und
81jf643
niedriger Windungszahl erheblich günstigere Werte als die vorbekannten Stabkern- und Massekern-Funkentstördrosseln gleicher Belastbarkeit.
In entsprechender Weise wurde eine Reihe weiterer Drosselkerne gleicher Abmessung hergestellt, für deren Kern 1 ein 0,1 bzw. 0,2 bzw. 0,3 rnm dickes Band der in der Tabelle 1 unter den Nummern 2 bis 8 genannten Werkstoffe verwendet wurde und deren Kern 2 jeweils aus 0,1 mm dickem Nickel-Eisen* Molybdän-Band bestand.
Tabelle 1 Werkstoffkombination im Drosselkern
Drossel Nr. Legierung für Kern 1 Banddicke
(mm) 		Legierung f Ur Ken) 2 Banddicke
(mm)
1 Fe 0,2 Ni + 18% Fe + l%Mo 0,1
2 Fe 0,1 Ni + 18% Fe + 1% Mo 0,1
3 Fe + 1%A1 0,3 Ni + 18% Fe + l%Mo 0,1
4 Fe+ 3% Al 0,3 Ni + 18% Fe + l%Mo 0,1
5 Fe+ 5% AJ 0,3 Ni + 18% Fe + l%Mo 0,1
6 Fe + l%Si 0,3 Ni +18% Fe +1% Mo 0,1
7 Fe + 3% Si 0,3 Ni + 18% Fe + l%Mo 0,1
8 Fe 0,2 Ni+ 17,5% Fe+ 1,5% Mo + 0,1
0,5% Mn
Ein 0,2 mfn dickes Eisen-Band und ein 0,1 mm dickes Nickel-Eisen-Molybdän-Band mit 18% Eisen, 1% Molybdän und 0,5% Mangan wurden außerdem gemeinsam zu einem Drosselkern gewickelt, dessen Innendurchmesser 20 mm und dessen Außendurchmesser 35 mm betrug. Er wurde allseitig mit einem Kunststoffüberzug versehen und gleichfalls mit 0,8 mm dickem Kupferlackdraht bespult.
Die Entstörwirkung aller vorgenannter Funkentstördrosseln wurde in Verbindung mit einer Querkapazität von 0,15 μΡ in einer Phasenanschnittsschaltung bei einer Belastung von 4 A untersucht. Es- zeigte sich, daß bei einer Frequenz von 150 kHz die Storspannung von etwa 800 mV jeweils auf rund 2 mV verringert urid die Eigenschwingung des LC-Rreises durch die Drossel allein genügend gedämpft wurde.
Die einzelnen Funkentstördrosseln erzeugten aber unter gleicher Belastung verschieden starke Geräusche. Zur Untersuchung des Schalldruckpegels wurden die in der vorgenannten Phasenanschnitts-Regelschaltung betriebenen Drosseln in eine Geräuschmeßbox (Ausführung nach VDI-Berichte, 88/1965, S. 103T>is 106) eingelegt, in der der abgestrahlte Schall as durch ein Kondensatormikrofon gemessen wurde. Die frequenzabhängige Bewertung des Schalldruckes erfolgte nach der Bewertungskurve A gemäß DIN 45633. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle 2 zusammengefaßt und den jeweiligen Legierungslcenn-
werten gegenübergestellt Diese Tabelle enthält unter der Nummer 9 auch die Werte für eine Drossel hoher effektiver Induktivität nach der deutschen Patentanmeldung P 18 04 835.6. Aus der Tabelle 2 ist zu ersehen, daß sich die Funk entstördrosseln mit erfindungsgemäßer Legierungs kombination (Nr. 1, 2, 3, 6· und 8) durch einen sehr niedrigen Schalldruckpegel auszeichnen. Er hegt mit maximal 3OdB (A) (Dezibel nach der Bewertungskurve Ä) so niedrig, daß er selbst in ruhigen Räumen
nicht stört. Die nicht erfindungsgemäßen Drosseln (Nr. 4, 5, 7 und 9) weisen hingegen einen höheren Geräuschpegel auf; speziell ist die in der Tabelle 2 unter der laufenden Nummer 9 zum Vergleich erwähnte Drossel gemäß der deutschen Patentanmeldung
P 18 04 635.6 um mehr als 15 dB lauter als die unter Nummer 1 angeführte Funkentstördrossel nach der Erfindung.
Tabelle 2 Legierungskennwerte und Ergebnisse der Schalldruckmessungen
Funk- Zusammen
setzung 		Werkstoff 1 spezifischer
Widerstand 		Band
dicke 		Werkstoff 2 Zusammensetzung Sättigungs-
magneto- 		spezifischer
Widerstand 		Band
dicke 		Schan-
ent- (Ω-mmVm) (mm) striktion (Ω-mm Vm) (mm) druck-
pegel
stör-
dros-
sel 		Fe Sätti-
gangs
induktion 		0,11 0,2 Ni+18%Fe+l%Mo 0,5 · 10-· 0,25 0,1 (dBIAD
Nr. Fe (GauB) 0,11 0,1 Ni+18%Fe+l%Mo 0,5 · 10-· 0,25 0,1 24
1 Fe+1%A1 21500 0,2 0,3 Ni+18%Fe+l%Mo 0,5 · 10-· 0,25 0,1 26
2 Fe+3%A1 21500 0,4 0,3 Ni+18%Fe+l%Mo 0,5 · 10-· 0,25 0,1 28
3 Fe+5%A1 20700 0,6 0,3 Ni+18%Fe+l%Mo 0,5 · 10-· 0,25 0,1 32
4 Fe+l%Si 19700 0,22 O^ Ni+18%Fe+l%Mo 0,5 · 10-· 0,25 0,1 40
5 Fe+3%Si 18600 0,4 0,3 Ni+18%Fe+l%Mo 0,5 · 10-· 0,25 0,1 29
6 Fe 21300 0,11 0,2 Ni+17,5%Fe+ 0,5-10-· 0,30 0,1 40
7 20300 l,5%Mo+0,5%Mn 27
8 Fe+3%Si 21500 0,4 0,3 Ni+64%Fe 2,2 · ΙΟ-8 0,75 0,05
41
9 20300
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß zur Funkentstörung von Halbleitersch&ltungen, die nach dem Phasenabschnittsverfahren arbeiten, eine raumsparende Entstördrossel mit hoher effektiver Induktivität bei geringer Windungszahl und mit günstigen Dämpfungseigens zur Verfügung gestellt wird, die sehr geräuschi Infolge ihrer geringen Lautstärke läßt sie sich s geräuscharm zu haltenden Räumen ohne zusi Sohalldämmvorrichtungen verwenden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. oder Kerablecb aus diesem Werkstoff 0,1 bis
    sollen
    besitzt und
    nen.
    Legierung ist, deren Zusammensetzung innerhalb i Bereiches im Mehrstoffsystem Nickel— steilen Anstieg
    schützen,
DE19681813643 1968-10-15 1968-12-10 Drossel zur geräuscharmen Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittsverfahren arbeiten Expired DE1813643C3 (de)

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