Zur Begrenzung leitungsgebundener hochfrequenter Störenergien werden Funkentstördrosseln im allgemeinen als Längsglieder dort eingesetzt, wo Kondensatoren allein keinen ausreichenden störungsarmen Funkempfang sicherstellen. Derartige Drosseln sind insbesondere erforderlich zur Entstörung von Halbleiter-Schaltungen, welche in bezug auf Funkstörungen einen kleinen Innenwiderstand aufweisen. Beispielsweise werden sie benötigt in mit Thyristoren arbeitenden Helligkeitsreglern. Solche Drosseln sollen
Eine Ringkerndrossel, die diese Forderungen erfüllt, ist beispielsweise in DE 18 04 835 C3 beschrieben. Hier wird vorgeschlagen, für den Ringkern der Funkentstördrossel zwei unterschiedliche, weichmagnetische metallische Werkstoffe zu verwenden, wobei der erste dieser Werkstoffe eine relativ niedrige Permeabilität bei gleichzeitig hoher Sättigungsinduktion und der zweite Werkstoff eine mittlere Permeabilität aufweist.
Die Erfindung betrifft eine Ringkerndrossel zur Funkentstörung von Halbleiterschaltungen, die nach dem Phasenanschnittverfahren arbeiten, mit einem aus zwei weichmagnetischen Materialien unterschiedlicher Permeabilität und Sättigungsinduktion zusammengesetzten Magnetkern.
Weiterhin ist es aus DE 23 43 377 B2 bekannt, für den Kern einer Funkentstördrossel neben Blechringen einen Pulverkern zu verwenden, der aus mit Kunststoff verpreßtem Eisenpulver besteht. Hierbei dient der aus mit Kunststoff verpreßtem Eisenpulver bestehende Teil des zusammengesetzten Drosselkerns als Werkstoff mit geringerer Permeabilität, da der Kunststoffbinder zwischen den Eisenteilchen magnetisch wie einzelne Luftspalte wirkt.
Für magnetische Kerne, die aus gepreßtem weichmagnetischem Pulver bestehen, hat man auch schon amorphes Pulver oder auch nanokristallines Pulver verwendet. Dies geht aus EP 302 355 A1 hervor. Trotz der wesentlich höheren Permeabilität des amorphen Materials und insbesondere des nanokristallinen Materials wird aber auch hier ein Pulverkern wegen des verwendeten Binders gegenüber Massivkernen selbst aus kristallinem Material eine niedrigere Permeabilität aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ringkerndrossel zur Funkentstörung zu verwenden mit einem Kernaufbau, der noch kompaktere Maße bei gleicher Leistung als bekannte Funkentstördrosseln aufweist und darüberhinaus extrem geräuscharm ist.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 dadurch gelöst, daß auf mindestens eine Stirnseite eines aus gestapelten Scheiben oder aus einem gewickelten Band eines weichmagnetischen Materials gebildeten Ringkerns eine ebenfalls ringförmige Scheibe aufgesetzt ist, die aus zusammengepreßten Flakes aus amorphen oder nanokristallinen Legierungen unter Zusatz von Kunststoffbinder besteht. Die Verwendung des Ringkerndrossel nach Anspruch 1 in einer Reihenschaltung mit einem Verbraucher und einer Steuereinrichtung die nach dem Phasenanschnittverfahren arbeitet, ist in Anspruch 3 beansprucht.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2, 4 und 5 beschrieben. Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung erreicht man die extreme Geräuscharmut durch die an die Stirnseite des Schnittband- oder Ringbandkerns befestigten Scheiben aus amorphen oder nanokristallinen Flakes. Diese Scheiben haben weitgehend die sehr hohe Permeabilität des amorphen oder nanokristallinen Materials dadurch, daß im Gegensatz zu Pulverkernen die Einzelpartikel in Flußrichtung relativ große Abmessungen haben, so daß das zur Festigkeit erforderliche Bindemittel nur eine geringe Beeinträchtigung der Permeabilität verursacht. Die Ausnutzung dieser Eigenschaft ist die Ursache für die gegenüber dem Bekannten weiter verringerten Abmessungen bei gleicher Leistung.
Vorteilhafterweise verwendet man für die nanokristallinen Flakes eine Legierung von 2 bis 4 at.-% Neodym, 10 bis 18 at.-% Silizium, 5 bis 10 at.-% Bor, 0,1 bis 3 at.-% Kupfer, Rest Eisen. Die Glühbehandlung zur Einstellung der nanokristallinen Struktur beträgt etwa 12 h bei 480 °C bis 5 min bei 700 °C. Die Flakes haben bei einer Dicke von unter 0,04 mm eine Länge und Breite im Bereich von 0,8 bis etwa 2,5 mm. Als Kunststoffbinder eignet sich Epoxid- oder Phenolharz, das in einer Menge zugesetzt wird, daß sich ein Volumenfüllfaktor größer 48 %, bezogen auf die Flakes einstellt. Mit diesen Werten läßt sich ein Permeabilitätsniveau für die Flakes-Scheibe von 500 bis 1500 relative Permeabilität erreichen. Als Material für den Scheiben- oder Bandkern läßt sich jedes kristalline weichmagnetische Material verwenden. Üblicherweise genügt Reineisen, das Zusätze von bis zu 1,5 Gew.-% Silizium oder Aluminium enthalten kann.
Fig. 1 zeigt den Ringkern 1 mit angedeuteter Wicklung 2, während in Fig. 2 ein Schnitt senkrecht dazu ohne die Wicklung dargestellt ist. Fig. 2 läßt erkennen, daß der Ringkern 1 aus einem mittleren Bereich besteht, der ein üblicher Bandkern 3 ist, an dessen Stirnseiten sich außen Flakes-Scheiben 4 und 5 befinden, die aus amorphem oder nanokristallinem Material bestehen und mit Hilfe eines Binders zu einem festen Körper zusammengepreßt sind.
Als Vergleich der erfindungsgemäßen Drossel mit bekannten Anordnungen wurden Muster mit den Maßen: Außen⌀ 40 mm, Innen⌀ 23 mm und Höhe 6,5 mm gemessen. Hieraus ergaben sich folgende Werte: