In getakteten Netzteilen, insbesondere in Schaltnetzteilen, kommt es durch sehr steile Spannungs-bzw. Stromflanken wäh- rend der Schaltoperationen des Netzteils zu elektromagneti- schen Störungen. Diese sogenannten"breitbandigen Funkstörun- gen"sind jedoch unerwünscht. Ihre Frequenzen liegen im Be- reich einiger hundert Kilohertz bis hinein in den Megaherzbe- reich. Entsprechend den Normen der elektromagnetischen Ver- träglichkeit (EMV) sind diese Funkstörungen am Entstehungs- ort, das heißt innerhalb des Gerätes, zu beseitigen.

Die wohl effektivste Methode zur Funkentstörung liegt in der Verwendung von sogenannten Einleiterdrosseln. Einleiterdros- seln sind Drosseln zur Funkentstörung, die als ringförmige, auf einen Draht oder einen Anschlußstift eines Schaltungsbau- teils aufsteckbare Magnetbandkerne ausgebildet sind. Derarti- ge Drosseln zur Funkentstörung sind aus dem Datenbuch der Toshiba Corporation, Material & Components, Technical Data, "Amorphous Noise Suppressor, AMOBEADTM, Serial No. E-63001, 30. Januar 1988, bekannt.

Einleiterdrosseln weisen gegenüber anderen Bauelementen zur Funkentstörung, wie beispielsweise einen RC-Tiefpaß, den Vor- teil von großen Induktivitäten auch bei großen Drosselströmen sowie einer breitbandigen Entstörwirkung im Bereich von 10 kHz bis 3Q MHz auf. Des weiteren weisen sie eine besonders hohe Einfügungsdämpfung auch im unteren Frequenzbereich auf.

Schließlich weisen sie geringe Gesamtverluste und kleine Bau- teilgrößen auf.

In oben genanntem Dokument sind sogenannte Einleiterdrosseln in Form kleiner gewickelter Magnetbandkerne aus amorphen Le- gierungen, insbesondere auf Kobaltbasis angegeben. Die gewik- kelten Magnetbandkerne werden auf den Strom führenden Leiter des die Störung verursachenden Bauteils aufgeschoben bzw. aufgesteckt. Sie wirken dort als sättigbare Drosseln, mit de- ren Hilfe hochfrequente Störungen während eines Schaltvorgan- ges effektiv bekämpft werden können. Im Anschluß an den Schaltvorgang erfolgt durch die Sättigung des Magnetmaterials des Magnetbandkerns jedoch keine Beeinflussung des zu schüt- zenden Schaltkreises mehr.

Bei der Herstellung eines derartigen Magnetbandkerns aus ei- ner amorphen Legierungen wird jedoch üblicherweise das zu verwickelnde Band an einer Wickelwelle aus Werkzeugstahl in der Regel durch eine Punktschweißung befestigt. Nach dem An- schweißen wird der Magnetbandkern mit den gewünschten geome- trischen Daten gewickelt. Schließlich wird das Bandende wie- der durch eine Punktschweißung am Außenumfang des Magnetband- kerns befestigt. Nach Abschluß des Schweißvorganges wird der Magnetbandkern von der Wickelwelle abgeschert. Der so ent- standene ringförmige Magnetbandkern kann dann auf bekannte Weise weiterverarbeitet werden. Insbesondere wird dabei der Magnetbandkern einer Wärmebehandlung unterzogen und anschlie- ßend mit einer Passivierungsschicht bedeckt.

Derartige Einleiterdrosseln sind jedoch bei der Herstellung, da die ringförmigen Bauteile manuell über die Anschlußstifte, beispielsweise eines Transistors oder einer Diode, angebracht werden müssen. Dabei spielt insbesondere die Justierung der ringförmigen Einleiterdrossel um die Anschlußstifte eine gro- ße Rolle und erfordert zusätzlichen Montageaufwand.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil ergibt sich aus dem sehr schlechten thermischen Kontakt des Magnetbandkernes zu den Anschlußstiften der Schaltung und dadurch verursachter man- gelhaften Abführung der Verlustwärme aus dem Magnetbandkern.

So führt beispielsweise die bei einer Magnetisierung bis in die Sättigung bei Frequenzen im Bereich einiger hundert Kilo- hertz entstehende Verlustwärme in der Regel zu einer Bautei- lerwärmung von über 100° C. Durch diese hohen Temperaturen und das durch den Betriebsstrom erzeugte Magnetfeld in Wik- kelrichtung kommt es zu einer Temperung, welche ungünstiger- weise eine rechteckförmige Hysteresschleife verursacht, die wiederum das Magnetfeld in Wicklungsrichtung verstärkt. Diese hohen Temperaturen werden von den eingesetzten Legierungen jedoch auf Dauer nicht verkraftet, was zu einer Alterung des Materials des Magnetbandkerns mit entsprechender Änderungen der magnetischen Eigenschaften der Legierungen führt. Diese bedingen in der Regel eine weitere Erhöhung der Ummagnetisie- rungsverluste, was letztendlich zum thermischen Versagen der Drossel führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Drossel zur Funkentstörung anzugeben, die mit einem möglichst sehr geringen Montageaufwand herstellbar ist und die zur Abführung der Verlustwärme aus dem Magnetbandkernes einen sehr guten thermischen Kontakt des Magnetbandkernes zur Schaltung auf- weist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Drossel zur Funkentstörung, die gekennzeichnet ist durch die folgen- den Merkmale : -mit einem Anschlußdraht, bestehend aus einer elektrisch leitenden und wärmeleitenden, nicht-ferromagnetischen er- sten Legierung und -mit einem dünnen Band, bestehend aus einer ferromag- netischen zweiten Legierung, das um den Anschlußdraht zu

einer Spule aufgewickelt ist, und das an seinem inneren En- de formschlüssig mit dem Anschlußdraht verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Drossel zur Funkentstörung werden sowohl die genannten Montageschwierigkeiten vermieden, als auch das Problem der thermischen Ankopplung der Drossel an die übrige Schaltung gelöst. Alle anderen genannten Vorteile, insbesondere die sehr guten Dämpfungseigenschaften, bleiben uneingeschränkt erhalten.

Bei der erfindungsgemäßen Drossel zur Funkentstörung wird zur Herstellung von Magnetbandkernen ein Anschlußdraht verwendet, der als Wicklungswelle für den Magnetbandkern dient. Das Ma- terial des Anschlußdrahts ist aus einer Legierung, die sowohl punktschweißfähig zum Anschweißen des zu verwickelnden Ma- gnetbandes, als auch weichlötbar zur späteren Montage des Bauteils ist. Der als Wickelwelle des Magnetbandkerns verwen- dete Anschlußdraht verbleibt im Anschluß an das Kernwickeln im Magnetbandkern und dient dann als elektrischer Leiter des Bauelements.

Nach dem Wickeln werden die Magnetbandkerne gegebenenfalls einer Wärmebehandlung zur Einstellung der magnetischen Eigen- schaften unterzogen. Anschließend bietet sich eine Umhüllung des Magnetbandkerns, beispielsweise durch einen gängigen Lack oder einen Schrumpfschlauch, an. Als Lack kann dann ein Epoxypulverlack verwendet werden. Es wäre jedoch auch denk- bar, den Magnetbandkern mit einer thermoplastischen oder du- roplastischen Preßmasse zu umhüllen.

Das dann vorliegende Bauteil ist äußerlich einem konventio- nellen Widerstand vergleichbar und kann selbstverständlich wie ein solcher durch entsprechende Bestückungsautomaten wie sie in der Leiterplattenfertigung üblich sind, weiterbe- arbeitet werden. Insbesondere ist es dabei vorteilhaft, wenn

die erfindungsgemäße Drosseln zur Funkentstörung als SMD- Bauelemente ausgeführt sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegen- stand der Unteransprüche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigt dabei : Figur 1 eine erfindungsgemäße Einleiterdrossel, die als ge- stiftetes Bauelement ausgeführt ist ; Figur 2 eine erfindungsgemäße Einleiterdrossel, die als SMD- Bauelement ausgeführt ist ; Figur 3 ein Temperaturzeitdiagramm, das die Bauteilerwärmung einer erfindungsgemäßen Einleiterdrossel (b) im Ver- gleich zu einer Einleiterdrossel nach dem Stand der Technik (a) zeigt.

In Figur 1 ist mit 1 ein Anschlußdraht bezeichnet. Der An- schlußdraht 1 kann einen kreisförmigen, rechteckigen, oder ähnlichen Querschnitt aufweisen. Es wäre auch denkbar, daß der Anschlußdraht 1 bandförmig ausgebildet ist. Um den An- schlußdraht 1 herum ist ein Magnetbandkern 2 angeordnet. Der Magnetbandkern 2 besteht typischer Weise aus einem dünnen Band oder einer dünnen Folie, die spulenartig um den An- schlußdraht 1 herumgewickelt ist. Zusätzlich kann vorteilhaf- terweise zum Schutz des Magnetbandkerns 2 eine Schutzbe- schichtung 3 im Bereich des Magnetbandkerns 2 vorgesehen sein.

Der Anschlußdraht 1, der Magnetbandkern 2 und die Schutzbe- schichtung 3 bilden dann eine Einleiterdrossel 4. Die Enden

des Anschlußdrahts 1 können dabei als Steckverbindung dienen.

Typischerweise werden die Enden des Anschlußdrahts 1 jedoch in den Schaltkreis einer integrierten Schaltung eingelötet.

Figur 2 zeigt eine weitere Einleiterdrossel 4, die hier als sogenanntes SMD Bauelement (surface mounted device Bauele- ment) ausgeführt ist. Gleiche Elemente sind in Figur 2 ent- sprechend Figur 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Einleiterdrossel 4 in Figur 2 unterscheidet sich von der in Figur 1 im wesentlich durch die Gehäusebauform. Das hier gezeigte SMD-Bauelement ist zur Oberflächenmontage auf einer Platine geeignet. Der Anschlußdraht 1 ist hier in dem nicht von dem Magnetbandkern 2 bedeckten Bereich L-förmig abgewin- kelt. Es wäre auch denkbar, wie im Beispiel in Figur 2 ge- zeigt, daß die nicht vom Magnetbandkern 2 bedeckten Bereiche des Anschlußdrahtes 1 mehrfach L-förmig abgewinkelt ausgebil- det sind.

Zusätzlich ist in Figur 1 mit 5 eine Leiterplatte bezeichnet.

Die Einleiterdrossel 4 ist dabei an den L-förmig abgewickel- ten Enden des Anschlußdrahts 1 über eine Lotverbindung 6 mit der Leiterplatte 5 verbunden.

Zur Herstellung der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Einlei- terdrosseln 4 sind die nachfolgenden Herstellungsschritte er- forderlich.

Zunächst wird ein Draht auf eine vorgegebene Lange abgelängt, der dann den Anschlußdraht 1 bildet. Zur Herstellung des Ma- gnetbandkerns 2 wird zunächst ein amorphes dünnes Band oder eine dünne Magnetfolie an ihrem einen Ende auf den Anschluß- draht 1 geschweißt. Anschließend wird dieses dünne Band spu- lenartig um den Anschlußdraht 1 zu einem Magnetbandkern 2 ge- wickelt. Das zweite Ende des Bandes wird anschließend eben-

falls durch Punktschweißen am Außenumfang der aufgewickelten Spule befestigt. Auf diese Weise erhält man typischerweise einen ringförmigen Magnetbandkern (2). Besonders vorteilhaft ist es, wenn der ringförmige Magnetbandkern (2) als geschlos- sener Ring ausgebildet ist.

Typischerweise schließt sich dann ein Wärmebehandlungsschritt an. Die Wärmebehandlung erfolgt dabei typischerweise im Durchlauf. Die Durchlaufgeschwindigkeit wird so gewählt, daß das dünne Band für eine Wärmebehandlungszeit 0,5sec < t < 120sec auf eine Temperatur 450°C cl wird.

Dieser Wärmebehandlungsschritt dient unter anderem der mecha- nischen Entspannungsbehandlung des Magnetbandkerns 2. Die Permeabilität und somit auch die damit korrelierte Einfü- gungsdämpfung kann so auf die gewünschte Art und Weise opti- miert werden. Schließlich wird der Magnetbandkern 2 in einem Magnetfeld behandelt, um die gewünschte Hysterese einzustel- len.

Nachdem der gewickelte Magnetbandkern 2 wie oben beschrieben weiterbehandelt wurde, ist es besonders vorteilhaft, im Be- reich des Magnetbandkerns 2 eine Schutzbeschichtung 3 aufzu- bringen. Die Schutzbeschichtung 3 dient insbesondere dem me- chanischen Schutz des Magnetbandkerns 2.

Als Schutzbeschichtung 3 kann ein Epoxypulverlack bzw. eine thermoplastische oder duroplastische Preßmasse dienen. Es wä- re jedoch auch denkbar, die Einleiterdrossel 4 mit einem ein- fachen Schrumpfschlauch zu bedecken.

Erfindungswesentlich ist, daß das Material des Anschlußdrahts 1 sowohl schweißbar als auch lötbar ist. Des weiteren ist es wesentlich, daß das für den Anschlußdraht 1 verwendete Mate- rial einen hinreichend hohen elektrischen Leitwert sowie eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweist. Außerdem ist es zwin-

gend erforderlich, daß das Material des Anschlußdraht 1 sel- ber nicht-ferromagnetisch ist. Es könnte sonst in der Arien- dung der Einleiterdrosseln 4 durch Wirbelstromeffekte zu ei- ner extremen Aufheizung des Anschlußdrahts 1 kommen.

Diese Anforderungen an das Material des Anschlußdrahts 1 wer- den in idealer Weise von Legierungen auf Kupferbasis erfüllt.

Zur Erlangung der Punktschweißbarkeit sind hier widerstands- erhöhende Elemente wie beispielsweise Nickel, Beryllium, Chrom, Zirkon, Mangan oder ähnliche Elemente zulegiert wor- den. Am gebräuchlichsten sind dabei handelsübliche Wider- standslegierungen wie Kupfer-Nickel-Legierungen bzw. Kupfer- Mangan-Legierungen.

Eine hinreichend gute Punktschweißbarkeit des Anschlußdrahts 1 mit den ferromagnetischen Materialien des Magnetbandkerns 2 wird mit einer Legierung für den Anschlußdraht erreicht, die sich aus der Formel Cu100- (a+b) NiaMnb zusammensetzt. Dabei ist a und b in Gew. % angegeben sind und genügen den folgenden Bedingungen : 6a80 und 0<b<12.

Die besten Ergebnisse werden mit einem relativ niedrigen ein- legierten Nickelgehalt von ca. 6 Gew. % bzw. Mangananteil von ca. 3 Gew. % erreicht. Nach oben ist der Nickelanteil dieser Legierungen zum einen durch den mit steigendem Nickel- gehalt sich verringernden elektrischen Leitwert und zum ande- ren durch das Erreichen ferromagnetischer Zusammensetzungen begrenzt. Die bevorzugte Zusammensetzung liegt dabei im Be- reich von ca. 6-50 Gew. % Nickel mit Zusätzen von 0-6 Gew. % Mangan. Aus dem Kupfermangansystem kann beispielsweise die kommerzielle Legierung CuMn3 verwendet werden.

Eine weitere Legierung für den Anschlußdraht 1 mit guter Punktschweißbarkeit wird mit einer Legierung erreicht, die sich aus der Formel Cu100- (a+b) MnaGeb zusammensetzt. Dabei

ist a und b ebenfalls in Gew. % angegeben sind und genügen den folgenden Bedingungen : 3<a<6 und 0<b<6.

Eine sehr einfache Möglichkeit für den Anschlußdraht 1 bietet sich jedoch auch in der Verwendung von einfachen Kupfer- drähten, die mit einer punktschweißbaren und lötbaren Ober- flächenbeschichtung versehen sind. Eine Beschichtung mit die- sen Eigenschaften läßt sich zum Beispiel durch Vernickeln herstellen. Hierbei ist eine Schichtdicke der Nickelbe- schichtung im Bereich von ca. 2-30 um ausreichend, um die geforderte gute Punktschweißbarkeit und Lötbarkeit sicher- zustellen. Diese Variante bietet bezüglich dem als elekt- rischen Leiter verwendeten Anschlußdraht 1 sowohl die gün- stigsten elektrischen Eigenschaften als auch die günstigste thermische Leitfähigkeit.

Die in der ferromagnetischen Nickelschicht entstehenden zu- sätzlichen Wirbelstromverluste führen zwar zu einer geringfü- gigen zusätzlichen Erwärmung des Bauteils, jedoch bewegt sich dieser Effekt aufgrund der sehr geringen Schichtdicke der Nickelauflage in einem vertretbaren Rahmen. Es ist außerdem vorteilhaft, die Nickelbeschichtung in den Bereichen, die nicht vom Magnetbandkern 2 umfaßt werden, nach der Ummante- lung des Magnetbandkerns 2 in einer Atzlösung partiell wieder zu entfernen.

Für die Funktion der Drossel zur Funkentstörung ist es unbe- dingt notwendig, daß das Material des Magnetbandkerns 2 aus einer amorphen oder nanokristallinen, hochpermeablen, ferro- magnetischen Legierung besteht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn diese Legierung aus weichmagnetischem Material besteht.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Werkstoff hier eine amorphe Kobaltbasislegierung oder eine nanokristalline Eisen-

basislegierung verwendet wird. Typischerweise weisen diese Legierungen eine Sättigungsmagnetostriktion g ppm auf.

Die einfachste Form der Ausführung der Schutzbeschichtung 3 der Einleiterdrosseln 4 bietet die Umhüllung. Dabei wird im Bereich des Magnetbandkerns 2 das Bauteil mittels eines Pul- verlackes beschichtet. Man erhält so äußerlich konventionel- len Widerständen vergleichbare Bauformen, die bei der Montage in gestifteter Form auf der Leiterplatte 5 aufgebracht und verlötet werden.

Eine weitere für die spätere Montage sehr interessante Bauform kann durch Umspritzen des Bereichs des Magnetband- kerns 2 mit einer thermoplastischen oder duroplatischen Form- masse in Quaderform und anschließendem Ablängen und Prägen des Leiters realisiert werden. Auf diese Weise erhält man so- genannte SMD-Bauelemente, die bei der Bauteilmontage zu einer deutlichen Reduktion des technischen Aufwandes führen und ko- stengünstiger herstellbar sind.

In beiden Bauformen ist die thermische Anbindung an die Umge- bende Schaltung vergleichbar gut, so daß hier bezüglich der Anwendungseigenschaften keine gravierenden Unterschiede zu erwarten sind.

Entsprechend den gezeigten Ausführungsbeispielen wurden unter der Verwendung einer amorphen Kobalt-Legierung Kupfernickel- anschlußdrähte unterschiedlicher Zusammensetzung hergestellt.

Bei Magnetbandkernen 2 ohne Wärmebehandlung werden Wechsel- feldpermeabilitäten bei 1 kHz von ca. 3000 erreicht. Bei hö- heren Meßfrequenzen im Bereich von 1 MHz sinkt die Wechsel- feldpermeabilität auf Werte um ca. 1700 ab. Werden jedoch die Magnetbandkerne 2 einer Wärmebehandlung unterzogen so verbes- sern sich die magnetischen Eigenschaften deutlich. Die Wech-

selfeldpermeabilitaten steigen auf Werte von ca. 250000 (1 kHz) bzw. 7000 (1 MHz).

Figur 3 zeigt ein Temperaturzeitdiagramm, daß die Bauteiler- wärmung einer erfindungsgemäßen Einleiterdrossel (b) im Ver- gleich zu einer Einleiterdrossel nach dem Stand der Technik (a) zeigt. Um hier die Vergleichbarkeit sicherzustellen, wur- den für die Untersuchung der Magnetbandkerne 2 gleiche Induk- tivitäten verwendet. Die Magnetisierung erfolgt dabei bei ei- nem Strom von Ieff = 4,5 A bei einer Frequenz von 100 kHz.

Unter diesen Bedingungen erreichte die Einleiterdrossel nach dem Stand der Technik eine Endtemperatur von 84°C, während die erfindungsgemäße Einleiterdrossel sich auf maximal 68°C erwärmt.

Somit wird neben der automatisierbaren Weiterbearbeitbarkeit durch die vorgeschlagene Bauform auch eine optimaler thermi- scher Kontakt des Magnetbandkerns 2 über den als stromführen- den Leiter ausgeführten Anschlußdraht 1 zur Leiterplatte 5 erreicht. Dadurch kann eine im Magnetbandkern 2 auftretende Ubertemperatur auf für die verwendeten Legierungen verträg- liche Werte reduziert werden. Auf diese Weise kann das Pro- blem der Alterung, die e-funktional von der Temperatur ab- hängt, drastisch minimiert werden.

Bezugszeichenliste 1 Anschlußdraht 2 Magnetbandkern 3 Schutzbeschichtung 4 Drossel zur Funkentstörung 5 Platine, Leiterplatte 6 Lotverbindung