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Induktivitäten, Drosseln und Filter

Störsignale bedämpfen

26. Juli 2017, 14:47 Uhr | Alfred Goldbacher

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Drosselspulen für die Gleichtaktunterdrückung

Kfz-Applikationen sind zudem auch der Fokus jener Drosselspulen, welche Murata mit den Baureihen DLW5ATH/DLW5BTH (Bild 5) kürzlich auf den Markt gebracht hat. Die für die Oberflächenmontage vorgesehenen Bauteile werden in erster Linie für den Aufbau von Stromversorgungen für die immer zahlreicher werdenden ECUs (Electronic Control Unit) in aktuellen Kfz-Generationen benötigt. Die Komponenten
DLW5ATH/DLW5BTH sind in den beiden Standardgrößen 2014 und 2020 lieferbar, was einem Flächenmaß von 5 × 3,6 mm² bzw. 5 × 5 mm² entspricht.

Ausgelegt sind die Spulen – je nach Baugröße – für unterschiedliche Dauerströme zwischen 1,5 und 4 A, für die jeweils eine maximale Versorgungsspannung von 50 V(DC) vorgeschrieben ist. Der Gleichstromwiderstand erreicht dabei – je nach Typ – einen Wert zwischen 13 und 56 mΩ, während für die Gleichtakt-Impedanz bei 100 MHz Signalfrequenz Werte zwischen 45 und 1400 Ω gemessen werden können.

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Leistungsinduktivitäten für bis zu 150 °C Umgebungstemperatur

Seinen Hauptsitz hat die Firma Taiyo Yuden in Tokyo, ihre Europazentrale indes in Fürth bei Nürnberg. Der Vertrieb wiederum läuft über Distributoren wie Blume Elektronik und RM Components. Das Unternehmen produziert seit wenigen Wochen mit der Serie EST1060 (Bild 6) Leistungsinduktivitäten, die – wenig überraschend – für den Einsatz in Kfz-Elektronikapplikationen vorgesehen sind. Ihr Bauteilvolumen ist mit 10,1 × 10 × 6 mm³ spezifiziert, und als maximal zulässige Umgebungstemperatur sind 150 °C vorgegeben. Hinsichtlich ihrer Vibrationsfestigkeit wird im Datenblatt ein maximaler Wert von 30G aufgeführt.

Bei den Induktivitätswerten gibt es derzeit eine verfügbare Spannweite von 10 und 470 µH, wobei die elf verschiedenen Werte mit einer Schwankungsbreite von ±20 % behaftet sein können. Sehr viel genauer sind die Angaben für die maximalen Gleichstromwiderstandswerte, die je nach Ausführung zwischen 22 und 775 mΩ variieren. Der maximal zulässige Sättigungsstrom darf bei der Version mit 22 mΩ R_DC einen Wert von 5,2 A annehmen; dieser sinkt allerdings bei der Ausführung mit 775 mΩ R_DC auf nur noch 0,75 A ab.

Stromkompensierte Netzdrosseln

Last but not least produziert auch die Firma Würth Elektronik eiSos (www.we-online.de) eine Vielzahl an induktiven Bauelementen; so zum Beispiel die stromkompensierte Netzdrossel-Baureihe WE-LPCC (Bild 7), die für die Durchsteckmontage ausgelegt ist und bei 250-V(AC)-Anwendungen zum Einsatz kommen wird. Sie zeichnet sich vor allem durch Eigenschaften aus, wie mehr als 30 dB Dämpfung im Gleichtakt und ein stabile Streuinduktivität, welche Werte bis zu 4 % erreicht. Das Bauteil misst 25 mm × 27,5 mm und erreicht eine Bauteilhöhe von 12 mm. Je nach Typ sind die Bauteile für eine Stromtragfähigkeit zwischen 10 und 23,5 A ausgelegt, wobei die Induktivität zwischen 120 und 450 µH variiert. Zum Einsatz kommen die Netzdrosseln in der Praxis vor allem in DC/DC-Wandlern sowie in Schaltnetzteilen und netzbetriebenen LED-Treibern.

„Kurz vor Druckschluss“ kam noch ein weiteres Bauteil aus dem Hause Würth Electronics Midcom auf den Markt: ein Übertrager für die Datenisolierung zur Verwendung in SHDSL-Anwendungen (Single-Pair High-Speed Digital Subscriber Line). Dieser MID-DSLITL-Übertrager (Bild 8) ist in einer Bauform mit Selbstabschirmung und Exposed Pads lieferbar; er erfüllt die relevanten UL- und IEC-Normen und ist mit einer Durchschlagsfestigkeit von 1500 V(AC) ausgewiesen.

SPICE-Bibliothek für lineare und stromkompensierte Drosseln

Keine Bauteilneuheit im eigentlichen Sinne ist die letzte Neuigkeit in dieser Übersicht: Es handelt sich vielmehr um ausgereifte Simulationsmodelle, die Schurter seinen Kunden für sein gesamtes Drossel-Portfolio (Bild 9) zur Verfügung stellt. Der Komponentenhersteller hat alle Produkte seines Drosselsortiments mit den relevanten Eckdaten vermessen und diese durch die formale Beschreibung der physikalischen Größen abstrakt formuliert. Auf diese Weise können diese parasitären und technisch limitierenden Faktoren im SPICE-Simulationsmodell (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) berücksichtigt werden.

Mit den bereitgestellten Simulationsmodellen können die verschiedenen stromkompensierten Drosseln verglichen und deren Frequenzverhalten sowie deren Sättigungsverhalten analysiert werden.