Induktive Bauelemente Ein gelungener Kompromiss

Schematische Darstellungen für geschirmte Spulen (links) und für sogenannte Semi-Shielded-Ausführungen (rechts)
Schematische Darstellungen für geschirmte Spulen (links) und für sogenannte Semi-Shielded-Ausführungen (rechts)

Ungeschirmte Drosselspulen sind preisgünstig, zeigen aber nicht das gewünschte EMV-Verhalten, wenn beispielsweise an das Abstrahlverhalten hohe Anforderungen gestellt werden. Geschirmte Spulen indes entsprechen diesen Anforderungen, sind jedoch bis 40 % teurer als ungeschirmte Typen. Wer deshalb einen Kompromiss in Bezug auf Eigenschaften und Preis sucht, sollte Semi-Shielded-Drosselspulen in Betracht ziehen.

Gerade bei portablen Applikationen sollen die verwendeten induktiven Bauelemente immer noch kleiner und leistungsfähiger werden, dabei hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften und ihres EMV-Verhaltens noch auf das jeweilige Einsatzprofil angepasst sein. Häufig kommen für diesen Zweck ungeschirmte Drosselspulen zum Einsatz, für die vor allem der geringe Stückpreis spricht.

Deren Herstellung umfasst nur wenige Prozessschritte: Der Ferritkern (Drum Core) - meist fremdbezogen – wird beim Spulenhersteller mit Kupferdraht bewickelt, gelötet, markiert, getestet und gegurtet. Allerdings werden diese Drosselspulen von den Herstellern nicht in einheitlichen Bauformen wie bei den Widerständen (0603, 0805 usw.) oder den Kondensatoren (z.B. 5 mm x 11 mm, 8 mm x 11,5 mm) angeboten. Sie sind vielmehr in sehr unterschiedlichen Bauformen erhältlich, mit runder, ovaler, rechteckiger oder quadratischer Grundfläche, in flacher, dafür breiter Ausführung oder schlank und hoch.
In Anwendungen wie kleinen Schaltnetzteilen (DC/DC-Konverter) sind diese ungeschirmten Drosselspulen wegen ihrer EMV-Abstrahlung jedoch nicht verwendbar, so dass Entwickler notgedrungen zu geschirmten Spulen (Bild 1, linke Bildhälfte) greifen. Bei diesen wird der umwickelte Spulenkern von einem weiteren Ferritkern umgeben. Da hierfür mehr Rohmaterial benötigt wird und sich die Herstellungsprozesskette um einige Schritte - hauptsächlich um das Platzieren des Spulenkerns im Schalenkern und dessen Verklebung - erweitert, ist der Stückpreis dieser Drosselspulen deutlich – in der Regel um 40 Prozent – höher.

Um einen Kompromiss zu schließen, bringen die Hersteller induktiver Bauelemente seit kurzem auch „Semi-shielded“-Ausführungen auf den Markt. Unter der Bezeichnung „Semi-shielded“ versteht man Drosselspulen, die vom Aufbau her den ungeschirmten ähneln. Jedoch wird bei ihnen zur Verringerung des Abstrahlungsverhaltens ein Epoxidkleber auf die Wicklung aufgebracht, der Ferritpulver enthält (Bild 1, rechte Bildhälfte). Dieser Fertigungsprozess läuft vollautomatisch ab und ist daher wesentlich einfacher und günstiger als die Fertigung geschirmter Spulen. Durch den Kleberüberzug weisen Semi-Shielded-Drosselspulen ein im Vergleich zu ungeschirmten Drosselspulen besseres Abstrahlungsverhalten auf. Und sie sind zugleich wesentlich günstiger als geschirmte Ausführungen.