EP0392202A2 - Verwendung einer feinkristallinen Eisen-Basis-Legierung als Magnetkernmaterial für einen Schnittstellen-Übertrager - Google Patents
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- EP0392202A2 EP0392202A2 EP90104796A EP90104796A EP0392202A2 EP 0392202 A2 EP0392202 A2 EP 0392202A2 EP 90104796 A EP90104796 A EP 90104796A EP 90104796 A EP90104796 A EP 90104796A EP 0392202 A2 EP0392202 A2 EP 0392202A2
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- H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
Definitions
- the invention relates to a magnetic core for an interface transmitter according to the preamble of claim 1.
- Such an interface transmitter is used, for example, in the so-called S0 interface of the ISDN network as a transmitter at the interface between the network termination and the individual terminals.
- ISDN is a new, global, digital communication system.
- the connection between a digital local exchange and a so-called network termination is made via a U k0 line interface .
- the distance between the digital local exchange and a network termination can be max. 8 km.
- Up to 8 end devices can be connected to a single network termination.
- the end devices can be, for example, telephone, screen telephone, screen text, facsimile, text fax, work station etc.
- the end devices can in turn be up to 150 m away from the respective network termination.
- the interface between the network termination and the end devices is referred to as the S0 user interface.
- Whether a digital pulse can be transmitted within the specified pulse mask essentially depends on the inductance and the capacitance values of the transmitter.
- the inductance L of the transmitter essentially determines the roof drop of the transmitted pulse. Roof waste is the undesired decrease in the voltage of the transmitted pulse during the pulse duration.
- the inductance of the transmitter In order to meet the ISDN requirements, the inductance of the transmitter must be greater than approximately 20 mH at 10 kHz.
- the capacitance values of the transmitter have an effect on the signal shape of the transmitted pulse, in particular when changing from the high to the low state. Here, the lowest possible values for the coupling capacity are required.
- the coupling capacitance is the capacity between two different windings of the transformer.
- the coupling capacity depends, among other things, on the number of turns applied and also on the arrangement of the windings.
- the inductance of the transformer is directly proportional to the permeability of the core material.
- a comparatively large magnetic core cross section or high numbers of turns are required.
- a larger magnetic core cross section means an enlargement of the magnetic core and thus an increase in the volume of the transformer.
- components that are as small as possible are desirable.
- a higher number of turns initially means an increase in the coupling capacity and thus a deterioration in the transmission behavior. To avoid this, complicated winding arrangements with insulating layers between the windings are required. This makes the winding complicated and costly.
- the object of the invention is to provide a magnetic core for an S0 interface transmitter which has the smallest possible construction volume and which, with a simple winding structure and a low number of turns, allows the production of an S0 interface transmitter according to the ISDN requirements.
- the ISDN requirements should in particular also be met when the transformer is DC-magnetized.
- the interface transformers also meet the requirements of the standards with a simple winding structure requirements.
- the transmitters achieve the required values for the inductance even with a bias, as is to be expected due to an asymmetrical current distribution in the ISDN network.
- the permeability already decreases sharply with a low bias, so that the required inductance can only be achieved with a comparatively large magnetic core cross section or high number of turns. If the permeability ⁇ ⁇ 20,000, the required inductance is also achieved only by the measures mentioned.
- Fine crystalline Fe-based alloys and processes for their production are known from EP-OS 271 657. These are in particular alloys which, in addition to iron, contain essentially 0.1 to 3 atom% of copper, 0.1 to 30 atom% of further metals such as Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti or Mo contain up to 30 atomic percent silicon and up to 25 atomic percent boron, the total content of silicon and boron being in the range between 5 and 30 atomic percent. Because of their good magnetic properties at high frequencies, these alloys are proposed for high-frequency transformers, chokes and magnetic heads. From EP-OS 299 498 magnetic cores made of a fine crystalline iron base alloy are also known, which largely retain their good magnetic properties even at elevated application temperatures. The fields of application mentioned are essentially the same as those already mentioned in EP-OS 271 657.
- fine-crystalline iron-based alloys with an initial permeability of more than 20,000 and less than 50,000 have only a very slight decrease in permeability when a DC field is present. These alloys are therefore extremely suitable for use as a magnetic core material in interface transformers, which have an inductance L of more than 20 mH, measured at 10 kHz coupling capacity should be as low as possible.
- the iron content of the suitable alloys is more than 60 atomic%.
- the alloys have a structure which consists of more than 50% of fine crystalline grains with a grain size of less than 100 nm, preferably less than 25 nm.
- the materials must have a flat hysteresis loop with a remanence ratio less than 0.2.
- U K 0 - interface transmitter 4 are used to transmit the information between the digital switching center 1 and the network termination 2 .
- the processing of the digital signals in the network termination 2 is carried out by electronic components 5.
- the network termination also contains the NT interface transmitters 6 of the S0 interface.
- the transmission of the digital signals between the network termination 2 and a terminal 3 takes place via the transmission lines 7, 8 and the receiving lines 9, 10.
- the signals are converted via the TE interface transmitter 11 and further processing with electronic components 12.
- the terminal also contains current-compensated radio interference suppression chokes 13.
- the magnetic cores according to the invention are used in the NT interface transformer 6 and the TE interface transformer 11 of the S0 interface.
- the terminal devices are partially supplied with power by the digital switching center via the S0 subscriber interface. This is the case, for example, if the terminal is a telephone.
- the remote supply of the terminals is not shown in FIG. 1. It takes place via the center tap 14 of the NT interface transmitter 6.
- the feed current is divided equally between the transmission lines 7, 8 and the reception lines 9, 10.
- the different current paths will have different resistances. Possible causes for this are, for example, different winding resistances of the transmitters and different resistances of the plug contacts of the lines or the connecting cord of a terminal.
- the transformer In order to ensure the transmission of a digital pulse within the specified pulse mask as required in the standard, the transformer must also have the specified values magnetizing currents have an inductance of more than 20 mH. Furthermore, the coupling capacity should be low. The upper limit for this is about 100 pF.
- the magnetic core materials mentioned in the following examples were produced in the form of thin strips by the method known from EP-OS 271 657. Toroidal cores were then wound out of the tapes. The toroidal cores were then subjected to a heat treatment in the transverse field, ie in a magnetic field parallel to the rotational symmetry axis of the toroidal cores. This resulted in flat hysteresis loops with a remanence ratio B r / B s of less than 0.2, B r indicating the remanent induction and B s the saturation induction. For comparison, toroidal cores were also heat-treated in a longitudinal field or without a magnetic field.
- a magnetic core containing 73.5 atomic% iron, 1 atomic% copper, 3 atomic% niobium, 13.5 atomic% silicon and 9 atomic% boron was subjected to heat treatments of 1 h, 540 in a transverse field ° C and 3 h, 280 ° C, subjected.
- This magnetic core had an initial permeability of 23,000. 2 shows the dependence of the normalized permeability (permeability with premagnetization divided by permeability without premagnetization) as a function of the premagnetization. There is a slight dependence of the permeability and thus also the inductance on the premagnetization (curve A).
- This magnetic core is ideally suited for use in an interface transformer that is subjected to a direct current bias. Even with a direct current preload of 12 mA, the inductance is still 33 mH.
- Magnetic materials with the same composition as in example a) were subjected to a heat treatment in the transverse field of 1 h, 540 ° C. with subsequent cooling of 10 K / min in this field.
- the toroidal cores made from it had an initial permeability of 31,000.
- the dependence of the permeability on the premagnetization is in turn plotted in FIG. 2 (curve B).
- These magnetic cores also showed only a very low dependency of the permeability on the premagnetization.
- Finished transformers with a total number of turns of 2 N 40 had inductance values clearly above the required minimum value (FIG. 3, curve B).
- Magnetic core materials with the same composition as in examples a) and b) were subjected to a heat treatment in the transverse field of 1 h, 540 ° C. with subsequent cooling in air.
- This heat treatment achieved a somewhat higher initial permeability value of around 35,000.
- curve C the permeability falls with increasing premagnetization in this Fall off a little more.
- curve C for transformers with a total number of turns 2 N 38.
- Magnetic core materials of the same composition as in Example d) were subjected to a heat treatment as in Example b).
- magnetic core materials of the same composition as in Examples a) to c) were subjected to a heat treatment without a magnetic field for 1 h at 540 ° C with subsequent air cooling (Example g)) and a heat treatment in a longitudinal field of 1 h, 540 ° C with a then subjected to a cooling rate of 1 K / min (example h).
- the core heat-treated without a magnetic field had an initial permeability of 58,000 and the core treated in the longitudinal field had an initial permeability of 6,000.
- FIG. 2 curves G and H
- these comparison cores showed a very strong decrease in the permeability in the case of a DC bias.
- the magnetic cores according to the invention can be used to produce very compact transmitters which meet the ISDN requirements.
- they can also be used for the NT interface transformers 6, in which a bias current of up to approximately 12 mA is expected.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Magnetkern für einen Schnittstellen-Übertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Schnittstellen-Übertrager findet beispielsweise Anwendung bei der sogenannten S₀ - Schnittstelle des ISDN-Netzes als Übertrager an der Schnittstelle zwischen dem Netzabschluß und den einzelnen Endgeräten.
- ISDN ist ein neues, weltweites, digitales Kommunikationssystem. Bei ISDN erfolgt die Verbindung zwischen einer digitalen Ortsvermittlungsstelle und einem sogenannten Netzabschluß über eine Uk0 - Leitungsschnittstelle. Die Entfernung zwischen der digitalen Ortsvermittlungsstelle und einem Netzabschluß kann hierbei max. 8 km betragen. An einen einzigen Netzabschluß können bis zu 8 Endgeräte angeschlossen werden. Bei den Endgeräten kann es sich beispielsweise um Telefon, Bildschirmtelefon, Bildschirmtext, Faksimile, Textfax, Arbeitsplatzstation u. a. handeln. Die Endgeräte können wiederum bis zu 150 m vom jeweiligen Netzabschluß entfernt sein. Die Schnittstelle zwischen Netzabschluß und den Endgeräten wird als S₀-Benutzerschnittstelle bezeichnet.
- Die Anforderungen an eine solche S₀- Schnittstelle sind in der internationalen Norm CCITT I.430 bzw. in der Norm FTZ 1 TR 230 der Deutschen Bundespost festgelegt. Diese Normen legen beispielsweise die Impedanz der Schnitt stelle in Abhängigkeit von der Frequenz oder auch eine sogen. Impulsmaske für die übertragenen digitalen Impulse fest. Mit den sich aus diesen Normen ergebenden Anforderungen an die magnetischen und elektrischen Eigenschaften von S₀ - Schnittstellen-Übertragern beschäftigt sich beispielsweise die Firmenveröffentlichung PUBL 1101E von H. Hemphill, Using Pulse Transformers for ISDN-Applications der Schaffner Elektronik AG, Luterbach, Schweiz. In dieser Veröffentlichung sind in den Fig. 2 und 3 auch die Anforderungen an die Impedanz und die Impulsübertragung nach den postalischen Normen dargestellt. Ob ein digitaler Puls innerhalb der vorgegebenen Impulsmaske übertragen werden kann, hängt im wesentlichen von der Induktivität und den Kapazitätswerten des Übertragers ab. Die Induktivität L des Übertragers bestimmt im wesentlichen den Dachabfall des übertragenen Impulses. Unter dem Dachabfall versteht man die unerwünschte Abnahme der Spannung des übertragenden Impulses während der Impulsdauer. Um die ISDN-Anforderungen zu erfüllen, muß die Induktivität des Übertragers größer als etwa 20 mH bei 10 kHz sein. Die Kapazitätswerte des Übertragers wirken sich auf die Signalform des übertragenen Impulses insbesondere beim Übergang vom High- in den Low-Zustand aus. Hierbei sind möglichst niedrige Werte für die Koppelkapazität erforderlich. Als Koppelkapazität wird die Kapazität zwischen zwei verschiedenen Wicklungen des Übertragers bezeichnet. Die Koppelkapazität ist u. a. abhängig von der Zahl der aufgebrachten Windungen und auch von der Anordnung der Wicklungen. Als Magnetkerne für einen S₀ - Schnittstellen-Übertrager werden in der obengenannten Veröffentlichung beispielsweise sogen. RM6-Kerne angegeben. Als Kernmaterial wird Ferrit genannt. Bei Verwendung von Ferritkernen sind die Werte für die Permeabilität µ und die Sättigungsinduktion Bs beschränkt. Typische Werte hierfür sind µ = 10 000, Bs = 0,45 T (SIFERIT T38 der Fa. SIEMENS).
- Die Induktivität des Übertragers ist direkt proportional zur Permeabilität des Kernwerkstoffes. Um mit den Werten der Permeabilität und Sättigungsinduktion der Ferrite die ISDN-Anforderungen hinsichtlich der Induktivität, insbesondere auch bei einer Gleichstromvormagnetisierung des Übertragers zu erfüllen, sind entweder ein vergleichsweise großer magnetischer Kernquerschnitt oder hohe Windungszahlen erforderlich. Ein größerer magnetischer Kernquerschnitt bedeutet aber eine Vergrößerung des Magnetkerns und somit eine Vergrößerung des Bauvolumens des Übertragers. Erwünscht sind jedoch möglichst kleine Komponenten. Eine höhere Windungszahl bedeutet zunächst eine Erhöhung der Koppelkapazität und somit eine Verschlechterung des Übertragungsverhaltens. Um dies zu vermeiden, sind komplizierte Wicklungsanordnungen mit zwischen den Wicklungen liegenden Isolierschichten erforderlich. Die Herstellung der Wicklung wird hierdurch kompliziert und kostenaufwendig.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Magnetkern für einen S₀ - Schnittstellen-Übertrager anzugeben, der ein möglichst kleines Bauvolumen aufweist und der mit einem einfachen Wicklungsaufbau und geringer Windungszahl die Herstellung eines S₀ - Schnittstellen-Übertragers nach den ISDN-Anforderungen erlaubt. Die ISDN-Anforderungen sollen insbesondere auch bei einer Gleichstromvormagnetisierung des Übertragers erfüllt werden.
- Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Feinkristalline Fe-Basislegierungen weisen sehr geringe Magnetostriktionswerte auf. Dies bedeutet, das der Permeabilitätsabfall durch Spannungen im Material sehr klein ist.
- Mit den erfindungsgemäßen Magnetkernen können kompakte Schnittstellen-Übertrager mit kleinen Abmessungen hergestellt werden. Die Schnittstellen-Übertrager erfüllen auch mit einem einfachen Wicklungsaufbau die in den Normen fest gelegten Anforderungen. Insbesondere erreichen die Übertrager die geforderten Werte für die Induktivität auch bei einer Vormagnetisierung, wie sie aufgrund einer unsymmetrischen Stromverteilung im ISDN-Netz zu erwarten ist. Bei feinkristallinen Fe-Basislegierungen mit µ > 50 000 nimmt die Permeabilität bei geringer Vormagnetisierung bereits stark ab, so daß die geforderte Induktivität nur mit vergleichsweise großem magnetischem Kernquerschnitt bzw. hoher Windungszahl erreicht wird. Ist die Permeabilität µ < 20 000, so wird die geforderte Induktivität ebenfalls nur durch die genannten Maßnahmen erreicht.
- Feinkristalline Fe-Basislegierungen und Verfahren zu ihrer Herstellung sind aus der EP-OS 271 657 bekannt. Es handelt sich hierbei insbesondere um Legierungen, die neben Eisen im wesentlichen 0,1 bis 3 Atom-% Kupfer, 0,1 bis 30 Atom-% weitere Metalle, wie Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti oder Mo, bis zu 30 Atom-% Silizium und bis zu 25 Atom-% Bor enthalten, wobei der Gesamtgehalt an Silizium und Bor im Bereich zwischen 5 und 30 Atom-% liegt. Aufgrund ihrer guten magnetischen Eigenschaften bei hohen Frequenzen werden diese Legierungen vorgeschlagen für Hochfrequenztransformatoren, Drosseln und Magnetköpfe. Aus der EP-OS 299 498 sind weiterhin Magnetkerne aus einer feinkristallinen Eisen-Basislegierung bekannt, die auch bei erhöhten Anwendungstemperaturen ihre guten magnetischen Eigenschaften weitgehend behalten. Die genannten Anwendungsgebiete sind im wesentlichen die gleichen, die bereits in der EP-OS 271 657 genannt wurden.
- Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß feinkristalline Eisen-Basislegierungen mit einer Anfangspermeabilität von mehr als 20 000 und weniger als 50 000 nur einen sehr geringen Abfall der Permeabilität bei Vorliegen einer Gleichfeldvormagnetisierung aufweisen. Diese Legierungen sind daher hervorragend geeignet für die Verwendung als Magnetkernmaterial in Schnittstellen-Übertragern, die eine Induktivität L von mehr als 20 mH, gemessen bei 10 kHz bei möglichst geringer Koppelkapazität aufweisen sollen. Der Eisengehalt der geeigneten Legierungen beträgt mehr als 60 Atom-%. Die Legierungen weisen ein Gefüge auf, das zu mehr als 50 % aus feinkristallinen Körnern mit einer Korngröße von weniger als 100 nm, vorzugsweise von weniger als 25 nm besteht. Die Materialien müssen eine flache Hystereseschleife mit einem Remanenzverhältnis von weniger als 0,2 aufweisen.
- Die Erfindung soll nun anhand der Figuren und Beispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
- Fig. 1 die Schnittstellen und induktiven Bauelemente im ISDN-Netz,
- Fig. 2 die Abhängigkeit der Permeabilität von einer Vormagnetisierung bei 20 kHz und
- Fig. 3 die Abhängigkeit der Induktivität von einem Vormagnetisierungsstrom bei 10 kHz.
- In Fig. 1 sind die Schnittstellen und induktiven Bauelemente im ISDN-Netz dargestellt. Dies sind die sogen. UK 0 - Leitungsschnittstelle zwischen der digitalen Vermittlungsstelle 1 und dem Netzabschluß 2 (NT: Network Terminaton) sowie die S₀ - Teilnehmerschnittstelle zwischen dem Netzabschluß 2 und den Endgeräten 3 (TE = Terminal Equipment). Zur Übertragung der Informationen zwischen der digitalen Vermittlungsstelle 1 und dem Netzabschluß 2 werden UK 0 - Schnittstellen-Übertrager 4 eingesetzt. Die Verarbeitung der digitalen Signale im Netzabschluß 2 erfolgt durch elektronische Bauelemente 5. Der Netzabschluß enthält weiterhin die NT-Schnittstellen-Übertrager 6 der S₀ - Schnittstelle. Die Übermittlung der digitalen Signale zwischen dem Netzabschluß 2 und einem Endgerät 3 erfolgt über die Sendeleitungen 7, 8 und die Empfangsleitungen 9, 10. Im Endgerät 3 erfolgt die Umsetzung der Signale über die TE-Schnittstellen-Übertrager 11 und die Weiterverarbeitung mit elektronischen Bauelementen 12. Das Endgerät beinhaltet ferner stromkompensierte Funkentstördrosseln 13.
- Die erfindungsgemäßen Magnetkerne finden Anwendung in dem NT-Schnittstellen-Übertrager 6 und dem TE-Schnittstellen-Übertrager 11 der S₀ - Schnittstelle. Die Stromversorgung der Endgeräte erfolgt teilweise von der digitalen Vermittlungsstelle über die S₀ - Teilnehmerschnittstelle. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn es sich bei dem Endgerät um einen Telefonapparat handelt. Die Fernspeisung der Endgeräte ist in der Fig. 1 nicht dargestellt. Sie erfolgt über die Mittelanzapfung 14 der NT-Schnittstellen-Übertrager 6. Im nicht praxisgerechten Idealfall teilt sich der Speisestrom zu gleichen Teilen auf die Sendeleitungen 7, 8 bzw. die Empfangsleitungen 9, 10 auf. In der Praxis werden die verschiedenen Stromwege jedoch unterschiedliche Widerstände aufweisen. Als Ursachen hierfür kommen beispielsweise unterschiedliche Wicklungswiderstände der Übertrager sowie unterschiedliche Widerstände der Steckkontakte der Leitungen bzw. auch der Anschlußschnur eines Endgerätes in Betracht. Eine solche Unsymmetrie des Stromes in den Sendeleitungen 7, 8 bzw. in den Empfangsleitungen 9, 10 führt zu einer Vormagnetisierung in den NT-SchnittstellenÜbertragern 6 bzw. den TE-Schnittstellen-Übertragern 11 der S₀ - Schnittstelle. Intensive Untersuchungen und Berechnungen hierzu haben ergeben, daß im TE-Schnittstellen-Übertrager 11 mit einem Vormagnetisierungsstrom von etwa 3 mA gerechnet werden muß. Der erwartete maximale Vormagnetisierungsstrom im NT-Schnittstellen-Übertrager 6 liegt dagegegen wesentlich höher, da an einen Netzanschluß bis zu acht Endgeräte parallel angeschlossen werden können. Es wird hierfür ein Vormagnetisierungsstrom bis etwa 12 mA erwartet.
- Um die in der Norm geforderte Übertragung eines digitalen Impulses innerhalb der vorgegebenen Impulsmaske zu gewährleisten, muß der Übertrager auch bei den angegebenen Vor magnetisierungsströmen eine Induktivität von mehr als 20 mH aufweisen. Desweiteren sollte die Koppelkapazität gering sein. Als obere Grenze hierfür sind etwa 100 pF anzusehen.
- Die in den nachfolgenden Beispielen genannten Magnetkernmaterialien wurden in Form von dünnen Bändern nach dem aus der EP-OS 271 657 bekannten Verfahren hergestellt. Aus den Bändern wurden dann Ringbandkerne gewickelt. Die Ringbandkerne wurden anschließend einer Wärmebehandlung im Querfeld unterzogen, d. h. in einem Magnetfeld parallel zur Rotations-Symmetrieachse der Ringbandkerne. Hierdurch wurden flache Hystereseschleifen mit einem Remanenzverhältnis Br/Bs von weniger als 0,2 erzielt, wobei Br die remanente Induktion und Bs die Sättigungsinduktion angibt. Zum Vergleich wurden auch Ringbandkerne in einem Längsfeld bzw. ohne Magnetfeld wärmebehandelt. Dies ergibt Magnetkernmaterialien mit Werten für die Anfangspermeabilität und das Remanenzverhältnis außerhalb des beanspruchten Bereichs. Mit Ringbandkernen der Abmessungen 0̸ 14 X 0̸ 7 x 6 mm wurden fertige Übertrager hergestellt und jeweils die Abhängigkeit der Induktivität L von einem Vormagnetisierungsstrom bei 10 kHz gemessen.
- Ein Magnetkern, der neben 73,5 Atom-% Eisen, 1 Atom-% Kupfer, 3 Atom-% Niob, 13,5 Atom-% Silizium und 9 Atom-% Bor enthielt, wurde in einem Querfeld Wärmebehandlungen von 1 h, 540°C und 3 h, 280°C, unterworfen. Dieser Magnetkern wies eine Anfangspermeabilität von 23 000 auf. In Fig. 2 ist die Abhängigkeit der normierten Permeabilität (Permeabilität mit Vormagnetisierung dividiert durch Permeabilität ohne Vormagnetisierung) in Abhängigkeit von der Vormagnetisierung aufgetragen. Es zeigt sich hier eine geringe Abhängigkeit der Permeabilität und somit auch der Induktivität von der Vormagnetisierung (Kurve A). In Fig. 3, Kurve A ist die Abhängigkeit der Induktivität von einem Vormagnetisierungsstrom für einen Übertrager mit einer Gesamtwindungszahl 2 N = 48 aufgetragen. Dieser Magnetkern ist hervorragend für die Verwendung in einem Schnittstellen-Übertrager geeignet, der einer Gleichstromvorbelastung unterworfen ist. Auch bei einer Gleichstromvorbelastung von 12 mA beträgt die Induktivität noch 33 mH. Die geforderte Induktivität des Übertragers von mindestens 20 mH erreicht man mit diesem Kern auch bei einer Vormagnetisierung von 12 mA bereits mit einer Gesamtwindungszahl von 2 N = 36. Diese geringe Windungszahl ergibt einen niedrigen Wert für die Koppelkapazität auch bei einfachem Wicklungsaufbau von nur etwa 35 pF.
- Magnetmaterialien mit der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel a) wurden einer Wärmebehandlung im Querfeld von 1 h, 540 °C mit anschließender Abkühlung von 10 K/min in diesem Feld unterzogen. Die daraus gefertigten Ringbandkerne wiesen eine Anfangspermeabilität von 31 000 auf. Die Abhängigkeit der Permeabilität von der Vormagnetisierung ist wiederum in Fig. 2 aufgetragen (Kurve B). Auch diese Magnetkerne wiesen nur eine sehr geringe Abhängigkeit der Permeabilität von der Vormagnetisierung auf. Fertige Übertrager mit einer Gesamtwindungszahl 2 N = 40 wiesen Induktivitätswerte deutlich oberhalb des geforderten Mindestwertes auf (Fig. 3, Kurve B).
- Magnetkernmaterialien mit der gleichen Zusammensetzung wie in den Beispielen a) und b) wurden einer Wärmebehandlung im Querfeld von 1 h, 540 °C mit anschließender Abkühlung an Luft unterzogen. Durch diese Wärmebehandlung wurde ein noch etwas größerer Wert der Anfangspermeabilität von etwa 35 000 erreicht. Wie aus Fig. 2, Kurve C ersichtlich, fällt die Permeabilität mit steigender Vormagnetisierung in diesem Fall etwas stärker ab. Jedoch konnten auch mit diesem Kern die gestellten Anforderungen an den Schnittstellen-Übertrager gut erfüllt werden, wie aus Fig. 3, Kurve C für Übertrager mit einer Gesamtwindungszahl 2 N = 38 ersichtlich ist.
- Magnetkernmaterialien, die neben 73,5 Atom-% Eisen, 1 Atom-% Kupfer, 3 Atom-% Niob, 16,5 Atom-% Silizium und 6 Atom-% Bor enthielten, wurden der gleichen Wärmebehandlung wie in Beispiel a) unterzogen. An diesen Materialien wurde eine Anfangspermeabilität von 28 000 gemessen. Wie aus Fig. 2, Kurve D ersichtlich, wiesen auch diese Magnetkerne nur eine geringe Abhängigkeit der Permeabilität von einer Vormagnetisierung auf. Die Anforderungen an die Induktivität wurden mit einem Übertrager mit einer Gesamtwindungszahl 2 N = 42 wiederum sehr gut erfüllt (Fig. 3, Kurve D).
- Magnetkernmaterialien der gleichen Zusammensetzung wie in Beispiel d) wurden einer Wärmebehandlung wie in Beispiel b) unterzogen. Die Abhängigkeit der Permeabilität von der Vormagnetisierung ist in Fig. 2, Kurve E, die Abhängigkeit der Induktivität von einem Vormagnetisierungsstrom für einen Übertrager mit 2 N = 38 in Fig. 3, Kurve E dargestellt.
- Kerne der gleichen Zusammensetzung wie in den Beispielen d) und e) wurden einer Wärmebehandlung wie in Beispiel c) unterzogen. Es wurde eine Permeabilität von 38 000 ermittelt. Die Abnahme der Permeabilität in Abhängigkeit von einer Vormagnetisierung war wiederum etwas größer als in den Beispielen d) und e) und ist in Fig. 2, Kurve F dargestellt. Wie aus Fig. 3, Kurve F ersichtlich, wurde aber auch hier bei einer Gesamtwindungszahl 2 N = 36 eine Induktivität von sogar mehr als 30 mH bei einem Vormagnetisierungsstrom von 12 mA erreicht.
- Wie aus den obengenannten Beispielen ersichtlich, sind somit alle erfindungsgemäßen Magnetkerne aus den Beispielen für die Verwendung in Schnittstellen-Übertragern sehr gut geeignet.
- Zum Vergleich wurden Magnetkernmaterialien der gleichen Zusammensetzung wie in den Beispielen a) bis c) einer Wärmebehandlung ohne Magnetfeld für 1 h bei 540 °C mit anschließender Luftkühlung (Beispiel g)) und einer Wärmebehandlung in einem Längsfeld von 1 h, 540 °C mit einer anschließenden Abkühlgeschwindigkeit von 1 K/min (Beispiel h) unterzogen. Der ohne Magnetfeld wärmebehandelte Kern wies eine Anfangspermeabilität von 58 000 und der im Längsfeld behandelte Kern eine Anfangspermeabilität von 6000 auf. Wie aus Fig. 2 (Kurven G und H) ersichtlich, zeigten diese Vergleichskerne eine sehr starke Abnahme der Permeabilität bei einer Gleichstromvormagnetisierung. Fertige Übertrager mit dem ohne Magnetfeld behandelten Material (Beispiel g), die eine Gesamtwindungszahl von 2 N = 28 aufwiesen, erreichten ohne Vormagnetisierungsstrom eine den erfindungsgemäßen Übertragern vergleichbare Induktivität von etwa 35 mH, bei einem Vormagnetisierungsstrom von 12 mA jedoch nur noch eine Induktivität von 7 mH, wie aus Fig. 3, Kurve G ersichtlich ist. Übertrager, die Ringbandkerne mit dem im Längsfeld getemperten Material aus Beispiel h) enthielten, wiesen ebenfalls einen starken Abfall der Induktivität mit zunehmendem Vormagnetisierungsstrom auf, wie aus Fig. 3, Kurve H für einen Übertrager mit einer Gesamtwindungszahl von 2 N = 42 zu ersehen ist.
- Mit den erfindungsgemäßen Magnetkernen können dagegen sehr kompakte Übertrager hergestellt werden, die die ISDN-Anforderungen erfüllen. Sie können insbesondere auch für die NT-Schnittstellen-Übertrager 6 eingesetzt werden, bei denen ein Vormagnetisierungsstrom bis etwa 12 mA erwartet wird.
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