Risse in der Drossel – Schönheitsfehler oder KO-Kriterium?

Anbieter zum Thema

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

Heitec AG

Bicker Elektronik GmbH

Im schlimmsten Fall kann es zur Oxidation der Oberfläche kommen

Da der Kern der WE-LHMI-Produktserie Eisen enthält, kann es im schlimmsten Fall zur Oxidation der Oberfläche kommen, die nicht tolerierbar ist. Im Gegensatz zu Bauteilen anderer Hersteller sind WE-LHMI-Bauteile beschichtet, wodurch eine Oxidation im Bereich des Kerns verhindert wird. Im Fall einer Oxidation im Kernbereich, wie sie in Bild 7 gezeigt ist, wird das Bauteil aussortiert. Kundenseitig lässt sich die Oxidation vermeiden, indem Bauteile bis zur Montage wärme- und feuchtigkeitsgeschützt in dafür vorgesehenen Verpackungen gelagert werden.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 14 Bildern

Absplitterungen meist keine negativen Auswirkungen

Aufgrund der formgebenden Verfahren bei der Fertigung kann es zu Absplitterungen am Kern kommen. Auch wenn das Ausmaß des Absplitterns erst dann Auswirkungen hat, wenn der Drahtwickel der Spule frei liegt oder zerstört ist, wurden bei Würth Elektronik eiSos Standards implementiert, um entsprechende Kundenbedenken zu zerstreuen und ein annehmbares optisches Erscheinungsbild des Bauteils zu gewährleisten.

Absplitterungen treten in der Regel an den Kanten, der Oberfläche und den Rändern der Spule auf (Bilder 8 bis 10). WE-LHMI-Bauteile werden bei der Fertigung nur dann als akzeptabel betrachtet, wenn Absplitterungen an der Oberfläche weniger als 1,0 mm, im Berührungsbereich zweier Oberflächen weniger als 1,2 mm oder im Berührungsbereich dreier Oberflächen weniger als 1,5 mm stark sind.

Tests stellen die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit sicher

WE-LHMI-Produkte mit sichtbaren Unregelmäßigkeiten werden verschiedenen elektrischen und Zuverlässigkeitsprüfungen unterzogen, die gezeigt haben, dass die Leistungsfähigkeit und die Zuverlässigkeit nicht beeinträchtigt werden. Das Schwerwiegendste, was bei der Spule auftreten kann, ist ein Absplittern des Kernmaterials im größeren Umfang. Daher erfolgt der Vergleich der elektrischen Leistungsfähigkeit mit und ohne Absplitterungen.

Um den Einfluss solcher Risse auf die elektrischen Eigenschaften einer WE-LHMI zu untersuchen wird jeweils eine akzeptable und eine inakzeptable (mit Rissen) Spule in einem DC/DC-Wandler vermessen. Dazu wird ein synchroner Abwärtsschaltregler (LTC3810) und die WE-LHMI 74437368068 verwendet. Der DC/DC-Wandler hat eine Ausgangsleistung von 60 W (U_in = 24 V, U_out = 12 V, I_out = 5 A) bei einer Schaltfrequenz von 250 kHz. Bei den Tests wurde zunächst eine akzeptable WE-LHMI mit 6,8 µH ohne optische Beeinträchtigung verwendet (siehe Stückliste in der Tabelle). Die Resultate betrugen U_out = 11,78 V und I_out = 5,02 A bei einem Wirkungsgrad von 93%. Derselbe Test wurde dann bei einer Spule mit Absplitterungen in einer Größenordnung von 15% durchgeführt. Trotz Absplitterungen des Kernmaterials blieben die Ergebnisse gleich. Die Bilder 12 und 13 zeigen die Messkurven ohne und mit Absplitterungen. Die grüne Messkurve zeigt den Rippelstrom durch die Spule (mit einem Hall-Sensor gemessenen), während die gelbe Messkurve die am Drain des MOSFET gemessene Spannung darstellt.

Optimierte Zuverlässigkeit und Leistung von WE-LHMI-Kernen

Da der WE-LHMI-Kern nicht massiv ist, sondern aus Eisenpulver besteht, das um die Spulenwicklungen geformt ist, haben Risse, Absplitterungen und andere optische Mängel keine Auswirkungen auf die Zuverlässigkeit und die Leistung der Spulen. Zudem werden seitens der Qualitätssicherung der Würth Elektronik eiSos Standards für den Fertigungsprozess festgelegt, um die Zuverlässigkeit und die Leistung der Produkte zu optimieren.

* Ranjith Bramanpalli ist Application Engineer bei der Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG in Waldenburg.

(ID:43100558)