Eisenpulvermaterialien bestehen aus verschiedenen hochwertigen Eisen-Silizium bzw. Eisen-Carbonyl-Legierungen, die unter hohem Druck kalt gepreßt werden. Bei diesem Fertigungsvorgang erhält man einen verteilten Luftspalt innerhalb der Kernstruktur. Die Werkstoffe verbinden ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis mit exzellenten technischen Eigenschaften. Eine große Auswahl an unterschiedlichen Materialvarianten bietet die Möglichkeit, für Hochfrequenzanwendungen sowie für den Leistungsbereich eine optimale Lösung zu finden.

Eisenpulver mit sehr hoher Reinheit und kleinster Partikelgröße (meist Karbonyleisenpulver) wird mit Isolationsmittel und Binder vermischt und bei hohen Drücken in gehärtete Werkzeuge gepresst. Nach einer Härtung des Binders ist der Kern fertig. Es erfolgt kein Sintern, die Partikel sollen keine Kurzschlüsse untereinander erhalten. Ein nachfolgender Entgratungs- und Beschichtungsprozess schließt die Fertigung ab. Man unterscheidet die drei Gruppen:

• hohe Permeabilitäten (60-100), Anwendung bis ca. 75 kHz
• mittlere Permeabilitäten (20-50) Anwendung von 50 kHz - 2 MHz
• niedrige Permeabilitäten (7-20) Anwendung von 2 MHz - 500 MHz

Ein Eisenpulverkern hat ein typ. Dichte von 5 - 7 g/cm³. Der Temperaturkoeffizient der Permeabilität liegt je nach Typ zwischen 100 und 1000 ppm/°C. Standard-Eisenpulverkerne können zwischen -65 °C und + 75 °C eingesetzt werden. Sonderausführungen sollen zeitlich begrenzt bis +200 °C Anwendungstemperatur einsetzbar sein.

Bitte beachten: Abgabe MMP, High-Flux und Kool Mµ-Kerne, diese Kerne sind keine Standards und können nur als Verbund von 50 Stück, geliefert werden. Für nicht lagermäßige Kerne ist eine Vorlaufzeit von 8-16 Wochen notiert und hängt von der Produktverfügbarkeit, ab. Bitte fragen Sie an.

Der sogenannte Kernspeicher wurde 1949 als eine Form der magnetischen Datenspeicherung erfunden. Diese Erfindung ersetzte zum Teil die Williamsröhre und wurde erst vor wenigen Jahrzehnten durch den Halbleiterspeicher abgelöst. Kernspeicher nutzten hartmagnetische, d.h. magnetisierbare Ferrit-Ringkerne.

Alle anderen Ferritkerne bestehen aus weichmagnetischem Ferrit, d.h. aus Ferrit, der möglichst keine Dauermagneteigenschaften aufweist.

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Für Bauelemente mit hohen technischen Anforderungen bieten diese Werkstoffe die ideale Basis. Durch extrem niedrige Verluste und sehr hohe Aussteuerbarkeit lassen sich selbst für hohe Ströme sehr kleine Bauformen realisieren. Dabei bietet auch hier das weiche Sättigungsverhalten der Pulverkerne einen großen Vorteil gegenüber den Luftspaltkernen. Neben den bekannten Ringkernabmessungen sind speziell für Kool Mµ-Werkstoffe ab sofort auch E-Kerne lieferbar.

Diese Kerne sind ein Abwandlung der MPP-Kerne mit einer anderen Materialzusammensetzung. Pulver der Legierung 50% Nickel und 50% Eisen wird nach dem oben beschriebenen MPP-Prozess verarbeitet. Die erreichten Permeabilitäten liegen bei 14 - 160. Durch den höheren Eisenanteil werden Sättigungswerte von Bs = 1,5 T erreicht.

Kernformen

Folgende Standardformen sind am Markt erhältlich: Ringkerne (häufigste Form, meist isolierstoffumhüllt), E-Kerne, EF-Kerne, EM-Kerne, U-Kerne, Topfkerne, Garnrollenkerne, Stäbe.

Aus diesen Pulverwerkstoffen werden beispielsweise Ringkerne mit einem Außendurchmesser von ca. 4 – 78,9 mm hergestellt. Durch die notwendigen Presskräfte gibt es unabhängig von der Kernform Volumenbeschränkungen, die bei etwa 350 cm³ liegen.

Anwendungen

Kerne aus Pulververbundwerkstoffe werden bevorzugt für Anwendungen gewählt, bei denen sich die Permeabilität mit hohen DC-Aussteuerungen nicht verändern darf. Durch die relativ hohen elektrischen Widerstand bieten sie Vorteile bei Leistungsanwendungen mit hohen Frequenzen. Bevorzugt werden u.a. Entstördrosseln, Speicherdrosseln und PFC-Drosseln mit diesen Kernen aufgebaut, weniger geeignet sind sie für Transformatoren und Übertrager-Anwendungen.

Für Bauelemente mit hohen technischen Anforderungen bieten diese Werkstoffe die ideale Basis. Durch extrem niedrige Verluste und sehr hohe Aussteuerbarkeit lassen sich selbst für hohe Ströme sehr kleine Bauformen realisieren. Dabei bietet auch hier das weiche Sättigungsverhalten der Pulverkerne einen großen Vorteil gegenüber den Luftspaltkernen. Neben den bekannten Ringkernabmessungen sind speziell für Kool Mµ-Werkstoffe ab sofort auch E-Kerne lieferbar.

Ein Balun (von engl. balanced-unbalanced) ist in der Elektrotechnik und Hochfrequenztechnik ein Bauteil zur Wandlung zwischen einem symmetrischen Signal und einem asymmetrischen Signal.

Symmetrierglied 60 Ohm / 240 Ohm für den Frequenzbereich 50…250 MHz mit Ferrit-Doppellochkern, Breite etwa 15 mm

Vor allem in der Hochfrequenztechnik wird auch die Bezeichnung Symmetrierglied verwendet. Balune arbeiten in beide Richtungen, daher gibt es den Begriff „Asymmetrierglied“ nicht.

Symmetrisch bedeutet, dass zwei gegen Massepotential gleichgroße gegenphasige Wechselspannungen vorliegen, beispielsweise bei Zweidraht-Leitungen und symmetrischen Antennen. Das asymmetrische Signal (eine Leitung auf Masse) wird meist mit einem Koaxialkabel übertragen.

Oft wirken Balune auch als Impedanzwandler zur Leistungsanpassung; vor allem in der Audiotechnik dienen Balune auch zur Potentialtrennung.

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 Bei Frequenzen bis zu einigen 100 MHz verwendet man meistens eine Anordnung aus einer Spule mit Mittelanzapfung, die auf Massepotential liegt. Diese Anordnung wirkt als Spartransformator. Aus den Gesetzmäßigkeiten eines Transformators folgt, dass an der symmetrischen Seite eine viermal so große Impedanz angeschlossen werden muss wie an der unsymmetrischen Seite. Durch getrennte Primär- und Sekundärwicklungen kann man außer Potentialtrennung auch andere Transformationsverhältnisse erzielen.

Bei geringen Ansprüchen an die Qualität genügt es mitunter, Mantelwellen von Hochfrequenzsignalen durch einige Windungen des Koaxialkabels oder durch aufgeschobene Ferrit-Ringkerne zu verhindern (Mantelwellensperre). Dann wirken Innen- und Außenleiter des Kabels wie Wicklungen eines Transformators mit Übertragungsverhältnis 1:1 (stromkompensierte Drossel). In diesem Fall gibt es keine Impedanztransformation.

Bei sehr hohen Frequenzen sind die Verluste von Verzögerungsleitungen geringer als die von Induktivitäten, deshalb verwendet man hier Schaltungen mit Verzögerungsleitung, die meistens als Koaxialkabel ausgeführt ist. Diese Schaltungen funktionieren jedoch nur in einem kleinen Frequenzbereich, weil die Länge der Leitung exakt ein bestimmtes Vielfaches der Wellenlänge λ betragen muss.

Im einfachsten Fall lässt sich eine Mantelwellensperre durch einen λ/4-Topfkreis erzielen. Ebenso wie bei der Schaltung mit stromkompensierter Drossel wird die Impedanz dadurch nicht verändert.

Ein Balun mit λ/2-Umwegleitung funktioniert so: Die Phasenlage einer Wechselspannung am Anschluss A (im Bild rechts oben) wird entlang der (kupferfarbenen) Leitung um 180° verschoben, die Beträge von Strom und Spannung ändern sich dadurch nicht. Die Spannung zwischen linkem Ende B und rechtem Ende A dieser Umwegleitung ist wegen der Gegenphasigkeit doppelt so hoch wie zwischen einem Ende und der Abschirmung.

Am linken Anschluss B des Balun wird dieses phasengedrehte Signal mit der dortigen Wechselspannung parallel geschaltet. Deshalb addieren sich die Ströme der beiden Antennenhälften. Berechnet man den scheinbaren Widerstand zwischen A und B, so ergibt sich der vierfache Wert des Koax-Anschlusses.

Digitalsignale werden in Computern immer unsymmetrisch erzeugt bzw. verarbeitet. Die Übertragung der Signale zu anderen Computern erfolgt aber fast immer symmetrisch per Ethernet oder USB, weil so besonders geringe Störungen auftreten. Die erhebliche Bandbreite der Signale von Null bis zu einigen 100 MHz verbietet den Einsatz von Transformatoren, deshalb wird die Umwandlung durch schnelle elektronische Schaltungen vorgenommen. Empfängerseitig ähnelt die Schaltung einem Differenzverstärker. Obwohl die Schaltungen wie Balune wirken, werden sie üblicherweise nicht so bezeichnet.

In der Hochfrequenztechnik setzt man zur Energieübertragung meistens unsymmetrische Koaxialkabel (Wellenwiderstand 50, 60 oder 75 Ω) ein, weil diese weder Energie abstrahlen noch aufnehmen und deshalb keine Störungen verursachen. Antennen sind jedoch oft symmetrische Dipole, deren Eigenschaften durch unsymmetrischen Anschluss verschlechtert werden (Fehlanpassung). Ein Balun ist daher oft Bestandteil von Antennenanlagen bei Kurzwelle, UKW und UHF. Bei offenen λ/2 Dipolantennen ist die Impedanz nahe 75 Ω; beim Anschluss an Koaxialkabel mit 75 Ω Wellenwiderstand ist keine Impedanztransformation nötig und es können Balune verwendet werden, die nach dem Prinzip der Mantelwellensperre arbeiten. Hingegen ist bei Faltdipolen, wie sie beispielsweise in Yagi-Antennen verwendet werden, die Impedanz ca. 300 Ω; für koaxiale Antennenkabel mit 75 Ω Wellenwiderstand ist eine 4:1 Impedanztransformation notwendig (Balun mit Spartrafo oder λ/2-Umwegleitung).

Balune werden auch zwischen Zweidrahtleitungen (Flachbandkabel) und Koaxialkabeln verwendet. Hier ist meist eine Impedanztransformation nötig. Der Wellenwiderstand der Zweidrahtleitung (meistens 240 Ω) ist etwa das Vierfache des Wellenwiderstands typischer Koaxialkabel (50…75 Ω), daher können auch hier Balun-Schaltungen mit 4:1 Impedanztransformation eingesetzt werden.

Verfügbare Balune:

1:1;1:1,5;2:1;3:1;4:1;6:1;9:1;12:1;16:1.

Elektronische Geräte, die hochfrequente Störungen verursachen, wie z. B. Computer, können hochfrequente Energie über angeschlossene Kabel unerwünschterweise abstrahlen. Dabei wird die Störung als Mantelwelle, also als Gleichtaktstörung aus dem Gerät geführt und vom Kabel abgestrahlt – das gesamte Kabel bzw. dessen Abschirmung wirkt dabei als Antenne.

Um diese Störungen zu dämpfen, werden die Kabel im gesamten Querschnitt (ggf. auch mehrfach) durch einen Ferritkern geführt. Für die Gleichtaktstörung wirkt diese Anordnung durch ihre Induktivität wie eine Drossel mit einer bzw. ggf. mehreren Windungen. Das Nutzsignal jedoch, welches als Gegentaktsignal übertragen wird, sieht keine Induktivität, da sich die Magnetfelder der auf verschiedenen Adern innerhalb des Kabels hin- und rückfließenden Ströme kompensieren. Die Wirkungsweise entspricht derjenigen von stromkompensierten Drosseln, die oft ebenfalls aus Ringkernen aufgebaut sind.

Mantelwellenfilter werden z. B. bei folgenden Kabeln benutzt:

• USB-Kabel (besonders bei USB 2.0)
• IEEE-1394-Kabel (aka FireWire)
• VGA-Kabel
• Zuleitung und Ausgangsleitungen von Schaltnetzteilen
• Flachbandkabel in Geräten (Flachbandkabelferrite)
• Besonders gut für Mantelwellensperren z.B. RG 142, RG 58, RG 213 und Aircell und viele anderen Kabeln.

Zum nachträglichen Anbringen von Entstörkernen um Leitungen gibt es geteilte, rastbare Ring- und Flachbandkabelferrite welche an elektrischen Leitungen angebracht werden können. Diese Mantelwellenfilter werden auch als Klappferrite bezeichnet.

Mantelwellenfilter werden meistens aus den Materialien wie Eisen-Nickel-Zink hergestellt aber es gibt sie auch aus Eisen-Mangan-Zink. Erstere sind für Störungen zwischen 10 MHz bis zu 2 GHz geeignet, zweitere sind eher für Störungen im unteren Frequenzbereich im Bereich von 500 kHz bis 20 MHz als Filter anzuwenden.