Übersicht über Litzen
Litzendraht, abgeleitet vom deutschen Begriff „Litzendraht“, bezieht sich auf einen einzigartigen Leitertyp, der aus mehreren einzeln isolierten, feinen Drähten besteht, die miteinander verdrillt oder geflochten sind. Diese besondere Struktur verleiht Litz Wire eine gute Leistung bei der Hochfrequenzsignalübertragung, indem der Skin-Effekt und gegenseitige Induktivitätsverluste deutlich reduziert werden. Zu den üblichen Anwendungen von Litzendraht gehören Hochfrequenzinduktoren, Transformatoren, Wechselrichter, Brennstoffzellen, Motoren, Kommunikations- und IT-Geräte, Ultraschallgeräte und Sonargeräte.

Historischer Hintergrund von Litzendraht
Das Konzept der Litze geht auf das frühe 20. Jahrhundert zurück und wurde im Zuge der Weiterentwicklung der Funktechnologie erstmals in Mittelfrequenz-Rundfunksystemen eingesetzt. Im Laufe der Zeit wurde Litz Wire in verschiedenen Bereichen weit verbreitet, darunter Ultraschalldiagnosesysteme, Radiofrequenz-Identifikationssysteme und Hochfrequenz-Schaltnetzteile.

Entwicklung von Litzendraht
Die frühen Anwendungen von Litzendraht in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts entsprachen den technologischen Möglichkeiten der Zeit. So wurde beispielsweise 1923 die erste mittelfrequente Rundfunkübertragung durch den Einsatz von Litzenspulen ermöglicht. In den 1940er Jahren wurde Litzendraht in den ersten Ultraschalldiagnosesystemen und Radiofrequenz-Identifikationssystemen eingesetzt. In den 1950er Jahren wurde Litzendraht in Ultrakurzwellen-Drosselspulen eingesetzt.

Verdrillte Strukturen aus Litzendraht
Direktgedrehte Litzen: Diese Art von Litzen wird in einem oder mehreren Schritten verdrillt.
Verbundlitze: Sie kann in mehreren Schritten verdrillt werden, wobei vorgedrehte Litzen je nach Bedarf mehrfach verdrillt werden, wie z. B. 3-strängige Verbundlitze oder 5-strängige Verbundlitze.
Konzentrisch verdrillte Litze: Jeder einzelne Draht ist konzentrisch um den zentralen Leiter der Litze gedreht und in einer oder mehreren Lagen angeordnet, z. B. konzentrische Litzen mit 7 Drähten oder konzentrische Litzen mit 7 Strängen.
Der Hauptvorteil von Litzendraht liegt in seiner verdrillten Struktur, die Wirbelstromverluste bei hohen Frequenzen effektiv reduziert und die elektrische Leistung des Drahtes verbessert. Die Steigung und die Richtung der Verdrillung sind entscheidende Designparameter für Litz Wire. Die Schlaglänge (Verdrillungssteigung) definiert den axialen Abstand, den eine Litze benötigt, um eine volle Umdrehung um den Litzendrahtkern zu vollenden, wobei die Richtung der Verdrillung entweder im Uhrzeigersinn (Z-Typ) oder gegen den Uhrzeigersinn (S-Typ) sein kann.

Arten von Litzen
Standard-Litzendraht
Standardlitzen werden in einem oder mehreren Prozessen verdrillt. Bei der Verwendung als Basis für Wire Wrapping, Extrusion oder andere funktionelle Beschichtungen gelten strengere Anforderungen. Die Isolierung kann durch Anbringen einer Isolierfolie über der Standardlitze verbessert werden. Zu den häufig verwendeten Außenmantelmaterialien gehören Seide, Polyimidfolie und PET, die die Isolationsfestigkeit und Hitzebeständigkeit des Drahtes verbessern. Durch die Auswahl der geeigneten Kombination von Folienmaterialien, Schichten und Überlappungen können die Durchschlagsfestigkeit, die Durchschlagsspannung, die Wärmebeständigkeit und die Flexibilität verbessert werden. Dieses Produkt bietet zwei Temperaturbereiche, F/155 °C und H/180 °C, mit einer Spitzenarbeitsspannung von bis zu 1414 V. Eine strenge VDE-zertifizierte Überwachung des Produktionsprozesses gewährleistet ein gleichbleibend hohes Leistungsniveau des Produkts.

Isolierte Litzen
Thermoplastische Extrusion: Eine weitere Isolierungsmöglichkeit für Litzen bietet die Extrusion thermoplastischer Materialien über die Oberfläche von Standardlitzen. Die extrudierte Schicht ist hochflexibel und bietet zusätzlichen Schutz vor Feuchtigkeit und Chemikalien. Die Extrusion von ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer) über den Litzendraht gewährleistet die Isolierung in Hochspannungsumgebungen. Dreifach isolierte extrudierte Litzen verfügen über eine gute Flexibilität und erfüllen erhöhte Isolationsanforderungen für verschiedene Sicherheitsstandards. Die kompakte Form verbessert den Spulenfüllfaktor für eine effizientere elektrische Leistung.
Hochfeste Litzen: Für feine Litzen oder solche mit hohen Anforderungen an Zugfestigkeit oder Biegefestigkeit können hochfeste Monofilament- oder Multifilamentgarne zur Verstärkung verwendet werden. Um eine bessere Leistung zu erzielen, werden diese hochfesten Garne in der Mitte des Litzendrahtes platziert. Litzen können mit unterschiedlichen Garnmaterialien wie sehr feinem Nylon oder Naturseide spiralförmig umwickelt werden, wobei der Draht während des Wickelvorgangs mit einer oder mehreren Lagen Garngewebe umhüllt wird.

Markt- und Anwendungsaussichten für Litzen
Seit 1951 liefert Elektrisola Hochfrequenzlitzen. Sie wurden schnell in neue Designs integriert, beispielsweise in Ferritkern-Drosselspulen in elektromagnetischen Vorschaltgeräten in den 1960er Jahren, in Magnetresonanztomographiesystemen in den 1970er und 1980er Jahren und in Hochfrequenz-Schaltnetzteilen in den 1990er Jahren. Da sich elektronische Produkte hin zu höheren Frequenzen und Miniaturisierung weiterentwickeln, wächst die Marktnachfrage nach Litzen weiter. Neue Anwendungen für Litzen werden in den Bereichen erneuerbare Energien, Elektrotransport und Medizintechnik für zukünftige Produkte entwickelt und eingesetzt, wie z. B. Hochfrequenz-Schaltnetzteile, elektromagnetische Vorschaltgeräte, Hochfrequenz-Induktoren, Transformatoren, Wechselrichter, Brennstoffzellen, Elektrofahrzeuge, Kommunikations- und IT-Geräte, Ultraschallgeräte, Sonargeräte, Kernspintomographie, Fernseher, Radiogeräte und Induktionsheizung, mit breiten Anwendungsaussichten.

Auswahl der Produktspezifikation
Bei der Auswahl von Litzen ist es wichtig, die Produktspezifikationen zu berücksichtigen, einschließlich Leitermaterial, Isolationsmaterial, Nennquerschnittsfläche und empfohlene Frequenz. Diese Parameter wirken sich direkt auf die elektrische Leistung und den Einsatzbereich von Litzen aus.

Abschluss
Als wichtige elektronische Komponente spielen Litzen in modernen elektronischen Geräten eine immer wichtigere Rolle. Das Verständnis der grundlegenden Konzepte, Typen, Herstellungsmethoden und Marktanwendungsaussichten von Litzendrähten hilft bei der besseren Auswahl und Nutzung dieses Hochleistungsleiters.