DE102010015410A1 - Inductive component with variable core properties and method for their adjustment - Google Patents

Inductive component with variable core properties and method for their adjustment Download PDF

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Abstract

Induktives Bauelement mit einer Wicklung (110) und einem magnetischen Kern (120), der einen ersten Kernteil (140) und einen zweiten Kernteil (130) aufweist, wobei der erste Kernteil (140) zumindest einen Teil der Außenseite (111) der Wicklung (110) umschließt und aus einer ersten magnetischen Materialart (141) aufgebaut ist und der zweite Kernteil (130) zumindest entlang eines Teils seiner magnetischen Längsrichtung (L) von der Wicklung (110) umschlossen ist und zumindest in dem von der Wicklung (110) umschlossenen Teil aus einer oder mehreren zweiten magnetischen Materialarten (131) aufgebaut ist, die sich von der ersten magnetischen Materialart (141) unterscheiden.Inductive component with a winding (110) and a magnetic core (120), which has a first core part (140) and a second core part (130), the first core part (140) at least part of the outside (111) of the winding ( 110) and is constructed from a first magnetic material type (141) and the second core part (130) is enclosed by the winding (110) at least along part of its magnetic longitudinal direction (L) and at least in the area enclosed by the winding (110) Part of one or more second magnetic material types (131) which differ from the first magnetic material type (141).

Description

Allgemein betrifft die vorliegende Erfindung induktive Bauelemente, die in elektronischen und elektrischen Baugruppen eingesetzt werden, in denen Energieflüsse im Bereich von einigen 100 Watt bis zu einigen oder vielen Kilowatt verarbeitet werden müssen, wobei im Allgemeinen eine Zwischenspeicherung von Energie in Form magnetischer Energie in induktiven Bauelementen erfolgt.In general, the present invention relates to inductive components used in electronic and electrical assemblies in which power flows in the range of a few hundred watts to several or many kilowatts have to be processed, generally caching energy in the form of magnetic energy in inductive components he follows.

Der technische Fortschritt bei der Entwicklung elektronsicher Schalter, etwa in Form von Transistoren, Thyristoren, und dergleichen, in Kombination mit der Entwicklung extrem leistungsfähiger elektronischer Steuerungen führt dazu, dass zunehmend elektronische Komponenten für die Umwandlung bzw. Anpassung elektrischer Energie im kleinen bis zum sehr großen Leistungsbereich eingesetzt werden. Dazu gehören Netzteile, die in der Regel auf der Grundlage einer getakteten Funktionsweise arbeiten, so dass eine sehr gute dynamische Anpassung der bereitgestellten Ausgangsleistung bei relativ hohem Wirkungsgrad ermöglicht wird. Auch in vielen anderen Bereichen ist eine effiziente Anpassung elektrischer Energie an gegebene Einrichtungen bzw. Versorgungsnetze erforderlich, so dass auch in diesen Bereichen zunehmend Schaltungstopologien verwendet werden, in denen schnellschaltende Halbleiterelemente für hohe Dynamik und einen hohen Wirkungsgrad sorgen. Beispielsweise wird im Bereich der Fahrzeugindustrie zunehmend elektrische Energie in höheren Leistungen eingesetzt, etwa für die Versorgung der immer umfangreicher werdenden peripheren Komponenten oder auch zur Speicherung und Bereitstellung von Antriebsenergie, so dass häufig eine Anpassung an stark wechselnde Lastverhältnisse durch die elektronischen Schaltungen, etwa bei Speicherung und/oder Bereitstellung von Antriebsenergie erforderlich ist. Auch im Bereich der regenerativen Energieerzeugung muss eine geeignete Anpassung der elektrischen Energie, etwa in Form von Solarstrom, Strom, der durch Windgeneratoren erzeugt wird, und dergleichen, in geeigneter Weise zur Speicherung und/oder zur Einspeisung in entsprechende Netze erfolgen. Dabei treten sehr unterschiedliche Energieströme auf, die von den elektronischen Komponenten mit möglichst hohem Wirkungsgrad an die geforderten Ausgangsspannungen und Ströme anzupassen sind.The technical progress in the development of electronic switches, such as in the form of transistors, thyristors, and the like, in combination with the development of extremely powerful electronic controls leads to increasingly electronic components for the conversion or adjustment of electrical energy in small to very large Power range can be used. These include power supplies, which usually operate on the basis of a clocked mode of operation, so that a very good dynamic adaptation of the provided output power with relatively high efficiency is made possible. Also in many other areas, an efficient adaptation of electrical energy to given facilities or supply networks is required, so that in these areas increasingly circuit topologies are used in which fast-switching semiconductor elements provide high dynamics and high efficiency. For example, in the field of the automotive industry increasingly electrical energy is used in higher performance, such as for the supply of increasingly extensive peripheral components or for storage and provision of drive energy, so often an adaptation to rapidly changing load conditions by the electronic circuits, such as storage and / or providing drive energy is required. Also in the field of regenerative energy production must be a suitable adaptation of the electrical energy, such as in the form of solar power, electricity generated by wind generators, and the like, carried out in a suitable manner for storage and / or for feeding into corresponding networks. In this case, very different energy flows occur, which are adapted by the electronic components with the highest possible efficiency to the required output voltages and currents.

Bei derartigen getakteten elektronischen Baugruppen muss in der Regel, zumindest bei höheren Leistungen, elektrische Energie zeitweilig als magnetische Energie in einem induktiven Bauelement, etwa einer Speicherdrossel, zwischengespeichert werden, um etwa eine Anpassung in Strom und Spannung bei hohem Wirkungsgrad zu ermöglichen, da dann die entsprechenden elektronischen Schalter in nicht linearer Weise, d. h. abwechselnd im offenen und geschlossenen Zustand, betrieben werden können. Dazu sind die induktiven Bauelemente für die erforderliche Größe der zu speichernden magnetischen Energie geeignet auszulegen, was durch Auswählen eines geeigneten magnetischen Kernmaterials und dessen Größe bewerkstelligt wird. Ferner ist auch die gesamte Geometrie des induktiven Bauelements wesentlich, um etwa Streuverluste zu minimieren und auch um die thermischen und elektrischen Eigenschaften, etwa im Hinblick auf die Wärmeableitung, elektrische Kriechstrecken, etc., zu erfüllen. Auch das Gewicht der Produkte spielt eine große Rolle, wie z. B. bei Automobilanwendung, da mit geringerem Gewicht ein niedrigerer Verbrauch zu erzielen ist. Um generell das erforderliche Volumen des Kernmaterials möglichst klein zu halten, werden relativ hohe Schaltfrequenzen typischerweise eingesetzt, etwa beispielsweise bis zu 100 Kilohertz oder mehr für Leistungen im Bereich von einigen Kilowatt, so dass ein insgesamt kompaktes Bauvolumen einer entsprechenden elektronischen Baugruppe erreicht wird, da insbesondere die induktiven Bauelemente ein großes Bauvolumen gegenüber anderen elektronischen Komponenten besitzen. Durch die Festlegung einer gewissen Taktfrequenz oder eines gewissen Bereiches an Taktfrequenzen sowie die Auswahl eines geeigneten induktiven Bauelements ist daher eine Anpassung an die zu erwartenden Lastverhältnisse in einem gewissen Bereich möglich, wobei jedoch typischerweise der dynamische Bereich eingeschränkt ist und auch der Wirkungsgrad relativ stark variieren kann, sofern nicht weitere sehr aufwändige Vorkehrungen getroffen werden, um in den diversen unterschiedlichen Lastbereichen jeweils einen hohen Wirkungsgrad zu erreichen.In such clocked electronic assemblies must, at least at higher powers, temporarily stored as magnetic energy in an inductive component, such as a storage inductor, temporarily to allow about an adjustment in current and voltage at high efficiency, since then the corresponding electronic switch in a non-linear manner, d. H. alternately in the open and closed state, can be operated. For this purpose, the inductive components for the required size of the magnetic energy to be stored are designed appropriately, which is accomplished by selecting a suitable magnetic core material and its size. Furthermore, the entire geometry of the inductive component is essential in order to minimize leakage losses and also to meet the thermal and electrical properties, such as in terms of heat dissipation, electrical creepage distances, etc. The weight of the products also plays a major role, such as: As in automotive application, since lower weight, a lower consumption can be achieved. In order to generally keep the required volume of the core material as small as possible, relatively high switching frequencies are typically used, for example, up to 100 kilohertz or more for powers in the range of a few kilowatts, so that a total compact volume of a corresponding electronic assembly is achieved, in particular the inductive components have a large volume of construction compared to other electronic components. By defining a certain clock frequency or a certain range of clock frequencies and the selection of a suitable inductive component, an adaptation to the expected load conditions in a certain range is therefore possible, but typically the dynamic range is limited and also the efficiency can vary relatively widely unless further elaborate precautions are taken to achieve high efficiency in the various different load ranges.

Beispielsweise sind etwa im Fahrzeugbereich oder auch in der alternativen Energiegewinnung sehr unterschiedliche Eingangsleistungen zu verarbeiten, wobei neben einem kompakten Aufbau der gesamten elektronischen Komponente auch der Wirkungsgrad über den gesamten Einsatzbereich von entscheidender Bedeutung ist, da etwa die Wirtschaftlichkeit im alternativen Energiebereich wesentlich von einem hohen Energieumwandlungswirkungsgrad abhängt. Entsprechende Komponenten, etwa Wechselrichter, und dergleichen, unterliegen teilweise langfristigen größeren Schwankungen der Eingangsenergie, beispielsweise aufgrund einer Alterung von Solarmodulen, wobei dies insbesondere für Dünnschichtmodule und amorphe Module zutrifft, die teilweise anfänglich 15 bis 20% mehr an Energie liefern, als dies in den nachfolgenden Jahren der Fall ist, in denen die Alterung dann deutlich flacher verläuft. In ähnlicher Weise ergibt sich eine starke Schwankung, die zumindest in unseren Breiten durch die jahreszeitlichen Witterungsverhältnisse bedingt ist.For example, very different input powers are to be processed, for example in the vehicle sector or alternatively in alternative energy generation, wherein in addition to a compact construction of the entire electronic component, the efficiency over the entire field of application is of crucial importance, since, for example, the economy in the alternative energy sector essentially depends on high energy conversion efficiency depends. Corresponding components, such as inverters, and the like, are sometimes subject to long-term, larger fluctuations in input energy due, for example, to solar module aging, especially for thin-film modules and amorphous modules, which in part initially deliver 15 to 20% more energy than those in the prior art This is the case in subsequent years when aging is significantly flatter. Similarly, there is a strong fluctuation, which is caused by the seasonal weather conditions, at least in our latitudes.

Auch können sehr hohe Leistungsschwankungen auch im Tagesverlauf auftreten, so dass die entsprechenden Wechselrichter für einen hohen dynamischen Eingangsbereich auszulegen sind, wobei es dann sehr schwierig ist, einen gewünschten hohen Wirkungsgrad über den gesamten Bereich hinweg aufrechtzuerhalten. Da insbesondere die induktiven Bauelemente entsprechender elektronischer Baugruppen wesentliche Komponenten darstellen, die Wirkungsgrad und Kosten bestimmen, ist es wichtig, das Funktionsverhalten der induktiven Bauelemente, etwa von Speicherdrosseln, und dergleichen, so zu gestalten, dass ein für eine geforderte Maximalleistung hoher Wirkungsgrad auch bei deutlich kleineren Eingangsleistungen, etwa einem Zehntel der Maximalleistung oder geringer, erreicht wird, wobei ein insgesamt kompakter Aufbau und ein gutes thermisches Verhalten für dem maximalen Leistungsbereich erzielt werden.Also, very high power fluctuations can also occur during the day, so that the appropriate inverters are designed for a high dynamic input range, wherein it is then very difficult to maintain a desired high efficiency over the entire range. Since, in particular, the inductive components of corresponding electronic components represent essential components that determine the efficiency and costs, it is important to design the functional behavior of the inductive components, for example of storage chokes, and the like, such that a high efficiency for a required maximum output is also significant smaller input powers, about one-tenth of the maximum power or lower, is achieved, with an overall compact design and good thermal performance for the maximum power range.

Im Hinblick auf die zuvor genannte Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung induktive Bauelemente, etwa Speicherdrosseln, und Verfahren zur Einstellung der magnetischen Eigenschaften dieser induktiven Bauelemente bereit, wobei eine „Variabilität” der magnetischen Eigenschaften so vorgesehen wird, dass beim Betrieb des induktiven Bauelements eine höhere Effizienz in den jeweiligen Leistungsbereichen erreicht wird. Dazu kann beispielsweise die Variabilität der Kerneigenschaften des Kernes so vorgegeben werden, dass sich bei kleineren Lastströmen eine höhere Induktivität des Bauelementes ergibt, wodurch insgesamt ein höherer Wirkungsgrad einer entsprechenden elektronischen Baugruppe erzielt wird. Beispielsweise kann bei Bedarf aufgrund der höheren Induktivität bei kleinen Strömen die Taktfrequenz entsprechend verringert werden, so dass insgesamt im kleineren Leistungsbereich geringere Schaltverluste und Ummagnetisierungsverluste zu einem höheren Wirkungsgrad beitragen. Eine gewünschte Anpassung der magnetischen Eigenschaften kann beispielsweise durch eine geeignete Gestaltung der magnetischen Permeabilität über den magnetischen wirksamen Querschnitt des Kernmaterials hinweg zumindest in einigen Kernbereichen bewirkt werden, so dass etwa bei verschiedenen magnetischen Feldstärken und damit Lastströmen unterschiedliche effektive magnetische Leitfähigkeiten wirksam sind, die das gewünschte Verhalten ergeben. Diese Variabilität des Kernverhaltens beim Betrieb des induktiven Bauelements kann beispielsweise durch die Verwendung unterschiedlicher magnetischer Kernmaterialien, durch geeignet gestaltete Luftspalte, durch eine geeignete permanente Vormagnetisierung oder auch in sehr dynamischer Weise durch zeitweiliges Eindringen unterschiedlicher Materialien in einen Kernbereich oder auch durch eine Kombination jeder dieser genannten Möglichkeiten bewerkstelligt werden.In view of the above object, the present invention provides inductive components, such as storage chokes, and methods for adjusting the magnetic properties of these inductors, wherein "variability" of the magnetic properties is provided so as to increase the efficiency in operation of the inductor achieved in the respective service areas. For this purpose, for example, the variability of the core properties of the core can be specified so that at lower load currents results in a higher inductance of the component, whereby a total of higher efficiency of a corresponding electronic assembly is achieved. For example, if necessary, due to the higher inductance at low currents, the clock frequency can be reduced accordingly, so that overall in the smaller power range lower switching losses and Ummagnetisierungsverluste contribute to higher efficiency. A desired adaptation of the magnetic properties can be effected, for example, by a suitable design of the magnetic permeability over the magnetic effective cross section of the core material at least in some core regions, so that different effective magnetic conductivities are effective at different magnetic field strengths and thus load currents Behavior revealed. This variability of the core behavior in the operation of the inductive component can be, for example, by the use of different magnetic core materials, by appropriately designed air gaps, by a suitable permanent bias or in a very dynamic manner by temporarily penetrating different materials into a core region or by a combination of any of these Possibilities are accomplished.

Die zuvor genannte Aufgabe wird u. a. gelöst durch ein induktives Bauelement mit einer Wicklung und einem magnetischen Kern, der einen ersten Kernteil und einen zweiten Kernteil aufweist. Der erste Kernteil umschließt zumindest einen Teil der Außenseite der Wicklung und ist aus einer ersten magnetischen Materialart aufgebaut, während der zweite Kernteil zumindest entlang eines Teils seiner magnetischen Längsrichtung von der Wicklung umschlossen ist und zumindest in dem von der Wicklung umschlossenen Teil aus einer oder mehreren zweiten magnetischen Materialarten aufgebaut ist, die sich von der ersten magnetischen Materialart unterscheiden.The aforementioned object is u. a. solved by an inductive component having a winding and a magnetic core, which has a first core part and a second core part. The first core part encloses at least a part of the outside of the winding and is constructed of a first magnetic material type, while the second core part is enclosed by the winding at least along a part of its magnetic longitudinal direction and at least in the part enclosed by the winding of one or more second constructed of magnetic material types, which differ from the first magnetic material type.

Wie zuvor dargestellt ist, ergibt sich aufgrund der unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften der Materialien in dem ersten und dem zweiten Kernteil ein magnetisches Verhalten, das einer „Überlagerung” der beiden unterschiedlichen Magnetmaterialien entspricht, so dass ein gewünschtes magnetisches Gesamtverhalten, etwa eine höhere Induktivität bei kleineren Stromwerten, erreichbar ist. Beispielsweise kann der zweite Kernteil als ein Mittelschenkel oder „Mittelbutzen” des magnetischen Kerns vorgesehen werden, wobei der erste Kernteil in einer mehr oder minder ausgeprägten Weise die Wicklung des induktiven Bauelements umschließt, wodurch eine sehr kompakte Bauform bei geringer magnetischer Störstrahlungsaussendung und guten thermischen Eigenschaften bereitgestellt wird.As previously indicated, due to the different magnetic properties of the materials in the first and second core portions, a magnetic behavior corresponding to a "superposition" of the two different magnetic materials results, such that a desired overall magnetic behavior, such as a higher inductance at smaller current values , is achievable. For example, the second core member may be provided as a center leg or "center wear" of the magnetic core, wherein the first core member more or less encloses the inductor winding, thereby providing a very compact design with low EMI and good thermal properties becomes.

In einer Ausführungsform besitzt die erste magnetische Materialart eine kleinere magnetische Permeabilität im Vergleich zu der einen oder den mehreren zweiten magnetischen Materialarten. Das heißt, in dieser Ausführungsform ist die magnetische Leitfähigkeit des ersten Kernteils geringer, so dass ein entsprechendes größeres Volumen, etwa zum mehr oder minder vollständigen Umschließen der Wicklung, vorgesehen werden kann, ohne jedoch das magnetische Verhalten etwa bei kleinen magnetischen Feldstärken und damit Lastströmen ungünstig zu beeinflussen. Andererseits kann der höhere magnetische Widerstand des ersten Kernteils dann bei größeren magnetischen Feldstärken wirksam werden, so dass eine Sättigung des zweiten Kernteils mit der höheren magnetischen Leitfähigkeit wirksam unterdrückt wird. In einer Ausführungsform wird das magnetische Material des ersten Kernteils in Form eines Ferritmaterials vorgesehen, das in der Regel eine höhere Permeabilität besitzt im Vergleich zu anderen niederpermeablen Materialien, etwa Eisenpulver, Nickel/Eisenpulververbundwerkstoffe, Carbonyleisenwerkstoffe, oder andere Legierungen, beispielsweise unter Verwendung von Kobalt, und dergleichen. Andererseits besitzen viele Ferritmaterialien wünschenswerte Eigenschaften, etwa im Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit und die elektrische Leitfähigkeit, so dass der erste Kernteil als effizienter Wärmeleiter zum Abführen von Verlustwärme des induktiven Bauelements nach außen verwendet werden kann. Dazu wird bei Bedarf die Wicklung beliebig nahe an dem Ferritmaterial angeordnet oder mit diesem in mechanischen Kontakt gebracht, wenn relativ kleine Spannungen, beispielsweise von weniger als ca. 500 Volt, und dergleichen beim Betrieb des induktiven Bauelements auftreten. Damit ergibt sich eine sehr günstige thermische Ankopplung der Wicklung an den ersten Kernteil, der eine gute Wärmeleitfähigkeit und eine große Außenfläche aufweist, so dass eine effiziente Kühlung erreicht werden kann. Bei Bedarf kann die Außenseite des zweiten Kernteils eine geeignet strukturierte Oberfläche aufweisen, um die Kühlwirkung noch weiter zu erhöhen.In one embodiment, the first magnetic material species has a smaller magnetic permeability compared to the one or more second magnetic material species. That is, in this embodiment, the magnetic conductivity of the first core member is lower, so that a corresponding larger volume, such as more or less complete enclosure of the winding, can be provided, but without the magnetic behavior at small magnetic field strengths and thus load currents unfavorable to influence. On the other hand, the higher magnetic resistance of the first core part can then be effective at higher magnetic field strengths, so that saturation of the second core part with the higher magnetic conductivity is effectively suppressed. In one embodiment, the magnetic material of the first core member is provided in the form of a ferrite material, which is typically more permeable than other low permeability materials, such as iron powder, nickel / iron powder composites, carbonyl iron materials, or other alloys, such as cobalt. and the same. On the other hand, many ferrite materials have desirable properties, such as thermal conductivity and electrical conductivity, such that the first core part is an efficient heat conductor for dissipating heat loss of the inductor to the outside can be used. For this purpose, if necessary, the winding is arranged as close as possible to the ferrite material or brought into mechanical contact with it when relatively small voltages, for example less than about 500 volts, and the like occur during operation of the inductive component. This results in a very favorable thermal coupling of the winding to the first core part, which has a good thermal conductivity and a large outer surface, so that an efficient cooling can be achieved. If necessary, the outside of the second core part can have a suitably textured surface in order to further increase the cooling effect.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst mindestens eines des einen oder der mehreren zweiten magnetischen Materialarten ein permanent magnetisiertes Material. In diesem Falle kann durch das Vorsehen eines permanent magnetisierten Materials eine gewünschte Art an Vormagnetisierung erreicht werden, wodurch beispielsweise in Anwendungen, in denen ein Gleichstrom vorgegebener Polarität mit überlagertem Wechselstromanteil auftritt, eine höhere Aufmagnetisierung des Kernmaterials erreicht wird, da ein größerer Hub für die zulässige magnetische Induktion des Kernmaterials in dieser Betriebsweise aufgrund der Vormagnetisierung zur Verfügung steht. Das permanent magnetisierte Material kann dabei an einer beliebigen geeigneten Position innerhalb des zweiten Kernteils eingebracht werden, etwa an einer Position, die außerhalb der Wicklung liegt, um entsprechende magnetische Verluste in dem permanent magnetisierten Material zu verringern. In anderen Ausführungsformen ist das permanent magnetisierte Material über einen ausgedehnten Bereich des zweiten Kernteils verteilt, wodurch ebenfalls auftretende Verluste verringert werden.In a further advantageous embodiment, at least one of the one or more second magnetic material types comprises a permanently magnetized material. In this case, the provision of a permanently magnetized material, a desired type of bias can be achieved, whereby a higher magnetization of the core material is achieved, for example, in applications in which a direct current of predetermined polarity with superimposed alternating current component, since a larger hub for the permissible magnetic induction of the core material in this mode of operation due to the bias is available. The permanently magnetized material may be introduced at any suitable position within the second core member, such as at a position external to the coil, to reduce corresponding magnetic losses in the permanently magnetized material. In other embodiments, the permanently magnetized material is distributed over an extended area of the second core portion, which also reduces losses incurred.

In einer weiteren Ausführungsform ist das permanent magnetisierte Material senkrecht zur Längsrichtung des zweiten Kernteils von einem nicht permanent magnetisierten Material umschlossen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Bohrung in dem zweiten Kernteil vorgesehen werden, in welchem das permanent magnetisierte Material in Form eines Dauermagneten eingeführt ist. Daher ergibt sich in einigen Ausführungsformen eine besondere effiziente Herstellungsweise, da beispielsweise der zweite Kernteil zusammen mit dem ersten Kernteil während eines gemeinsamen Herstellungsvorgangs hergestellt, beispielsweise gepresst werden kann, und sodann der Permanentmagnet als zweites magnetisches Material in eine geeignete Bohrung eingeführt wird. Dabei lässt sich durch die Art des permanent magnetisierten Materials, durch dessen effektiver Querschnitt im Zusammenwirken mit dem gesamten effektiven Querschnitt des zweiten Kernteils und in Verbindung mit dem ersten Kernteil das gewünschte magnetische Verhalten des Kernes geeignet einstellen, wobei, wie zuvor erläutert ist, auch eine geeignete Vormagnetisierung erreicht wird.In a further embodiment, the permanently magnetized material is enclosed perpendicularly to the longitudinal direction of the second core part by a material which is not permanently magnetized. For this purpose, for example, a bore can be provided in the second core part, in which the permanently magnetized material is introduced in the form of a permanent magnet. Therefore, in some embodiments, a particular efficient manner of fabrication results because, for example, the second core member can be made together with the first core member during a common manufacturing operation, for example, pressed, and then the permanent magnet is inserted as a second magnetic material into a suitable bore. In this case, the desired magnetic behavior of the core can be suitably adjusted by the type of permanently magnetized material, by its effective cross section in cooperation with the entire effective cross section of the second core part and in conjunction with the first core part, wherein, as explained above, also a suitable bias is achieved.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform besitzt der zweite Kernteil eine Stirnfläche und ist mit dieser Stirnfläche auf den ersten Kernteil aufgesetzt. Somit können der erste Kernteil und der zweite Kernteil als separate Komponenten hergestellt werden, so dass in effizienter Weise zwei unterschiedliche Materialien verwendbar sind, ohne dass ein aufwändiger Fertigungsvorgang erforderlich ist. Der separat gefertigte zweite Kernteil führt auch zu einer sehr effizienten Montage des induktiven Bauelements, da beispielsweise die Wicklung effizienter in Bezug auf den ersten Kernteil angeordnet werden kann, auch bei Vorhandensein gewisser Fertigungstoleranzen für die Wicklung, so dass ein gewünschter minimaler Abstand der Wicklung vom ersten Kernteil oder ein direkter mechanischer Kontakt zumindest mit einigen Flächenbereichen des ersten Kernteils möglich ist. Der zweite Kernteil kann dann einfach in die Wicklung eingeführt und auf den ersten Kernteil aufgesetzt werden. Die mechanische Fixierung kann dann mittels Vergussmasse und dergleichen erfolgen.In a further advantageous embodiment, the second core part has an end face and is placed with this end face on the first core part. Thus, the first core part and the second core part can be manufactured as separate components, so that two different materials can be used efficiently without requiring a complicated manufacturing process. The separately fabricated second core part also results in a very efficient assembly of the inductive component, for example because the winding can be arranged more efficiently with respect to the first core part, even in the presence of certain manufacturing tolerances for the winding, so that a desired minimum distance of the winding from the first Core part or a direct mechanical contact with at least some surface areas of the first core part is possible. The second core part can then be easily inserted into the winding and placed on the first core part. The mechanical fixation can then be done by means of potting compound and the like.

In einer weiteren Ausführungsform variiert die magnetische Permeabilität in einem Querschnitt senkrecht zur magnetischen Längsrichtung des Kerns. In dieser Ausführungsform wird also zusätzlich zu dem variablen „Serienwiderstand” des magnetischen Kerns, d. h. des ersten Kernteils und des zweiten Kernteils, die aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind, eine weitere Variabilität senkrecht zur magnetischen Ausbreitungsrichtung vorgesehen. Dies kann beispielsweise, wie zuvor schon in Bezug auf das permanent magnetisierte Material angegeben ist, dadurch erfolgen, dass zumindest über eine Teillänge des zweiten Kernteils hinweg im Querschnitt variierende magnetische Eigenschaften vorgesehen werden. Insbesondere in Ausführungsformen, in denen der zweite Kernteil separat hergestellt wird, ergibt sich ein hohes Maß an Flexibilität bei der Einbindung verschiedener Kernmaterialien in einer senkrecht zur magnetischen Längsrichtung variablen Weise. Beispielsweise können zunächst geeignete Hohlräume oder Aussparungen vorgesehen werden, die nachfolgend mit einem geeigneten Material oder mit mehreren Materialien gefüllt werden. Auch können mehrere einzelne Abschnitte des zweiten Kernteils vorgesehen werden, die dann durch andere Materialstücke miteinander verbunden werden, wobei diese Materialstücke in Verbindung mit einer geeigneten Form der Stirnflächen der jeweiligen Kernabschnitte zu der gewünschten variablen kritischen Permeabilität in radialer Richtung führen. In diesem Falle können die zwischen den einzelnen Kernabschnitten angeordneten Materialabschnitte als „Luftspalte” betrachtet werden, in denen etwa ein Material mit geringerer magnetischer Permeabilität oder mit einem diamagnetischen Verhalten und dergleichen enthalten ist. Auf diese Weise wird die mechanische Stabilität des zweiten Kernteils sichergestellt und es lässt sich auch zusätzlich zu dem geeigneten magnetischen Verhalten ein gewünschtes thermisches Verhalten einstellen. In anderen Ausführungsformen ist beispielsweise nur ein einzelner „Luftspalt” vorgesehen, indem etwa zumindest eine der Stirnflächen des zweiten Kernteils so ausgebildet ist, dass sich in radialer Richtung eine variable Spaltbreite einstellt.In a further embodiment, the magnetic permeability varies in a cross section perpendicular to the magnetic longitudinal direction of the core. Thus, in this embodiment, in addition to the variable "series resistance" of the magnetic core, ie, the first core part and the second core part made of different materials, further variability perpendicular to the magnetic propagation direction is provided. This can be done, for example, as stated above with respect to the permanently magnetized material, by providing magnetic properties which vary in cross section over at least a partial length of the second core part. In particular, in embodiments in which the second core part is manufactured separately, there is a high degree of flexibility in the integration of various core materials in a variable manner perpendicular to the magnetic longitudinal direction. For example, initially suitable cavities or recesses may be provided, which are subsequently filled with a suitable material or with a plurality of materials. Also, a plurality of discrete portions of the second core portion may be provided, which are then interconnected by other pieces of material, these pieces of material, in conjunction with a suitable shape of the end faces of the respective core portions, leading to the desired variable critical permeability in the radial direction. In this case, the material sections arranged between the individual core sections can be regarded as "air gaps" in which, for example, a material with lower magnetic permeability or with a diamagnetic behavior and the like is included. In this way, the mechanical stability of the second core part is ensured and it is also possible to set a desired thermal behavior in addition to the suitable magnetic behavior. In other embodiments, for example, only a single "air gap" is provided by about at least one of the end faces of the second core part is formed so that adjusts a variable gap width in the radial direction.

In vorteilhaften Ausführungsformen repräsentiert das induktive Bauelement eine Speicherdrossel, die somit für eine gewünschte maximale Leistung ausgelegt werden kann und dabei auch ein sehr effizientes Verhalten bei entsprechenden Leistungen von Null bis zu der gewünschten maximalen Leistung zeigt. Das heißt, mit den zuvor angegebenen technischen Maßnahmen können Speicherdrosseln mit einem Bauvolumen von wenigen 10 Kubikzentimeter für eine maximale Leistung von einigen hundert Watt und mehr bis hin zu beliebig größeren Bauvolumina für Leistungen von einigen Kilowatt und deutlich höher hergestellt werden, wobei Frequenzen für getaktete Schaltungskomponenten im Bereich von wenigen hundert Hertz bis ca. ein Megahertz oder mehr anwendbar sind.In advantageous embodiments, the inductive component represents a storage choke, which can thus be designed for a desired maximum power and also shows a very efficient behavior with corresponding powers from zero to the desired maximum power. That is, with the above-mentioned technical measures, storage chokes with a construction volume of a few 10 cubic centimeters for a maximum power of a few hundred watts and more can be made up to arbitrarily larger construction volumes for powers of a few kilowatts and significantly higher, with frequencies for clocked circuit components in the range of a few hundred hertz to about one megahertz or more are applicable.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein induktives Bauelement bereitgestellt, das eine Wicklung aufweist und einen teilweise von der Wicklung umschlossenen magnetischen Kern. Der magnetische Kern besitzt eine magnetische Permeabilität, die senkrecht zur magnetischen Längsrichtung variiert. Das erfindungsgemäße induktive Bauelement besitzt also einen lokal unterschiedlichen magnetischen Widerstand, d. h. die magnetische Permeabilität variiert in einer Querschnittsfläche, die senkrecht zur magnetischen Feldausbreitung steht, so dass sich in Abhängigkeit des beim Betrieb erzeugten magnetischen Feldes und der dadurch hervorgerufenen Induktion im Kernmaterial ein entsprechendes Gesamtverhalten des Bauelements ergibt. Beispielsweise ist dadurch bei kleinen Strömen und damit bei kleinen magnetischen Feldern ein Bereich innerhalb des Querschnitts des Kerns wirksam, der die höhere magnetische Permeabilität aufweist, so dass sich in diesem Betriebsbereich eine gewünschte höhere Induktivität für das induktive Bauelement ergibt. Bei zunehmender magnetischer Feldstärke wird auch zunehmend der Einfluss der Bereiche mit geringerer Permeabilität im Querschnitt des Kerns wirksam, so dass das Sättigungsverhalten gezielt gesteuert werden kann. Damit kann der Verlauf der Induktivität des Bauelements in Abhängigkeit des Laststromes so eingestellt werden, dass sich auch bei geringeren Leistungen aufgrund der größeren Induktivität eine insgesamt höhere Effizienz erreichen lässt.In another aspect of the present invention, there is provided an inductive device having a winding and a magnetic core partially enclosed by the winding. The magnetic core has a magnetic permeability that varies perpendicular to the magnetic longitudinal direction. The inductive component according to the invention thus has a locally different magnetic resistance, d. H. the magnetic permeability varies in a cross-sectional area which is perpendicular to the magnetic field propagation, so that a corresponding overall behavior of the component results depending on the magnetic field generated during operation and the induced induction in the core material. For example, at low currents and thus at small magnetic fields, a region within the cross section of the core is effective, which has the higher magnetic permeability, so that a desired higher inductance for the inductive component results in this operating region. As the magnetic field strength increases, the influence of the regions of lower permeability in the cross-section of the core becomes increasingly effective, so that the saturation behavior can be controlled in a targeted manner. Thus, the profile of the inductance of the device as a function of the load current can be adjusted so that even at lower power levels due to the larger inductance can achieve an overall higher efficiency.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Kern zumindest einen Kernteil auf, in welchem magnetische Materialien mit unterschiedlicher magnetischer Permeabilität vorgesehen sind. Dazu können entsprechende Bereiche, etwa in Form von Aussparungen, Bohrungen und dergleichen, in einem geeigneten Kernmaterial vorgesehen werden, die dann mit einem oder mehreren unterschiedlichen Materialien aufgefüllt werden, um damit die in lateraler Richtung variierende Permeabilität des Kernes zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen weist dazu der Kern einen oder mehrere Spalte mit variabler Spaltbreite auf. Der eine oder die mehreren Spalte können dabei als „Luftspalte” vorgesehen sein, d. h. diese können mit Material mit einer sehr geringen relativen Permeabilität gefüllt sein, oder aber einer oder mehrere dieser Spalte können mit niederpermeablem Material gefüllt sein, um damit den in radialer Richtung variierenden magnetischen Widerstand in der gewünschten Form einzustellen. Wenn mehrere Spalte vorgesehen sind, können dabei bei Bedarf unterschiedliche Materialien verwendet werden, um gegebenenfalls auch andere Eigenschaften, etwa die thermische Leitfähigkeit, und dergleichen in geeigneter Weise einzustellen.In a further advantageous embodiment, the core has at least one core part in which magnetic materials with different magnetic permeability are provided. For this purpose, corresponding areas, for example in the form of recesses, bores and the like, can be provided in a suitable core material, which are then filled with one or more different materials in order to produce the permeability of the core that varies in the lateral direction. In some embodiments, the core has one or more gaps with variable gap width. The one or more columns may be provided as "air gaps", d. H. these may be filled with material having a very low relative permeability, or one or more of these gaps may be filled with low permeability material to thereby adjust the radially varying magnetic resistance in the desired shape. If more than one column is provided, different materials may be used as needed to suitably adjust other properties such as thermal conductivity and the like if necessary.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein von der Wicklung umschlossener Kernmittelteil mit einer Stirnfläche vorgesehen, die auf einen zweiten Kernteil des magnetischen Kernes aufgesetzt ist. In dieser Ausführungsform besteht somit ein mechanischer Kontakt zwischen dem Kernmittelteil und dem zweiten Kernteil, ohne dass jedoch ein durchgängiges Material für diese beiden Kernteile verwendet ist. Der Kernmittelteil und der zweite Kernteil können somit als separate Komponenten hergestellt werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, beispielsweise in den Kernmittelteil effizient geeignete Materialien so einzubringen, dass die gewünschte Variabilität der magnetischen Permeabilität erreicht wird. Dazu können Maßnahmen vorgesehen sein, wie dies auch zuvor beschrieben ist.In a further advantageous embodiment, a core center part enclosed by the winding is provided with an end face which is placed on a second core part of the magnetic core. In this embodiment, there is thus a mechanical contact between the central core part and the second core part, without, however, that a continuous material is used for these two core parts. The central core part and the second core part can thus be produced as separate components, which results in the possibility, for example, of efficiently introducing suitable materials into the central core part in such a way that the desired variability of the magnetic permeability is achieved. For this purpose, measures may be provided, as also described above.

In einer weiteren Ausführungsform weist der Kernteil einen Hohlraum auf, der zur Einstellung der magnetischen Eigenschaften mit Material füllbar ist. Zu diesem Zweck können beispielsweise geeignete Materialien in Pulverform, als aushärtbare Materialien mit geeigneter Anfangsviskosität, und dergleichen in den Hohlraum eingefüllt werden, etwa bei der Herstellung eines separaten Kernteils, so dass sich eine Vielzahl unterschiedlicher Magneteigenschaften des Kernes für eine ansonsten vorgegebene Konfiguration des Kerns verwirklichen lassen. In einigen Ausführungsformen ist dabei der Kern so ausgebildet, dass das Einfüllen eines gewünschten Materials in den Hohlraum auch nach erfolgter Montage des induktiven Bauelements erfolgen kann. Beispielsweise werden geeignete „Anschlussbereiche” vorgesehen, so dass nach erfolgter Montage, etwa nach dem Vergießen der einzelnen Bauteilkomponenten, und dergleichen eine weitergehende Anpassung der magnetischen Eigenschaften erfolgen kann. Auf diese Weise lässt sich eine geeignete Anpassung an eine elektronische Baugruppe während einer beliebigen Phase nach der eigentlichen Herstellung des induktiven Bauelements verwirklichen, wobei in einigen Ausführungsformen eine entsprechende Anpassung auch innerhalb der elektronischen Schaltung erfolgen kann, so dass selbst eine „dynamische” Anpassung der magnetischen Eigenschaften möglich ist. Dabei hängt der Grad der Dynamik für die Einstellbarkeit der magnetischen Eigenschaften von der gegebenen Schaltungsperipherie ab. Beispielsweise kann eine anfänglich gewünschte geringere Induktivität geeignet in der Schaltung vergrößert werden, indem ein geeignetes magnetisches Material in den Hohlraum eingebracht wird. Bei Vorsehen mehrerer Hohlräume kann auch eine schrittweise Anpassung der Induktivität über die Zeit hinweg erfolgen. Wie Eingangs dargelegt ist, gibt es viele Anwendungen, in denen eine Änderung der zu verarbeitenden Energieströme im Laufe der Zeit eintritt, so dass eine entsprechende Anpassung gegebenenfalls einen noch höheren Wirkungsgrad für den künftigen Betrieb der elektronischen Komponente ermöglicht. Beispielsweise kann es bei Wechselrichtern für Solaranlagen vorteilhaft sein, die Induktivität zunächst auf eine höhere maximale Leistung auszulegen und bei einsetzender Alterung einmalig oder mehrmalig die Induktivität auf einen höheren Wert zu setzen, um damit der geringer werdenden Maximalleistung der Solarmodule Rechnung zu tragen.In a further embodiment, the core part has a cavity which can be filled with material for adjusting the magnetic properties. For this purpose, for example, suitable materials in powder form, as curable materials of suitable initial viscosity, and the like can be filled into the cavity, such as in the production of a separate core part, so that realize a variety of different magnetic properties of the core for an otherwise predetermined configuration of the core to let. In some embodiments, the core is designed so that the filling of a desired material into the cavity can also take place after the assembly of the inductive component. For example, suitable "connection areas" are provided, so that after installation, for example after Potting the individual component components, and the like, a further adjustment of the magnetic properties can take place. In this way, a suitable adaptation to an electronic module can be realized during any phase after the actual production of the inductive component, wherein in some embodiments, a corresponding adjustment can also take place within the electronic circuit, so that even a "dynamic" adaptation of the magnetic Properties is possible. The degree of dynamics for the adjustability of the magnetic properties depends on the given circuit periphery. For example, an initially desired lower inductance may be appropriately increased in the circuit by introducing a suitable magnetic material into the cavity. When providing a plurality of cavities and a stepwise adjustment of the inductance over time can be done. As stated in the introduction, there are many applications in which a change in the energy flows to be processed occurs over time, so that an appropriate adaptation may allow even higher efficiency for the future operation of the electronic component. For example, it may be advantageous for inverters for solar systems to first design the inductance to a higher maximum power and set once the onset of aging once or several times the inductance to a higher value, so as to take into account the decreasing maximum power of the solar modules.

In einigen anschaulichen Ausführungsformen wird dabei der eine oder die mehreren anfänglichen Hohlräume in Form von Spalten vorgesehen, die einen nahezu identischen Spaltabstand über die gesamte Querschnittsfläche besitzen, so dass gut definierte und geringe Streuinduktivitätswerte erreicht werden. Die Anpassung der Induktivität erfolgt dann durch Auffüllen eines oder mehrerer der Hohlräume durch ein geeignetes Material, wobei die günstige Querschnittsform, also etwa die konstante Spaltbreite weiterhin zu sehr geringen Streuinduktivitätswerten beiträgt.In some illustrative embodiments, the one or more initial cavities are provided in the form of gaps having a nearly identical gap spacing over the entire cross-sectional area so that well-defined and low leakage inductance values are achieved. The adaptation of the inductance is then carried out by filling one or more of the cavities by a suitable material, wherein the favorable cross-sectional shape, ie about the constant gap width further contributes to very low leakage inductance values.

Das Vorsehen derartiger „aktiver” Mechanismen zur Anpassung der magnetischen Eigenschaften des induktiven Bauelements kann insbesondere in Anwendungen vorteilhaft sein, in denen relativ hohe Leistungen zu verarbeiten sind, so dass insbesondere das Vermeiden zusätzlicher induktiver Bauelemente sowie das Beibehalten eines hohen Wirkungsgrades für die gesamte Betriebszeit der elektronischen Baugruppe deutlich einen entsprechenden Aufwand an die Peripheriekomponenten übersteigt, der gegebenenfalls für den aktiven Einstellungsmechanismus erforderlich ist.The provision of such "active" mechanisms for adapting the magnetic properties of the inductive component may be particularly advantageous in applications in which relatively high powers are to be processed, so that in particular the avoidance of additional inductive components as well as maintaining a high efficiency for the entire operating time electronic assembly significantly exceeds a corresponding cost of the peripheral components, which may be required for the active adjustment mechanism.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Einstellung der Induktivität eines induktiven Bauelements bereitgestellt. Das Verfahren umfasst den Schritt des Bereitstellens eines magnetischen Kerns des induktiven Bauelements und des Erzeugens einer variablen magnetischen Permeabilität im magnetischen Kern, wobei dies durch Vorsehen mindestens zweier unterschiedlicher magnetischer Kernmaterialien und/oder durch das Vorsehen eines Spaltes mit variierender Spaltbreite erfolgt.According to a further aspect of the present invention, a method for adjusting the inductance of an inductive component is provided. The method includes the step of providing a magnetic core of the inductor and generating a variable magnetic permeability in the magnetic core by providing at least two different magnetic core materials and / or by providing a gap having a varying gap width.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit das Variieren der magnetischen Permeabilität, wobei die Variabilität entlang der magnetischen Längsrichtung und/oder entlang der radialen Richtung, also senkrecht zur magnetischen Längsrichtung, auftritt. In anderen Ausführungsformen wird die magnetische Permeabilität zeitlich bzw. dynamisch variiert, indem die magnetischen Eigenschaften zumindest eines Teils des Kern während oder nach der Montage geändert werden.The method according to the invention thus makes it possible to vary the magnetic permeability, the variability occurring along the magnetic longitudinal direction and / or along the radial direction, that is to say perpendicular to the magnetic longitudinal direction. In other embodiments, the magnetic permeability is varied dynamically by changing the magnetic properties of at least a portion of the core during or after assembly.

In einer Ausführungsform beinhaltet das Vorsehen mindestens zweier unterschiedlicher Kernmaterialien das Aufsetzen einer Stirnfläche eines ersten Kernteils auf einen zweiten Kernteil, wobei der erste und der zweite Kernteil aus unterschiedlichen magnetischen Materialarten aufgebaut sind. Auf diese Weise kann ein hoher Grad an Flexibilität bei der Einstellung der magnetischen Eigenschaften des Kerns erreicht werden, wobei dennoch ein moderat geringer Aufwand bei der Herstellung der einzelnen Kernteile anfällt. Wie beispielsweise zuvor im Hinblick auf eine Speicherdrossel mit Kern mit Mittelschenkel beschrieben ist, kann somit ein Kernteil als ein gewünschtes Formteil bereitgestellt werden, um damit die Eigenschaften für Störsicherheit, Verlustwärmeableitung, Korrosionsbeständigkeit, und dergleichen bereitzustellen, während der zweite Kernteil aus geeignetem Material und gegebenenfalls mit gewünschten zusätzlichen Materialien in Form von Einlegeteilen und dergleichen vorgesehen wird, wobei die insgesamt einfachere Konfiguration dieses Kernteils ebenfalls eine effiziente Herstellung ermöglicht. Beispielsweise können nahezu geschlossene Kern vorgesehen werden, in denen die Komponenten für die „äußere Schale” beispielsweise aus Ferritmaterial hergestellt sind, so dass sich zusätzlich zu den zuvor genannten günstigen magnetischen abschirmenden Wirkungen und der guten Wärmeleitfähigkeit auch eine hohe Korrosionsbeständigkeit erreicht wird, während ein innerer Kernteil aus geeigneten Eisenmaterialien, Legierungen, und dergleichen hergestellt wird, die in der Regel einen besonderen Korrosionsschutz erfordern würden, wenn diese bestimmten Umgebungsbedingungen ausgesetzt werden. Beispielsweise werden viele elektronische Baugruppen, etwa Wechselrichter, und dergleichen, für anspruchsvolle Umgebungsbedingungen ausgelegt, so dass in der Regel für induktive Komponenten aus Eisenpulver und dergleichen ein zusätzlicher Aufwand für die Korrosionsfestigkeit notwendig ist.In one embodiment, the provision of at least two different core materials includes placing an end surface of a first core member on a second core member, wherein the first and second core members are constructed of different types of magnetic materials. In this way, a high degree of flexibility in the adjustment of the magnetic properties of the core can be achieved, while still resulting in a moderately low cost in the production of the individual core parts. Thus, for example, as described above with respect to a center-core memory choke, a core member may be provided as a desired molding to provide the properties of noise immunity, dissipation heat dissipation, corrosion resistance, and the like, while the second core member may be made of suitable material and optionally is provided with desired additional materials in the form of inserts and the like, wherein the overall simpler configuration of this core part also enables efficient production. For example, almost closed cores may be provided in which the components for the "outer shell" are made of, for example, ferrite material, so that high corrosion resistance is achieved in addition to the aforementioned favorable magnetic shielding effects and good thermal conductivity, while an internal Core part is made of suitable iron materials, alloys, and the like, which would usually require a special corrosion protection when exposed to certain environmental conditions. For example, many electronic assemblies such as inverters and the like are designed for demanding environmental conditions. so that an additional cost for the corrosion resistance is usually necessary for inductive components of iron powder and the like.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den angefügten Patentansprüchen sowie aus der weiteren folgenden detaillierten Beschreibung, in der auf die folgenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:Further advantageous embodiments will become apparent from the appended claims and from the following detailed description, in which reference is made to the following drawings, in which:

1a und 1b schematisch Querschnittsansichten eines induktiven Bauelements während unterschiedlicher Montagephasen zeigen, wobei ein Kernmittelteil als separate Komponente vorgesehen ist, die aus einem anderen magnetischen Material im Vergleich zu anderen Kernteilen aufgebaut ist, 1a and 1b schematically show cross-sectional views of an inductive component during different assembly phases, wherein a core center part is provided as a separate component, which is constructed of a different magnetic material compared to other core parts,

1c bis 1h schematisch Querschnittsansichten diverser Kernmittelschenkel bzw. „Mittelbutzen” eines induktiven Bauelements der 1a und 1b darstellen, wobei zusätzliche Maßnahmen zur Einstellung der Gesamteigenschaften des induktiven Bauelements vorgenommen sind, 1c to 1h schematically cross-sectional views of various core center leg or "center piece" of an inductive component of 1a and 1b with additional measures being taken to adjust the overall characteristics of the inductive component,

1i und 1j eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht eines induktiven Bauelements in Form einer Speicherdrossel zeigen, in der ein freier Mittelschenkel gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehreren permanent erregten Magnetmaterialien vorgesehen ist, wobei eine freitragende Wicklung für hohe Ströme enthalten ist, 1i and 1j show a plan view and a cross-sectional view, respectively, of an inductor in the form of a storage choke in which a free center leg is optionally provided in conjunction with one or more permanently excited magnetic materials, including a high current cantilevered winding;

1k schematisch eine Querschnittsdarstellung eines Teils eines magnetischen Kerns zeigt, in welchem in einem Mittelschenkel ein Material eingebracht ist, etwa in Form eines Dauermagneten, und dergleichen, um damit die gewünschten magnetischen Eigenschaften einzustellen, 1k schematically shows a cross-sectional view of a part of a magnetic core in which a material is introduced in a middle leg, such as in the form of a permanent magnet, and the like, in order to set the desired magnetic properties,

1l schematisch z. B. einen Stromverlauf einer Speicherdrossel bzw. des magnetischen Feldes in dem induktiven Bauelement darstellt, in dem eine Vormagnetisierung zu einer besseren Ausnutzung des Kernmaterials enthalten ist, 1l schematically z. B. represents a current waveform of a storage inductor or the magnetic field in the inductive component, in which a bias is included for a better utilization of the core material,

1m und in eine Querschnittsansicht bzw. eine Draufsicht eines Kernteils zeigen, wobei ein Hohlraum vorgesehen ist, der während einer geeigneten Phase bei der Montage oder nach der Montage zur Einstellung der gewünschten magnetischen Eigenschaften mit Material füllbar ist, 1m and in a cross-sectional view and a plan view of a core part, respectively, wherein a cavity is provided, which can be filled with material during a suitable phase during assembly or after assembly for setting the desired magnetic properties,

2a schematisch einen Querschnitt eines induktiven Bauelements zeigt, wobei in einem Kernbereich ein oder mehrere Luftspalte mit variabler Spaltbreite vorgesehen sind, und 2a schematically shows a cross section of an inductive component, wherein in a core region one or more air gaps are provided with variable gap width, and

2b und 2c schematisch den Verlauf der Induktivität in Abhängigkeit des Stroms für verschiedene Varianten mit angeschrägtem verteiltem Luftspalt zeigen. 2 B and 2c schematically show the course of the inductance as a function of the current for different variants with angled distributed air gap.

1a zeigt schematisch ein induktives Bauelement 100, das beispielsweise in Form einer Speicherdrossel vorgesehen ist. Das Bauelement 100 weist in der gezeigten Montagephase eine Wicklung 110 auf, die gemäß den gewünschten elektrischen und magnetischen Eigenschaften aufgebaut ist. In der dargestellten Ausführungsform repräsentiert die Wicklung 110 die Wicklung einer Speicherdrossel, die für relativ hohe Ströme ausgelegt ist, so dass ein moderat großer Kupferquerschnitt der Wicklung 110 bei einer relativ geringen Anzahl an einzelnen Windungen vorgesehen ist. In einigen Ausführungsformen ist die Wicklung 110 in Form einer freitragenden Wicklung ausgebildet, so dass etwa auf einen Spulenkörper verzichtet werden kann. Auf diese Weise kann die Anzahl der erforderlichen Einzelkomponenten des Bauelements 100 verringert werden, wobei sich auch gleichzeitig gegebenenfalls die elektrischen und thermischen Eigenschaften verbessern lassen. Die Wicklung 110 ist in einen Kernteil 140 eines magnetischen Kern 120 des Bauelements 100 angeordnet, wobei dies bei der Montage so bewerkstelligt werden kann, dass gegebenenfalls eine oder mehrere Außenflächen, etwa eine Außenfläche 111 der Wicklung 110 in unmittelbarer Nähe zu einer Innenfläche des Kernteils 140 angeordnet ist. Beispielsweise kann ein Leiterstück mit einer relativ großen Fläche 111, das als Zuleitung zu den Windungen der Wicklung 110 dient, vorgesehen werden, das benachbart zu oder in Kontakt ist mit einer komplementären Fläche in dem Kernteil 140, so dass sich bei direktem Kontakt oder auch bei einer entsprechenden dünnen Zwischenisolierschicht eine gute thermische Anbindung der Wicklung 110 an den Kernteil 140 ergibt. Der Kernteil 140 ist aus einem geeigneten magnetischen Material 141 aufgebaut, etwa aus einem Ferritmaterial, das bei der gewünschten Gesamtgestalt des Kernteils 140 die gewünschte magnetische Permeabilität ergibt und auch das gewünschte magnetische Verhalten im Hinblick auf den erforderlichen Arbeitsfrequenzbereich aufweist. In der gezeigten Ausführungsform ist der Kernteil 140 so gestaltet, dass die Wicklung 110 nahezu vollständig umschlossen ist, so dass der Kernteil 140 auch als „Gehäuse” zur Aufnahme der Wicklung 110 dient. Mit dieser Maßnahme gelingt es, nicht nur die gewünschten magnetischen Eigenschaften sicherzustellen, sondern auch magnetische Störfelder außerhalb des Bauelements 100 klein zu halten. Bei Verwendung eines Feldmaterials ergibt sich zudem eine effiziente Wärmeleitung von innen nach außen, so dass die Außenfläche des Kernteils 140 als effiziente Kühlfläche dient, wobei bei Bedarf auch noch weitere passive und aktive Kühlmechanismen implementiert werden können. Beispielsweise kann die Außenfläche des Kernteils 140 bei Bedarf in geeigneter Weise strukturiert werden, so dass die sich daraus ergebende vergrößerte Oberfläche eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht. Des Weiteren sind viele Ferritmaterialien sehr korrosionsbeständig, so dass das Vorsehen einer Außenfläche des Bauelements 100 in Form einer Ferritfläche gegebenenfalls keine weiteren Maßnahmen im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit erfordert, selbst wenn das Bauelement 100 in elektronischen Baugruppen eingesetzt wird, die anspruchsvollen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind, etwa in Form von Baugruppen, die im Außenbereich eingesetzt werden. Beispielsweise werden viele Wechselrichter für Fotovoltaikanlagen für den Betrieb im Außenbereich aufgebaut, so dass ein ausreichender Korrosionsschutz entsprechender induktiver Komponenten gewährleistet sein muss. 1a schematically shows an inductive component 100 , which is provided for example in the form of a storage throttle. The component 100 has a winding in the assembly phase shown 110 on, which is constructed according to the desired electrical and magnetic properties. In the illustrated embodiment, the winding represents 110 the winding of a storage choke, which is designed for relatively high currents, so that a moderately large copper cross-section of the winding 110 is provided with a relatively small number of individual turns. In some embodiments, the winding is 110 formed in the form of a self-supporting winding, so that it can be dispensed with about a bobbin. In this way, the number of required individual components of the device 100 can be reduced, while also at the same time optionally improve the electrical and thermal properties. The winding 110 is in a core part 140 a magnetic core 120 of the component 100 arranged, wherein this can be accomplished during assembly so that optionally one or more outer surfaces, such as an outer surface 111 the winding 110 in close proximity to an inner surface of the core part 140 is arranged. For example, a conductor piece with a relatively large area 111 acting as a lead to the turns of the winding 110 is provided, which is adjacent to or in contact with a complementary surface in the core part 140 , so that in direct contact or even with a corresponding thin Zwischenisolierschicht a good thermal connection of the winding 110 to the core part 140 results. The core part 140 is made of a suitable magnetic material 141 constructed, for example of a ferrite material, the desired overall shape of the core part 140 gives the desired magnetic permeability and also has the desired magnetic behavior with respect to the required working frequency range. In the embodiment shown, the core part is 140 designed so that the winding 110 is almost completely enclosed, so that the core part 140 also as a "housing" to accommodate the winding 110 serves. With this measure, it is possible not only to ensure the desired magnetic properties, but also magnetic interference fields outside the device 100 to keep small. When using a field material also results in an efficient heat conduction from the inside outwards, so that the outer surface of the core part 140 serves as an efficient cooling surface, whereby further passive and active cooling mechanisms can be implemented if required. For example, the outer surface of the core part 140 If necessary, be structured in an appropriate manner, so that the resulting resulting increased surface allows for improved heat dissipation. Furthermore, many ferrite materials are very corrosion resistant, allowing the provision of an outer surface of the device 100 in the form of a ferrite surface may not require further measures with regard to corrosion resistance, even if the component 100 used in electronic assemblies that are exposed to demanding environmental conditions, such as in the form of assemblies that are used outdoors. For example, many inverters are built for photovoltaic systems for outdoor use, so that a sufficient corrosion protection of appropriate inductive components must be guaranteed.

In der gezeigten Montagephase ist ein weiterer Kernteil 130 vorgesehen, der aus einem gewünschten magnetischen Material 131 aufgebaut ist, das sich von dem Material 141 unterscheidet. Beispielsweise kann der Kernteil 130 oder zumindest ein Bereich davon aus einem niederpermeablen Material, etwa Eisenpulver, einer Eisen/Nickellegierung, oder anderen geeigneten Materialien aufgebaut sein, die somit effizient in dem Kern 120 integriert werden können, um damit eine gewünschte Anpassung der gesamten Kerneigenschaften, etwa eine „nicht lineare” Induktivität des Kernes in Bezug auf den Laststrom zu erreichen. Bei Vorsehen derartiger Materialien, die im Allgemeinen nicht korrosionsbeständig sind, als Mittelschenkel oder „Mittelbutzen” des Bauelements 100 ist dennoch ein zuverlässiger Korrosionsschutz gegeben, da der Kernteil 140 zusammen mit einem weiteren Kernteil, der nachfolgend mit Bezug zu 1b beschrieben ist, als effizientes Gehäuse dient. Die Kernteile 140 und 130 können daher effizient durch beliebig geeignete Verfahren hergestellt, beispielsweise gepresst werden, und werden nachfolgend bei der Montage zusammengefügt, wobei sich die Wicklung 110 mit besserem thermischen Kontakt zu dem Kernteil 140 anordnen lässt, auch bei Auftreten gewisser Fertigungstoleranzen, da der Kernteil 130 erst nachfolgend in die Wicklung 110 einzuführen ist, oder gemeinsam mit der Wicklung eingeführt wird. Insbesondere können verschiedene Versionen des Kernteils 130 bereitgestellt werden, wie dies auch nachfolgend dargestellt ist, so dass für eine Basiskonfiguration des induktiven Bauelements 100 diverse separate Kennlinien verfügbar sind, ohne dass die Herstellung der anderen Bauteilkomponenten, etwa der Wicklung 110, des Kernteils 140, und weiterer Kernteile, dadurch beeinflusst wird. Auf diese Weise ergibt sich ein hoher Grad an Flexibilität bei der Anpassung der Komponente 100 an diverse Schaltungstopografien, ohne dass sich beispielsweise die äußeren Abmessungen des Bauelements 100 ändern.In the assembly phase shown is another core part 130 provided, made of a desired magnetic material 131 that is different from the material 141 different. For example, the core part 130 or at least a portion thereof may be constructed of a low permeability material, such as iron powder, an iron / nickel alloy, or other suitable materials that are thus efficient in the core 120 can be integrated to achieve a desired adaptation of the entire core properties, such as a "non-linear" inductance of the core with respect to the load current. In providing such materials, which are generally non-corrosion resistant, as the center leg or "center piece" of the device 100 Nevertheless, a reliable corrosion protection is given, since the core part 140 together with another core part, referred to below with reference to 1b is described as an efficient housing. The core parts 140 and 130 can therefore be efficiently produced by any suitable method, for example, pressed, and are subsequently assembled during assembly, wherein the winding 110 with better thermal contact with the core part 140 can arrange, even if certain manufacturing tolerances, since the core part 130 only afterwards in the winding 110 is introduced or is introduced together with the winding. In particular, different versions of the core part 130 be provided, as shown below, so that for a basic configuration of the inductive component 100 Various separate characteristics are available without the production of other components, such as the winding 110 , the core part 140 , and other core parts, is influenced by it. In this way, there is a high degree of flexibility in the adjustment of the component 100 to various circuit topographies, without, for example, the outer dimensions of the device 100 to change.

Bei der Montage des Bauelements 100 wird sodann der Kernteil 130 in die Wicklung 110 eingeschoben und damit mit einer Stirnfläche 130s auf einer entsprechenden Fläche 140s des Kernteils 140 aufgesetzt. Damit sind die beiden Flächen 130s und 140s in mechanischem Kontakt, so dass eine effiziente magnetische Ankopplung der Teile 130 und 140 erreicht wird. Es sollte beachtet werden, dass der Kernteil 130 nicht notwendigerweise durchgehend aus dem gleichem Material aufgebaut ist, sondern weitere Materialien lokal vorgesehen sein können, um damit etwa einen „Luftspalt” bereit zu stellen und/oder um gewisse magnetische Eigenschaften einzustellen, etwa eine Vormagnetisierung, und dergleichen, wie dies auch nachfolgend erläutert ist.When mounting the device 100 then becomes the core part 130 in the winding 110 inserted and thus with an end face 130s on a corresponding surface 140s of the core part 140 placed. This is the two surfaces 130s and 140s in mechanical contact, allowing efficient magnetic coupling of the parts 130 and 140 is reached. It should be noted that the core part 130 is not necessarily constructed of the same material throughout, but other materials may be provided locally, so as to provide about an "air gap" and / or to adjust certain magnetic properties, such as a bias, and the like, as explained below ,

1b zeigt schematisch das induktive Bauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Phase des Montagevorgangs. Wie gezeigt, ist der Kernteil 130 in die Wicklung 110 eingesetzt und liegt auf dem Kernteil 140 auf, so dass in der gezeigten Ausführungsform ein Teil des Kernteils 130, der als 132 bezeichnet ist, in einer Längsrichtung L, die auch als magnetische Längsrichtung bezeichnet wird, von der Wicklung 110 umschlossen ist. Des Weiteren ist ein Kernteil 150 vorgesehen, der etwa als ein Deckel für den Kernteil 140 dient und damit den magnetischen Kreis des Kerns 120 vervollständigt. Bei Bedarf kann etwa ein Luftspalt 101 zwischen dem Kernteil 130 und dem Kernteil 150 vorgesehen sein, indem eine Abmessung des Kernteils 130 entlang der magnetischen Längsrichtung L kleiner gewählt wird als eine entsprechende Abmessung des Kernteils 140. In der gezeigten Ausführungsform sind ferner Anschlussbereiche 112 und 113 der Wicklung 110 „seitlich” herausgeführt, d. h. diese sind durch Aussparungen im Kernteil 140 herausgeführt, wobei in anderen Ausführungsformen einer oder beide Anschlussbereiche 112, 113 durch den Kernteil 150 herausgeführt sein können. Des Weiteren ist in der gezeigten Montagephase gegebenenfalls ein Vergussmaterial im Inneren des durch die Kernteile 140 und 150 definierten Volumens vorgesehen, das zur mechanischen Fixierung der einzelnen Komponenten des Bauelements 100 und zur Integrität im Hinblick auf chemische und andere Einflüsse dient. 1b schematically shows the inductive component 100 in a more advanced phase of the assembly process. As shown, the core part is 130 in the winding 110 inserted and lies on the core part 140 on, so that in the embodiment shown a part of the core part 130 who as 132 is designated in a longitudinal direction L, which is also referred to as the magnetic longitudinal direction of the winding 110 is enclosed. Furthermore, it is a core part 150 provided, which is about as a cover for the core part 140 serves and thus the magnetic circle of the core 120 completed. If necessary, can be about an air gap 101 between the core part 130 and the core part 150 be provided by a dimension of the core part 130 is chosen smaller along the magnetic longitudinal direction L than a corresponding dimension of the core part 140 , In the embodiment shown are also connection areas 112 and 113 the winding 110 Led out "side", ie they are through recesses in the core part 140 led out, wherein in other embodiments, one or both terminal areas 112 . 113 through the core part 150 can be led out. Furthermore, in the assembly phase shown, if appropriate, a potting material in the interior of the through the core parts 140 and 150 defined volume provided for the mechanical fixation of the individual components of the device 100 and to integrity in terms of chemical and other influences.

1c zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Kernteils 130 gemäß einer Ausführungsform, in der mehrere Spalte 132a, 132b vorgesehen sind, um die magnetischen Eigenschaften des Kernteils 130 und somit des gesamten Kerns 120, der in 1b gezeigt ist, festzulegen. In der gezeigten Ausführungsform besitzen sowohl der Spalt 132a sowie der Spalt 132b eine konstante Spaltbreite, die bei Bedarf jeweils für die Spalte 132a, 132b unterschiedlich sein kann. Die Spalte 132a, 132b sind mit einem geeigneten Material gefüllt, etwa einem Material mit geringer Permeabilität, einem Material, das im Wesentlichen nicht magnetisch ist, aber beispielsweise eine hohe thermische Leitfähigkeit besitzt, und dergleichen. Zu diesem Zweck können einzelne Abschnitte des Kernteils 130 in Form von Materialstücken des Materials 131 vorgesehen werden, die mit entsprechenden Materialstücken entsprechend den Spalten 132a, 132b mechanisch miteinander verbunden werden. Gegebenenfalls können die einzelnen Komponenten des Kernteils 130 bei der Montage in den Kernteil 140 aus 1a eingesetzt werden und werden sodann beim Ausgießen entsprechend in geeigneter Weise mechanisch fixiert. Insbesondere da der Kernteil 130 unabhängig von anderen Kernteilen hergestellt werden kann, ergibt sich ein hohes Maß an Flexibilität bei der Auswahl geeigneter Materialien und bei der geometrischen Gestaltung der Spalte 132a, 132b. Falls eine geeignete Vormagnetisierung gewünscht ist, kann einer der Spalte 132a, 132b oder beide Spalte mit einem permanent magnetisierten Material gefüllt werden. In der in 1c gezeigten Ausführungsform besitzt der Kernteil 130 somit senkrecht zur magnetischen Längsrichtung L, eine im Wesentlichen nicht variierende magnetische Permeabilität, da sowohl die geometrischen Abmessungen der Spalte 132a, 132b sowie auch ihre jeweiligen Materialien über den Querschnitt hinweg gleich bzw. homogen sind. 1c schematically shows a cross-sectional view of the core part 130 according to an embodiment, in which several columns 132a . 132b are provided to the magnetic properties of the core part 130 and thus the whole core 120 who in 1b shown is set. In the embodiment shown, both have the gap 132a as well as the gap 132b a constant gap width, if necessary for each column 132a . 132b can be different. The gap 132a . 132b are filled with a suitable material, such as a low permeability material, a material that is substantially nonmagnetic, but has, for example, a high thermal conductivity, and the like. For this purpose, individual Sections of the core part 130 in the form of material pieces of the material 131 provided with corresponding pieces of material according to the columns 132a . 132b be mechanically interconnected. Optionally, the individual components of the core part 130 during assembly in the core part 140 out 1a are used and are then mechanically fixed accordingly during pouring appropriately. Especially since the core part 130 can be made independently of other core parts, results in a high degree of flexibility in the selection of suitable materials and in the geometric design of the column 132a . 132b , If appropriate biasing is desired, one of the gaps 132a . 132b or both gaps are filled with a permanently magnetized material. In the in 1c embodiment shown has the core part 130 Thus, perpendicular to the magnetic longitudinal direction L, a substantially non-varying magnetic permeability, since both the geometric dimensions of the column 132a . 132b as well as their respective materials across the cross section are the same or homogeneous.

1d zeigt eine ähnliche Anordnung des Mittelschenkels 130, wobei die „Spalte” 132A, 132B an den jeweiligen Endbereichen des Schenkels 130 realisiert sind. In dem gezeigten Beispiel sind die Spalte 132A, 132B beide geometrisch und hinsichtlich des Materials gleich aufgebaut, so dass sich das Verhalten ergibt, wie es auch zuvor mit Bezug zu 1a dargestellt ist. 1d shows a similar arrangement of the middle leg 130 where the "column" 132A . 132B at the respective end regions of the thigh 130 are realized. In the example shown, the columns are 132A . 132B both geometrically and with respect to the material of the same structure, so that the behavior results, as previously with reference to 1a is shown.

1e zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Kernteils 130 gemäß einer Ausführungsform, in der ein Luftspalt 132 vorgesehen ist, der in einer Querrichtung Q eine variierende Spaltbreite aufweist, wie dies durch A und B angegeben ist. Das heißt, in der gezeigten Ausführungsform ist zumindest eine Stirnfläche 132s als eine schräge Fläche vorgesehen, so dass bei der späteren Montage in Zusammenwirken mit einem weiteren Kernteil, etwa dem Kernteil 150 aus 1b der Luftspalt 132 mit der variablen Spaltbereite entsteht. Somit ist auch die magnetische Permeabilität, d. h. die magnetische Leitfähigkeit für die vorgegebene magnetische Längsrichtung L über den Querschnitt Q hinweg variabel, da aufgrund der geringeren Spaltbreite A ein deutlich geringerer magnetischer Widerstand hervorgerufen wird als durch die Spaltbreite B. Es sollte jedoch beachtet werden, dass eine variable Spaltbreite durch eine beliebige Konfiguration der Stirnfläche 132s erzeugt werden kann, etwa wenn diese eine konusförmige Gestalt besitzt, und dergleichen. Es sollte ferner beachtet werden, dass bei Bedarf ein geeignetes Materialstück vorgesehen werden kann, um den Spalt 132 entsprechend zu füllen. 1e schematically shows a cross-sectional view of the core part 130 according to an embodiment in which an air gap 132 is provided, which has a varying gap width in a transverse direction Q, as indicated by A and B. That is, in the embodiment shown is at least one end face 132s provided as an inclined surface, so that in the subsequent assembly in cooperation with another core part, such as the core part 150 out 1b the air gap 132 arises with the variable Spaltbereite. Thus, the magnetic permeability, that is, the magnetic conductivity for the predetermined magnetic longitudinal direction L over the cross-section Q is variable, since due to the smaller gap width A, a significantly lower magnetic resistance is caused by the gap width B. It should be noted, however a variable gap width through any configuration of the end face 132s can be generated, for example, if this has a cone-shaped shape, and the like. It should also be noted that, if necessary, a suitable piece of material may be provided to clear the gap 132 to fill accordingly.

1f zeigt schematisch eine derartige Ausführungsform, in der etwa beide Endbereiche des Schenkels zu einer variablen Spaltbreite führen, die an dien Rändern am größten und in der Mitte minimal ist. Hier ist diese Konfiguration als eine kegelstumpfartige Anordnung gezeigt. 1f shows schematically such an embodiment in which about both end portions of the leg lead to a variable gap width, which is at the edges of the largest and in the middle minimal. Here, this configuration is shown as a truncated cone-like arrangement.

1g zeigt schematisch den Kernteil 130 in einer Ausführungsform, in der mehrere Spalte 132a, ...., 132c vorgesehen sind, wobei einer oder mehrere der Spalte 132a, ..., 132c eine in Querrichtung Q variable Spaltbreite besitzen. Auf diese Weise kann beispielsweise eine effiziente Verteilung eines Luftspaltes innerhalb des Kernteils 130 erfolgen, wobei auch eine gewünschte laterale Änderung der magnetischen Permeabilität erreicht, wenn etwa alle Spalte 132a, ..., 132c eine variierende Spaltbreite besitzen. Die Spalte 132a, ..., 132c sind mit einem beliebigen geeigneten Material gefüllt, das die erforderlichen magnetischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften besitzt. Bei Bedarf können auch unterschiedliche Materialien verwendet werden, so dass ein hoher Grad an Flexibilität bei der Einstellung und Justierung der gewünschten endgültigen magnetischen Eigenschaften des induktiven Bauelements erreicht wird. Auch in diesem Falle gilt, dass durch die separate Herstellung des Kernteils 130 keine aufwändigen Fertigungsverfahren erforderlich sind, wobei dennoch eine Vielzahl unterschiedlicher Teile 130 bereitgestellt werden kann, so dass sich auch viele unterschiedliche Versionen des kompletten induktiven Bauelements auf der Grundlage der gleichen Basiskomponenten ohne hohen Fertigungsaufwand herstellen lassen. 1g schematically shows the core part 130 in an embodiment in which multiple columns 132a , ...., 132c are provided, wherein one or more of the column 132a , ..., 132c have a transverse width Q variable gap width. In this way, for example, an efficient distribution of an air gap within the core part 130 which also achieves a desired lateral change in magnetic permeability, such as all gaps 132a , ..., 132c have a varying gap width. The gap 132a , ..., 132c are filled with any suitable material having the required magnetic, thermal and mechanical properties. If necessary, different materials may be used so that a high degree of flexibility is achieved in the adjustment and adjustment of the desired final magnetic properties of the inductive component. Also in this case, that is true by the separate production of the core part 130 no elaborate manufacturing processes are required, but still a variety of different parts 130 can be provided so that many different versions of the complete inductive component based on the same basic components can be produced without high production costs.

1h zeigt schematisch weitere Ausführungsformen des Schenkels 130, wobei eine Mischung unterschiedlicher Spaltformen angewendet ist. D. h., es können unterschiedliche Spaltgeometrien in Kombination mit gleichen oder auch unterschiedlichen Füllmaterialien eingesetzt werden, um die gewünschten Kerneigenschaften effizient einzustellen. In der gezeigten Ausführungsform ist etwa der Spalt 132b als Kegelstumpf vorgesehen, wobei auch ein „Füllmaterial” an der Kegelstumpfmitte vorgesehen ist, das unterschiedlich ist zu dem Material 131. Andererseits ist an dem gegenüber liegenden Endbereich ein gleichmäßiger Spalt 132a vorgesehen mit einem geeigneten Material, so dass etwa der globale magnetische Widerstand durch die Spalte 132b und 132a sowie die darin verwendeten Materialien vorgegeben ist, während eine gewünschte Modulation über den Querschnitt hinweg durch die Kegelform des Spaltes 132b erreicht wird. Es können auch weitere Spalte 132c mit geeigneter Form vorgesehen werden, so dass die Flexibilität bei der Einstellung der magnetischen Gesamteigenschaften weiter erhöht werden kann. 1h schematically shows further embodiments of the leg 130 , wherein a mixture of different gap shapes is applied. That is, different gap geometries can be used in combination with identical or different filler materials in order to efficiently adjust the desired core properties. In the embodiment shown, the gap is approximately 132b provided as a truncated cone, wherein a "filler" is provided at the truncated cone center, which is different from the material 131 , On the other hand, at the opposite end portion is a uniform gap 132a provided with a suitable material, so that about the global magnetic resistance through the column 132b and 132a and the materials used therein while providing a desired modulation across the cross-section through the cone shape of the gap 132b is reached. There may also be more columns 132c be provided with a suitable shape, so that the flexibility in the adjustment of the overall magnetic properties can be further increased.

1i zeigt schematisch eine Draufsicht auf das induktive Bauelement 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform, in der der Kern 120 einen, die Wicklung 110 umschließenden Kernteil 140a in Verbindung mit einem separaten Kernteil 130a aufweist. Im Hinblick auf die Komponenten 140a und 120a gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu den Kernteilen 140 und 130 erläutert sind. In der gezeigten Ausführungsform sind beispielhaft Abmessungen b1, b2 von ca. 80, bzw. 73 cm verwendet, während die Wicklung 110 für Ströme bis zu 150 Ampere als eine freitragende Spule ausgelegt ist. Entsprechende Abmessungen der Wicklung 110 des Kernteils 130a sind als d1 mit 6,6 cm und d2 mit 4,3 cm vorgesehen. Diese Werte sind jedoch nur beispielhafte Werte und lassen sich jederzeit an andere Vorgaben anpassen. 1i schematically shows a plan view of the inductive component 100 according to another embodiment, in which the core 120 one, the winding 110 enclosing core part 140a in conjunction with a separate core part 130a having. With regard to the components 140a and 120a The same criteria apply as they did before with respect to the core parts 140 and 130 are explained. In the embodiment shown, dimensions b1, b2 of approximately 80 or 73 cm are used by way of example, while the winding 110 for currents up to 150 amps is designed as a self-supporting coil. Corresponding dimensions of the winding 110 of the core part 130a are provided as d1 at 6,6 cm and d2 at 4,3 cm. However, these values are only exemplary values and can be adapted to other specifications at any time.

1j zeigt schematisch das Bauelement 100 in einer Querschnittsansicht, wobei der Kern 120 ein weiteres Kernteil 140b aufweist, das mit dem Kernteil 140a die Wicklung 110 mit Ausnahme der Anschlussbereiche 112, 113 vollständig umschließt, wobei im Kernteil 140b ein weiterer separater Kernteil 130b eingesetzt ist. Das heißt, anstelle eines „Gehäuses” und eines „Deckels”, wie dies in 1b in Form der Komponenten 140 und 150 gezeigt ist, sind in der dargestellten Ausführungsform sowohl der Kernteil 140a als auch der Kernteil 140b als „Gehäuse” ausgebildet, um einen Teil der Wicklung 110 aufzunehmen. Ferner ist in der gezeigten Ausführungsform der Mittelschenkel des Kerns 120 in Form der beiden Kernteile 130a, 130b vorgesehen, wobei in anderen Versionen auch ein einzelner separater Kernteil verwendet wird. Des Weiteren sind in der gezeigten Ausführungsform Spalte 132a, 132b vorgesehen, die etwa ein permanent erregtes Magnetmaterial enthalten, so dass eine gewünschte Vormagnetisierung des Kerns 120 erreicht wird. Die beiden Spalte 132a, 132b liegen dabei außerhalb der Wicklung 110, so dass entsprechende Verluste im und durch den Magneten gering bleiben. 1j schematically shows the device 100 in a cross-sectional view, wherein the core 120 another core part 140b having that with the core part 140a the winding 110 except for the connection areas 112 . 113 completely encloses, being in the core part 140b another separate core part 130b is used. That is, instead of a "case" and a "lid", as in 1b in the form of the components 140 and 150 are shown, in the illustrated embodiment, both the core part 140a as well as the core part 140b designed as a "housing" to a part of the winding 110 take. Further, in the illustrated embodiment, the center leg of the core 120 in the form of the two core parts 130a . 130b provided, in other versions, a single separate core part is used. Furthermore, in the embodiment shown, columns 132a . 132b provided that contain about a permanently excited magnetic material, so that a desired bias of the core 120 is reached. The two column 132a . 132b lie outside the winding 110 so that corresponding losses in and through the magnet remain low.

Im Hinblick auf die Herstellung der einzelnen Kernteile und auf deren Montage gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor dargelegt sind. Des Weiteren ist zu beachten, dass bei Bedarf weitere Materialien, beispielsweise in Form von Folien, und dergleichen bei der Montage der einzelnen Kernteile der Wicklung eingeführt werden können, um etwa benötigte Isolierstrecken zu schaffen. Auch können weitere „Luftstrecken”, etwa Luftspalte und dergleichen, in geeigneter Weise vorgesehen werden, wie dies auch zuvor erläutert ist.With regard to the production of the individual core parts and their assembly, the same criteria apply as stated above. Furthermore, it should be noted that if necessary, further materials, for example in the form of foils, and the like can be introduced during the assembly of the individual core parts of the winding in order to provide approximately required insulating distances. Also, other "air gaps", such as air gaps and the like, can be provided in a suitable manner, as also explained above.

Beispielsweise begibt sich für das induktive Bauelement 100 in den 1f und 1g bei einer Höhe von 12 cm ein Bauteilvolumen von ca. 100 cm3, wobei eine maximale Stromstärke von 150 Ampere zugrunde gelegt ist. Bei einer Windungszahl von 11 ergibt sich eine magnetische Induktion von etwa 600 mT, während die maximale Feldstärke 6000 Ampere pro Meter erreicht. Dabei sind die Materialien des Kerns 130 so gewählt, dass sich beim maximalen Strom eine Induktivität von etwa 65 μH einstellt.For example, goes for the inductive component 100 in the 1f and 1g at a height of 12 cm, a component volume of about 100 cm 3 , whereby a maximum current of 150 amperes is used. With a turn number of 11, a magnetic induction of about 600 mT results, while the maximum field strength reaches 6000 amperes per meter. Here are the materials of the core 130 chosen so that the maximum current sets an inductance of about 65 μH.

1k zeigt schematisch das induktive Bauelement 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen, wobei der Kern 120 die Kernteile 140 und 150 aufweist, um die Wicklung 110 zu umschließen. Ferner ist der mittlere Kernteil 130 vorgesehen, der in einer Ausführungsform als separater und damit aufgesetzter Kernteil ausgeführt ist, wie dies zuvor beschrieben ist, während in anderen Ausführungsformen der Kernteil 130, d. h. Bereiche 131 davon, einen Teil des Kernteils 140 darstellen und somit aus dem gleichen Material aufgebaut sind. Des Weiteren ist ein Material 135 im Kernteil 130 vorgesehen, das als magnetisches Kernmaterial dient und dessen magnetische Eigenschaften sich von jenen des Materials 131 unterscheiden. In einer Ausführungsform repräsentiert das Material 135 einen Dauermagneten, d. h. ein permanent magnetisches Material, und damit eine Vormagnetisierung im Kern 130 zu erreichen. Durch den Einschluss des Materials 135 in dem Material 131 des Kernteils 130 ergibt sich eine effiziente Möglichkeit, die Gesamteigenschaften des Kerns 120 einzustellen, indem neben der Materialart auch dessen Abmessung innerhalb des Kernteils 130 entsprechend ausgewählt wird. 1k schematically shows the inductive component 100 According to further illustrative embodiments, wherein the core 120 the core parts 140 and 150 has to the winding 110 to enclose. Further, the middle core part 130 provided, which is embodied in one embodiment as a separate and thus attached core part, as described above, while in other embodiments, the core part 130 ie areas 131 of it, part of the core part 140 represent and are thus constructed of the same material. Furthermore, a material 135 in the core part 130 provided, which serves as a magnetic core material and whose magnetic properties are different from those of the material 131 differ. In one embodiment, the material represents 135 a permanent magnet, ie a permanent magnetic material, and thus a bias in the core 130 to reach. By inclusion of the material 135 in the material 131 of the core part 130 This results in an efficient way of understanding the overall properties of the core 120 adjust, in addition to the material type and its dimension within the core part 130 is selected accordingly.

1l zeigt schematisch einen Stromverlauf bzw. den Verlauf der Feldstärke in dem induktiven Bauelement 100, wenn ein getakteter Betrieb vorliegt, wobei eine Gleichstromkomponente bzw. ein Gleichanteil des magnetischen Feldes stets die gleiche Polarität bzw. Richtung besitzt. Aufgrund dieser Gleichstrommagnetisierung, die als H0 bezeichnet ist, ist die darüber liegende Wechselstromkomponente, d. h. die ansteigenden und abfallenden Flanken des Stromes bzw. des magnetischen Feldes so beschränkt, dass die zulässige magnetische Induktion im Kernmaterial nicht überschritten wird. Daher ergibt sich bei einem auftretenden hohen Gleichstromanteil nur noch ein geringer Hub beim Durchlaufen der jeweiligen Hysteresekurve des Kernmaterials. Mittels einer entsprechenden Vormagnetisierung, wie sie beispielsweise in den Ausführungsformen in 1g und auch in der 1h in Form von Permanentmagneten gezeigt ist, lässt sich bei entsprechender Einstellung der Magnetfeldrichtung der Permanentmagnete, etwa der Spalte 132a, 132b in 1g oder des Materials 135 in 1k, eine Verringerung der Gleichstromkomponente oder auch eine „Umpolung” der Komponente H0 erreichen, so dass dann eine wesentlich größerer Bereich für die Magnetisierung des Kernes durch die Wechselstromkomponente verfügbar ist. 1l schematically shows a current waveform and the course of the field strength in the inductive component 100 when a clocked operation is present, wherein a DC component or a DC component of the magnetic field always has the same polarity or direction. Because of this DC magnetization, designated H0, the overlying AC component, ie, the rising and falling edges of the current or magnetic field, is limited so that the allowable magnetic induction in the core material is not exceeded. Therefore, with a high DC component occurring, only a small stroke results when passing through the respective hysteresis curve of the core material. By means of a corresponding bias, as for example in the embodiments in 1g and also in the 1h is shown in the form of permanent magnets, can be with appropriate adjustment of the magnetic field direction of the permanent magnets, such as the column 132a . 132b in 1g or the material 135 in 1k , a reduction of the DC component or even a "reversal" of the component H0 reach, so that then a much larger range for the magnetization of the core by the AC component is available.

1m zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des Kernteils 130 gemäß Ausführungsformen, in denen ein Hohlraum 136 im Material 131 vorgesehen ist, der so ausgebildet ist, dass er mit einem gewünschten Material zumindest teilweise während einer beliebigen Montagephase oder auch während des Betrieb aufgefüllt werden kann. Zu diesem Zweck ist beispielsweise mindestens ein Anschlussbereich 136a, 136b vorgesehen, über welchen ein Material 137, etwa in Form eines Pulvers, eines viskosen Materials, und dergleichen zugeführt werden kann. Beispielsweise sind die Anschlussbereiche 136a, 136b so ausgeführt, dass zumindest während der Montage eine Ankoppelung an eine Zuleitung erfolgen kann, so dass das Material 137 in den Hohlraum 136 eingeführt werden kann. Dazu können entsprechende Vorsprünge gegebenenfalls mit entsprechenden Zuleitungsstücken vorgesehen werden, die während der gewünschten Montagephase noch zugänglich sind oder die auch nach der Endmontage weiterhin zugänglich sind. 1m schematically shows a cross-sectional view of the core part 130 according to embodiments in which a cavity 136 in the material 131 is provided, which is designed so that it can be filled with a desired material at least partially during any assembly phase or during operation. For this purpose, for example, at least one connection area 136a . 136b provided, over which a material 137 , in the form of a powder, a viscous material, and the like can be supplied. For example, the connection areas 136a . 136b designed so that at least during assembly can be made to a supply line, so that the material 137 in the cavity 136 can be introduced. For this purpose, appropriate projections may optionally be provided with corresponding lead pieces, which are still accessible during the desired assembly phase or continue to be accessible even after final assembly.

1n zeigt schematisch eine Draufsicht auf den Kernteil 130 in einer Ausführungsform, in der die Anschlussbereiche 136a, 136b geeignet ausgebildet sind, in steuerbarer Weise das Material 137 aufzunehmen und gegebenenfalls auch herauszuführen. Auf diese Weise kann beispielsweise der Hohlraum 136 im Bereich des Materials 131 als ein Spalt mit konstanter Spaltbreite vorgesehen werden, wobei eine Änderung der Gesamtpermeabilität des magnetischen Kerns durch Einführen des Materials 137 in gewünschter Weise erfolgt. Zum Beispiel kann bereits nach erfolgter Endmontage eine Feinabstimmung der magnetischen Eigenschaften durch Einführen von Material 137 bewerkstelligt werden. In anderen Ausführungsformen ist der Hohlraum 136 auch gegebenenfalls im eingebauten Zustand zugänglich, so dass eine „dynamische” Anpassung der magnetischen Eigenschaften bewerkstelligt werden kann. Wenn etwa in einer Betriebsphase des induktiven Bauelements eine geringere Induktivität erforderlich ist, da etwa generell höhere Lastströme zu erwarten sind, kann durch Entfernen von Material 137 aus dem Hohlraum 136, das dort etwa in Form von Pulvermaterial durch Einbringen unter geeignetem Druck enthalten ist, ausgeführt werden, so dass sich eine Verringerung der Induktivität ergibt. Wird andererseits eine höhere Induktivität benötigt, so kann Material 137 bei Bedarf eingeführt werden. Die dazu erforderlichen Komponenten, beispielsweise ein Materialreservoir in Verbindung mit einer geeigneten Zuführung kann beispielsweise in Rahmen üblicher elektromechanischer Komponenten, wie sie auch für eine Zwangskühlung und dergleichen erforderlich sind, vorgesehen werden, ohne dass ein allzu hoher Aufwand entsteht. Insbesondere für induktive Komponenten für sehr hohe Leistungen ist eine entsprechende Einsparung im Hinblick auf zusätzliche induktive Komponenten oder der Gewinn an Effizienz durch eine gezielte Einstellung der Induktivität während des Betriebs vorteilhaft im Vergleich zum zusätzlichen Energie- und Komponentenaufwand, der für das Einführen des Materials 137 erforderlich ist. Es können auch Mechanismen vorgesehen werden, in denen das Material 137 nur einmalig eingeführt werden kann, wobei dies in eingebautem Zustand unter Anwendung externer oder interner Steuerimpulse erfolgen kann. Beispielsweise können mehrere Hohlräume 136 vorgesehen werden, die steuerbar mit dem Material 137 selektiv gefühlt werden, so dass eine stufenweise Erhöhung der Induktivität erreicht wird. Beispielsweise kann ein geeignetes Material durch Ansteuern einer entsprechenden elektromechanischen Komponente gezielt in einen der Hohlräume 136 eingeführt und gegebenenfalls behandelt werden, so dass die gewünschte mechanische Stabilität des Materials 137 im Hohlraum 136 erreicht wird. Zu diesem Zweck können beispielsweise temporär höhere Temperaturen erzeugt werden, und dergleichen. In dieser Weise kann beispielsweise die Induktivität der „Alterung” von Solarmodulen angepasst werden, so dass zunächst die elektronische Baugruppe für die anfängliche maximale Leistung optimiert ist und in der zeitlichen Abfolge gesteuert dem entsprechenden Zustand der Solarmodule angepasst wird. 1n schematically shows a plan view of the core part 130 in an embodiment in which the connection areas 136a . 136b are suitably formed, in a controllable manner, the material 137 and, if necessary, bring it out. In this way, for example, the cavity 136 in the area of the material 131 as a gap having a constant gap width, wherein a change in the total permeability of the magnetic core by introducing the material 137 done in the desired manner. For example, fine tuning of the magnetic properties by introducing material can already be done after final assembly 137 be accomplished. In other embodiments, the cavity is 136 also optionally accessible in the installed state, so that a "dynamic" adaptation of the magnetic properties can be accomplished. If, for example, a lower inductance is required in an operating phase of the inductive component, since generally higher load currents are to be expected, material can be removed by removing material 137 from the cavity 136 , which is contained there about in the form of powder material by introducing under a suitable pressure, are executed, so that there is a reduction in the inductance. On the other hand, if a higher inductance is required, so can material 137 be introduced if necessary. The components required for this purpose, for example a material reservoir in conjunction with a suitable supply, can be provided, for example, in the context of customary electromechanical components, as are also required for forced cooling and the like, without creating too great a cost. In particular, for inductive components for very high performance is a corresponding saving in terms of additional inductive components or the gain in efficiency by a targeted adjustment of the inductance during operation advantageous compared to the additional energy and component cost, which is necessary for the introduction of the material 137 is required. Mechanisms may also be provided in which the material 137 can be introduced only once, and this can be done in the installed state using external or internal control pulses. For example, multiple cavities 136 be provided, which is controllable with the material 137 be selectively felt so that a gradual increase in the inductance is achieved. By way of example, a suitable material can be specifically directed into one of the cavities by driving a corresponding electromechanical component 136 introduced and optionally treated, so that the desired mechanical stability of the material 137 in the cavity 136 is reached. For example, temporarily higher temperatures may be generated for this purpose, and the like. In this way, for example, the inductance of the "aging" of solar modules can be adjusted, so that first the electronic assembly is optimized for the initial maximum power and controlled in the chronological order of the corresponding state of the solar modules is adjusted.

Durch Vorsehen einer entsprechend geeigneten Peripherie für das Zuführen des Materials 137 kann das dynamische Verhalten bei der Anpassung der Induktivität entsprechend verbessert werden, indem etwa das Material 137 effizient zugeführt und auch effizient abgeführt werden kann, wobei die jeweilige Einstellzeit im Bereich von einigen Sekunden oder deutlich darunter liegen können. In diesem Falle kann eine geeignete Steuerung die Induktivität in gewünschter Weise „dynamisch” einstellen, so dass stets ein für den jeweiligen Betriebsmodus günstiger Wirkungsgrad erreicht wird.By providing a suitable peripheral for feeding the material 137 For example, the dynamic behavior in adjusting the inductance can be correspondingly improved by, for example, the material 137 can be supplied efficiently and efficiently dissipated, with the respective setting time in the range of a few seconds or significantly lower. In this case, a suitable controller can set the inductance in the desired manner "dynamically", so that always a favorable for the respective operating mode efficiency is achieved.

2a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht eines induktiven Bauelements 200 mit einer Wicklung 210 und einem Kern 220. Der Kern 220 besitzt einen Kernteil 230, in welchem mehrere Luftspalte 232a, ..., 232e vorgesehen sind, die zu einer Verteilung der gesamten Abschnitte mit reduzierter magnetischer Permeabilität über die magnetische Längsrichtung L hinweg sorgen. Des Weiteren besitzen zumindest einige der Spalte 232a, ..., 232e eine entlang der Querrichtung Q variierende Spaltbreite, wie dies durch a und b angegeben ist. Auf diese Weise wird eine in Querrichtung Q variierende magnetische Permeabilität des Kerns 220 erzeugt, die wiederum zu unterschiedlichen Induktivitätswerten in Abhängigkeit des magnetischen Feldes bzw. des Laststromes führt. Beispielsweise ist bei einem geringen magnetischen Feld in der Längsrichtung L die Permeabilität des Kerns 220 im Wesentlichen durch den geringeren magnetischen Widerstand, der durch eine kleinere Spaltbreite a erzielt wird, bestimmt, so dass insgesamt die effektive Induktivität des Bauelements 200 relativ hoch ist. Bei zunehmender Aufmagnetisierung des Kerns 220 wird zunehmend der höhere magnetische Widerstand der durch die größer werdende Spaltbreite b hervorgerufen wird, wirksam, so dass sich dann eine verringerte Induktivität ergibt. In der gezeigten Ausführungsform ist dabei das Material des Kernteils 230 im Wesentlichen gleich zu den restlichen Komponenten des Kerns 220, was bewerkstelligt werden kann, indem entsprechende Abschnitte hergestellt und entsprechende Einlegeelemente angeordnet werden. In anderen Ausführungsformen kann der Teil 230 auch auf der Grundlage eines anderen magnetischen Materials hergestellt werden, wie dies auch zuvor mit Bezug zu dem Bauelement 100 erläutert ist. 2a schematically shows a cross-sectional view of an inductive component 200 with a winding 210 and a core 220 , The core 220 has a core part 230 in which several air gaps 232a , ..., 232e are provided, which provide for a distribution of the entire sections with reduced magnetic permeability over the magnetic longitudinal direction L away. Furthermore, at least some of the columns have 232a , ..., 232e a gap width varying along the transverse direction Q, as indicated by a and b. In this way, a magnetic permeability of the core varying in the transverse direction Q becomes 220 generated, which in turn leads to different inductance values as a function of the magnetic field or the load current. For example, with a small magnetic field in the longitudinal direction L, the permeability of the core 220 essentially determined by the lower magnetic resistance, which is achieved by a smaller gap width a, so that the overall effective inductance of the device 200 is relatively high. With increasing magnetization of the core 220 is increasingly the higher magnetic resistance caused by the increasing gap width b, effective, so that then results in a reduced inductance. In the embodiment shown here is the material of the core part 230 essentially equal to the remaining components of the core 220 What can be done by making appropriate sections and arranging corresponding insert elements. In other embodiments, the part may 230 also be made on the basis of another magnetic material, as before with respect to the device 100 is explained.

2b zeigt schematisch den Verlauf der Induktivität in Abhängigkeit des Laststromes für eine Spule, die bis zu einigen 100 Watt betrieben wird. Wie gezeigt ist, ergibt sich für einen maximalen Laststrom von etwa 16 Ampere eine Induktivität von etwa 0,35 mH, wobei die Induktivität dann mit abnehmendem Laststrom nahezu linear ansteigt und sich bei einem Laststrom von etwa 6 Ampere eine geringere Steigung einstellt. 2 B shows schematically the course of the inductance as a function of the load current for a coil, which is operated up to several 100 watts. As shown, for a maximum load current of about 16 amps, an inductance of about 0.35 mH results, with the inductance then increasing nearly linearly with decreasing load current and decreasing at a load current of about 6 amps.

2c zeigt schematisch die entsprechende Abhängigkeit der Induktivität vom Laststrom für ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei das Verhältnis der Induktivitäten bei sehr geringem Laststrom und bei sehr hohem Laststrom weniger ausgeprägt ist, wobei allerdings für einen insgesamt größeren maximalen Laststrom eine höhere Induktivität erreicht wird. 2c shows schematically the corresponding dependence of the inductance of the load current for a further embodiment, wherein the ratio of the inductances at a very low load current and at very high load current is less pronounced, although for a total larger maximum load current, a higher inductance is achieved.

Es sollte beachtet werden, dass mittels der zuvor genannten Mechanismen ein hoher Grad an Flexibilität bei der Einstellung der jeweiligen Induktivität erreicht werden kann, so dass eine effiziente Anpassung des Wirkungsgrades der Induktivität an die jeweiligen aktuellen Gegebenheiten möglich ist. Insbesondere können die zuvor dargestellten Mechanismen geeignet untereinander kombiniert werden, etwa das Vorsehen einer Vormagnetisierung in Verbindung mit einem nicht linearen Verlauf der Induktivität, und dergleichen, so dass ein hohes Maß an Flexibilität bei der Einstellung der magnetischen Eigenschaften gegeben ist.It should be noted that by means of the aforementioned mechanisms, a high degree of flexibility in the adjustment of the respective inductance can be achieved, so that an efficient adjustment of the efficiency of the inductance to the respective current circumstances is possible. In particular, the mechanisms described above can be suitably combined with one another, such as the provision of a bias in conjunction with a non-linear course of the inductance, and the like, so that there is a high degree of flexibility in the adjustment of the magnetic properties.

Claims (22)

Induktives Bauelement mit einer Wicklung (110) und einem magnetischen Kern (120), der einen ersten Kernteil (140) und einen zweiten Kernteil (130) aufweist, wobei der erste Kernteil (140) zumindest einen Teil der Außenseite (111) der Wicklung (110) umschließt und aus einer ersten magnetischen Materialart (141) aufgebaut ist und der zweite Kernteil (130) zumindest entlang eines Teils seiner magnetischen Längsrichtung (L) von der Wicklung (110) umschlossen ist und zumindest in dem von der Wicklung (110) umschlossenen Teil aus einer oder mehreren zweiten magnetischen Materialarten (131) aufgebaut ist, die sich von der ersten magnetischen Materialart (141) unterscheiden.Inductive component with a winding ( 110 ) and a magnetic core ( 120 ), which has a first core part ( 140 ) and a second core part ( 130 ), wherein the first core part ( 140 ) at least part of the outside ( 111 ) of the winding ( 110 ) and from a first magnetic material type ( 141 ) and the second core part ( 130 ) at least along a part of its magnetic longitudinal direction (L) of the winding ( 110 ) and at least in that of the winding ( 110 ) enclosed part of one or more second magnetic material types ( 131 ), which differs from the first magnetic material type ( 141 ). Induktives Bauelement nach Anspruch 1, wobei die erste magnetische Materialart eine kleinere magnetische Permeabilität im Vergleich zu mindestens einem der einen oder mehreren zweiten magnetischen Materialarten besitzt.The inductive component of claim 1, wherein the first magnetic material species has a lower magnetic permeability compared to at least one of the one or more second magnetic material types. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, wobei die erste magnetische Materialart eine größere magnetische Permeabilität im Vergleich zu mindestens einem der einen oder mehreren zweiten magnetischen Materialarten besitzt.The inductive component of claim 1, wherein the first magnetic material type has a larger magnetic permeability compared to at least one of the one or more second magnetic material types. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die erste magnetische Materialart ein Ferritmaterial ist.An inductive component according to claim 1, 2 or 3, wherein the first magnetic material type is a ferrite material. Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wicklung mit dem ersten Kernteil in direktem mechanischen Kontakt ist.An inductive component according to any one of the preceding claims, wherein the winding is in direct mechanical contact with the first core member. Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eine der einen oder mehreren magnetischen Materialarten ein permanent magnetisiertes Material aufweist.An inductive component according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the one or more magnetic material types comprises a permanently magnetized material. Induktives Bauelement nach Anspruch 6, wobei das permanent magnetisierte Material senkecht zur Längsrichtung des zweiten Kernteils von einem nicht permanent magnetisierten Material umschlossen ist.The inductive component according to claim 6, wherein the permanently magnetized material is not enclosed in the direction of the longitudinal direction of the second core part by a non-permanently magnetized material. Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kernteil mittels einer Stirnfläche (130S) auf dem ersten Kernteil (140) aufgesetzt ist.Inductive component according to one of the preceding claims, wherein the second core part by means of an end face ( 130S ) on the first core part ( 140 ) is attached. Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die magnetische Permeabilität senkrecht zur magnetischen Längsrichtung (L) variiert.Inductive component according to one of the preceding claims, wherein the magnetic permeability varies perpendicular to the magnetic longitudinal direction (L). Induktives Bauelement nach Anspruch 9, wobei mindestens ein Luftspalt (132) vorgesehen ist, dessen Abstand sich senkrecht zur magnetischen Längsrichtung (L) ändert.Inductive component according to claim 9, wherein at least one air gap ( 132 ) is provided, whose distance changes perpendicular to the magnetic longitudinal direction (L). Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement eine Speicherdrossel ist.Inductive component according to one of the preceding claims, wherein the component is a storage choke. Induktives Bauelement mit einer Wicklung (110, 210) und einem teilweise von der Wicklung (110, 210) umschlossenen magnetischen Kern (120, 220), wobei der magnetische Kern (120, 220) eine magnetische Permeabilität aufweist, die senkrecht (Q) zur magnetischen Längsrichtung (L) variiert.Inductive component with a winding ( 110 . 210 ) and partly from the winding ( 110 . 210 ) enclosed magnetic core ( 120 . 220 ), wherein the magnetic core ( 120 . 220 ) has a magnetic permeability that varies perpendicularly (Q) to the magnetic longitudinal direction (L). Induktives Bauelement nach Anspruch 12, wobei der Kern zumindest einen Kernteil (130, 230) aufweist, in welchem magnetische Materialien mit unterschiedlicher magnetischer Permeabilität vorgesehen sind.Inductive component according to claim 12, wherein the core has at least one core part ( 130 . 230 ), in which magnetic materials with different magnetic permeability are provided. Induktives Bauelement nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Kern einen oder mehrere Spalte (132, 232A232E) mit variabler Spaltbreite aufweist.Inductive component according to claim 12 or 13, wherein the core has one or more gaps ( 132 . 232A - 232E ) with variable gap width. Induktives Bauelement nach Anspruch 14, wobei der eine oder die mehreren Spalten mit einer Substanz zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit gefüllt sind.The inductive device of claim 14, wherein the one or more columns are filled with a thermal conductivity enhancing substance. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei ein von der Wicklung umschlossener Kernmittelteil mit einer Stirnfläche (130S) vorgesehen ist, die auf einem zweiten Kernteil (140) aufgesetzt ist.An inductive component according to any one of claims 12 to 15, wherein a core center part enclosed by the winding and having an end face ( 130S ) provided on a second core part ( 140 ) is attached. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Kern einen Hohlraum (136) aufweist, der zur Einstellung der magnetischen Eigenschaften mit Material füllbar ist.Inductive component according to one of claims 12 to 16, wherein the core has a cavity ( 136 ), which can be filled with material to adjust the magnetic properties. Induktives Bauelement nach Anspruch 17, wobei der Kern ferner ausgebildet ist, das Einfüllen des Materials nach Montage des induktiven Bauelements zu ermöglichen.The inductive component of claim 17, wherein the core is further configured to facilitate filling of the material after assembly of the inductive component. Verfahren zur Einstellung der Induktivität eines induktiven Bauelements, mit den Schritten: Bereitstellen eines magnetischen Kerns des induktiven Bauelements, Erzeugen einer variablen magnetischen Permeabilität im magnetischen Kern durch Vorsehen mindestens zweier unterschiedlicher magnetischer Kernmaterialien und/oder Vorsehen eines Spaltes mit variierender Spaltbreite.Method for adjusting the inductance of an inductive component, comprising the steps: Providing a magnetic core of the inductor, Generating a variable magnetic permeability in the magnetic core Providing at least two different magnetic core materials and / or Provision of a gap with varying gap width. Verfahren nach Anspruch 19, wobei Vorsehen mindestens zweier unterschiedlicher Kernmaterialien umfasst: Aufsetzen einer Stirnfläche eines ersten Kernteiles auf einen zweiten Kernteil, wobei der erste und der zweite Kernteil aus unterschiedlichen magnetischen Materialien aufgebaut sind.The method of claim 19, wherein providing at least two different core materials comprises: placing an end surface of a first core member on a second core member, wherein the first and second core members are constructed of different magnetic materials. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei Vorsehen mindestens zweier unterschiedlicher Kernmaterialien ferner umfasst: Einfüllen eines magnetischen Materials in einen in dem Kern vorgesehenen Hohlraum.The method of claim 19 or 20, wherein providing at least two different core materials further comprises: filling a magnetic material into a cavity provided in the core. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Einfüllen eines magnetischen Materials nach Montage des induktiven Bauelements in einer Schaltung erfolgt.The method of claim 21, wherein the filling of a magnetic material takes place after mounting of the inductive component in a circuit.
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