DE102010062242A1

DE102010062242A1 - Multiphasenwandler

Info

Publication number: DE102010062242A1
Application number: DE201010062242
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Helmreich; Roland Hellwig
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2012-06-06
Also published as: WO2012072358A1

Abstract

Multiphasenwandler, umfassend mehrere elektrische Phasen (11 bis 16), die jeweils durch Schaltmittel (21 bis 26) ansteuerbar sind, wobei zumindest ein Kopplungsmittel (31 bis 39) vorgesehen ist, das zumindest eine erste Phase (11) mit zumindest einer weiteren Phasen (12, 14, 16) magnetisch koppelt, wobei zumindest zwei zu koppelnde Phasen (11, 12) zumindest teilweise von dem Kopplungsmittel (31) umschlossen sind, wobei zumindest eine Umspritzung (114, 118, 120) vorgesehen ist, die die Phasen (11 bis 16) umgibt.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Multiphasenwandler nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs. Ein gattungsgemäßer Multiphasenwandler ist beispielsweise aus der WO 2009/114873 A1 bekannt. Der darin beschriebene DC/DC-Wandler umfasst eine Spule mit nicht linearem induktiven Widerstand, ein Schaltsystem und einen Ausgangsfilter. Dabei werden benachbarte Phasen miteinander gekoppelt.
Aus der EP 1145416 B1 ist bereits ein Umrichter für die Umformung von elektrischer Energie bekannt. So wird hier vorgeschlagen, dass die Drosselgröße durch die Verwendung von gekoppelten Induktivitäten reduziert werden kann. Hierbei sollen die gekoppelten Drosseln so dimensioniert werden, dass die Lastströme der Teilzweige sich gegenseitig kompensieren und zu keiner magnetischen Belastung der Drossel führen. Nur der Differenzstrom zwischen den einzelnen Teilzweigen führt dann zu einem magnetischen Feld.
Aus der DE 10039890 A1 ist bereits ein Planartransformator bekannt. Ein aus Kunststoff hergestellter Trägerkörper beinhaltet mehrere übereinander geschichtete Leiterbahnen, die als Stanzbiegebleche ausgebildet sind. Dabei sind die Leiterbahnen so innerhalb des Kunststoffträgerkörpers angeordnet, dass der Kunststoff zwischen den Leiterbahnen isolierend wirkt. Darüber hinaus enthält der Trägerkörper Wicklungen, die eine Primär- und eine Sekundärwicklung eines Planartransformators bilden.
Aus der DE 19500943 C1 ist bereits ein Planartransformator für Schaltnetzteile bekannt. Zunächst wird eine Kunststofffolie mit Öffnungen und Ausschnitten zum Durchführen der Seitenschenkel und des Mittelschenkels des Magnetkerns versehen. Die Kunststofffolie wird mit den beiden Wicklungen bedruckt und anschließend mit Kunststoffmasse umspritzt. Mehrere Trägerplatten werden gestapelt. Nachdem die Magnetkerne eingebaut wurden, wird die Montageeinheit mit einer isolierenden Kunststoffmasse umspritzt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Multiphasenwandler anzugeben, der sich durch einfache Fertigbarkeit und weitere Reduzierung des Bauraums, insbesondere durch geringeres Volumen des Kopplungsmittels, sowie einfache Regelbarkeit auszeichnet. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Multiphasenwandler mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil eines kostengünstigen und fertigungstechnisch einfachen Aufbaus des Multiphasenwandlers, da insbesondere zweidimensionale Phasenformen verwendet werden können. Auch die Kopplungsmittel lassen sich matrixförmig anordnen. Mit dem entsprechenden Multiphasenwandler gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kann somit ein komplexer dreidimensionaler Aufbau vermieden werden. Dadurch, dass zumindest eine Umspritzung vorgesehen ist, die die Phasen umgibt, lässt sich in besonders kostengünstiger Weise eine sichere Isolierung der Phasen erreichen. Außerdem kann die Umspritzung als Träger für die relativ massiven Kopplungsmittel verwendet werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Umspritzung auch das Kopplungsmittel zumindest teilweise umgibt. Damit kann eine korrekte Positionierung der Phase relativ zum Kopplungsmittel erreicht werden. Außerdem kann der andernfalls erforderliche Fügeprozess der Kopplungsmittel entfallen, insbesondere bei zweiteiligen Kopplungsmitteln.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist zumindest ein Haltemittel vorgesehen, das mit der Umspritzung verbunden ist und zur Befestigung zumindest eines Teils des Kopplungsmittels. Dadurch erleichtert sich die Montage, da das Kopplungsmittel sehr einfach und positionsgenau eingeklipst werden kann. Die Montagegenauigkeit eines zweiteiligen Kopplungsmittels erhöht sich, wenn zumindest das erste Teil des Kopplungsmittels von der Umspritzung umgeben ist, während das zweite Teil durch das Haltemittel mit dem zweiten Teil verbunden ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung besteht die Umspritzung aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Werkstoff. Durch die geeignete Materialauswahl lassen sich Materialausdehnungen des Kunststoffs und des Kopplungsmittels gering halten bei kostengünstiger Massenfertigung.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Phasen als Stanzgitter und/oder als Teil einer Leiterplatte aufgebaut sind. Diese Art der Herstellung ist besonders kostengünstig. Bei der der Integration zumindest eines Teils der Phasen in einer Leiterplatte können weitere elektronische Komponenten wie die Schaltmittel dort angeordnet werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Phasen als Stanzgitter ausgebildet sind. Diese Art der Herstellung zeichnet sich durch günstige Herstellkosten aus. Bei einem sechsphasigen System können hierbei drei Phasen rechteckförmig und drei Phasen U-förmig ausgebildet werden. Im Wesentlichen können die selben geometrischen Formen verwendet werden, sodass sich die Herstellung weiter vergünstigt.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest zwei zu koppelnde Phasen zumindest teilweise von einem Kopplungsmittel umschlossen sind, wobei die zu koppelnden Phasen vorzugsweise mit unterschiedlicher Stromrichtung ansteuerbar sind. Vorzugsweise verlaufen die zu koppelnden Phasen in dem vom Kopplungsmittel umschlossenen Bereich zumindest teilweise annähernd parallel verlaufen. In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kopplungsmittel zumindest zwei magnetisch zu koppelnde Phasen jeweils in einem ersten Bereich und in einem zweiten Bereich umschließt. Durch diese gewählte Art der Kopplung können Standardteile wie beispielsweise planare Ferritkerne als Kopplungsmittel eingesetzt werden. Diese könnten einen rechteckförmigen bzw. doppelrechteckförmigen Querschnitt aufweisen. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kopplungsmittel matrixförmig angeordnet sind. Insbesondere bei einer rechteckförmigen Außenkontur der Kopplungsmittel können bei der vorgeschlagenen Verkopplung bei sechs Phasen die erforderlichen neuen Kopplungsmittel matrixförmig (3×3) und somit platzsparend und planar angeordnet werden. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kopplungsmittel zumindest zwei Teile umfasst, wobei eines der Teile einen U-, O-, I- oder E-förmigen Querschnitt aufweist. Durch diesen Aufbau lassen sich besonders einfach die zu koppelnden Phasen durch das Kopplungsmittel umgeben. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zwischen zwei Teilen ein Spalt, vorzugsweise ein Luftspalt vorgesehen ist. Auf diese Art und Weise lässt sich besonders einfach die Induktivität beeinflussen. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass mehrere, aus zumindest zwei Teilen bestehende Kopplungsmittel zumindest ein gemeinsames Teil aufweisen, vorzugsweise eine Metallplatte. Damit könnte sich die Montage erleichtern, da sämtliche Kopplungsmittel in nur einem Schritt durch das Aufsetzen der Platte geschlossen werden könnten.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Phase mit einer weiteren Phase gekoppelt ist zur zumindest teilweisen Kompensation des Gleichanteils des Stromverlaufs. In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Phase mit zumindest einer weiteren Phase magnetisch gekoppelt ist, die im Wesentlichen um etwa 180° phasenverschoben angesteuert ist. Dadurch ergibt sich eine besonders starke Kompensation der Gleichfelder, sodass die magnetische Aussteuerung weiter reduziert werden kann. Als weitere Folge können die Kopplungsmittel kleiner werden bzw. es kann auf einen Luftspalt verzichtet werden. Durch diese Art der Kopplung der Phasen können die Kopplungsmittel in einer geometrisch vorteilhaften Matrixanordnung vorgesehen werden. Diese zeichnet sich durch einfachen Aufbau, die Verwendung einfacher Kopplungsmittel wie planare Ferritkerne und geringe räumliche Ausdehnung aus. Außerdem können Filter geringer dimensioniert werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Schaltmittel bis die Phasen sequentiell ansteuern und dass eine Phase mit zumindest einer weiteren Phase magnetisch gekoppelt ist, die unmittelbar vorher und/oder nachher angesteuert ist. In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Phase mit zumindest einer weiteren Phase magnetisch gekoppelt ist, deren Einschalt- oder Ausschaltzeitpunkt unmittelbar vorher und/oder nachher liegt. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Phase mit zumindest zwei weiteren Phasen magnetisch gekoppelt ist, die jeweils unmittelbar vorher und nachher angesteuert sind. Durch diese Ansteuerungen ergeben sich relativ einfache Stromverläufe, die sich damit auch relativ einfach regeln lassen.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass drei Kopplungsmittel vorgesehen sind, um eine der Phasen mit drei weiteren Phasen magnetisch zu koppeln. In einer besonders zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass genau sechs Phasen vorgesehen sind, wobei die Kopplungsmittel jede der sechs Phasen mit drei weiteren der sechs Phasen magnetisch koppeln. Bei dieser Art der Verkopplung ist einerseits gewährleistet, dass sich die einzelnen Phasen noch unabhängig voneinander gesteuert werden können. Außerdem lässt sich die Ausfallsicherheit des Multiphasenwandlers erhöhen aufgrund der stärkeren Vernetzung der Phasen.
Durch die magnetische Kopplung einer Phase mit zumindest drei weiteren Phasen kann eine störende gegenseitige Beeinflussung der Phasen minimiert werden. Die zu verkoppelnden Phasen werden dabei so ausgewählt, dass eine optimale Kompensation erreicht werden kann. Dies erfolgt insbesondere durch ein gegenläufiges Stromprofil. Ziel ist es hierbei, dass die Phasen magnetisch so gekoppelt werden, dass sich das resultierende Magnetfeld aufgrund der verkoppelten Phasen minimiert. Dadurch lässt sich auf ein vom Bauraum her kleines Kopplungsmittel wie beispielsweise ein Ferritkern zur Kopplung der magnetischen Flüsse zurückgreifen. Durch eine entsprechende Kopplung konnte das Magnetfeld stark reduziert werden, sodass auch das entsprechende Kopplungsmittel, beispielsweise ein Ferritkern, in entsprechender Weise in seiner Masse reduziert werden kann. Bei der vorgeschlagenen Kopplung können die Phasen der Reihe nach angesteuert werden. Hierbei entstehen relativ einfache und somit leicht regelbare Stromverläufe. In besonders zweckmäßiger Weise wird eine Phase – bei einer Anordnung mit sechs Phasen – mit den beiden jeweils benachbarten Phasen und auch mit einer um 180 Grad verschobenen Phase verkoppelt. Als benachbarte Phase wird eine solche verstanden, die unmittelbar vorausgehend oder nachfolgend angesteuert wird. Bei der vorgeschlagenen magnetischen Kopplung ist darüber hinaus eine unabhängige Ansteuerung der einzelnen Phasen voneinander möglich.
Dadurch, dass Kopplungsmittel vorgesehen sind, die zumindest eine Phase mit zumindest drei weiteren Phasen magnetisch koppeln, lässt sich auch die Ausfallsicherheit erhöhen, da durch die zumindest dreifache Verkopplung eine höhere Vernetzung der Phasen erzielt wird, sodass der Ausfall einer Phase noch nicht zu unsicheren Betriebszuständen führen kann.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass solche Phasen miteinander verkoppelt werden, die näherungsweise gegenphasige Stromverläufe aufweisen. Dadurch ergibt sich eine starke Kompensation der Gleichfelder, sodass die magnetische Aussteuerung weiter reduziert werden kann. Als weitere Folge können die Kopplungsmittel kleiner werden bzw. es kann auf einen Luftspalt verzichtet werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass zumindest zwei, insbesondere drei Kopplungsmittel vorgesehen sind, um eine der Phasen mit zwei weiteren Phasen magnetisch zu koppeln, wobei zumindest eines der beiden Kopplungsmittel eine geringere Induktivität als das andere Kopplungsmittel, aufweist. Durch gezielte Wahl der Induktivität des Kopplungsmittels können verschiedene Aspekte beeinflusst und optimiert werden. Zum einen beeinflusst die Induktivität die Verlustleistung und damit auch die Wärmeentwicklung in den Kopplungsmitteln. Eine Reduzierung der Induktivität reduziert auch die Verlustleistung. Außerdem kann eine geringere Induktivität als Sättigungsschutz dienen. Dadurch sättigen Kopplungsmittel mit geringerer Induktivität erst später bei höheren Strömen, so dass sich der Multiphasenwandler im Fehlerfall noch länger in einem stabilen Betriebszustand betrieben werden kann. Andererseits reduziert eine hohe Induktivität den Stromripple, also die Welligkeit des Stroms.
Damit kann mit der Wahl der geeigneten Induktivität die Verlustverteilung, Sättigungsverhalten und Stromwelligkeit optimiert werden.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kopplungsmittel, das eine Phase mit einer Phase koppelt, die im Wesentlichen um etwa 180° phasenverschoben angesteuert ist, eine geringere Induktivität als zumindest eines der anderen Kopplungsmittel aufweist. Dadurch können diese in der Regel stärker belasteten Kopplungsmittel hinsichtlich der Verluste reduziert werden, so dass auch eine geringere Wärmeentwicklung erzielt wird.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass drei Kopplungsmittel vorgesehen sind, um eine der Phasen mit drei weiteren Phasen magnetisch zu koppeln, wobei zumindest eines der drei Kopplungsmittel eine geringere Induktivität als die beiden anderen Kopplungsmittel aufweist. Damit wird für eine Phase ein Sättigungsschutz realisiert, der sich positiv auf die Systemstabilität auswirkt. Zweckmäßiger Weise sollte für jede der vorzugsweise sechs Phasen ein Kopplungsmittel mit geringerer Induktivität vorgesehen sein. In einer zweckmäßigen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kopplungsmittel mit einem Luftspalt versehen ist. In besonders einfacher Weise kann dadurch die Induktivität des Kopplungsmittels beeinflusst werden. Wird bei sonst gleicher Bauweise des Kopplungsmittels ein Luftspalt vorgesehen, wird die Induktivität gegenüber der Version ohne Luftspalt verringert. Dies kann besonders zweckmäßig dadurch erfolgen, indem der mittlere der drei Schenkel des Kopplungsmittels gegenüber den beiden äußeren verkürzt wird, so dass sich dort ein Luftspalt ausbildet.
Weitere zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der Beschreibung.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine Schaltungsanordnung,
die 2 eine schematische Darstellung der jeweiligen Verkopplung der Phasen,
die 3 die räumliche Anordnung der verschiedenen Phasen und Kopplungsmittel,
die 4 einen Schnitt durch ein Kopplungsmittel mit zwei verkoppelten Phasen,
die 5 zwei typische Ausgestaltungen der Phasen gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 3,
die 6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels von zweiter, vierter und sechster Phase,
die 7 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels mit einer Umspritzung der Phasen und des ersten Teils des Kopplungsmittels,
die 8 eine Seitenansicht eines weiteren alternativen Ausführungsbeispiels mit kompletter Umspritzung der Phasen und des Kopplungsmittels sowie
die 9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels mit vorumspritzten Phasen.
Der Aufbau eines Multiphasenwandlers 10 ist gemäß 1 schaltungstechnisch dargestellt. Der hier beispielhaft beschriebene Multiphasenwandler 10 besteht aus sechs Phasen 11 bis 16. Jede der Phasen 11 bis 16 lässt sich einzeln über entsprechende Schaltmittel 21 bis 26 ansteuern, jeweils bestehend aus einem Highside-Schalter und einem Lowside-Schalter. Jeder Strom der Phasen 11 bis 16 fließt aufgrund magnetischer Kopplung mit drei weiteren Phasen durch drei Induktivitäten Lxx, die die entsprechenden Kopplungsmittel 31 bis 39 bewirken. Ein erstes Kopplungsmittel 31 koppelt die erste Phase 11 mit der zweiten Phase 12 magnetisch, so dass sich für die erste Phase 11 eine Induktivität L12, für die zweite Phase 12 eine Induktivität L21 ergibt. Ein sechstes Kopplungsmittel 36 koppelt die erste Phase 11 mit der sechsten Phase 16 magnetisch, so dass sich für die erste Phase 11 eine Induktivität L16, für die sechste Phase 16 eine Induktivität L61 ergibt. Ein siebtes Kopplungsmittel 37 koppelt die erste Phase 11 mit der vierten Phase 14 magnetisch, so dass sich für die erste Phase 11 eine Induktivität L14, für die sechste Phase 16 eine Induktivität L41 ergibt. Ein zweites Kopplungsmittel 32 koppelt die zweite Phase 12 mit der dritten Phase 13 magnetisch, so dass sich für die zweite Phase 12 eine Induktivität L23, für die dritte Phase 13 eine Induktivität L32 ergibt. Ein neuntes Kopplungsmittel 39 koppelt die zweite Phase 12 mit der fünften Phase 15 magnetisch, so dass sich für die zweite Phase 12 eine Induktivität L25, für die fünfte Phase 15 eine Induktivität L52 ergibt. Ein drittes Kopplungsmittel 33 koppelt die dritte Phase 13 mit der vierten Phase 14 magnetisch, so dass sich für die dritte Phase 13 eine Induktivität L34, für die vierte Phase 14 eine Induktivität L43 ergibt. Ein achtes Kopplungsmittel 38 koppelt die dritte Phase 13 mit der sechsten Phase 16 magnetisch, so dass sich für die dritte Phase 13 eine Induktivität L36, für die sechste Phase 16 eine Induktivität L63 ergibt. Ein viertes Kopplungsmittel 34 koppelt die vierte Phase 14 mit der fünften Phase 15 magnetisch, so dass sich für die vierte Phase 14 eine Induktivität L45, für die fünfte Phase 15 eine Induktivität L54 ergibt. Ein fünftes Kopplungsmittel 35 koppelt die fünfte Phase 15 mit der sechsten Phase 16 magnetisch, so dass sich für die fünfte Phase 15 eine Induktivität L56, für die sechste Phase 16 eine Induktivität L65 ergibt.
Ein Eingangsstrom I_E verteilt sich auf die sechs Phasen 11 bis 16. Am Eingang ist ein Kondensator als Filtermittel gegen Masse geschaltet. Die Ausgänge der Phasen 11 bis 16 sind an einem gemeinsamen Summationspunkt zusammengeführt und mittels einem nicht näher bezeichneten Kondensator als Filtermittel gegen Masse geschaltet. An dem gemeinsamen ausgangsseitigen Summationspunkt liegt dann der Ausgangsstrom I_A an. Die jeweils miteinander gekoppelten Induktivitäten Lxx sind mit unterschiedlichem Wicklungssinn zueinander orientiert wie durch die entsprechenden Punkte in 1 angedeutet.
In 2 ist systematisch dargestellt, wie die sechs Phasen 11 bis 16 durch entsprechende Kopplungsmittel 31 bis 39 miteinander verkoppelt sind. Wie bereits in Verbindung mit 1 beschrieben, werden sowohl benachbarte Phasen miteinander verkoppelt wie auch zusätzlich die um 180 Grad versetzte Phase. Als benachbarte Phase wird eine solche verstanden, die zeitlich unmittelbar vorausgehend oder nachfolgend angesteuert wird, das heißt deren Einschaltzeitpunkte zeitlich unmittelbar vorher oder nachher liegen. Im Ausführungsbeispiel wird die Bezeichnung der Phasen 11 bis 16 so gewählt, dass die Phasen 11 bis 16 entsprechend der Nummerierung nacheinander angesteuert werden, das heißt in der Reihenfolge (Angaben entsprechen den Bezugszeichen der Phasen): 11-12-13-14-15-16-11 usw., jeweils um 60 Grad bzw. um T/6 (360 Grad/Anzahl der Phasen) phasenverschoben, wobei T die Periodendauer eines Ansteuerzyklus darstellt. Diese Reihenfolge ist auch in 2 und 7 gezeigt. Das heißt die Startzeitpunkte für die verschiedenen Phasen 11 bis 16 sind um jeweils 60 Grad phasenverschoben bzw. um jeweils T/6 zeitlich verschoben. In 7 wird zwar die jeweilige Phase nach der zeitlichen Dauer T/6 wieder ausgeschaltet (PWM-Verhältnis 1/6). Je nach gewünschtem Spannungsverhältnis könnte die Abschaltung früher oder später, bis hin zu Dauer-Ein Te, erfolgen, je nach gewünschtem PWM-Signal (zwischen 0% (Dauer-Aus, Te = 0) und 100% (Dauer-Ein, Te = T), bezogen auf eine Periodendauer T).
In 3 ist nun schematisch der matrizenhafte räumliche Aufbau des in 2 gezeigten Konzepts abgebildet. Hierbei sind die Kopplungsmittel 31 bis 39 vorzugsweise als planare Spulenkerne, beispielsweise Ferritkerne, ausgebildet, die jeweils zwei Hohlräume aufweisen. In diesen Hohlräumen des Kopplungsmittels 31 bis 39 sind jeweils zwei Leiter bzw. Phasenabschnitte zweier zu verkoppelnder Phasen umschlossen, die in diesen Abschnitten unterschiedliche Stromrichtungen aufweisen wie durch die Pfeile angedeutet.
Unter Verweis auch auf 5 lassen sich zwei geometrische Formen der Phasen 11 bis 16 bzw. Stromschienen oder Leitern der Phasen 11 bis 16 ausmachen. Die erste Phase 11, dritte Phase 13 sowie fünfte Phase 15 sind U-förmig ausgebildet. Diese drei Phasen 11, 13, 15 verlaufen vorzugsweise alle in derselben Ebene. In einer weiteren hierzu beabstandeten und parallelen Ebene – im Ausführungsbeispiel gemäß 3 oberhalb – verlaufen die zweite, vierte und sechste Phase 12, 14, 16. Zweite, vierte sowie sechste Phase 12, 14, 16 sind rechteckförmig bzw. mäanderförmig ausgebildet. Sie sind hierbei so angeordnet, dass sie mit der jeweils zu verkoppelnden Phase U-förmigen Phase 11, 13, 15 in dem jeweiligen Kopplungsmittel 31 bis 39 umschlossen werden bei unterschiedlicher Stromrichtung.
Unter Bezugnahme auf die Schnittdarstellung in 4 wird die in 3 dargestellte Kopplung beispielhaft anhand der ersten Phase 11 und der zweiten Phase 12 erläutert. Das erste Kopplungsmittel 31 besteht aus einem E-förmigen ersten Teil 44 und einem plattenförmigen zweiten Teil 43, die die Spulenkerne bilden. Die Schenkel des ersten Teils 44 mit E-förmigen Querschnitt sind alle gleich lang, sodass sie durch das plattenförmige (I-förmiger Querschnitt) zweite Teil 43 ohne Luftspalt geschlossen werden können. Der vorzugsweise bandförmige Abschnitt der ersten Phase 11 ist jeweils in dem unteren Bereich des Kopplungsmittels 31 eingebracht. Diese gezeigten Abschnitte der ersten Phase 11 liegen in derselben Ebene, sind zueinander also planar. Die Stromrichtung entspricht derjenigen durch Pfeile angedeuteten Stromrichtung gemäß 3. Im jeweils darüberliegenden Bereich des ersten Kopplungsmittels 31 kommt nun die zweite Phase 12, vorzugsweise ebenfalls bandförmig ausgebildet, zu liegen. Auf der anderen Seite des ersten Kopplungsmittels 31 werden in dessen weiterem Hohlraum erste und zweite Phase 11, 12 in jeweils gegenüber der Stromrichtung im anderem Hohlraum entgegen gesetzter Stromrichtung durchgeführt. Dies erfolgt im Fall des ersten Kopplungsmittels 31 dadurch, dass sowohl die erste Phase 11 als auch die zweite Phase 12 an der oberen Stirnseite des ersten Kopplungsmittels 11 in einer 180 Grad-Biegung wieder durch den anderen Hohlraum zurückgeführt werden. Auch die beiden Abschnitte der zweiten Phase 12, die vom ersten Kopplungsmittel 31 umschlossen werden, befinden sich in derselben Ebene, sind also planar ausgebildet. Die Ebene der ersten Phase 11 und die Ebene der zweiten Phase 12 sind zumindest im inneren Bereich des ersten Kopplungsmittels 31 parallel und beabstandet zueinander ausgebildet.
Durch das erste Kopplungsmittel 31 sind nun die erste Phase 11 und die zweite Phase 12 miteinander magnetisch verkoppelt. Durch die angedeutete antiparallele Stromführung wird erreicht, das resultierende Magnetfeld möglichst gering zu halten, sodass die Größe des Kopplungsmittels 31 minimiert werden kann. Außerdem ist zwischen der ersten Phase 11 und der zweiten Phase 12 jeweils eine Isolierung 45 vorgesehen zur elektrischen Trennung der beiden Phasen 11, 12 voneinander und jeweils zum Kopplungsmittel 31.
In gleicher Weise ist die zweite Phase 12 über das zweite Kopplungsmittel 32 mit der dritten Phase 13 gekoppelt. Außerdem ist die zweite Phase 12 mittels des neunten Kopplungsmittels 39 mit der fünften Phase 15 verkoppelt. Die weiteren entsprechenden Kopplungen lassen sich der 3 entnehmen und werden nicht nochmals eigens beschrieben.
In 6 ist eine perspektivische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels der mäanderförmigen oder S-förmigen zweiten, vierten bzw. sechsten Phase 12, 14, 16 gezeigt. Im wesentlichen laufen die mäanderförmigen Phasen 12, 14, 16 in einer Ebene. Allerdings weisen sie Abklappungsbereiche 60 auf, die senkrecht zu der Hauptebene orientiert sind. Diese Abklappungsbereiche 60 sind um ca. 90° abgewinkelt gegenüber der Hauptebene und jeweils seitlich wechselseitig versetzt angeordnet. Sie verbinden jeweils die in der Hauptebene liegenden Abschnitte. Die in der Hauptebene liegende Bereiche der Stromschienen der mäanderförmigen Phasen 12, 14, 16 werden von den Kopplungsmitteln 31 bis 39 umgeben zusammen mit Abschnitten der jeweiligen u-förmigen Phasen 11, 13, 15, deren Hauptebene parallel und beabstandet zu derjenigen der mäanderförmigen Phasen 12, 14, 16 orientiert ist. Das Ausbilden der Abklappungsbereiche 60 trägt zur Reduzierung des Platzbedarfs des Multiphasenwandlers 10 bei, da nun die benachbarten mäanderförmigen Phasen 12 und 16 bzw. 16 und 14 näher zusammenrücken können. Die Leiterbahnen der mäanderförmigen Phasen 12, 14, 16 sind insbesondere bandförmig ausgebildet. Die Übergänge der Abschnitte der Stromschiene der Hauptebene zu den Abklappungsbereichen 60 sind seitlich verrundet.
Ebenfalls senkrecht zu der Hauptebene der mäanderförmigen Phasen 12, 14, 16 ist ein Anschluss 96 vorgesehen zur Beaufschlagung der Phasen 12, 14, 16 mit Strom. Auf der zum Anschluss 96 gegenüberliegenden Seite ist eine in der Hauptebene liegende Anschlussfläche 97 vorgesehen zur Kontaktierung mit einer Sammelschiene. Beginnend mit dem senkrecht zur Hauptebene orientierten Anschluss 96 wird die bandförmige Stromschiene bei Erreichen der Hauptebene durch eine Abkantung um 90° lediglich in ihrer Richtung geändert und verläuft dann in der Hauptebene nach links bis zum ersten, linken Abklappungsbereich 60. Dieser umfasst sowohl eine Abkantung um 90°, so dass die schmale Seitenfläche der Stromschiene parallel zur Hauptebene orientiert ist. Auch weist der Abklappungsbereich zwei Richtungsänderungen der Stromschienen um jeweils 90°, um die gewünschte mäander- bzw. S-förmige Struktur zu erreichen. Nach der zweiten Richtungsänderung der Stromschiene verläuft diese wieder nach erneuter Abkantung in der Hauptebene von links nach rechts, bis sich über eine Abkantung ein weiterer, rechter Abklappungsbereich 60 anschließt. Dies wiederholt sich, so dass sechs in der Hauptebene verlaufende Stromschienenabschnitte entstehen, die jeweils seitlich durch drei bzw. zwei Abklappungsbereiche 60 verbunden sind. Der letzte, hintere Abklappungsbereich 60 verbindet den letzten in der Hauptebene verlaufenden Stromschienenabschnitt mit der Anschlussfläche 97, die ebenfalls in der Hauptebene verläuft.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 wird nun das erste Teil 44 des Kopplungsmittels 31 bis 39 der entsprechenden Phasen 11, 12 mit einer Umspritzung 114 versehen. Die Enden der Schenkel des E-förmigen ersten Teils 44 sind nicht mehr von der Umspritzung 114 umgeben, sondern können direkt durch das I-förmige zweite Teil 43 geschlossen werden. Dank der Umspritzung 114 ist eine genaue, lagegerechte Fixierung der Phasen 11, 12 relativ zum Kopplungsmittel 31 bis 39 möglich. Die Umspritzung 114 umgibt zur Isolation sowohl die einzelnen Phasen 11, 12, so dass diese zueinander isoliert sind. Außerdem unterbindet die Umspritzung auch eine elektrisch leitende Kontaktierung der Phasen 11, 12 zu dem Kopplungsmittel 31 bis 39. Darüber hinaus sind Haltemittel 116 vorgesehen, die mit der Umspritzung 114 verbunden sind und zur Aufnahme des zweiten Teils 43 in der Weise dienen, dass die Schenkel des E-förmigen ersten Teils 44 durch das zweite Teil 43 geschlossen werden. Hierzu sind die Haltemittel 116 an der Seite der Umspritzung 114 angeordnet, an der sich auch die Endflächen der Schenkel des ersten Teils 44 befinden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 8 umgibt eine gemeinsame Umspritzung 118 sowohl das erste Teil 44 wie auch das zweite Teil 43, die das Kopplungsmittel 31 bis 39 bilden, zusammen mit zumindest den beiden zu koppelnden Phasen 11, 12.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 9 zeigt bereits eine vorumspritzte Phase 11. Diese Phase 11 ist hierzu von einer Umspritzung 120 umgeben. Die vorumspritzten Phase 11 werden in bereits beschriebener Weise von Kopplungsmitteln 31 bis 39 umgeben, die wiederum von einem Träger 107 gehalten werden.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele arbeiten wie nachfolgend näher erläutert. Multiphasenwandlern 10 bzw. DC/DC-Wandler mit hohen Leistungen ohne besondere Isolationsanforderungen können bevorzugt in mehrphasigen Anordnungen realisiert werden. Dadurch verteilt sich der hohe Eingangstrom I_E beispielsweise in Höhe von 300 A auf die verschiedenen sechs Phasen 11 bis 16 in Höhe von jeweils 50 A. Durch die anschließende Überlagerung der einzelnen Ströme zu einem Ausgangsstrom I_A kann ein geringerer Wechselstromanteil erzielt werden. Dann können die entsprechenden Eingangs- bzw. Ausgangsfilter gemäß 1, beispielhaft als Kondensatoren eingezeichnet, entsprechend klein ausfallen. Die Ansteuerung der Phasen 11 bis 16 erfolgt sequentiell, das heißt nacheinander, so dass die Einschaltzeitpunkte jeweils 60 Grad (bzw. zeitlich um T/6) phasenverschoben sind (bei dem beschriebenen Sechs-Phasen-System), wie dies in 7 bereits näher gezeigt wurde. Abhängig von den gewünschten Spannungsverhältnissen werden die jeweiligen Phasen 11 bis 16 mit unterschiedlicher Dauer bestromt. Der entsprechende High-Side-Schalter des Schaltmittels 21 bis 26 wird hierzu geschlossen. Die Phase 11 bis 16 wird nicht bestromt, wenn der entsprechende Low-Side-Schalter des Schaltmittels 21 bis 26 geschlossen ist. Alternativ könnten auch solche Phasen 11 bis 16 als benachbart angesehen werden, deren Ausschaltzeitpunkte unmittelbar vorher oder nachher liegen. Dann würden die entsprechenden Einschaltpunkte variabel in Abhängigkeit vom gewünschten PWM-Signal gewählt werden.
Es wird nun jeweils eine Phase 11 mit zumindest drei weiteren Phasen 12, 14, 16 miteinander magnetisch gekoppelt, und zwar in der Weise, dass die Gleichanteile der einzelnen Phasen jeweils durch andere Phasen möglichst stark kompensiert werden. Dadurch reduziert sich das resultierende Magnetfeld, so dass die Auslegung der Kopplungsmittel 31 bis 39 bzw. des magnetischen Kreises nur noch im Wesentlichen auf das vom Wechselanteil erzeugte Magnetfeld erfolgen muss. Dadurch können die Kopplungsmittel 31 bis 39 wie beispielsweise Spulenkerne entsprechend klein dimensioniert werden, was zu erheblichen Ersparnissen an Kopplungsmaterial, Masse und Kosten führt. Insbesondere der Bauraum lässt sich dadurch stark reduzieren.
Neben den beiden mit Blick auf die Ansteuerung (Einschalt- bzw. Ausschaltzeitpunkte) benachbarten Phasen wird nun vorzugsweise die dritte zu verkoppelnde Phase derart ausgewählt, dass eine störende gegenseitige Beeinflussung der Phasen minimiert wird. Die Auswahl erfolgt so, dass eine optimale Kompensation des Gleichstromanteils erzielt wird. Hierbei hat sich ergeben, dass sich neben den benachbarten Phasen (+/–60 Grad Phasenverschiebung der Einschaltzeitpunkte bei sechs Phasen, für die erste Phase 11 wären die benachbarten Phasen somit die zweite Phase 12 und die sechste Phase 16) auch die Phase mit einem Phasenversatz von 180 Grad (für die erste Phase 11 wäre dies die vierte Phase 14) besonders eignet, da sich dort eine sehr hohe Auslöschung des Gleichanteils ergibt. Die beiden Ströme durch die gekoppelten Phasen 11, 14 fließen entgegengesetzt im siebten Kopplungsmittel 37. Der resultierende Strom I res für die Magnetisierung des Kopplungsmittels 37 wird dabei nur durch die Differenz der Ströme I res ausgelöst. Die Gleichfelder heben sich größtenteils auf. Der reduzierte Gleichanteil macht sich positiv bemerkbar für die Geometrie des Kopplungsmittels 31 bis 39, welches nun mit einem geringeren Volumen auskommen kann. Bei sechs Phasen 11 bis 16 hat sich die in den 1 bis 3 gezeigte Kopplung als besonders geeignet herausgestellt.
Magnetische Kopplung
Prinzipiell lassen sich zwei Phasen magnetisch koppeln, indem die beiden Phasen mit antiparalleler Stromführung durch ein rechteckförmiges oder ringförmiges Kopplungsmittel 31 bis 41 geführt werden. Wesentlich ist, dass das Kopplungsmittel 31 bis 41 in der Lage ist, einen magnetischen Kreis auszubilden. Dies ist bei einer im Wesentlichen geschlossenen Struktur möglich, die auch einen Luftspalt umfassen kann. Weiterhin besteht das Kopplungsmittel 31 bis 41 aus einem Magnetfeld leitenden Material mit geeigneter Permeabilität.
Das der 3 zu Grunde liegende Kopplungskonzept lässt sich exemplarisch anhand der 4 erläutern. Wesentlich ist, dass die zu verkoppelnden Phasen – gemäß 4 sind es erste Phase 11 und zweite Phase 12 – mit gegenläufigem Stromfluss angesteuert werden. Die jeweils entsprechenden magnetischen Felder heben sich im Wesentlichen betreffend ihres Gleichanteils auf, so dass überwiegend nur noch der Wechselanteil zur Magnetfelderzeugung beiträgt. In der Folge können die entsprechenden Kopplungsmittel 31 bis 41 kleiner werden bzw. es kann auf einen Luftspalt verzichtet werden.
Ein mögliches Realisierungskonzept des Ausführungsbeispiels gemäß 3 könnte aus einer Leiterplatte bestehen, in die die neun Kopplungsmittel 31 bis 39, hier vorzugsweise Planarkerne, eingebettet sind. Auf dieser Leiterplatte können alle Schaltmittel 21 bis 26, jeweils bestehend aus Highside- bzw. Lowside-MOSFETS als mögliche Ausführungsbeispiele integriert werden. Auch die Wicklungen für die erste, dritte und fünfte Phase 11, 13, 15 können in diese Leiterplatte integriert werden. Die anderen Wicklungen der zweiten, vierten und sechsten Phase 12, 14, 16 könnten über ein kostengünstigeres Kupferstanzgitter realisiert werden. Alternativ könnten auch die weiteren Wicklungen der zweiten, vierten und sechsten Phase 12, 14, 16 in der Leiterplatte integriert sein.
Realisierungen, bei denen alle Wicklungen in Form von Kupferschienen bzw. Leiterplatten ausgeführt sind, wären ebenfalls möglich. Ein weiterer Vorteil des Aufbaus gemäß 3 besteht in den kurzen Wegen der Phasen 11 bis 16 durch alle Kopplungsmittel 31 bis 39 sowie der einfache Aufbau ohne Überkreuzungen.
Aufbau Kopplungsmittel
Bei den Kopplungsmitteln 31 bis 41 handelt es sich um Mittel einer induktiven Kopplung wie beispielsweise ein Eisen- oder Ferritkern eines Transformators, auf dem die zu verkoppelnden Phasen 11 bis 16 ein Magnetfeld erzeugen. Das Kopplungsmittel 31 bis 42 schließt den magnetischen Kreis der zwei verkoppelten Phasen 11 bis 16.
Die Wahl des Materials des Kopplungsmittels 31 bis 38 und der Permeabilität spielt für die Kopplung keine so große Rolle. Wird kein Luftspalt verwendet, steigt die Permeabilität des magnetischen Kreises, wodurch die Induktivität der Spule größer wird. Dadurch wird der Stromanstieg flacher und die Stromformen nähern sich mehr dem idealen Gleichstrom an. Je näher die Kurvenformen einem Gleichstrom kommen, je geringer ist die resultierende Stromdifferenz zwischen den beiden Phasen, die (entgegengesetzt) durch einen Kern als Kopplungsmittel 31 bis 42 geführt werden. Der Aufwand für Filter wird dadurch reduziert. Auf der anderen Seite reagiert ein System ohne Luftspalt sehr sensibel auf die unterschiedlichen Ströme zwischen den Phasen 11 bis 16. Obwohl das System dazu neigt, bei geringeren Stromfehlern in Sättigung zu gehen, ist es durch die Mehrfachverkopplung aber immer noch recht stabil.
Aufbau der Phasen
Fertigungstechnisch besonders vorteilhaft ist die Verwendung lediglich zweier geometrischer Formen der Phasen 11 bis 16 wie in 5 in der Draufsicht dargestellt. Die eine Grundform weist hierbei einen U-förmigen Verlauf auf und liegen in derselben Ebene. Die zweite Grundform ist im Wesentlichen rechteck- bzw. mäanderförmig, ebenfalls in derselben Ebene liegend. Die gezeigten Abschnitte können als Bandleiter in Form von Stanzgittern oder in entsprechenden Leiterbahnen in einer Platine integriert sein. Wie in Verbindung mit den 3 und 6 beschrieben werden die U-förmigen Phasen 11, 13, 15 so zueinander angeordnet, dass sie auf einer ersten Ebene zu liegen kommen.
Entsprechend werden auch die rechteck- bzw. mäanderförmigen Phasen 12, 14, 16 so angeordnet, dass sie auf einer zweiten Ebene zu liegen kommen. Diese beiden Ebenen werden parallel und beabstandet so zueinander angeordnet, dass die jeweils zu koppelnden Phasenabschnitte durch die Kopplungsmittel 31 bis 39 umgeben werden können.
Grundsätzlich wären jedoch auch alternative Ausgestaltungen der Phasenformen denkbar, ohne den Grundgedanken des vorzugsweise planaren Aufbaus zu verlassen.
Insbesondere sind gewisse Anpassungen denkbar, um den Platzbedarf der Gesamtanordnung weiter zu reduzieren. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Geometrie der Phasen 11 bis 16 soll erreicht werden, dass die Kopplungsmittel 31 bis 39 näher an den jeweils benachbarten Kopplungsmitteln 31 bis 39 angeordnet werden können. Dies lässt sich beispielsweise gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 6 dadurch erreichen, dass die Enden der Stromschienen der Phasen 12, 14, 16 abgeklappt sind in Abklappungsbereichen 60. Sobald die gekoppelten Phasenbereiche (solche Bereiche, die von den Kopplungsmitteln 31 bis 39 umgeben werden) die Kopplungsmittel 31 bis 39 verlassen, ändert sich die Richtung gegenüber derjenigen innerhalb des Kopplungsmittels 31 bis 42. Dadurch können die Kopplungsmittel 39, 35; 35, 34; 32, 38; 38, 33 näher zusammen rücken. Hierbei können die mäanderförmigen Stromschienen der jeweiligen Phasen 12, 14, 16 auch an den Seiten hochgebogen werden.
Aufbau- und Verbindungstechnik
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 7 ist nun das erste Teil 44 zusammen mit den Phasen 11, 12 in einem Kunststoff 114 eingebettet. Dies könnte durch Umspritzen, Vergießen oder durch ähnliche Prozesse erfolgen. Unter dem Begriff „Umspritzung” wird auch ein Verguss verstanden im Sinne, dass flüssiges oder pastöses Material das zu umspritzende Teil umgibt und aushärtet. Das zweite Teil 43 wird auf die bereits im Kunststoff eingebettete Kernhälfte 44 montiert, beispielsweise durch Klipsen. Aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der Kopplungsmittel 31 bis 39 und der Umspritzung 114 ist eine genaue Auswahl der Materialien erforderlich. Möglicherweise wird anstelle des thermoplastischen Verfahrens auf einen duroplastischen Werkstoff zurückgegriffen mit entsprechenden Verarbeitungsprozessen (beispielsweise Vergießen). Durch die Umspritzung 114 lässt sich insbesondere der in 3 gezeigte matrixförmige Aufbau der Phasen 11 bis 16 realisieren, die auf zwei parallelen und beabstandeten Ebenen angeordnet sind.
Bei dem alternativen Konzept gemäß 8 sind nun beide Teile 43, 44 der Kopplungsmittel 31 bis 39 gemeinsam umspritzt.
Bei dem Konzept gemäß der 9 erfolgt eine Vorumspritzung der Phasen 11 bis 16, die dann von den Kopplungsmitteln 31 bis 39 umgeben werden und anschließend in einem Träger 107 zusammengeführt werden. Hierbei werden nur die Stanzgitter der Phasen 11, 13, 15, die auf einer Ebene angeordnet sind, umspritzt. Um diese Umspritzung 120 werden dann die Kopplungsmittel 31 bis 39 sowie die Phasen 12, 14, 16 der zweiten Ebene montiert. Benachbarte Kopplungsmittel 31 bis 39 können zueinander durch Träger 107 gehalten werden.
Der beschriebene Multiphasenwandler 10 eignet sich insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeugbordnetz, bei dem insbesondere dynamische Lastanforderungen von untergeordneter Bedeutung sind. Insbesondere für solche vergleichsweise trägen Systeme eignet sich der beschriebene Aufbau.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2009/114873 A1 [0001]
EP 1145416 B1 [0002]
DE 10039890 A1 [0003]
DE 19500943 C1 [0004]

Claims

Multiphasenwandler, umfassend mehrere elektrische Phasen (11 bis 16), die jeweils durch Schaltmittel (21 bis 26) ansteuerbar sind, wobei zumindest ein Kopplungsmittel (31 bis 39) vorgesehen ist, das zumindest eine erste Phase (11) mit zumindest einer weiteren Phasen (12, 14, 16) magnetisch koppelt, wobei zumindest zwei zu koppelnde Phasen (11, 12) zumindest teilweise von dem Kopplungsmittel (31) umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Umspritzung (114, 118, 120) vorgesehen ist, die die Phasen (11 bis 16) umgibt.
Multiphasenwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung (114, 118, 120) auch das Kopplungsmittel (31 bis 39) zumindest teilweise umgibt.
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Haltemittel (116) vorgesehen ist, das mit der Umspritzung (114, 118, 120) verbunden ist und zur Befestigung des Kopplungsmittels (31 bis 39).
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel (31 bis 39) zumindest aus einem ersten Teil (44) und einem zweiten Teil (43) aufgebaut ist.
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das erste Teil (44) von der Umspritzung (114, 118, 120) umgeben ist, während das zweite Teil (43) durch das Haltemittel (116) mit dem zweiten Teil (44) verbunden ist.
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Phasen (11, 13, 15), vorzugsweise drei Phasen, räumlich in einer ersten Ebene angeordnet sind und dass zumindest zwei weitere Phasen (12, 14, 16), vorzugsweise drei weitere Phasen, räumlich in einer zweiten Ebene, die parallel und beabstandet zur ersten Ebene ist, verlaufen.
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Phase (11 bis 16) U-förmig, rechteckförmig und/oder mäanderförmig ausgebildet ist.
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die an der einen Ebene angeordnete Phase (11, 13, 15) U-förmig und die an der zweiten Ebene, die parallel und beabstandet zur ersten Ebene ist, angeordnete Phase (12, 14, 16) mäanderförmig ausgebildet ist.
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase (12, 14, 16) zumindest einen Abklappungsbereich (60) aufweist.
Multiphasenwandler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umspritzung (114, 118, 120) aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Werkstoff besteht.