DE102011116692A1 - Multiphase inductors module - Google Patents
Multiphase inductors module Download PDFInfo
- Publication number
- DE102011116692A1 DE102011116692A1 DE102011116692A DE102011116692A DE102011116692A1 DE 102011116692 A1 DE102011116692 A1 DE 102011116692A1 DE 102011116692 A DE102011116692 A DE 102011116692A DE 102011116692 A DE102011116692 A DE 102011116692A DE 102011116692 A1 DE102011116692 A1 DE 102011116692A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- inductance module
- core
- module according
- conductors
- multiphase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
- H01F27/263—Fastening parts of the core together
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F17/00—Fixed inductances of the signal type
- H01F17/04—Fixed inductances of the signal type with magnetic core
- H01F17/043—Fixed inductances of the signal type with magnetic core with two, usually identical or nearly identical parts enclosing completely the coil (pot cores)
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
- H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
Ein insbesondere für einen Gleichstrom-Spannungswandler geeignetes Mehrphasen-Induktivitätenmodul (1) umfasst eine Weichmagnet-Kernstruktur (2) und eine Mehrzahl von Leitern (3). Dabei umfasst die Kernstruktur (2) mindestens zwei Kernscheiben (4, 5), welche im Bereich mindestens einer Trennfläche (6) zusammengefügt sind. Die Leiter (3) sind untereinander identisch ausgeführt und gleichförmig um eine Achse (7) herum angeordnet. Längs der Trennfläche (6) erstrecken sich Kanäle (8), welche durch die beiden Kernscheiben (4, 5) begrenzt und in welche die Leiter (3) eingelegt sind. In den von jeweils einem Leiter (3) umschlossenen Bereichen bestehen Zonen mit gegenüber den verbleibenden Zonen des betreffenden Bereiches erhöhter effektiver Spaltdicke.A multiphase inductance module (1), which is suitable in particular for a DC voltage converter, comprises a soft magnetic core structure (2) and a plurality of conductors (3). In this case, the core structure (2) comprises at least two core disks (4, 5) which are joined together in the region of at least one separating surface (6). The ladder (3) are identical to each other and uniformly arranged around an axis (7) around. Along the separating surface (6) extending channels (8), which by the two core discs (4, 5) limited and in which the conductors (3) are inserted. In areas enclosed by a respective conductor (3), there are zones with an increased effective gap thickness compared to the remaining zones of the respective area.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mehrphasen-Induktivitätenmodul, insbesondere für einen Gleichstrom-Spannungswandler, umfassend eine Weichmagnet-Kernstruktur und eine Mehrzahl von Leitern.The present invention relates to a multi-phase inductance module, in particular for a DC-DC converter, comprising a soft magnetic core structure and a plurality of conductors.
Mehrphasen-Induktivitätenmodule der vorstehend genannten Art finden insbesondere Verwendung im Rahmen von Gleichstrom-Spannungswandlern. Einen einschlägigen Stand der Technik bilden insoweit beispielsweise die
Im Lichte des bestehenden Standes der Technik ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, ein Mehrphasen-Induktivitätenmodul der eingangs angegebenen Art bereitzustellen, dass sich im Sinne einer besonderen Gebrauchstauglichkeit durch eine ausgewogene Kombination praxisrelevanter Vorteile auszeichnet, insbesondere indem es kompakt und zugleich leistungsfähig, kostengünstig herstellbar und zugleich zuverlässig sowie effizient und zugleich tolerant hinsichtlich wechselnder Betriebsbedingungen ist.In the light of the existing state of the art, the present invention is directed to provide a multi-phase inductance module of the type specified that is characterized in terms of a particular suitability by a balanced combination of practical advantages, in particular by being compact and powerful at the same time, inexpensive to produce and at the same time reliable, efficient and at the same time tolerant of changing operating conditions.
Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung durch ein insbesondere für einen Gleichstrom-Spannungswandler geeignetes, eine Weichmagnet-Kernstruktur und eine Mehrzahl von Leitern umfassendes Mehrphasen-Induktivitätenmodul, welches sich durch die nachstehend angegebene Kombination von Merkmalen auszeichnet:
- – Die Kernstruktur umfasst mindestens zwei Kernscheiben, welche im Bereich mindestens einer Trennfläche zusammengefügt sind.
- – Die Leiter sind untereinander identisch ausgeführt und gleichförmig um eine Achse herum angeordnet.
- – Längs der Trennfläche erstrecken sich Kanäle, welche durch die beiden Kernscheiben begrenzt und in welche die Leiter eingelegt sind.
- – In den von jeweils einem Leiter umschlossenen Bereichen bestehen Zonen mit gegenüber den verbleibenden Zonen des betreffenden Bereiches erhöhter effektiver Spaltdicke.
- The core structure comprises at least two core disks, which are joined together in the region of at least one separating surface.
- - The conductors are identical to each other and arranged uniformly around an axis.
- - Along the separation surface extending channels, which are bounded by the two core discs and in which the conductors are inserted.
- - In areas enclosed by a conductor there are zones with an increased effective gap thickness compared to the remaining zones of the area concerned.
Indem die Kernstruktur mindestens zwei, im Bereich einer gemeinsamen Trennfläche zusammengefügte Kernscheiben umfasst, wobei sich längs jener Trennfläche Kanäle erstrecken, in welche die Leiter eingelegt sind, lassen sich erfindungsgemäße Mehrphasen-Induktivitätenmodule mit einem vergleichweise geringen Herstellungsaufwand fertigen. Dazu trägt insbesondere bei, dass – vor dem Zusammenfügen der beiden Kernscheiben – in die besagten Kanäle vorgefertigte Leiter eingelegt werden können, d. h. die Leiter nicht individuell auf Vorsprüngen der Kernstruktur gewickelt oder auf sonstige Weise geformt werden müssen. Zu besonders geringen Herstellungskosten vermag dabei weiterhin beizutragen, dass sämtliche Leiter untereinander identisch ausgeführt sind. Durch die gleichförmige Anordnung der Leiter um eine Achse herum ergibt sich eine ideale Symmetrie auch der elektrischen bzw. magnetischen Eigenschaften der einzelnen Phasen, was sich in einer besonders homogenen, gleichförmigen Spannungswandlung niederschlägt. Zu den hervorragenden Leistungsdaten des erfindungsgemäßen Mehrphasen-Induktivitätenmoduls trägt weiterhin bei, dass jeder jener Bereiche, die von jeweils einem Leiter umschlossen sind, im Bereich der Trennfläche Zonen aufweist, welche gegenüber den verbleibenden Zonen des betreffenden Bereichs eine erhöhte effektive Spaltdicke aufweisen. Dies verhindert eine magnetische Sättigung des induktive Effekte nutzenden Gesamtsystems, was hinwiederum erlaubt, dass ein mit dem erfindungsgemäßen Mehrphasen-Induktivitätenmodul ausgestatteter Gleichstrom-Spannungswandler hochdynamisch auf abrupte Änderungen der Eingangsspannung reagiert. Die erfindungsgemäß ausgeführte Kombination der Weichmagnet-Kernstruktur und der darin – in die betreffenden Kanäle – eingebetteten Leiter gewährleistet im Sinne optimaler Betriebseigenschaften sowohl den (ausgeprägten) magnetischen Anschluss benachbarter Leiter untereinander als auch, in reduziertem Umfang, den magnetischen Anschluss (die magnetische Koppelung) sämtlicher Leiter untereinander sowie einen bestimmten magnetischen Anschluss um jeden einzelnen, individuellen Leiter. All die vorstehend dargelegten hervorragenden technischen, funktionellen sowie wirtschaftlichen Vorteile lassen sich im übrigen, was einen weiteren bedeutenden Vorteil der vorliegenden Erfindung darstellt, bei einem besonders kompakten Mehrphasen-Induktivitätenmodul realisieren.By virtue of the fact that the core structure comprises at least two core disks which are joined together in the region of a common parting surface, channels extending along the parting surface into which the conductors are inserted, multiphase inductance modules according to the invention can be manufactured with a comparatively low manufacturing outlay. This contributes in particular to the fact that - before the joining of the two core disks - prefabricated conductors can be inserted into said channels, i. H. the conductors need not be individually wound on protrusions of the core structure or otherwise formed. At particularly low production costs can continue to contribute that all conductors are identical to each other. The uniform arrangement of the conductors around an axis results in an ideal symmetry of the electrical or magnetic properties of the individual phases, which is reflected in a particularly homogeneous, uniform voltage conversion. The outstanding performance data of the multiphase inductance module according to the invention further contributes to the fact that each of those regions, which are enclosed by a respective conductor, has zones in the region of the separation surface which have an increased effective gap thickness compared with the remaining zones of the relevant region. This prevents magnetic saturation of the overall system using inductive effects, which in turn allows a DC-DC converter equipped with the polyphase inductance module according to the invention to respond highly dynamically to abrupt changes in the input voltage. The inventively executed combination of soft magnetic core structure and therein - in the respective channels - embedded conductor ensures optimal operating characteristics both the (pronounced) magnetic connection of adjacent conductors with each other and, to a reduced extent, the magnetic connection (the magnetic coupling) all Conductors with each other and a specific magnetic connection around each individual, individual conductor. Incidentally, all the excellent technical, functional and economic advantages set out above, which is another significant advantage of the present invention, can be realized in a particularly compact multi-phase inductance module.
Herstellungstechnisch ist es besonders einfach, wenn die zwischen den beiden Kernscheiben bestehende Trennfläche eben ist, wobei die Achse des Induktivitätenmoduls zweckmäßigerweise auf der Trennebene, d. h. der Ebene der Trennfläche senkrecht steht. Dabei verlaufen die Leiter besonders bevorzugt zumindest abschnittsweise parallel nicht nur jeweils zueinander sondern auch zur Trennebene. Ein vergleichsweise einfacher Aufbau mit geringem Herstellungsaufwand und einer einfachen Montage sind die sich hieraus ergebenden Vorteile. Zwingend sind diese Gestaltungsmerkmale indessen nicht.From a manufacturing point of view, it is particularly simple if the separating surface existing between the two core disks is flat, the axis of the inductance module expediently being located on the parting plane, ie. H. the plane of the separating surface is vertical. In this case, the conductors are particularly preferably at least partially parallel not only to each other but also to the parting plane. A comparatively simple structure with low production costs and a simple assembly are the resulting advantages. However, these design features are not mandatory.
Gemäß einer ersten bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verlaufen in jedem Kanal zueinander parallele Abschnitte zweier einander benachbarter Leiter. Beim Betrieb des Mehrphasen-Induktivitätenmoduls im Rahmen eines Gleichstrom-Spannungswandlers sind die betreffenden, in jeweils einem Kanal parallel zueinander verlaufenden Abschnitte der beiden jeweils einander benachbarten Leiter typischerweise in entgegengesetzter Richtung stromdurchflossen. Die beiden jeweils betreffenden Leiter sind, mit anderen Worten, über ihre parallel zueinander im selben Kanal der Weichmagnet-Kernstruktur verlaufenden Abschnitte induktiv miteinander gekoppelt. Auch dies ist ein Merkmal, was sich positiv auf das Betriebsverhalten eines mit dem Mehrphasen-Induktivitätenmodul ausgestattetem Gleichstrom-Spannungswandlers auswirkt.According to a first preferred development of the invention, mutually parallel sections of two mutually adjacent conductors run in each channel. When operating the polyphase inductance module in the context of a DC-DC converter, the respective, in each case a channel parallel to each other Sections of the two mutually adjacent conductors typically flowed through in the opposite direction current. In other words, the two conductors in each case are inductively coupled to one another via their sections running parallel to one another in the same channel of the soft magnetic core structure. This too is a feature which has a positive effect on the performance of a DC-DC converter equipped with the polyphase inductance module.
Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung umfasst das Mehrphasen-Induktivitätenmodul, d. h. dessen Weichmagnet-Kernstruktur, zwei identisch ausgeführte und spiegelbildlich zueinander angeordnete Kernscheiben. Bei dieser Weiterbildung weisen somit beide Kernscheiben angrenzend an die gemeinsame Trennfläche jeweils die Kanäle bildende Nuten auf. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die an die Trennfläche angrenzenden Nuten der beiden Kernscheiben einander – zur Bildung eines gemeinsamen Kanals – teilweise überlappen, was sich gemäß einer weiterhin bevorzugten Weiterbildung vorteilhafter Weise dadurch erreichen lässt, dass die Nuten jeweils um eine gegenüber ihrer halben Breite geringeres Maß relativ zu einem zugeordneten Radius versetzt sind. Eine solche teilweise Überlappung der beiden jeweils einen gemeinsamen Kanal begrenzenden Nuten geht Hand in Hand mit einem entsprechenden Versatz der beiden in die betreffenden Nuten eingelegten Abschnitte der betreffenden Leiter in Umfangsrichtung, was sich besonders günstige auf das in der Kernstruktur induzierte Magnetfeld auswirkt.According to another preferred embodiment of the invention, the multiphase inductance module, d. H. its soft magnetic core structure, two identically designed and mirror images of each other arranged core discs. In this development, therefore, both core disks have adjacent to the common separation surface in each case the channels forming grooves. It is particularly advantageous in this case if the grooves of the two core disks adjoining the separating surface partially overlap one another to form a common channel, which according to a further preferred development can advantageously be achieved in that the grooves are each one opposite their half width smaller amount are offset relative to an associated radius. Such a partial overlap of the two respective common channel defining grooves goes hand in hand with a corresponding offset of the two inserted into the respective grooves sections of the respective conductors in the circumferential direction, which has a particularly favorable effect on the magnetic field induced in the core structure.
Zwingend ist der vorstehend erläuterte Versatz von jeweils zwei Nuten, welche gemeinsam einen Kanal definieren und begrenzen, indessen nicht. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können die besagten, in beiden Kernscheiben ausgeführten Nuten einander vielmehr auch vollständig überlappen, insbesondere indem sie sich – bei zwei identisch gestalteten Kernscheiben – exakt längs eines jeweils zugeordneten Radius' erstrecken.However, the above explained offset of two grooves, which together define and limit a channel, is imperative. In the context of the present invention, the said grooves which are embodied in both core disks can overlap each other completely, in particular by extending exactly along an respectively assigned radius' with two identically designed core disks.
Wenngleich eine identische Ausführung der beiden Kernscheiben unter Aspekten der Herstellungskosten günstig ist, so ist sie indessen keineswegs zwingend. Vielmehr kann die Weichmagnet-Kernstruktur auch aus zwei unterschiedlichen Kernscheiben zusammengefügt sein, namentlich dergestalt, dass nur eine der beiden Kernscheiben angrenzend an die gemeinsame Trennfläche Nuten aufweist. Im Hinblick auf eine gute Leistungscharakteristik ist dabei besonders vorteilhaft, wenn in den Nuten bzw. Kanälen zwischen den beiden jeweils darin aufgenommenen Leitern bzw. Leiterabschnitten Stege aus weichmagnetischem Material angeordnet sind, so dass die Leiterabschnitte nicht unmittelbar aneinander anliegen. Solche Stege können dabei integraler Bestandteil einer der beiden Kernscheiben sein. Es kann sich bei ihnen indessen auch um separate Teile handeln, welche zwischen den beiden Leiterabschnitten eingelegt werden. Entsprechendes gilt im Übrigen auch bei der weiter oben erläuterten Weiterbildung, bei welcher beide Kernscheiben angrenzend an die Trennfläche sich radial erstreckende, einander vollständig überlappende Nuten aufweisen, welche gemeinsam den jeweiligen Kanal begrenzen.Although an identical design of the two core disks is favorable in terms of manufacturing costs, it is by no means mandatory. Rather, the soft magnetic core structure can also be assembled from two different core disks, namely such that only one of the two core disks has grooves adjacent to the common separation surface. With regard to a good performance characteristic, it is particularly advantageous if webs of soft magnetic material are arranged in the grooves or channels between the two conductors or conductor sections accommodated therein so that the conductor sections do not rest directly against one another. Such webs can be an integral part of one of the two core disks. However, they can also be separate parts, which are inserted between the two conductor sections. The same applies, moreover, also in the case of the development explained above, in which both core disks have radially extending, mutually completely overlapping grooves adjacent to the parting surface, which grooves bound together the respective channel.
Die Höhe der vorstehend beschriebenen Stege ist zweckmäßigerweise geringer als die entsprechende Erstreckung der Nut bzw. des Kanals, sodass zwischen dem Steg und mindestens einer der beiden Kernscheiben ein Luftspalt verbleibt. Dies kommt der Leistungscharakteristik insbesondere bei dynamischen Vorgängen zugute.The height of the webs described above is expediently less than the corresponding extension of the groove or of the channel, so that an air gap remains between the web and at least one of the two core disks. This benefits the performance characteristics, especially in dynamic processes.
Zur Bereitstellung der weiter oben erläuterten Zonen erhöhter effektiver Spaltdicke zwischen den beiden zur Weichmagnet-Kernstruktur zusammengefügten Kernscheiben sind an mindestens einer der beiden Kernscheiben angrenzend an die Trennfläche, bevorzugt zentrumsnah benachbart zu der Achse Vertiefungen ausgeführt. Die räumliche Erstreckung jener Vertiefungen definiert dabei jeweils jene Zone, innerhalb derer in dem von den jeweils zugeordneten Leiter umschlossenen Bereich die effektive Spaltdicke gegenüber den verbleibenden Zonen des betreffenden Bereiches erhöht ist.In order to provide the zones of increased effective gap thickness explained above between the two core disks joined together to form the soft magnetic core structure, recesses are provided on at least one of the two core disks adjacent to the parting surface, preferably close to the center adjacent to the axis. The spatial extension of those recesses defines in each case that zone within which the effective gap thickness is increased in the region enclosed by the respective associated conductor with respect to the remaining zones of the relevant region.
Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens eine der Kernscheiben einen zentralen Durchbruch aufweist, in welchen die Kanäle münden. In dem betreffenden Durchbruch sind jeweils die beiden Abschnitte eines jeden Leiters, welche mit zugeordneten Abschnitten der beiden benachbarten Leiter parallel zueinander in gemeinsamen Kanälen verlaufen, über einen gebogenen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden. Der zentrale Durchbruch wirkt sich dabei nicht nur, indem er das Einlegen vorgefertigter Leiter in die Kernscheibe(n) erleichtert, günstig aus im Hinblick auf eine einfache, kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Mehrphasen-Induktivitätenmoduls; vielmehr ist er auch von Vorteil im Hinblick auf eine günstige Leistungscharakteristik des Induktivitätenmoduls.Yet another preferred development of the present invention is characterized in that at least one of the core disks has a central opening in which the channels open. In the respective breakthrough, the two sections of each conductor, which run with associated sections of the two adjacent conductors parallel to each other in common channels, are connected to each other via a curved connecting portion. The central breakthrough not only has a favorable effect in that it facilitates the insertion of prefabricated conductors into the core disk (s), in view of a simple, cost-effective production of the multiphase inductance module according to the invention; rather, it is also advantageous with regard to a favorable performance characteristic of the inductance module.
Gemäß einer wiederum anderen bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umschlingen die Leiter eine jeweils zwischen zwei benachbarten Kanälen verbleibende Erhebung der betreffenden Kernscheibe nur zu weniger als 360°, d. h. es liegt besonders bevorzugt jeweils nur eine unvollständige Umschlingung der betreffenden Erhebung durch den jeweils zugeordneten Leiter vor. Insbesondere haben sich trotz ihres vergleichsweise einfachen Aufbaus erfindungsgemäße Induktivitätenmodule als besonders leistungsfähig erwiesen, bei denen jeder der Leiter eine zugeordnete Erhebung der betreffenden Kernscheibe nur zu etwa zwei Drittel umschlingt. Diese Weiterbildung der Erfindung kommt somit mit vergleichsweise kurzen Leitern aus, was sich in entsprechend geringen Verlusten wie auch entsprechend geringen Herstellungskosten niederschlägt, wobei diese Bauweise auch einer einfachen, kostengünstigen Fertigung entgegen kommt, weil vorgefertigte Leiter besonders einfach in die entsprechenden Nuten der Kernscheibe(n) eingelegt werden können.According to yet another preferred embodiment of the present invention, the conductors wrap around a respective remaining between two adjacent channels elevation of the relevant core disk only less than 360 °, ie it is particularly preferred in each case only an incomplete looping of the relevant survey by the respective associated conductor. In particular, despite their relatively simple structure according to the invention Inductance modules proved to be particularly powerful, in which each of the conductors wraps around an associated survey of the relevant core disk only about two-thirds. This development of the invention thus comes with comparatively short conductors, which is reflected in correspondingly low losses as well as correspondingly low production costs, this design also accommodates a simple, cost-effective production, because prefabricated ladder particularly easy in the corresponding grooves of the core disc (n ) can be inserted.
Besonders bevorzugt weisen die Leiter jeweils radial außen mindestens einen individuellen Anschluss auf, an dem sie kontaktiert werden. Je nach der spezifischen Verwendung des Mehrphasen-Induktivitätenmoduls können die Leiter radial außen auch zwei individuell kontaktierbare Anschlüsse aufweisen. Gemäß einer anderen bevorzugten Weiterbildung sind die Leiter mit jeweils einem ihrer Enden mit einem gemeinsamen Anschluss kontaktiert. In dem zuletzt genannten Fall ist es besonders günstig, wenn der gemeinsame Anschluss einen um die Achse herum angeordneten Anschlussring umfasst, an welchen jeder der Leiter mit jeweils einem seiner Enden kontaktiert ist.Particularly preferably, the conductors each have at least one individual connection radially outward, at which they are contacted. Depending on the specific use of the multiphase inductance module, the conductors can also have two individually contactable connections radially on the outside. According to another preferred development, the conductors are each contacted with one of their ends to a common terminal. In the latter case, it is particularly favorable if the common connection comprises a connecting ring arranged around the axis, to which each of the conductors is in each case contacted by one of its ends.
Eine wiederum andere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Kernscheiben im Bereich der Trennfläche miteinander verklebt sind. Eine solche Form des dauerhaften Zusammenfügens der beiden Kernscheiben führt bei geringen Herstellungskosten zu einem langlebigen, dauerhaft zuverlässigen Induktivitätenmodul. Im Hinblick auf die Leistungscharakteristik, insbesondere bei dynamischen Vorgängen, ist es dabei besonders günstig, wenn – zur Bereitstellung einer Mindestspaltdicke zwischen den beiden Kernscheiben – in den Klebstoff Partikel eingebettet sind.Yet another preferred development of the invention is characterized in that the two core disks are glued together in the region of the separating surface. Such a form of permanent assembly of the two core disks results in low production costs to a long-lasting, permanently reliable inductance module. With regard to the performance characteristics, in particular in dynamic processes, it is particularly advantageous if - to provide a minimum gap thickness between the two core disks - are embedded in the adhesive particles.
Als Material für die Weichmagnet-Kernstruktur kommt insbesondere gesintertes Ferrit in Betracht. Indessen lässt sich die vorliegende Erfindung ersichtlich auch unter Verwendung anderer weichmagnetischer Materialen umsetzen.As a material for the soft magnetic core structure is in particular sintered ferrite into consideration. However, the present invention can also be realized using other soft magnetic materials.
Obgleich vorstehend die vorliegende Erfindung erläutert wurde anhand von Mehrphasen-Induktivitätenmodulen, bei denen die Weichmagnet-Kernstruktur aus zwei zusammengefügten Kernscheiben besteht, so ist darauf hinzuweisen, dass dies nicht zwingend ist. Vielmehr lässt sich die vorliegende Erfindung auch bei komplexer aufgebauten Induktivitätenmodulen anwenden, insbesondere bei solchen, bei denen die Kernstruktur drei geschichtete, bevorzugt in zwei zueinander parallelen Trennebenen zusammengefügte Kernscheiben umfasst. Bei einer solchen Ausgestaltung können insbesondere die beiden äußeren Kernscheiben identisch ausgeführt und spiegelbildlich zueinander angeordnet sein und zwischen sich eine Zwischenscheibe aufnehmen. Kanäle, in welchen Abschnitte der Leiter aufgenommen sind, die sich parallel erstrecken zu Abschnitten der jeweils benachbarten Leiter, können dabei – je nach den angestrebten Eigenschaften des Induktivitätenmoduls – im Bereich einer der beiden Trennflächen vorgesehen sein oder aber im Bereich beider Trennflächen.Although the present invention has been explained above with reference to multiphase inductance modules in which the soft magnetic core structure consists of two joined core disks, it should be noted that this is not mandatory. On the contrary, the present invention can also be applied to more complex inductance modules, in particular those in which the core structure comprises three layered core disks, which are preferably joined together in two mutually parallel parting planes. In such a configuration, in particular the two outer core disks can be made identical and arranged in mirror image to each other and record between them an intermediate disc. Channels, in which sections of the conductors are accommodated, which extend parallel to sections of the respectively adjacent conductors, can be provided in the region of one of the two separating surfaces or, depending on the desired properties of the inductance module, or in the area of both separating surfaces.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von vier in der Zeichnung veranschaulichten bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigtIn the following, the present invention is explained in more detail with reference to four preferred embodiments illustrated in the drawing. It shows
Das in den
Längs der Trennfläche
Die sechs in die Kernstruktur
Durch die Nuten
Wie dies insbesondere der
Die
Nach
Während bei dem in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 6362986 B1 [0002] US 6362986 B1 [0002]
- EP 2081287 A1 [0002] EP 2081287 A1 [0002]
- WO 2009/037135 A1 [0002] WO 2009/037135 A1 [0002]
- WO 01/75911 A1 [0002] WO 01/75911 A1 [0002]
- US 2003/0206087 A1 [0002] US 2003/0206087 A1 [0002]
Claims (16)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011116692A DE102011116692A1 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Multiphase inductors module |
PCT/EP2012/004235 WO2013060421A1 (en) | 2011-10-24 | 2012-10-10 | Multi-phase inductor module |
EP12780088.6A EP2771893B1 (en) | 2011-10-24 | 2012-10-10 | Multi-phase inductor module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011116692A DE102011116692A1 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Multiphase inductors module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102011116692A1 true DE102011116692A1 (en) | 2013-04-25 |
Family
ID=47115721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102011116692A Withdrawn DE102011116692A1 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Multiphase inductors module |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2771893B1 (en) |
DE (1) | DE102011116692A1 (en) |
WO (1) | WO2013060421A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015200716A1 (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-21 | Efficient Energy Gmbh | Switching Power Supply |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3025480A (en) * | 1958-03-28 | 1962-03-13 | Karl Rath | High frequency balancing units |
WO2001075911A1 (en) | 2000-04-03 | 2001-10-11 | Abb Ab | A multiphase induction device |
US6362986B1 (en) | 2001-03-22 | 2002-03-26 | Volterra, Inc. | Voltage converter with coupled inductive windings, and associated methods |
US20030206087A1 (en) | 2002-05-06 | 2003-11-06 | Square D Company | Magnetic system having three-dimensional symmetry for three phase transformers |
EP1476883B1 (en) * | 2002-01-21 | 2005-08-17 | Bombardier Transportation GmbH | Medium frequency transformer |
WO2009037135A2 (en) | 2007-09-13 | 2009-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Multiphase dc-dc converter |
EP2081287A1 (en) | 2008-01-16 | 2009-07-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Multi-parallel magnetic-field cancellation type transformer |
US20100253459A1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | Zimmerman Alan W | Inductor Having Separate Wire Segments |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4037407A1 (en) * | 1989-12-05 | 1991-06-06 | Asea Brown Boveri | Clip-on transformer giving improved measuring repeatability - uses self-aligning interlocking joints in toroidal core |
US8279037B2 (en) * | 2008-07-11 | 2012-10-02 | Cooper Technologies Company | Magnetic components and methods of manufacturing the same |
-
2011
- 2011-10-24 DE DE102011116692A patent/DE102011116692A1/en not_active Withdrawn
-
2012
- 2012-10-10 EP EP12780088.6A patent/EP2771893B1/en not_active Not-in-force
- 2012-10-10 WO PCT/EP2012/004235 patent/WO2013060421A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3025480A (en) * | 1958-03-28 | 1962-03-13 | Karl Rath | High frequency balancing units |
WO2001075911A1 (en) | 2000-04-03 | 2001-10-11 | Abb Ab | A multiphase induction device |
US6362986B1 (en) | 2001-03-22 | 2002-03-26 | Volterra, Inc. | Voltage converter with coupled inductive windings, and associated methods |
EP1476883B1 (en) * | 2002-01-21 | 2005-08-17 | Bombardier Transportation GmbH | Medium frequency transformer |
US20030206087A1 (en) | 2002-05-06 | 2003-11-06 | Square D Company | Magnetic system having three-dimensional symmetry for three phase transformers |
WO2009037135A2 (en) | 2007-09-13 | 2009-03-26 | Robert Bosch Gmbh | Multiphase dc-dc converter |
EP2081287A1 (en) | 2008-01-16 | 2009-07-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Multi-parallel magnetic-field cancellation type transformer |
US20100253459A1 (en) * | 2009-04-03 | 2010-10-07 | Zimmerman Alan W | Inductor Having Separate Wire Segments |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015200716A1 (en) * | 2015-01-19 | 2016-07-21 | Efficient Energy Gmbh | Switching Power Supply |
US9960681B2 (en) | 2015-01-19 | 2018-05-01 | Efficient Energy Gmbh | Multi-phase buck switching power supply |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2771893B1 (en) | 2015-12-30 |
EP2771893A1 (en) | 2014-09-03 |
WO2013060421A1 (en) | 2013-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2944583C2 (en) | Bobbin with core | |
DE102009004391A1 (en) | Stator for an electric motor | |
DE102011122023A1 (en) | Robot sheet package of an electric motor | |
DE10297146T5 (en) | Stator for a rotating electrical machine | |
DE102011054541A1 (en) | Device for inductive transmission of electrical energy | |
DE102007042824A1 (en) | Coil with variable permeability | |
DE102012102764A1 (en) | electric motor | |
DE19622186A1 (en) | Electric motor | |
DE102011106027A1 (en) | Transformer part for transmission system for charging traction batteries of electrical propelled motor car at loading station, has electrical coil arrangement comprising wire windings arranged at pliable holding frame | |
DE102020101149A1 (en) | Axial flux machine with mechanically fixed stator cores with radially extending sheet metal segments | |
DE102018005108A1 (en) | Ballast with outer circumferential iron core and iron core coils | |
EP3381107B1 (en) | Electrical sheet having printed web | |
DE19932475C2 (en) | Inductive component | |
WO2018167214A1 (en) | Segmented stator for or in an axial flux machine | |
EP2771893B1 (en) | Multi-phase inductor module | |
DE102014203945A1 (en) | Stator element for constructing a stator assembly for an electrical machine, stator assembly and method for constructing a stator assembly | |
DE10048492A1 (en) | Stator for axial field electrical machine, has stator coils positioned between radial spokes projecting inwards from stator ring | |
EP1501106A1 (en) | Ferrite core for inductive element | |
DE102016218822A1 (en) | Stator for an electric machine, electric machine for a motor vehicle and motor vehicle | |
DE3005567C2 (en) | ||
DE102009027661A1 (en) | Stator for use in an electric motor, particularly in actuator of motor vehicles, has radially extending carrier teeth for supporting coils and radially outer lying, individual carrier segments | |
DE102004008961B4 (en) | Coil body for closed magnetic core, has guiding units arranged outside supporting surface, winding space defined between units and under windings, and separating units designed as flat ledges | |
DE202004005652U1 (en) | Circular dynamo plate for the rotor or stator of an electric drive, has plate segments connected by interengaging complementary connector elements | |
DE19641388C2 (en) | Winding body for a transformer or a choke | |
EP3956909B1 (en) | Coil module and method for producing a coil assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRAETTINGER MOEHRING VON POSCHINGER PATENTANWA, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |