DE102019135066A1 - Integriertes magnetisches bauelement und gleichspannungswandler - Google Patents

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Abstract

Es werden ein IM-Bauelement und ein DC/DC-Wandler vorgesehen. Das Bauelement umfasst einen Magnetkern, Primärwicklungen und Sekundärwicklungen, wobei die Primär- und Sekundärwicklungen um Magnetsäulen gewickelt sind, um eine geschlossene Magnetflussschleife zu bilden; die Primärwicklungen eine um die erste und die zweite Magnetsäule gewickelte erste Primärwicklung und eine um die dritte und die vierte Magnetsäule gewickelte zweite Primärwicklung umfassen, Wicklungsrichtungen der ersten und zweiten Primärwicklungen entgegengesetzt sind; bei Anlegen von elektrischer Spannung an den Primärwicklungen durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die erste Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die zweite Magnetsäule gewickelt ist, aufgrund von induzierter elektromotorischer Kraft Strom fließt und durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die dritte Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule gewickelt ist, aufgrund von induzierter elektromotorischer Kraft Strom fließt.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 4. Januar 2019 eingereichten chinesischen Patentanmeldung Nr. 201910009023.1 und der am 4. Januar 2019 eingereichten chinesischen Patentanmeldung Nr. 201920013420.1 , deren gesamte Offenbarungen durch Verweis hierin aufgenommen werden.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet integrierter Magnettechnik und insbesondere ein integriertes magnetisches Bauelement (IM-Bauelement) und einen Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler).
  • HINTERGRUND
  • Für die Märkte für Elektrofahrzeuge (EV) und Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) sind Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler), die hohe Eingangsspannungen (etwa 200V bis 420V) in niedrige Ausgangsspannungen (etwa 10,8V bis 14,2V) und hohe Ausgangsströme (etwa 150A) umwandeln können, ganz wesentliche Bauelemente.
  • Gegenwärtig werden Abwärtswandler verbreitet genutzt. So werden beispielsweise für gewöhnlich LLC-Wandler, Halbbrückenwandler oder Vollbrückenwandler verwendet, um die Wirkung eines Bulk-Einstufenabwärtswandlers zu erzielen.
  • Um einen Wandler mit höherem Wirkungsgrad und kleinerem Volumen zu erhalten, wurde in bestehenden Techniken eine Idee der integrierten Magnettechnik vorgeschlagen, die einen Transformator und einen Ausgangsinduktor eines Stromverdoppler-Gleichrichters integriert. Die chinesische Patentanmeldung CN101860235A offenbart beispielsweise eine Struktur, bei der Wicklungen eines mit Ausgangsinduktoren integrierten Transformators um E-förmige Magnetkerne gewickelt werden, um integrierte Magnetik zu realisieren.
  • Unter Bezugnahme auf 1 offenbart die chinesische Patentanmeldung CN101860235A konkret ein IM-Halbbrücken-Stromverdoppler-Gleichrichtersystem 100. Das System 100 umfasst eine Phasenverschiebungs-Halbbrückenschaltung 101 (in 2 als Halbbrückenwandler bezeichnet) als Wechselrichter und eine Hauptquellenspannung erhaltende Einheit 102. Die Hauptquellenspannung erhaltende Einheit 102 umfasst eine IM-Komponente 103 vom Typ EE mit drei Magnetsäulen, und Primär- und Sekundärwicklungen der IM-Komponente 103 sind um einen linken und einen rechten Schenkel der IM-Komponente 103 gewickelt. Ein mittlerer Schenkel (auch als Mittelsäule bezeichnet) der IM-Komponente 103 wird verwendet, um magnetischen Fluss in einer entgegengesetzten Richtung auszugleichen, so dass der magnetische Fluss eine geschlossene Magnetflussschleife auf dem linken und rechten Schenkel der IM-Komponente 103 bilden kann.
  • Bei steigenden Anforderungen des Markts an Leistungsübertragung, beispielsweise wird gewünscht, dass eine Leistungsübertragung von 1500 Watt (W) bis 1800W erreicht werden kann, muss eine Größe der Wandler sehr groß sein, um die vorstehend genannten Leistungsanforderungen zu erfüllen. Je größer die Wandlergröße ist, desto höher sind die Herstellungskosten, und der magnetische Flussverlust führt zu Leistungsverlust.
  • Daher können die derzeitigen Techniken keinen Wandler mit einer relativ kleinen Größe und einer hohen Ausgangsleistung zur Hand geben.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenlegung sehen ein IM-Bauelement und einen DC/DC-Wandler, die eine relativ kleine Größe und einen geringen magnetischen Verlust aufweisen, vor.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein IM-Bauelement vorgesehen, das einen Magnetkern, Primärwicklungen und Sekundärwicklungen umfasst, wobei der Magnetkern eine Grundplatte, eine Deckplatte und Magnetsäulen zwischen der Grundplatte und der Deckplatte umfasst; die Primärwicklungen und die Sekundärwicklungen jeweils um die Magnetsäulen gewickelt sind, um eine geschlossene Magnetflussschleife zu bilden; die Magnetsäulen eine erste Magnetsäule, eine zweite Magnetsäule, eine dritte Magnetsäule und eine vierte Magnetsäule umfassen; die Primärwicklungen eine erste Primärwicklung und eine zweite Primärwicklung umfassen, wobei die erste Primärwicklung um die erste Magnetsäule und die zweite Magnetsäule gewickelt ist, die zweite Primärwicklung um die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt ist, eine Wicklungsrichtung der ersten Primärwicklung entgegengesetzt zu der der zweiten Primärwicklung ist und die erste Primärwicklung und die zweite Primärwicklung in Reihe oder parallel geschaltet sind; die Sekundärwicklungen um die erste Magnetsäule, die zweite Magnetsäule, die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt sind; bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Primärwicklungen fließt aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, die um die erste Magnetsäule gewickelt sind, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die zweite Magnetsäule gewickelt ist, und aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft fließt ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die dritte Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule gewickelt ist, wobei die induzierte elektromotorische Kraft durch einen durch die Primärwicklungen fließenden Strom erzeugt wird; die Primärwicklungen ein Primärwicklungs-Anfangsende und ein Primärwicklungs-Abschlussende aufweisen, das Primärwicklungs-Anfangsende ein erstes primäres Ende des IM-Bauelements ist und das Primärwicklungs-Abschlussende ein zweites primäres Ende des IM-Bauelements ist; und die Sekundärwicklungen ein Sekundärwicklungs-Anfangsende und ein Sekundärwicklungs-Abschlussende aufweisen, das Sekundärwicklungs-Anfangsende ein erstes sekundäres Ende des IM-Bauelements ist und das Sekundärwicklungs-Abschlussende ein zweites sekundäres Ende des IM-Bauelements ist.
  • Durch die Ausführungsform kann eine Größe des IM-Bauelements und ein magnetischer Flussverlust reduziert werden, wodurch eine genaue Spannungsumwandlung realisiert wird. Der Magnetkern umfasst vier Magnetsäulen. Es werden Wicklungen um die vier Magnetsäulen gewickelt, um mehrere Primärwicklungen und mehrere Sekundärwicklungen zu erhalten, so dass zwei IM-Bauelemente äquivalent reintegriert werden. Außerdem kann sich durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung der Primärwicklungen und der Sekundärwicklungen auf dem Magnetkern der magnetische Rückfluss von zwei Transformatoren nach der Integration gegenseitig aufheben, was den Verzicht auf eine Mittelsäule in einem bestehenden Magnetkern ermöglicht. Dies reduziert die Größe des IM-Bauelements stark. Darüber hinaus kann der Verzicht auf die Mittelsäule den magnetischen Flussverlust wirksam verringern und die Umwandlungseffizienz des gesamten IM-Bauelements verbessern.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist ein IM-Bauelement vorgesehen, das einen Magnetkern, eine Primärwicklung und Sekundärwicklungen umfasst, wobei der Magnetkern eine Grundplatte, eine Deckplatte und Magnetsäulen zwischen der Grundplatte und der Deckplatte umfasst; die Primärwicklung und die Sekundärwicklungen jeweils um die Magnetsäulen gewickelt sind, um eine geschlossene Magnetflussschleife zu bilden; die Magnetsäulen eine erste Magnetsäule, eine zweite Magnetsäule, eine dritte Magnetsäule und eine vierte Magnetsäule umfassen; die Primärwicklung um die erste Magnetsäule und die zweite Magnetsäule gewickelt ist und Wicklungsrichtungen der Primärwicklung an der ersten Magnetsäule und der zweiten Magnetsäule gleich sind; bei Anlegen einer elektrischen Spannung an der Primärwicklung aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die erste Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die zweite Magnetsäule gewickelt ist, fließt und aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die dritte Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule gewickelt ist, fließt, wobei die induzierte elektromotorische Kraft durch einen durch die Primärwicklung fließenden Strom erzeugt wird; die Primärwicklung ein Primärwicklungs-Anfangsende und ein Primärwicklungs-Abschlussende aufweist, das Primärwicklungs-Anfangsende ein erstes primäres Ende des IM-Bauelements ist und das Primärwicklungs-Abschlussende ein zweites primäres Ende des IM-Bauelements ist; und die Sekundärwicklungen ein Sekundärwicklungs-Anfangsende und ein Sekundärwicklungs-Abschlussende aufweisen, das Sekundärwicklungs-Anfangsende ein erstes sekundäres Ende des IM-Bauelements ist und das Sekundärwicklungs-Abschlussende ein zweites sekundäres Ende des IM-Bauelements ist.
  • Durch die Ausführungsform kann eine Größe des IM-Bauelements und ein magnetischer Flussverlust reduziert werden, wodurch eine genaue Spannungsumwandlung realisiert wird. Der Magnetkern umfasst vier Magnetsäulen. Es werden Wicklungen um die vier Magnetsäulen gewickelt, um eine Primärwicklung und mehrere Sekundärwicklungen zu erhalten, so dass zwei IM-Bauelemente äquivalent reintegriert werden. Außerdem kann sich durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung der Primärwicklung und der Sekundärwicklungen auf dem Magnetkern der magnetische Rückfluss von zwei Transformatoren nach der Integration gegenseitig aufheben, was den Verzicht auf eine Mittelsäule in einem bestehenden Magnetkern ermöglicht. Dies reduziert die Größe des IM-Bauelements stark. Darüber hinaus kann der Verzicht auf die Mittelsäule den magnetischen Flussverlust wirksam verringern und die Umwandlungseffizienz des gesamten IM-Bauelements verbessern.
  • In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein DC/DC-Wandler bereitgestellt, der ein beliebiges der vorstehenden IM-Bauelemente umfasst. Der DC/DC-Wandler umfasst weiterhin: eine Primärschaltung, die mit dem ersten primären Ende und dem zweiten primären Ende des IM-Bauelements gekoppelt ist; und eine Sekundärschaltung, die mit dem ersten sekundären Ende und dem zweiten sekundären Ende des IM-Bauelements gekoppelt ist.
  • Da eine Struktur des IM-Bausteins verbessert wird, wird eine Größe des DC/DC-Wandlers entsprechend reduziert, wodurch der DC/DC-Wandler eine größere Leistung bei geringerer Größe und geringeren Kosten besitzen kann.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt schematisch ein Strukturdiagramm eines IM-Halbbrücken-Stromverdoppler-Gleichrichtersystems in bestehenden Techniken;
    • 2 zeigt schematisch ein Prinzipschema eines IM-Bauelements nach einer Ausführungsform;
    • 3 zeigt schematisch einen Magnetkern im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, entsprechend einer Ausführungsform;
    • 4 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Magnetkerns, wie in 3 dargestellt, nach einer Ausführungsform;
    • 5 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur des IM-Bauelements, wie in 2 dargestellt, nach einer Ausführungsform;
    • Fig. zeigt schematisch eine detaillierte Struktur des IM-Bauelements, wie in 2 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform;
    • 7 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Primärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer Ausführungsform;
    • 8 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Sekundärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer Ausführungsform;
    • 9 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Sekundärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform;
    • 10 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Primärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform;
    • 11 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Sekundärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform;
    • 12 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Sekundärwicklungen im IM-Bauelements, wie in 2 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform;
    • 13 zeigt schematisch ein Prinzipschema eines IM-Bauelements nach einer anderen Ausführungsform;
    • 14 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Sekundärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 13 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform;
    • 15 zeigt schematisch ein Prinzipschema eines IM-Bauelements nach einer anderen Ausführungsform;
    • 16 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur des IM-Bauelements, wie in 15 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform;
    • 17 zeigt schematisch ein Prinzipschema eines IM-Bauelements nach einer anderen Ausführungsform; und
    • 18 zeigt schematisch ein Diagramm eines DC/DC-Wandlers nach einer Ausführungsform.
  • EINGEHENDE BESCHREIBUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sehen IM-Bauelemente und einen DC/DC-Wandler vor. In den folgenden Ausführungen wird ein IM-Bauelement in einer Phasenverschiebungs-Halbbrücken-Stromverdoppler-Gleichrichterschaltung genutzt. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt ist. Das IM-Bauelement kann auch in anderen Arten von Stromverdoppler-Gleichrichterschaltungen genutzt werden.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezug auf die Figuren eingehend beschrieben. Gleiche Teile werden in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die nachstehenden Ausführungsformen sind lediglich Beispiele, und es ist selbstverständlich, dass Strukturen, die in verschiedenen Ausführungsformen gezeigt werden, teilweise ersetzt oder kombiniert werden können. Gemeinsame Merkmale zwischen verschiedenen Ausführungsformen werden übergangen und es werden lediglich Unterschiede beschrieben. Insbesondere werden gleiche Wirkungen, die durch gleiche Strukturen erzeugt werden, nicht in jeder Ausführungsform einzeln erwähnt.
  • Um die Aufgabe, Lösungen und Vorteile von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu verdeutlichen, werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit Begleitzeichnungen eindeutig und detailliert beschrieben.
  • 2 zeigt schematisch ein Prinzipschema eines IM-Bauelements 200 nach einer Ausführungsform, 3 zeigt schematisch einen Magnetkern 210 im IM-Bauelement 200 wie in 2 gezeigt, 4 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Magnetkerns 210 wie in 3 gezeigt und 5 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur des IM-Bauelements wie in 2 gezeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 3 umfasst das IM-Bauelement 200 einen Magnetkern 210, Primärwicklungen 220 und Sekundärwicklungen 230.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 4 umfasst der Magnetkern 210 eine Grundplatte 211, eine Deckplatte 212 und Magnetsäulen 213 zwischen der Grundplatte 211 und der Deckplatte 212. Die Grundplatte 211 kann parallel zur Deckplatte 212 sein. An jeder Position der Magnetsäulen 213 kann ein Luftspalt vorgesehen sein, um zu verhindern, dass das IM-Bauelement 200 während des Betriebs eine magnetische Sättigung erzeugt. 2 zeigt eine Situation, in der ein Luftspalt in der Mitte der Magnetsäulen 213 vorgesehen ist.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann der Luftspalt zwischen den Magnetsäulen 213 und der Grundplatte 211 oder der Deckplatte 212 angeordnet sein. Zum Beispiel kann unter Bezugnahme auf 4 mindestens eine Abstandswulst 214' zwischen der Deckplatte 212 und der Magnetsäule 213 vorgesehen werden, um den Luftspalt zwischen der Deckplatte 212 und der Magnetsäule 213 zu bilden.
  • Bei einigen Ausführungsformen kann zwischen benachbarten Abstandswülsten ein Spalt bestehen, um den Luftspalt weiter zu vergrößern.
  • In einigen Ausführungsformen können mehrere Abstandswülste 214' auf einer Oberseite der Magnetsäulen 213 angeordnet sein und die Deckplatte 212 berühren.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 4 können die Magnetsäulen 213 eine erste Magnetsäule 214, eine zweite Magnetsäule 215, eine dritte Magnetssäule 216 und eine vierte Magnetsäule 217 umfassen. Obwohl in 3 die Magnetsäulen im Querschnitt eine quadratische Form aufweisen, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen können die Magnetsäulen einen rechteckigen, kreisförmigen oder ovalen Querschnitt aufweisen.
  • In einigen Ausführungsformen können die Grundplatte 211, die Deckplatte 212 und die Magnetsäule 213 aus einem Magnetkernmaterial wie Mangan-Zink-Ferrit oder Nickel-Zink-Ferrit bestehen, um die Stärke der magnetischen Induktion des IM-Bauelements 200 zu erhöhen.
  • In einigen Ausführungsformen können eine Seite der Grundplatte 211 und eine Seite der Deckplatte 212, die parallel zueinander sind, eine rechteckige Struktur mit gleicher Fläche sein, wie z.B. Quadrate oder Rechtecke. In der Praxis können Fachleute auch Formen der Grundplatte 211 und der Deckplatte 212 je nach Bedarf anpassen, um eine den Anforderungen entsprechende magnetische Kopplungswirkung zu erzielen.
  • In einigen Ausführungsformen sind zur Erzielung einer besseren und gleichmäßigeren magnetischen Kopplungswirkung die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 an vier Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet.
  • Es versteht sich, dass die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 in Bezug auf den Aufbau und die physikalischen Eigenschaften des Bauelements vier gleiche oder äquivalente Magnetsäulen 213 sind. 2 kann als schematische erweiterte Ansicht von 3 und 4 betrachtet werden. Von oben nach unten sind in 2 die vier Magnetsäulen 213 der Reihe nach äquivalent zur ersten Magnetsäule 214, zweiten Magnetsäule 215, der dritten Magnetsäule 216 und vierten Magnetsäule 217, die in 3 und 4 gezeigt sind.
  • Weiterhin können, immer noch unter Bezugnahme auf 2, die Primärwicklungen 220 und die Sekundärwicklungen 230 um die Magnetsäulen 213 gewickelt werden, um eine geschlossene magnetische Flussschleife zu bilden. Zum Beispiel können die Primärwicklungen 220 um einen Teil der Magnetsäulen 213 nahe der Grundplatte 211 gewickelt werden, und die Sekundärwicklungen 230 können um einen Teil derselben Magnetsäulen 213 nahe der Deckplatte 212 gewickelt werden; und umgekehrt. Daher können die Primärwicklung 220 und die Sekundärwicklungen 230, die um dieselbe Magnetsäule 213 gewickelt sind, eine magnetische Kopplungswirkung erzeugen. Die gebildete geschlossene magnetische Flussschleife zirkuliert im gesamten IM-Bauelement 200 entlang einer Richtung eines gestrichelten Pfeils, der in 2 dargestellt ist.
  • Daher werden durch das Wickeln der Wicklungen um die vier Magnetsäulen 213 mehrere Primärwicklungen und mehrere Sekundärwicklungen erhalten, wodurch äquivalent zwei Transformatoren in einem IM-Bauelement 200 integriert werden, so dass eine Reintegration für IM möglich wird.
  • In der Ausführungsform beträgt die Anzahl der Primärwicklungen zwei und die Anzahl der Sekundärwicklungen zwei. Die zwei Primärwicklungen sind um die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 bzw. die vierte Magnetsäule 217 gewickelt, und die zwei Sekundärwicklungen sind ebenfalls um die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 bzw. die vierte Magnetsäule 217 gewickelt. D.h. alle vier Magnetsäulen 213 des Magnetkerns 210 sind von den Primärwicklungen und den Sekundärwicklungen umwickelt, und somit ist es nicht notwendig, eine Mittelsäule eines Magnetkerns vom Typ E, die üblicherweise in bestehenden Transformatoren verwendet wird, festzulegen.
  • In einigen Ausführungsformen können die Primärwicklungen 220 eine erste Primärwicklung 221 und eine zweite Primärwicklung 222 umfassen. Die erste Primärwicklung 221 kann um zwei beliebige der ersten Magnetsäule 214, der zweiten Magnetsäule 215, der dritten Magnetsäule 216 und der vierten Magnetsäule 217 gewickelt werden, und die zweite Primärwicklung 222 wird um die beiden anderen Magnetsäulen 213 gewickelt.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 5 (die Deckplatte 212 ist in 5 nicht dargestellt) kann die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt werden, und die zweite Primärwicklung 222 kann um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden. Da die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 bezüglich ihrer physikalischen Eigenschaften und Bauelementstrukturen alle gleich oder äquivalent sind, sind lediglich die von der ersten Primärwicklung 221 und der zweiten Primärwicklung 222 umwickelten Magnetsäulen 213 beispielsweise in den Figuren der Ausführungsformen beschriftet. In der Praxis kann die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt werden, und die zweite Primärwicklung 222 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden. Oder die erste Primärwicklung 221 kann um die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden, und die zweite Primärwicklung 222 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt werden.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Wicklungsrichtungen der ersten Primärwicklung 221 und der zweiten Primärwicklung 222 entgegengesetzt. Unter Bezugnahme auf 2 und 5 wird beispielsweise angenommen, dass ein Primärwicklungs-Anfangsende 220a der Primärwicklungen 220 ein Anfangsende 221a der ersten Primärwicklung 221 ist und ein Primärwicklungs-Abschlussende 220b der Primärwicklung 220 ein Abschlussende 222b der zweiten Primärwicklungen 222 ist. Bei 2 ist aus der Perspektive der Darstellung die erste Primärwicklung 221 gegen den Uhrzeigersinn um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 von ihrem Anfangsende 221a bis zu ihrem Ende 221b gewickelt, während die zweite Primärwicklung 222 im Uhrzeigersinn um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 von ihrem Anfangsende 222a zu ihrem Abschlussende 222b gewickelt ist. Bei 5 ist die erste Primärwicklung 221 im Uhrzeigersinn um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 von ihrem Anfangsende 221 a zu ihrem Abschlussende 221b gewickelt, während die zweite Primärwicklung 222 gegen den Uhrzeigersinn um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 von ihrem Anfangsende 222a zu ihrem Abschlussende 222b gewickelt ist.
  • In einigen Ausführungsformen können die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 in Reihe geschaltet sein. Das Abschlussende 221b der ersten Primärwicklung 221 kann mit anderen Worten in Reihe mit dem Anfangsende 222a der zweiten Primärwicklung 222 geschaltet werden. Unter Bezugnahme auf 5 kann in der Praxis eine Spule verwendet werden, um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 von der ersten Magnetsäule 214 unter einem Winkel wie in 5 dargestellt zu wickeln und dann die vierte Magnetsäule 217 und die dritte Magnetsäule 216 zu wickeln, so dass die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 gebildet wird. Die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 werden über ihre jeweiligen Anfangs- und Abschlussenden verbunden, um die Reihenschaltung der ersten Primärwicklung 221 und der zweiten Primärwicklung 222 zu verwirklichen.
  • Nehmen wir in einigen Ausführungsformen die erste Primärwicklung 221 als Beispiel. Eine magnetische Kopplungswirkung, die dadurch erzielt wird, dass die Spulen der ersten Primärwicklung 221 nacheinander um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt werden, wie in 2 gezeigt, ist ähnlich der, die dadurch erzielt wird, dass die Spulen zusammen um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt werden, wie in 5 gezeigt. Für die zweite Primärwicklung 222 und die Sekundärwicklungen 230 gelten dieselben Situationen.
  • In einigen Ausführungsformen können die Sekundärwicklungen 230 um die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt sein. Bei Anlegen einer elektrischer Spannung an die Primärwicklungen 220 (einschließlich der ersten Primärwicklung 221 und der zweiten Primärwicklung 222) weisen eine induzierte elektromotorische Kraft, die auf einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, induziert wird, und eine induzierte elektromotorische Kraft, die auf einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, induziert wird, entgegengesetzte Polaritäten auf, und eine induzierte elektromotorische Kraft, die auf einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, und eine induzierte elektromotorische Kraft, die auf einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, induziert wird, weisen entgegengesetzte Polaritäten auf. Zusätzlich fließt aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die zweite Magnetsäule 215 ist, und aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft fließt ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, wobei die induzierte elektromotorische Kraft durch einen durch die Primärwicklungen fließenden Strom erzeugt wird.
  • Daher können durch die Auslegung der Wicklungsanordnung und der Anschlussart der Primärwicklungen 220 und der Sekundärwicklungen 230 auf dem Magnetkern 210 zwei durch Integration erhaltene gleichrichtende Stromverdoppler-IM-Bauelemente einen anfänglichen magnetischen Wechselstromfluss, der durch eine Mittelsäule eines in bestehenden Techniken vorgesehenen Magnetkerns vom Typ E tritt, miteinander aufheben, was es ermöglicht, auf die Mittelsäule im bestehenden Magnetkern vom Typ E zu verzichten, wodurch die Größe des IM-Bauelements 200 stark reduziert wird. Darüber hinaus kann der Verzicht auf die Mittelsäule den magnetischen Flussverlust wirksam verringern und die Umwandlungseffizienz des gesamten IM-Bauelements 200 verbessern.
  • Wie vorstehend beschrieben sind in 2 und 5 die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 in Reihe geschaltet. Die erste Sekundärwicklung 231 ist um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt, und die zweite Sekundärwicklung 232 ist um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt. Die vorliegende Offenbarung ist aber nicht darauf beschränkt. Bei einigen Ausführungsformen ist die erste Sekundärwicklung 231 um zwei beliebige der ersten Magnetsäule 214, der zweiten Magnetsäule 215, der dritten Magnetsäule 216 und der vierten Magnetsäule 217 gewickelt, und die zweite Sekundärwicklung 232 ist um die restlichen zwei der ersten Magnetsäule 214, der zweiten Magnetsäule 215, der dritten Magnetsäule 216 und der vierten Magnetsäule 217 gewickelt. Die erste Sekundärwicklung 231 und die zweite Sekundärwicklung 232 sind parallel geschaltet.
  • Daher fließt in der Praxis, wenn die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 in der gleichen Richtung gewickelt wird und die zweite Primärwicklung 222 um die zweite Magnetsäule 215 und die vierte Magnetsäule 217 in einer Richtung entgegengesetzt zu der der ersten Primärwicklung 221 gewickelt wird, bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Primärwicklungen 220 aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, und aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft fließt ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist. Es wird mit anderen Worten ein entmagnetisierender Strom in einem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, oder in dem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, erzeugt, und es wird ein entmagnetisierender Strom in einem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um den zweiten Magnetstab 215 gewickelt ist, oder in einem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um den vierten Magnetstab 217 gewickelt ist, erzeugt.
  • Wenn analog die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt wird und die zweite Primärwicklung 222 um die zweite Magnetsäule 215 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt wird, fließt bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Primärwicklung 220 aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, und aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft fließt ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die dritte Magnetsäule 215 gewickelt ist, oder einen Teil Sekundärwicklungen 230, der um die zweite Magnetsäule 216 gewickelt ist.
  • In einigen Ausführungsformen können die Sekundärwicklungen 230 mit Gleichrichtern 240 in Reihe geschaltet werden. Durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung der Sekundärwicklungen 230 und der Gleichrichter 240 kann verhindert werden, dass ein Strom durch die Sekundärwicklungen 230 fließt. Folglich darf bei zwei Magnetsäulen, die mit den Primärwicklungen 220 in der gleichen Richtung umwickelt sind, kein Strom durch die Sekundärwicklungen 230 fließen, die gleichzeitig um die beiden Magnetsäulen gewickelt sind. In den folgenden Beschreibungen werden die Gleichrichter 240 am Beispiel von Dioden beschrieben, doch sind die Gleichrichter 240 nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen können die Gleichrichter 240 synchrone Gleichrichter-Feldeffekttransistoren oder andere äquivalente Bauelemente sein.
  • Wie in 2 und 5 dargestellt ist die erste Sekundärwicklung 231 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt. Es wird angenommen, dass die um die erste Magnetsäule 214 gewickelte Wicklung ein erster Teil 231a der ersten Sekundärwicklung 231 ist und die um die zweite Magnetsäule 214 gewickelte Wicklung ein zweiter Teil 231b der ersten Sekundärwicklung 231 ist. Der erste Teil 231a der ersten Sekundärwicklung 231 ist parallel mit dem zweiten Teil 231b der ersten Sekundärwicklung 231 geschaltet, der erste Teil 231a der ersten Sekundärwicklung 231 ist in Reihe mit einem ersten Gleichrichter 241 geschaltet und ein zweiter Teil 231b der ersten Sekundärwicklung 231 ist in Reihe mit einem zweiten Gleichrichter 242 geschaltet.
  • In der Ausführungsform kann mit anderen Worten die erste Sekundärwicklung 231 zwei Teilwicklungen umfassen, von denen eine dem ersten Teil 231a und die andere dem zweiten Teil 231b entspricht, und die beiden Teilwicklungen sind jeweils um die entsprechenden Magnetsäulen 213 gewickelt und parallel geschaltet. Analog kann die zweite Sekundärwicklung 232 auch zwei Teilwicklungen umfassen, von denen eine dem ersten Teil 232a und die andere dem zweiten Teil 232b entspricht, und die beiden Teilwicklungen sind jeweils um die entsprechenden Magnetsäulen 213 gewickelt und parallel geschaltet.
  • Analog ist die zweite Sekundärwicklung 232 um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt. Es wird angenommen, dass die um die dritte Magnetsäule 216 gewickelte Wicklung ein erster Teil 232a der zweiten Sekundärwicklung 232 ist und die um die vierte Magnetsäule 217 gewickelte Wicklung ein zweiter Teil 232b der zweiten Sekundärwicklung 232 ist. Der erste Teil 232a der zweiten Sekundärwicklung 232 ist parallel mit dem zweiten Teil 232b der zweiten Sekundärwicklung 232 geschaltet, der erste Teil 232a der zweiten Sekundärwicklung 232 ist in Reihe mit einem dritten Gleichrichter 243 geschaltet und ein zweiter Teil 232b der zweiten Sekundärwicklung 232 ist in Reihe mit einem vierten Gleichrichter 244 geschaltet.
  • In der Ausführungsform entsprechen mit anderen Worten die Gleichrichter 240 jeweils den Magnetsäulen 213, die um jede Magnetsäule 213 gewickelten Sekundärwicklungen 230 sind parallel miteinander geschaltet und jeweils in Reihe mit den entsprechenden Gleichrichtern 240 geschaltet.
  • In einigen Ausführungsformen befindet sich durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung des ersten Teils 231a und des zweiten Teils 231b der ersten Sekundärwicklung 231, der Wicklungsanordnung des ersten Teils 232a und des zweiten Teils 232b der zweiten Sekundärwicklung 232 und des ersten Gleichrichters 241, des zweiten Gleichrichters 242, des dritten Gleichrichters 243 und des vierten Gleichrichters 244, der erste Gleichrichter 241 oder der zweite Gleichrichter 242 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand, während sich der andere in einem ausgeschalteten Zustand befindet, und der dritte Gleichrichter 243 oder der vierte Gleichrichter 244 befindet sich aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand, während sich der andere in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  • In einigen Ausführungsformen wird, basierend auf der in 2 dargestellten Konfiguration, beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Primärwicklungen, um einen Stromfluss vom Ende 220a in die Primärwicklungen und einen Fluss aus dem Ende 220b heraus zu ermöglichen, eine induzierte elektromotorische Kraft auf die Sekundärwicklungen induziert. Bei dem ersten Teil 231a der ersten Sekundärwicklung 231 sind die Polaritäten der induzierten elektromotorischen Kraft links negativ und rechts positiv; bei dem zweiten Teil 231b der ersten Sekundärwicklung 231 sind die Polaritäten der induzierten elektromotorischen Kraft links positiv und rechts negativ; bei dem ersten Teil 232a der zweiten Sekundärwicklung 232 sind die Polaritäten der induzierten elektromotorischen Kraft links positiv und rechts negativ; und bei demn zweiten Teil 232b der zweiten Sekundärwicklung 232 sind die Polaritäten der induzierten elektromotorischen Kraft links negativ und rechts positiv. Aufgrund der vorstehend beschriebenen induzierten elektromotorischen Kraft befinden sich der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 in einem eingeschalteten Zustand und der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 in einem ausgeschalteten Zustand. Wenn andererseits eine elektrische Spannung an die Primärwicklungen angelegt wird, damit ein Strom vom Ende 220b in die Primärwicklungen hinein und aus dem Ende 220a heraus fließen kann, wird in den Sekundärwicklungen eine induzierte elektromotorische Kraft erzeugt, die bewirkt, dass der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 sich in einem eingeschalteten Zustand und der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 sich in einem ausgeschalteten Zustand befinden.
  • D.h. für den Fall, dass das Primärwicklungs-Anfangsende der Primärwicklungen als erstes primäres Ende des IM-Bauelements dient, das Primärwicklungs-Abschlussende der Primärwicklungen als zweites primäres Ende des IM-Bauelements dient und das IM-Bauelement an eine Primärschaltung, wie z.B. eine Phasenverschiebungs-Vollbrückenschaltung, angeschlossen ist, gibt es je nach Wicklungsrichtung der ersten Sekundärwicklung 231 und der Konfiguration des Gleichrichters 240 folgende zwei Situationen.
    1. (1) Wenn eine an der Primärschaltung angelegte elektrische Spannung eine positive Halbwelle ist, befinden sich der zweite Gleichrichter 242, der in Reihe mit einem Teil der Sekundärwicklungen, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist (wie z.B. dem zweiten Teil 231b der ersten Sekundärwicklung), geschaltet ist, und der dritte Gleichrichter 243, der in Reihe mit einem Teil der Sekundärwicklungen, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist (wie z.B. dem ersten Teil 232a der zweiten Sekundärwicklung), geschaltet ist, gleichzeitig in einem ausgeschalteten Zustand. Der erste Gleichrichter 241, der mit einem Teil der Sekundärwicklungen, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist (wie dem ersten Teil 231a der ersten Sekundärwicklung), in Reihe geschaltet ist, und der vierte Gleichrichter 244, der mit einem Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist (wie dem zweiten Teil 232b der zweiten Sekundärwicklung), in Reihe geschaltet ist, befinden sich in einem eingeschalteten Zustand.
    2. (2) Wenn die von der Primärschaltung angelegte elektrische Spannung die sekundäre Halbwelle ist, sind der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 im ausgeschalteten Zustand und der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 sind in einem eingeschalteten Zustand.
  • Bei der in 5 dargestellten Konfiguration wird, wenn eine elektrische Spannung an die Primärwicklungen 220 angelegt wird, damit ein Strom von dem Primärwicklungs-Anfangsende 220a in die Primärwicklungen 220 und aus dem Primärwicklungs-Abschlussende 220b heraus fließen kann, eine induktive elektromotorische Kraft auf die Sekundärwicklungen 230 induziert, die bewirkt, dass sich der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 in einem ausgeschalteten Zustand befinden und der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 in einem eingeschalteten Zustand befinden.
  • Außerdem können die Dioden (d. h. die Gleichrichter 240) in 2 und 5 alle umgekehrt angeordnet sein, oder es kann eine Wicklungsrichtung des zweiten Teils 231b der ersten Sekundärwicklung 231 in 2 vollständig umgekehrt und eine Einbaurichtung des zweiten Gleichrichters 242 entsprechend geändert sein. Es muss sichergestellt werden, dass die entsprechenden Gleichrichter (wie der erste Gleichrichter 241 und der zweite Gleichrichter 242), die den beiden Magnetsäulen 213 (wie die zweite Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 215) entsprechen, die von den Primärwicklungen 220 in der gleichen Richtung umwickelt werden, nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand sind, indem die vier Gleichrichter 240 und die Wicklungsanordnung der Sekundärwicklungen 230 konfiguriert werden.
  • In einigen Ausführungsformen können die erste Sekundärwicklung 231 und die zweite Sekundärwicklung 232 jeweils mit Kondensatoren 250 verbunden werden, um Strukturen aus zwei Transformatoren mit der ersten Primärwicklung 221 bzw. der zweiten Primärwicklung 222 zu bilden.
  • Es ist zu beachten, dass in 2 und 5 die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 in derselben Richtung gewickelt ist, und die zweite Primärwicklung 222 um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 in einer Richtung entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der ersten Primärwicklung 221 gewickelt ist, wobei die erste Sekundärwicklung 231 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist und die zweite Sekundärwicklung 232 um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist. In einigen Ausführungsformen sind jedoch die erste Sekundärwicklung 231 und die erste Primärwicklung 221 möglicherweise nicht um dieselben beiden Magnetsäulen 213 gewickelt, und die zweite Sekundärwicklung 232 und die zweite Primärwicklung 222 sind möglicherweise ebenfalls nicht um dieselben beiden Magnetsäulen 213 gewickelt. Wenn zum Beispiel die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 in derselben Richtung gewickelt ist und die zweite Primärwicklung 222 um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 in einer Richtung entgegengesetzt zur ersten Primärwicklung 221 gewickelt ist, kann die erste Sekundärwicklung 231 um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt werden und die zweite Sekundärwicklung 232 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden. Bei der ersten Primärwicklung 221, die in der gleichen Richtung um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, und bei der zweiten Primärwicklung 222, die in der der ersten Primärwicklung 221 entgegengesetzten Richtung um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, muss sichergestellt werden, dass sich der um die erste Magnetsäule 214 gewickelte Teil der Sekundärwicklungen 230 und der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelte Teil der Sekundärwicklungen 230 nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand befinden und dass sich der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelte Teil der Sekundärwicklungen 230 und der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelte Teil der Sekundärwicklungen 230 nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand befinden, indem die vier Gleichrichter 240 und die Wicklungsanordnung der Sekundärwicklungen 230 konfiguriert werden.
  • Unter Bezugnahme auf 6 können in einigen Ausführungsformen die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 parallel geschaltet werden. Das Anfangsende 221a der ersten Primärwicklung 221 und das Anfangsende 222a der zweiten Primärwicklung 222 sind mit anderen Worten das gleiche Ende, und das Abschlussende 221b der ersten Primärwicklung 221 und das Abschlussende 222b der zweiten Primärwicklung 222 sind das gleiche Ende. Wenn das Primärwicklungs-Anfangsende 220a als Anfangsende und das Primärwicklungs-Abschlussende 220b als Abschlussende verwendet wird, wird die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 im Uhrzeigersinn gewickelt und die zweite Primärwicklung 222 um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gegen den Uhrzeigersinn gewickelt.
  • In der Praxis kann eine Spule nacheinander um die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden. Ein Teil der Spule in der Nähe der ersten Magnetsäule 214 wird als Primärwicklungs-Anfangsende 220a abgegriffen. Ein Teil der Spule in der Nähe einer mittleren Position zwischen der zweiten Magnetsäule 215 und der dritten Magnetsäule 216 wird als erster Punkt abgegriffen. Eine weitere Spule ist mit dem ersten Punkt gekoppelt und tritt durch die zweite Magnetsäule 215 und die dritte Magnetsäule 216 und dann die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217, und das Abschlussende dieser Spule dient als Primärwicklungs-Abschlussende 220b.
  • Auf diese Weise werden die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 gebildet. Das Anfangsende 221a der ersten Primärwicklung 221, das Anfangsende 222a der zweiten Primärwicklung 222 und das Anfangsende 220a der Primärwicklungen sind das gleiche Ende, und das Abschlussende 221b der ersten Primärwicklung 221, das Abschlussende 222b der zweiten Primärwicklung 222 und das Abschlussende 220b der Primärwicklungen sind das gleiche Ende.
  • In 6 ist die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 in derselben Richtung gewickelt, und die zweite Primärwicklung 222 ist um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 in einer Richtung entgegengesetzt zur Wicklungsrichtung der ersten Primärwicklung 221 gewickelt. Wenn die Primärwicklungen 220 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden, um eine induzierte elektromotorische Kraft zu erzeugen, bewirkt die induzierte elektromotorische Kraft, dass sich lediglich der erste Gleichrichter 241, der mit den um die erste Magnetsäule 214 gewickelten Sekundärwicklungen 230 verbunden ist, oder der zweite Gleichrichter 242, der mit den um die zweite Magnetsäule 215 gewickelten Sekundärwicklungen 230 verbunden ist, in einem eingeschalteten Zustand befindet, und bewirkt, dass sich lediglich der dritte Gleichrichter 243, der mit den um die dritte Magnetsäule 216 gewickelten Sekundärwicklungen 230 verbunden ist, oder der vierte Gleichrichter 244, der mit den um die vierte Magnetsäule 217 gewickelten Sekundärwicklungen 230 verbunden ist, in einem eingeschalteten Zustand befindet. D.h. wenn die induzierte elektromotorische Kraft an den mit der elektrischen Spannung beaufschlagten Primärwicklungen 220 erzeugt wird, weisen nur die zwei Magnetsäulen 213 entsprechenden Sekundärwicklungen 230 einen gleichzeitig fließenden Strom auf, und die von den Sekundärwicklungen 230 umwickelten zwei Magnetsäulen 213, die den gleichzeitig fließenden Strom aufweisen, dürfen nicht die zwei Magnetsäulen 213 sein, die von den Primärwicklungen 220 in der gleichen Richtung umwickelt sind.
  • In der vorstehenden Ausführungsform ist die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt, und die zweite Primärwicklung 222 ist um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt. In anderen Ausführungsformen kann die erste Primärwicklung 221 um zwei Magnetsäulen 213 gewickelt werden, die auf einer Diagonale eines Rechtecks angeordnet sind, und die zweite Primärwicklung 222 kann um zwei Magnetsäulen 213 gewickelt werden, die auf der anderen Diagonale des Rechtecks angeordnet sind.
  • 7 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Primärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer Ausführungsform. Unter Bezugnahme auf 7 kann die erste Primärwicklung 221 um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt sein, und die zweite Primärwicklung 222 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt sein.
  • Im Einzelnen kann eine Spule gemäß einem Winkel gewickelt werden, wie in 7 dargestellt. Die Spule wird von der Seite links der ersten Magnetsäule 214 zur Seite rechts der vierten Magnetsäule 217 gewickelt, dann von unten rechts von der vierten Magnetsäule 217 nach oben links von der Magnetsäule 217 um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt, dann von oben links von der vierten Magnetsäule 217 zur Seite rechts von der ersten Magnetsäule 214 gewickelt dann von oben links von der ersten Magnetsäule 214 zur Seite rechts von der zweiten Magnetsäule 215 gewickelt, dann von unten rechts von der zweiten Magnetsäule 215 zur Seite links von der dritten Magnetsäule 216 gewickelt, dann von der Seite links von der dritten Magnetsäule 216 zur Seite rechts von der dritten Magnetsäule 216 um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt und dann von oben rechts von der dritten Magnetsäule 216 nach oben rechts von der zweiten Magnetsäule 215 gewickelt. Auf diese Weise werden die erste Primärwicklung 221, die gegen den Uhrzeigersinn gewickelt wird, und die zweite Primärwicklung 222, die dem Winkel folgend im Uhrzeigersinn gewickelt wird, wie in 7 dargestellt gebildet. Außerdem sind die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 in Reihe geschaltet.
  • 8 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Sekundärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer Ausführungsform. Auf einer Primärseite (d.h. den Primärwicklungen 220) wird die in 7 gezeigte Wicklungsanordnung übernommen, und auf einer Sekundärseite (d.h. den Sekundärwicklungen 230) wird die in 8 gezeigte Konfiguration übernommen. Die Primärwicklungen 220, die um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt sind, verlaufen alle gegen den Uhrzeigersinn. Daher können sich auf der Seite der Sekundärwicklung 230 der erste Gleichrichter, der der ersten Magnetsäule 214 entspricht, und der dritte Gleichrichter 243, der der dritten Magnetsäule 216 entspricht, nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand befinden. Insbesondere wenn eine elektrische Spannung an die Primärwicklungen 220 angelegt wird und ein Strom vom Primärwicklungs-Anfangsende 220a hinein fließt und aus dem Primärwicklungs-Abschlussende 220b heraus fließt, wird auf der Sekundärseite aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom erzeugt. Bei der Struktur in 8 befinden sich der erste Gleichrichter 241 und der zweite Gleichrichter 242 in einem eingeschalteten Zustand und der dritte Gleichrichter 243 und der vierte Gleichrichter 244 in einem ausgeschalteten Zustand. Wenn eine elektrische Spannung an die Primärwicklungen 220 angelegt wird und ein Strom vom Primärwicklungs-Abschlussende 220b hinein fließt und aus dem Primärwicklungs-Anfangsende 220a heraus fließt, wird auf der Sekundärseite aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom erzeugt. Bei der Struktur in 8 befinden sich der erste Gleichrichter 241 und der zweite Gleichrichter 242 in einem ausgeschalteten Zustand und der dritte Gleichrichter 243 und der vierte Gleichrichter 244 in einem eingeschalteten Zustand.
  • 9 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Sekundärwicklungen in dem IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform. Auf der Primärseite wird die in 7 dargestellte Wicklungsanordnung übernommen, und auf der Sekundärseite wird die in 9 dargestellte Konfiguration übernommen. Die Primärwicklungen 220, die um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt sind, verlaufen alle gegen den Uhrzeigersinn. Daher können sich auf der Seite der Sekundärwicklung 230 der erste Gleichrichter, der der ersten Magnetsäule 214 entspricht, und der dritte Gleichrichter 243, der der dritten Magnetsäule 216 entspricht, nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand befinden. Insbesondere wenn eine elektrische Spannung an die Primärwicklungen 220 angelegt wird und ein Strom vom Primärwicklungs-Anfangsende 220a hinein fließt und aus dem Primärwicklungs-Abschlussende 220b heraus fließt, wird auf der Sekundärseite aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom erzeugt. Bei der Struktur in 10 befinden sich der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 in einem eingeschalteten Zustand und der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 in einem ausgeschalteten Zustand. Wenn eine elektrische Spannung an die Primärwicklungen 220 angelegt wird und ein Strom vom Primärwicklungs-Abschlussende 220b hinein fließt und aus dem Primärwicklungs-Anfangsende 220a heraus fließt, wird auf der Sekundärseite aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom erzeugt. Bei der Struktur von 9 befinden sich der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 in einem ausgeschalteten Zustand und der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 in einem eingeschalteten Zustand.
  • Es gibt mit anderen Worten abhängig von den Wicklungsrichtungen der Sekundärwicklungen 230 und der Konfiguration der Gleichrichter 240, wie in 8 und 9 gezeigt, die für die Wicklungsanordnung der Primärwicklungen in 7 ausgelegt sind, folgende zwei Situationen.
    1. (1) Wenn eine an der Primärschaltung angelegte elektrische Spannung eine positive Halbwelle ist, befinden sich der erste Gleichrichter 241 und der zweite Gleichrichter 242, die der zweiten Magnetsäule 215 entsprechen, gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand und der dritte Gleichrichter 243 und der vierte Gleichrichter 244, die der vierten Magnetsäule 217 entsprechen, befinden sich in einem ausgeschalteten Zustand. Wenn eine an der Primärschaltung angelegte elektrische Spannung eine negative Halbwelle ist, befinden sich der dritte Gleichrichter 243 und der vierte Gleichrichter 244 gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand und der erste Gleichrichter 241 und der zweite Gleichrichter 242 befinden sich in einem ausgeschalteten Zustand (entsprechend 8).
    2. (2) Wenn eine an der Primärschaltung angelegte elektrische Spannung eine positive Halbwelle ist, befinden sich der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand und der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 befinden sich in einem ausgeschalteten Zustand. Wenn eine an der Primärschaltung angelegte elektrische Spannung eine negative Halbwelle ist, befinden sich der zweite Gleichrichter 242 und der dritte Gleichrichter 243 gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand und der erste Gleichrichter 241 und der vierte Gleichrichter 244 befinden sich in einem ausgeschalteten Zustand (entsprechend 9).
  • D.h. die Gleichrichter 240 (wie der erste Gleichrichter 241 und der dritte Gleichrichter 243), die den beiden Magnetsäulen 214 (wie der ersten Magnetsäule 214 und der dritten Magnetsäule 216) entsprechen, die von den Primärwicklungen 220 in der gleichen Richtung umwickelt sind, befinden sich nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand.
  • 10 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur von Primärwicklungen im IM-Bauelement, wie in 2 dargestellt, nach einer anderen Ausführungsform. Wenn unter Bezugnahme auf 10 die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 parallel geschaltet sind, können zwei Abgriffe von einer Spule vorgenommen werden, die durch die Mitte zwischen der ersten Magnetsäule 214 und der vierten Magnetsäule 217 und durch die Mitte zwischen der zweiten Magnetsäule 215 und der dritten Magnetsäule 216 verläuft. Einer der beiden Abgriffe wird von der zweiten Magnetsäule 215 nach oben zur ersten Magnetsäule 214 gemäß dem in 10 dargestellten Winkel gewickelt, der andere der beiden Abgriffe wird von der dritten Magnetsäule 216 nach unten zur vierten Magnetsäule 217 gemäß dem in 10 dargestellten Winkel gewickelt, wobei die beiden Teile zur Bildung der ersten Primärwicklung 221 und zweiten Primärwicklung 222 mit entgegengesetzten Wicklungsrichtungen zusammengeführt und parallel geschaltet werden.
  • Wenn analog eine in 10 dargestellte Struktur auf der Primärseite übernommen wird, kann eine in 11 oder 12 dargestellte Struktur auf der Sekundärseite übernommen werden. Nach der in 11 und 12 dargestellten Struktur befinden sich der erste Gleichrichter 241, der dem ersten Teil 231a der ersten Sekundärwicklung 231 entspricht, und der zweite Gleichrichter 242, der dem zweiten Teil 231b der ersten Sekundärwicklung 231 entspricht, nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand, und der dritte Gleichrichter 243, der dem ersten Teil 232a der zweiten Sekundärwicklung 232 entspricht, und der vierte Gleichrichter 244, der dem zweiten Teil 232b der zweiten Sekundärwicklung 232 entspricht, befinden sich nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand.
  • Unter Bezugnahme auf 13 und 14 ist in einigen Ausführungsformen die erste Primärwicklung 221 auch um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt und die zweite Primärwicklung 222 ist auch um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt. Die erste Primärwicklung 221 und die zweite Primärwicklung 222 sind in Reihe geschaltet.
  • Unter Bezugnahme auf 13 und 14 können die Sekundärwicklungen 230 die erste Sekundärwicklung 231 und die zweite Sekundärwicklung 232 umfassen. Die erste Sekundärwicklung 231 kann um die erste Magnetsäule 214 und den vierten Magnetstab 217 gewickelt werden, und die zweite Sekundärwicklung 232 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt werden. Ferner sind die erste Sekundärwicklung 231 und die zweite Sekundärwicklung 232 parallel geschaltet.
  • Ferner ist die erste Sekundärwicklung 231 in Reihe mit einem fünften Gleichrichter 245 geschaltet und die zweite Sekundärwicklung 232 ist in Reihe mit einem sechsten Gleichrichter 246 geschaltet.
  • Ferner wird durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung der ersten Sekundärwicklung 231 und der zweiten Sekundärwicklung 232, des fünften Gleichrichters 245 und des sechsten Gleichrichters 246 durch eine induzierte elektromotorische Kraft bewirkt, dass sich der fünfte Gleichrichter 245 oder der sechste Gleichrichter 246 in einem eingeschalteten Zustand befindet und sich der andere von fünftem Gleichrichter 245 und sechstem Gleichrichter 246 in einem ausgeschalteten Zustand befindet. Dadurch kann ein Strom durch die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft, die auf den Primärwicklungen 220 erzeugt wird, fließen oder es kann ein Strom durch die zweite Magnetsäule 215 und die dritte Magnetsäule 216 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft, die auf den Primärwicklungen 220 erzeugt wird, fließen. D.h. es wird ein entmagnetisierender Strom in einem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, oder in einem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, erzeugt, und es wird ein entmagnetisierender Strom in einem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die zweite Magnetsäule 216 gewickelt ist, oder in einem Teil der Sekundärwicklungen 230, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, erzeugt.
  • Alternativ kann die erste Sekundärwicklung 231 um die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 216 gewickelt werden und die zweite Sekundärwicklung 232 um die zweite Magnetsäule 215 und die erste Magnetsäule 215 gewickelt werden. Außerdem kann der fünfte Gleichrichter 245 in Reihe mit einem herausführenden Ende einer Spule der ersten Sekundärwicklung 231, die um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, geschaltet werden, und der sechste Gleichrichter 246 kann in Reihe mit einem herausführenden Ende einer Spule der zweiten Sekundärwicklung 232, die um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, geschaltet werden. Das herausführende Ende kann ein Abschlussende oder ein Anfangsende der entsprechenden Sekundärwicklung 230 sein.
  • 15 zeigt schematisch ein Prinzipschema eines IM-Bauelements 300 nach einer anderen Ausführungsform, und 16 zeigt schematisch eine detaillierte Struktur des IM-Bauelements 300, wie in 15 dargestellt. In den folgenden Beschreibungen wird lediglich ein Unterschied des IM-Bauelements 300 zu den vorstehenden Ausführungsformen von 2 beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 15 umfasst das IM-Bauelement 300 einen Magnetkern 210, eine Primärwicklung 320 und Sekundärwicklungen 330.
  • Für detaillierte Strukturen des Magnetkerns 210 kann auf die vorstehenden Beschreibungen des Magnetkerns 210, der in 3 und 4 gezeigt ist, verwiesen werden, und diese werden hier nicht im Detail beschrieben. Der Magnetkern 210 kann eine erste Magnetsäule 214, eine zweite Magnetsäule 215, eine dritte Magnetsäule 216 und eine vierte Magnetsäule 217 umfassen.
  • Ferner können unter Bezugnahme auf 15 die Primärwicklung 320 und die Sekundärwicklungen 330 an jeder beliebigen Stelle der Magnetsäulen 213 gewickelt werden, um eine geschlossene Magnetflussschleife zu bilden. Daher können die Primärwicklung 320 und die Sekundärwicklungen 330, die um die Magnetsäulen in gleicher Richtung gewickelt sind, eine magnetische Kopplungswirkung erzeugen. Die geschlossene Magnetflussschleife zirkuliert im gesamten IM-Bauelement 300 entlang einer Richtung eines gestrichelten Pfeils, der in 15 dargestellt ist.
  • Der Unterschied zwischen der Ausführungsform in 15 und der vorstehenden Ausführungsform in 2 besteht hauptsächlich darin, dass die Primärwicklung lediglich um zwei beliebige der ersten Magnetsäule 214, der zweiten Magnetsäule 215, der dritten Magnetsäule 216 und der vierten Magnetsäule 217 in einer gleichen Wicklungsrichtung gewickelt wird.
  • Zum Beispiel wird in 15 die Primärwicklung 320 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 in der gleichen Wickelrichtung gewickelt. Die Primärwicklung 320 kann jedoch um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 in einer gleichen Wicklungsrichtung gewickelt werden oder um die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217 in einer gleichen Wicklungsrichtung gewickelt werden.
  • Ferner können die Sekundärwicklungen 330 um die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden. Nehmen wir zum Beispiel 15. Wenn eine elektrische Spannung an die Primärwicklung 320 angelegt wird, fließt aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, während der andere der beiden Teile nicht von einem Strom durchflossen wird. Außerdem fließt aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, während der andere der beiden Teile nicht von einem Strom durchflossen wird. D.h. es wird ein entmagnetisierender Strom in dem Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, oder in dem Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, erzeugt, und es wird ein entmagnetisierender Strom in dem Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die zweite Magnetsäule 216 gewickelt ist, oder in dem Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, erzeugt.
  • Daher werden durch Wickeln der Wicklungen auf die vier Magnetsäulen 213 eine Primärwicklung 320 und mehrere Sekundärwicklungen 330 erhalten, wodurch zwei IM-Bauelemente (jedes der IM-Bauelemente entspricht einem vorhandenen Transformator und einem Ausgangsinduktor eines Stromverdoppler-Gleichrichters) in einem IM-Bauelement 300 äquivalent reintegriert werden. Obwohl die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule nicht mit der Primärwicklung umwickelt sind, fließt durch sie aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft, die auf die um die erste Magnetsäule und die zweite Magnetsäule gewickelte Primärwicklung erzeugt wird, ebenfalls ein Strom, was bewirkt, dass die dritte und die vierte Magnetsäule mit der Primärwicklung umwickelt sind.
  • Ferner kann sich bei der Wicklungsanordnung der Primärwicklung 320 und der Sekundärwicklungen 330 um den Magnetkern 210 ein magnetischer Rückfluss von zwei IM-Bauelementen nach der Integration gegenseitig aufheben, was den Verzicht auf eine Mittelsäule in einem bestehenden E-förmigen Magnetkern ermöglicht. Dies reduziert eine Größe des IM-Bauelements stark. Darüber hinaus kann der Verzicht auf die Mittelsäule den magnetischen Flussverlust wirksam verringern und die Umwandlungseffizienz des gesamten IM-Bauelements 300 verbessern.
  • Wenn in der Praxis die Primärwicklung 220 um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, fließt bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Primärwicklung 220 ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, und einen Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft, während im anderen der beiden Teile kein Strom fließt.
  • Wenn analog die Primärwicklung 220 um die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, fließt bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Primärwicklung 220 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, und einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, während im anderen der beiden Teile kein Strom fließt.
  • Außerdem können zwei Teile der Sekundärwicklungen 330, die sich gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand befinden, in Reihe oder parallel geschaltet werden.
  • Ferner können die Sekundärwicklungen 330 mit Gleichrichtern 340 in Reihe geschaltet werden. Durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung der Sekundärwicklungen 330 und der Gleichrichter 340 kann verhindert werden, dass ein Strom durch die Sekundärwicklungen 330 fließt, um sicherzustellen, dass sich die Sekundärwicklungen 330, die um die beiden Magnetsäulen 213 gewickelt sind, die mit der Primärwicklung 320 in der gleichen Richtung gewickelt sind, nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand befinden.
  • Ferner können die Sekundärwicklungen 330 eine erste Sekundärwicklung 331 und eine zweite Sekundärwicklung 332 umfassen. Die erste Sekundärwicklung 331 kann um zwei beliebige der ersten Magnetsäule 214 und der zweiten Magnetsäule 215, der dritten Magnetsäule 216 und der vierten Magnetsäule 217 gewickelt werden, und die zweite Sekundärwicklung 332 kann um die restlichen zwei der ersten Magnetsäule 214, der zweiten Magnetsäule 215, der dritten Magnetsäule 216 und der vierten Magnetsäule 217 gewickelt werden.
  • Die erste Sekundärwicklung 331 und die zweite Sekundärwicklung 332 können weiterhin parallel geschaltet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 15 und 16 ist ferner die erste Sekundärwicklung 331 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt. Es wird angenommen, dass ein Teil der ersten Sekundärwicklung 331, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, ein erster Teil 331a ist, und ein Teil der ersten Sekundärwicklung 331, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, ein zweiter Teil 331b ist. Im Einzelnen ist der erste Teil 331a der ersten Sekundärwicklung 331 parallel mit dem zweiten Teil 331b der ersten Sekundärwicklung 331 geschaltet, der erste Teil 331a der ersten Sekundärwicklung 331 ist in Reihe mit dem ersten Gleichrichter 341 geschaltet und der zweite Teil 331b der ersten Sekundärwicklung 331 ist in Reihe mit dem zweiten Gleichrichter 342 geschaltet.
  • In der Ausführungsform kann mit anderen Worten die erste Sekundärwicklung 331 zwei Teilwicklungen umfassen, von denen eine dem ersten Teil 331a und die andere dem zweiten Teil 331b entspricht, und die beiden Teilwicklungen sind jeweils um die entsprechenden Magnetsäulen 213 gewickelt und parallel geschaltet. Analog kann die zweite Sekundärwicklung 332 auch zwei Teilwicklungen umfassen, von denen eine dem ersten Teil 332a und die andere dem zweiten Teil 332b entspricht, und die beiden Teilwicklungen sind jeweils um die entsprechenden Magnetsäulen 213 gewickelt und parallel geschaltet.
  • Analog ist die zweite Sekundärwicklung 332 um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt. Es wird angenommen, dass ein Teil der zweiten Sekundärwicklung 332, der um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, ein erster Teil 332a ist, und ein Teil der zweiten Sekundärwicklung 332, der um die vierte Magnetsäule 217 gewickelt ist, ein zweiter Teil 332b ist. Im Einzelnen ist der erste Teil 332a der zweiten Sekundärwicklung 332 parallel mit dem zweiten Teil 332b der zweiten Sekundärwicklung 332 geschaltet, der erste Teil 332a der zweiten Sekundärwicklung 332 ist in Reihe mit dem dritten Gleichrichter 343 geschaltet und der zweite Teil 332b der zweiten Sekundärwicklung 332 ist in Reihe mit dem vierten Gleichrichter 344 geschaltet.
  • In der Ausführungsform entsprechen mit anderen Worten die Gleichrichter 340 jeweils den Magnetsäulen 213, die um jede Magnetsäule 213 gewickelten Sekundärwicklungen 330 sind parallel miteinander geschaltet und jeweils in Reihe mit den entsprechenden Gleichrichtern 340 geschaltet.
  • Weiterhin wird bewirkt, dass sich bei der Wicklungsanordnung des ersten Teils 331a und des zweiten Teils 331b der ersten Sekundärwicklung 331, der Wicklungsanordnung des ersten Teils 332a und des zweiten Teils 332b der zweiten Sekundärwicklung 332 und der Konfiguration des ersten Gleichrichters 341, des zweiten Gleichrichters 342, des dritten Gleichrichters 343 und des vierten Gleichrichters 344, der erste Gleichrichter 341 oder der zweite Gleichrichter 342 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand befindet, während sich der andere von erstem Gleichrichter 341 und zweitem Gleichrichter 342 in einem ausgeschalteten Zustand befindet, und es wird bewirkt, dass sich der dritte Gleichrichter 343 oder der vierte Gleichrichter 344 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand befindet, während sich der andere von drittem Gleichrichter 343 und viertem Gleichrichter 344 in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  • Unter Bezugnahme auf 15 und 16 befinden sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung an die Primärwicklung 220 und Fließen eines Stroms vom Primärwicklungs-Anfangsende 320a in die Primärwicklung 220 und Fließen eines Stroms aus dem Primärwicklungs-Abschlussende 320b heraus auf einer Sekundärseite der zweite Gleichrichter 342 und der dritte Gleichrichter 343 in einem eingeschalteten Zustand und der erste Gleichrichter 341 und der vierte Gleichrichter 344 in einem ausgeschalteten Zustand.
  • Weiterhin können die Gleichrichter 340 Dioden, synchrone Gleichrichter-Feldeffekttransistoren oder andere äquivalente Bauelemente sein.
  • Weiterhin können die erste Sekundärwicklung 331 und die zweite Sekundärwicklung 332 jeweils mit einem Kondensator 350 verbunden werden, um Strukturen aus zwei Transformatoren mit der ersten Primärwicklung 320 zu bilden.
  • Es ist zu beachten, dass 15 den Fall zeigt, bei dem die Primärwicklung 320 und die erste Sekundärwicklung 331 um dieselben zwei Magnetsäulen gewickelt sind, d.h. die Primärwicklung 320 ist um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt, die erste Sekundärwicklung 331 ist um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 in der gleichen Wicklungsrichtung der Primärwicklung 320 gewickelt, und die zweite Sekundärwicklung 332 ist um die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt. In einigen Ausführungen könnten jedoch die Primärwicklung 320 und die erste Sekundärwicklung 331 oder die zweite Sekundärwicklung 332 nicht um die gleichen beiden Magnetsäulen 213 gewickelt sein. Wenn z.B. die Primärwicklung 320 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, kann die erste Sekundärwicklung 331 um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt werden, und die zweite Sekundärwicklung 332 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden. Für den Fall, dass die erste Sekundärwicklung 331 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 in der gleichen Richtung gewickelt ist, muss sichergestellt werden, dass sich der Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die erste Magnetsäule 214 gewickelt ist, und der Teil der Sekundärwicklungen 330, der um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, nicht gleichzeitig in einem eingeschalteten Zustand befinden, indem die vier Gleichrichter 340 und die Wicklungsanordnung der Sekundärwicklungen 330 konfiguriert werden.
  • In einigen Ausführungsformen können bei dem Fall, in dem die erste Sekundärwicklung 331 um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 in der gleichen Richtung gewickelt ist, die erste Sekundärwicklung 331 und die zweite Sekundärwicklung 332 in wickelnder Weise parallel um die erste Magnetsäule 214, die zweite Magnetsäule 215, die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden, wie in 11 dargestellt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 17 ist in der Ausführungsform die Primärwicklung 320 noch um die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 gewickelt.
  • Im Einzelnen können die Sekundärwicklungen 330 unter Bezugnahme auf 17 eine erste Sekundärwicklung 331 und eine zweite Sekundärwicklung 332 umfassen, die erste Sekundärwicklung 331 kann um die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217 gewickelt werden, und die zweite Sekundärwicklung 332 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt werden. Die erste Sekundärwicklung 331 und die zweite Sekundärwicklung 332 sind zudem parallel geschaltet.
  • Ferner ist die erste Sekundärwicklung 331 in Reihe mit dem fünften Gleichrichter 345 geschaltet, und die zweite Sekundärwicklung 332 ist in Reihe mit dem sechsten Gleichrichter 346 geschaltet.
  • Ferner wird bei der Wicklungsanordnung der ersten Sekundärwicklung 331 und der zweiten Sekundärwicklung 332 und der Konfiguration des fünften Gleichrichters 345 und des sechsten Gleichrichters 346 durch eine induzierte elektromotorische Kraft bewirkt, dass sich der fünfte Gleichrichter 345 oder der sechste Gleichrichter 346 in einem eingeschalteten Zustand befindet, während sich der andere von fünftem Gleichrichter 345 und sechstem Gleichrichter 346 in einem ausgeschalteten Zustand befindet. Dadurch fließt ein Strom durch die erste Magnetsäule 214 und die vierte Magnetsäule 217 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft, die auf der Primärwicklung 320 erzeugt wird, oder es fließt ein Strom durch die zweite Magnetsäule 215 und die dritte Magnetsäule 216 aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft, die auf der Primärwicklung 320 erzeugt wird, so dass sichergestellt ist, dass nicht gleichzeitig ein Strom durch die erste Magnetsäule 214 und die zweite Magnetsäule 215 und nicht gleichzeitig ein Strom durch die dritte Magnetsäule 216 und die vierte Magnetsäule 217 fließt.
  • Die erste Sekundärwicklung 331 kann alternativ um die erste Magnetsäule 214 und die dritte Magnetsäule 216 gewickelt werden, und die zweite Sekundärwicklung 332 kann um die zweite Magnetsäule 215 und die vierte Magnetsäule 215 gewickelt werden. In diesem Fall kann der fünfte Gleichrichter 345 in Reihe mit einem herausführenden Ende einer Spule der ersten Sekundärwicklung 331, die um die dritte Magnetsäule 216 gewickelt ist, geschaltet werden, und der sechste Gleichrichter 346 kann in Reihe mit einem herausführenden Ende einer Spule der zweiten Sekundärwicklung 332, die um die zweite Magnetsäule 215 gewickelt ist, geschaltet werden. Das herausführende Ende kann ein Abschlussende oder ein Anfangsende der entsprechenden Sekundärwicklung 330 sein.
  • 18 zeigt schematisch das Diagramm eines DC/DC-Wandlers 400 nach einer Ausführungsform.
  • In einigen Ausführungsformen kann der DC/DC-Wandler 400 das IM-Bauelement 200, wie in 2 gezeigt, oder das IM-Bauelement 300, wie in 15 gezeigt, umfassen.
  • Nehmen wir das IM-Bauelement 200 als Beispiel, dann dient das Primärwicklungs-Anfangsende 220a des IM-Bauelements 200 als erstes primäres Ende 401a des IM-Bauelements 200 und das Primärwicklungs-Abschlussende 220b des IM-Bauelements 200 dient als zweites primäres Ende 401b des IM-Bauelements 200.
  • In einigen Ausführungsformen kann der DC/DC-Wandler 400 außerdem eine Primärschaltung 401 umfassen, die mit dem ersten primären Ende 401a und dem zweiten primären Ende 401b des IM-Bauelements 200 gekoppelt ist.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Primärschaltung 401 aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einem Halbbrückenwandler, einem Vollbrückenwandler und einem LLC-Wandler besteht. In 18 ist beispielsweise der Vollbrückenwandler dargestellt.
  • In einigen Ausführungsformen dient das Sekundärwicklungs-Anfangsende 230a des IM-Bauelements 200 als erstes sekundäres Ende 402a des IM-Bauelements 200 und das Sekundärwicklungs-Abschlussende 230b des IM-Bauelements 200 als zweites sekundäres Ende 402b des IM-Bauelements 200.
  • In einigen Ausführungsformen kann der DC/DC-Wandler 400 außerdem eine Sekundärschaltung 402 umfassen, die mit dem ersten sekundären Ende 402a und dem zweiten sekundären Ende 402b des IM-Bauelements 200 gekoppelt ist.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Sekundärschaltung 402 eine Stromverdoppler-Gleichrichterschaltung.
  • In der Ausführungsform kann mit Wicklungen von Spulen auf dem IM-Bauelement 200 oder 300 eine Wirkung eines in das IM-Bauelement 200 oder 300 integrierten Induktors erreicht werden.
  • Daher kann bei Verbesserung der Strukturen des IM-Bauelements 200 oder 300 eine Größe des DC/DC-Wandlers reduziert werden, wodurch der DC/DC-Wandler eine größere Leistung bei geringerer Größe und geringeren Kosten besitzen kann.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen derselben offenbart wurde, versteht sich, dass die Offenbarung nur beispielhaft und nicht als Einschränkung dargestellt ist. Der Fachmann kann die Ausführungsformen abwandeln und ändern, ohne vom Wesen und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100:
    IM-Halbbrücken-Stromverdoppler-Gleichrichtersystem
    101:
    Phasenverschiebungs-Halbbrückenschaltung
    102:
    Hauptquellenspannung erhaltende Einheit
    103:
    IM-Komponente
    200, 300:
    IM-Bauelement
    210, 310:
    Magnetkern
    211:
    Grundplatte
    212:
    Deckplatte
    213:
    Magnetsäule
    214:
    erste Magnetsäule
    215:
    zweite Magnetsäule
    216:
    dritte Magnetsäule
    217:
    vierte Magnetsäule
    214':
    Abstandswulst
    220, 320:
    Primärwicklung
    220a, 320a:
    Primärwicklungs-Anfangsende
    220b, 320b:
    Primärwicklungs-Abschlussende
    221:
    erste Primärwicklung
    221a:
    Anfangsende der ersten Primärwicklung
    221b:
    Abschlussende der ersten Primärwicklung
    222: zweite
    Primärwicklung
    221a:
    Anfangsende der zweiten Primärwicklung
    222b:
    Abschlussende der zweiten Primärwicklung
    230, 330:
    Sekundärwicklung
    230a:
    Sekundärwicklungs-Anfangsende
    230b:
    Sekundärwicklungs-Abschlussende
    231, 331:
    erste Sekundärwicklung
    231a, 331a:
    ein erster Teil der ersten Sekundärwicklung
    231b, 331b:
    ein zweiter Teil der ersten Sekundärwicklung
    232, 332:
    zweite Sekundärwicklung
    232a, 332a:
    ein erster Teil der zweiten Sekundärwicklung
    232b, 332b:
    ein zweiter Teil der zweiten Sekundärwicklung
    240, 340:
    Gleichrichter
    241, 341:
    erster Gleichrichter
    242, 342:
    zweiter Gleichrichter
    243, 343:
    dritter Gleichrichter
    244, 344:
    vierter Gleichrichter
    245, 345:
    fünfter Gleichrichter
    246, 346:
    sechster Gleichrichter
    250, 350:
    Kondensator
    400:
    DC/DC-Wandler
    401:
    Primärschaltung
    401a:
    erstes primäres Ende
    401b:
    zweites primäres Ende
    402:
    Sekundärschaltung
    402a:
    erstes sekundäres Ende
    402b:
    zweites sekundäres Ende
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • CN 101860235 A [0005, 0006]

Claims (17)

  1. Integriertes magnetisches (IM-)Bauelement, welches einen Magnetkern, Primärwicklungen und Sekundärwicklungen umfasst, wobei der Magnetkern eine Grundplatte, eine Deckplatte und Magnetsäulen zwischen der Grundplatte und der Deckplatte umfasst; die Primärwicklungen und die Sekundärwicklungen jeweils um die Magnetsäulen gewickelt sind, um eine geschlossene Magnetflussschleife zu bilden; die Magnetsäulen eine erste Magnetsäule, eine zweite Magnetsäule, eine dritte Magnetsäule und eine vierte Magnetsäule umfassen; die Primärwicklungen eine erste Primärwicklung und eine zweite Primärwicklung umfassen, wobei die erste Primärwicklung um die erste Magnetsäule und die zweite Magnetsäule gewickelt ist, die zweite Primärwicklung um die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt ist, eine Wicklungsrichtung der ersten Primärwicklung entgegengesetzt zu der der zweiten Primärwicklung ist und die erste Primärwicklung und die zweite Primärwicklung in Reihe oder parallel geschaltet sind; die Sekundärwicklungen um die erste Magnetsäule, die zweite Magnetsäule, die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt sind; bei Anlegen einer elektrischen Spannung an den Primärwicklungen aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die erste Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die zweite Magnetsäule gewickelt ist, fließt und aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die dritte Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule gewickelt ist, fließt, wobei die induzierte elektromotorische Kraft durch einen durch die Primärwicklungen fließenden Strom erzeugt wird; die Primärwicklungen ein Primärwicklungs-Anfangsende und ein Primärwicklungs-Abschlussende aufweisen, das Primärwicklungs-Anfangsende ein erstes primäres Ende des IM-Bauelements ist und das Primärwicklungs-Abschlussende ein zweites primäres Ende des IM-Bauelements ist; und die Sekundärwicklungen ein Sekundärwicklungs-Anfangsende und ein Sekundärwicklungs-Abschlussende aufweisen, das Sekundärwicklungs-Anfangsende ein erstes sekundäres Ende des IM-Bauelements ist und das Sekundärwicklungs-Abschlussende ein zweites sekundäres Ende des IM-Bauelements ist.
  2. IM-Bauelement nach Anspruch 1, wobei mit den Sekundärwicklungen Gleichrichter in Reihe geschaltet sind und ein Stromfluss beruhend auf der Wicklungsanordnung der Sekundärwicklungen und den Gleichrichtern beschränkt wird.
  3. IM-Bauelement nach Anspruch 2, wobei die Sekundärwicklungen eine erste Sekundärwicklung und eine zweite Sekundärwicklung umfassen, die erste Sekundärwicklung um beliebige zwei von erster Magnetsäule, zweiter Magnetsäule, dritter Magnetsäule und vierter Magnetsäule gewickelt ist und die zweite Sekundärwicklung um die verbleibenden zwei von erster Magnetsäule, zweiter Magnetsäule, dritter Magnetsäule und vierter Magnetsäule gewickelt ist; die erste Sekundärwicklung und die zweite Sekundärwicklung parallel geschaltet sind; bei den von der ersten Sekundärwicklung umwickelten zwei Magnetsäulen ein erster Teil der ersten Sekundärwicklung, der um eine der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, mit einem zweiten Teil der ersten Sekundärwicklung, der um die andere der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, parallel geschaltet ist und der erste Teil und der zweite Teil der ersten Sekundärwicklung jeweils mit entsprechenden Gleichrichtern in Reihe geschaltet sind; bei den von der zweiten Sekundärwicklung umwickelten zwei Magnetsäulen ein erster Teil der zweiten Sekundärwicklung, der um eine der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, mit einem zweiten Teil der zweiten Sekundärwicklung, der um die andere der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, parallel geschaltet ist und der erste Teil und der zweite Teil der zweiten Sekundärwicklung jeweils mit entsprechenden Gleichrichtern in Reihe geschaltet sind; und unter einer Bedingung, dass der der ersten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als erster Gleichrichter festgelegt ist, der der zweiten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als zweiter Gleichrichter festgelegt ist, der der dritten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als dritter Gleichrichter festgelegt ist und der der vierten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als vierter Gleichrichter festgelegt ist, durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung des ersten und des zweiten Teils der ersten Sekundärwicklung, der Wicklungsanordnung des ersten und des zweiten Teils der zweiten Sekundärwicklung und des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Gleichrichters sich der erste Gleichrichter oder der zweite Gleichrichter aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand befindet und der andere von erstem Gleichrichter und zweitem Gleichrichter sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet und der dritte oder der vierte Gleichrichter sich aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand befindet und der andere von drittem Gleichrichter und viertem Gleichrichter sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  4. IM-Bauelement nach Anspruch 2, wobei die Sekundärwicklungen eine erste Sekundärwicklung und eine zweite Sekundärwicklung umfassen, die erste Sekundärwicklung um die erste Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt ist und die zweite Sekundärwicklung um die zweite Magnetsäule und die dritte Magnetsäule gewickelt ist; oder die erste Sekundärwicklung um die erste Magnetsäule und die dritte Magnetsäule gewickelt ist und die zweite Sekundärwicklung um die zweite Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt ist; die erste Sekundärwicklung und die zweite Sekundärwicklung parallel geschaltet sind; die erste Sekundärwicklung mit einem fünften Gleichrichter in Reihe geschaltet ist; die zweite Sekundärwicklung mit einem sechsten Gleichrichter in Reihe geschaltet ist; und durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung der ersten und zweiten Sekundärwicklungen, des fünften Gleichrichters und des sechsten Gleichrichters aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft sich der fünfte Gleichrichter oder der sechste Gleichrichter in einem eingeschalteten Zustand befindet und sich der andere von fünftem Gleichrichter und sechstem Gleichrichter in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  5. IM-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Magnetsäule, die zweite Magnetsäule, die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule an vier Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet sind.
  6. IM-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Magnetsäule, die zweite Magnetsäule, die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule jeweils einen Luftspalt aufweisen.
  7. IM-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Abschlussende der ersten Primärwicklung und ein Anfangsende der zweiten Primärwicklung in Reihe geschaltet sind.
  8. IM-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Anfangsende der ersten Primärwicklung und ein Anfangsende der zweiten Primärwicklung parallel geschaltet sind und ein Abschlussende der ersten Primärwicklung mit einem Abschlussende der zweiten Primärwicklung parallel geschaltet ist.
  9. Integriertes magnetisches (IM-)Bauelement, welches einen Magnetkern, eine Primärwicklung und Sekundärwicklungen umfasst, wobei der Magnetkern eine Grundplatte, eine Deckplatte und Magnetsäulen zwischen der Grundplatte und der Deckplatte umfasst; die Primärwicklung und die Sekundärwicklungen jeweils um die Magnetsäulen gewickelt sind, um eine geschlossene Magnetflussschleife zu bilden; die Magnetsäulen eine erste Magnetsäule, eine zweite Magnetsäule, eine dritte Magnetsäule und eine vierte Magnetsäule umfassen; die Primärwicklung um die erste Magnetsäule und die zweite Magnetsäule gewickelt ist und Wicklungsrichtungen der Primärwicklung an der ersten Magnetsäule und der zweiten Magnetsäule gleich sind; bei Anlegen einer elektrischen Spannung an der Primärwicklung aufgrund einer induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die erste Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die zweite Magnetsäule gewickelt ist, fließt und aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft ein Strom durch einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die dritte Magnetsäule gewickelt ist, oder einen Teil der Sekundärwicklungen, der um die vierte Magnetsäule gewickelt ist, fließt, wobei die induzierte elektromotorische Kraft durch einen durch die Primärwicklung fließenden Strom erzeugt wird; die Primärwicklung ein Primärwicklungs-Anfangsende und ein Primärwicklungs-Abschlussende aufweist, das Primärwicklungs-Anfangsende ein erstes primäres Ende des IM-Bauelements ist und das Primärwicklungs-Abschlussende ein zweites primäres Ende des IM-Bauelements ist; und die Sekundärwicklungen ein Sekundärwicklungs-Anfangsende und ein Sekundärwicklungs-Abschlussende aufweisen, das Sekundärwicklungs-Anfangsende ein erstes sekundäres Ende des IM-Bauelements ist und das Sekundärwicklungs-Abschlussende ein zweites sekundäres Ende des IM-Bauelements ist.
  10. IM-Bauelement nach Anspruch 9, wobei mit den Sekundärwicklungen Gleichrichter in Reihe geschaltet sind und ein Stromfluss beruhend auf einer Wicklungsanordnung der Sekundärwicklungen und den Gleichrichtern beschränkt wird.
  11. IM-Bauelement nach Anspruch 10, wobei die Sekundärwicklungen eine erste Sekundärwicklung und eine zweite Sekundärwicklung umfassen, die erste Sekundärwicklung um beliebige zwei von erster Magnetsäule, zweiter Magnetsäule, dritter Magnetsäule und vierter Magnetsäule gewickelt ist und die zweite Sekundärwicklung um die verbleibenden zwei von erster Magnetsäule, zweiter Magnetsäule, dritter Magnetsäule und vierter Magnetsäule gewickelt ist; die erste Sekundärwicklung und die zweite Sekundärwicklung parallel geschaltet sind; bei den von der ersten Sekundärwicklung umwickelten zwei Magnetsäulen ein erster Teil der ersten Sekundärwicklung, der um eine der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, mit einem zweiten Teil der ersten Sekundärwicklung, der um die andere der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, parallel geschaltet ist und der erste Teil und der zweite Teil der ersten Sekundärwicklung jeweils mit entsprechenden Gleichrichtern in Reihe geschaltet sind; bei den von der zweiten Sekundärwicklung umwickelten zwei Magnetsäulen ein erster Teil der zweiten Sekundärwicklung, der um eine der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, mit einem zweiten Teil der zweiten Sekundärwicklung, der um die andere der zwei Magnetsäulen gewickelt ist, parallel geschaltet ist und der erste Teil und der zweite Teil der zweiten Sekundärwicklung jeweils mit entsprechenden Gleichrichtern in Reihe geschaltet sind; und unter einer Bedingung, dass der der ersten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als erster Gleichrichter festgelegt ist, der der zweiten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als zweiter Gleichrichter festgelegt ist, der der dritten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als dritter Gleichrichter festgelegt ist und der der vierten Magnetsäule entsprechende Gleichrichter als vierter Gleichrichter festgelegt ist, durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung des ersten und des zweiten Teils der ersten Sekundärwicklung, der Wicklungsanordnung des ersten und des zweiten Teils der zweiten Sekundärwicklung und des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Gleichrichters sich der erste Gleichrichter oder der zweite Gleichrichter aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand befindet und der andere von erstem Gleichrichter und zweitem Gleichrichter sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet und der dritte oder der vierte Gleichrichter sich aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft in einem eingeschalteten Zustand befindet und der andere von drittem Gleichrichter und viertem Gleichrichter sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  12. IM-Bauelement nach Anspruch 10, wobei die Sekundärwicklungen eine erste Sekundärwicklung und eine zweite Sekundärwicklung umfassen, die erste Sekundärwicklung um die erste Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt ist und die zweite Sekundärwicklung um die zweite Magnetsäule und die dritte Magnetsäule gewickelt ist; oder die erste Sekundärwicklung um die erste Magnetsäule und die dritte Magnetsäule gewickelt ist und die zweite Sekundärwicklung um die zweite Magnetsäule und die vierte Magnetsäule gewickelt ist; die erste Sekundärwicklung und die zweite Sekundärwicklung parallel geschaltet sind; die erste Sekundärwicklung mit einem fünften Gleichrichter in Reihe geschaltet ist; die zweite Sekundärwicklung mit einem sechsten Gleichrichter in Reihe geschaltet ist; und durch Konfigurieren der Wicklungsanordnung der ersten und zweiten Sekundärwicklungen, des fünften Gleichrichters und des sechsten Gleichrichters aufgrund der induzierten elektromotorischen Kraft sich der fünfte Gleichrichter oder der sechste Gleichrichter in einem eingeschalteten Zustand befindet und sich der andere von fünftem Gleichrichter und sechstem Gleichrichter in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  13. IM-Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die erste Magnetsäule, die zweite Magnetsäule, die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule an vier Eckpunkten eines Rechtecks angeordnet sind.
  14. IM-Bauelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die erste Magnetsäule, die zweite Magnetsäule, die dritte Magnetsäule und die vierte Magnetsäule jeweils einen Luftspalt aufweisen.
  15. Gleichspannungswandler (DC/DC-Wandler), welcher das integrierte magnetische (IM-)Bauelement nach Anspruch 1 umfasst und weiterhin umfasst: eine mit dem ersten primären Ende und dem zweiten primären Ende des IM-Bauelements gekoppelte Primärschaltung; und eine mit dem ersten sekundären Ende und dem zweiten sekundären Ende des IM-Bauelements gekoppelte Sekundärschaltung.
  16. DC/DC-Wandler nach Anspruch 15, wobei die Primärschaltung aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Halbbrückenwandler, einem Vollbrückenwandler und einem LLC-Wandler besteht.
  17. DC/DC-Wandler nach Anspruch 15, wobei die Sekundärschaltung eine Stromverdoppler-Gleichrichterschaltung ist.
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