DE102022207974A1 - Drossel für einen Gleichspannungswandler, Stromrichter und Verfahren zum Betreiben einer Drossel - Google Patents

Drossel für einen Gleichspannungswandler, Stromrichter und Verfahren zum Betreiben einer Drossel Download PDF

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Abstract

Eine Drossel (200) für einen Gleichspannungswandler umfasst eine Mehrzahl von Magnetkernen (100, 210, 215) mit je einem Kernvorsprung zum Aufnehmen einer Spule (205, 220, 225). Die Kernvorsprünge sind im Wesentlichen in einer Achse ausgerichtet. Ferner umfasst die Drossel (200) eine Mehrzahl von Spulen (205, 220, 225). Je eine Spule (205, 220, 225) ist durch je einen Kernvorsprung einer der Magnetkerne (100, 210, 215) aufgenommen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drossel für einen Gleichspannungswandler, auf einen Stromrichter und auf ein Verfahren zum Betreiben einer Drossel.
  • Die DE 10 2017 114 900 A1 offenbart eine mehrphasige gekoppelte Drossel, die aus mindestens zwei Kernmaterialien aufgebaut ist. Es ist bekannt, dass gekoppelte Drosseln als Speicherdrosseln in mehrphasigen DC-DC Wandlern eingesetzt werden können.
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Drossel für einen Gleichspannungswandler, einen verbesserten Stromrichter und ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Drossel gemäß den Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die mit dem vorgestellten Ansatz erreichbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine Drossel mit Magnetkernen und Spulen geschaffen wird, die durch eine Kopplung der magnetischen Felder durch die einzelnen Magnetkerne eine Reduktion eines Rippelstroms durch die Spulen der Drossel ermöglichen kann.
  • Eine Drossel für einen Gleichspannungswandler umfasst eine Mehrzahl von Magnetkernen mit je einem Kernvorsprung zum Aufnehmen einer Spule. Die Kernvorsprünge sind im Wesentlichen in einer Achse ausgerichtet. Ferner umfasst die Drossel eine Mehrzahl von Spulen. Je eine Spule ist durch je einen Kernvorsprung einer der Magnetkerne aufgenommen.
  • Bei der Drossel kann es sich um ein Bauteil handeln, das beispielsweise in einem Gleichspannungswandler eingesetzt sein kann. Die Kernvorsprünge der Magnetkerne können die Spulen aufnehmen. Bei der Spule kann es sich um ein elektrisches Bauelement handeln, das Windungen aufweist, um bei Stromfluss ein Magnetfeld zu erzeugen. Der hier vorgestellte Ansatz kann auch als eine kompensierte gekoppelte Drossel bzw. als eine gekoppelte Drossel für einen mehrphasigen DC-DC Wandler mit Flusskompensation verstanden werden. Der hier vorgestellte Ansatz kann einen Rippelstrom reduzieren. Ferner sind geringere Verluste in Wicklung und Halbleitern, sowie geringere Kerngrößen möglich. Besonders günstig ist die Verwendung von drei Magnetkernen bzw. Spulen in der Drossel, speziell bei einer Verwendung der Drossel in einer Brückenschaltung eines Stromrichters.
  • Gemäß einer Ausführungsform können Wicklungen von benachbarten Spulen gegensinnig ausgerichtet sein. In anderen Worten ausgedrückt kann jede zweite Wicklung in umgekehrter Richtung bewickelt oder in umgekehrter Richtung bestromt sein oder werden. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Kompensation des DC-Flussanteils ermöglicht werden. Somit kann eine geringere Flussdichte erzeugt werden, wodurch eine Reduktion des Kernvolumens möglich sein kann. Ferner kann sich eine effektivere magnetische Kopplung der Spulen ergeben, wodurch eine Reduktion des Rippelstroms ermöglicht werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Magnetkerne als PQ-Kerne ausgebildet sein. Vorteilhafterweise können PQ-Kerne eine geringe Größe aufweisen, wodurch sie platzsparend verbaut werden können. PQ-Kerne können ferner durch ihre optimale Einhausung durch magnetisierbares Material eine maximale Induktivität und eine maximale Wicklungsfläche für Magnetfeldlinien ermöglichen. Durch den Einsatz von PQ-Kernen kann eine kompaktere Bauform der Drossel ermöglicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Drossel zumindest eine Kernplatte aufweisen. Die Kernplatte kann an einer Außenseite der Magnetkerne angeordnet und im Wesentlichen parallel zu der Achse ausgerichtet sein. Vorteilhafterweise kann somit eine einfache Montage ohne zusätzliche Haltestrukturen ermöglicht werden, wobei durch die Kernplatte, die beispielsweise aus einem ferromagnetischen oder magnetisierbaren Material bestehen oder dieses Material umfassen kann, auch eine sehr effiziente Führung von Magentfeldlinien im Betrieb der Drossel erreicht werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Drossel zumindest eine weitere Kernplatte aufweisen. Die weitere Kernplatte kann im Wesentlichen parallel zu der Achse ausgerichtet sein. Die weitere Kernplatte kann parallel zu der Kernplatte angeordnet sein. Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung von einer oder mehreren Kernplatten, die beispielsweise aus einem ferromagnetischen oder magnetisierbaren Material bestehen oder dieses Material umfassen können, in Kombination mit den Magnetkernen eine einfache Montage ohne zusätzliche Haltestrukturen ermöglicht werden. Dadurch können bei der Herstellung Material, Kosten und Zeit eingespart werden. Zugleich kann auch vorteilhafterweise eine effiziente Führung von Magnetfeldlinien erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die weitere Kernplatte bezüglich der Magnetkerne auf einer gegenüberliegenden Seite der Kernplatte angeordnet sein. Auch dadurch kann eine einfache Montage ermöglicht werden, wodurch wiederum bei der Herstellung Kosten und Zeit eingespart werden können. Zugleich kann auch vorteilhafterweise eine noch effizientere Führung von Magnetfeldlinien erreicht werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die Magnetkerne eine geringere magnetische Permeabilität und zusätzlich oder alternativ ein besser magnetisch sättigendes Material aufweisen als die zumindest eine Kernplatte. Die Kernplatte(n) kann/können somit eine höhere magnetische Permeabilität aufweisen, als die Magnetkerne. Die magnetische Permeabilität gibt die Durchlässigkeit eines Materials für magnetische Felder an. Magnetkerne mit einer geringen magnetischen Permeabilität können eine vorteilhafte Führung des magnetischen Flusses ermöglichen.
  • Ferner wird ein Stromrichter, insbesondere ein Gleichspannungswandler vorgestellt, der eine Ausführungsform einer hierin genannten Drossel aufweist. Auch dadurch können die Vorteile des hier beschriebenen Ansatzes sehr effizient realisiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der Stromrichter eine Brückenschaltung aufweisen. Je eine der Spulen kann mit einem unterschiedlichen Zweig der Brückenschaltung verbunden sein. Auch dadurch können die Vorteile des hier beschriebenen Ansatzes sehr effizient realisiert werden.
  • Auch wird ein Verfahren zum Betreiben einer Ausführungsform einer hierin genannten Drosselvorgestellt, die zumindest einen Schritt des Einprägens eines ersten Stromflusses und einen Schritt des Einprägens eines zweiten Stromflusses aufweist. Der Schritt des Einprägens des ersten Stromflusses wird ausgeführt, um den ersten Stromfluss durch eine erste der Spulen einzuprägen. Der Schritt des Einprägens des zweiten Stromflusses wird ausgeführt, um den zweiten Stromfluss durch eine zweite der Spulen einzuprägen. Der erste Stromfluss weist dabei einen anderen zeitlichen Verlauf auf, als der zweite Stromfluss. Durch die zeitlich unterschiedlichen Verläufe des ersten und zweiten Stromflusses kann eine sehr effiziente Kopplung der durch die Magnetkerne verlaufenden Magnetfelder erreicht werden, sodass sehr effizient die Rippelströme durch die Spulen vermieden oder zumindest verringert werden können. Auch dadurch können die Vorteile des hier beschriebenen Ansatzes sehr effizient realisiert werden.
  • Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
  • Ein entsprechendes Steuergerät kann eingerichtet sein, um die Schritte einer Ausführungsform des hierin genannten Verfahrens in entsprechenden Einheiten auszuführen und zusätzlich oder alternativ anzusteuern. Dabei können zum Ausführen der Schritte des Verfahrens entsprechende elektrische Signale verwendet wer-den.
  • Ein Steuergerät kann ein elektrisches Gerät sein, das elektrische Signale, beispielsweise Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine oder mehrere geeignete Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein können. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil einer integrierten Schaltung sein, in der Funktionen des Steuergeräts umgesetzt sind. Die Schnittstellen können auch eigene, integrierte Schaltkreise sein oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
  • Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einem Steuergerät ausgeführt wird.
  • Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine Darstellung eines Magnetkerns für eine Drossel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 2 eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Drossel;
    • 3 eine schematische Schnittdarstellung einer Drossel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 4 ein Schaltplan eines Stromrichters mit einer Drossel gemäß einem Ausführungsbeispiel;
    • 5 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer Drossel; und
    • 6 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Steuergeräts zum Betreiben einer Drossel.
  • In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
  • 1 zeigt eine Darstellung eines Magnetkerns 100 für eine Drossel gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Drossel kann beispielsweise in einem Gleichspannungswandler eingesetzt sein.
  • Der Magnetkern 100 weist einen Kernvorsprung 105 auf und ist ausgebildet, um eine Spule aufzunehmen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Magnetkern 100 als ein PQ-Kern ausgebildet. Um den Kernvorsprung 105 ist beispielsweise eine Spule anordenbar, wie es in den nachfolgenden Figuren dargestellt und beschrieben ist. Der Kernvorsprung 105 ist beispielhaft als ein Zylinder ausgeformt und mittig an einer als ein Boden 110 ausgeformten rechteckigen Fläche angeordnet. Der Kernvorsprung 105 ist beispielhaft von je zwei Wänden 115 umgeben, die eine annähernd halb- bzw. viertelkreisförmige Form aufweisen, um beispielsweise die Spule zuverlässig um den Kernvorsprung 105 herum zu lagern und einen magnetischen Fluss möglichst effizient führen zu können. Der Abstand von einem Innenumfang der Wände 115 zu dem Außenumfang des Kernvorsprungs 105 begrenzt die Anzahl der Wicklungen der Spule. Der Kernvorsprung 105 und die Wände 115 weisen beispielhaft dieselbe Höhe gegenüber einer Grundfläche auf.
  • 2 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Drossel 200. Die Drossel 200 ist beispielsweise für einen Gleichspannungswandler vorgesehen.
  • Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Drossel 200 drei Magnetkerne 100, 210, 215 auf. Die Magnetkerne 100, 210, 215 sind beispielhaft nebeneinander in einer Achse angeordnet und ähneln oder entsprechen dabei je dem Magnetkern aus 1.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Drossel 200 eine Kernplatte 230 und eine weitere Kernplatte 235 auf. Die Kernplatte 230 und die weitere Kernplatte 235 sind an einer Außenseite der Magnetkerne 100, 210, 215 angeordnet. Die Kernplatte 230 und die weitere Kernplatte 235 sind parallel zu der Achse ausgerichtet. Gemäß dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist die weitere Kernplatte 235 auf einer gegenüberliegenden Seite der Kernplatte 230 angeordnet. Alternativ kann die Drossel 200 weitere Kernplatten aufweisen, die übereinander bzw. aufeinanderliegend angeordnet sein können.
  • Der Magnetkern 100 nimmt beispielsweise eine erste Spule 205 auf, der zweite Magnetkern 210 eine zweite Spule 220 und der dritte Magnetkern 215 eine dritte Spule 225. Genauer ist auf die Kernvorsprünge der Magnetkerne 100, 210, 215 je einer der Spulen 205, 220, 225 aufgesteckt. Die Kernvorsprünge sind in 2 jedoch nicht sichtbar. An dem Magnetkern 100 ist beispielhaft eine Außenwand 240 angeordnet, die mit den Kernplatten 230 und der weiteren Kernplatte 235 beispielsweise bündig abschließt. Der dritte Magnetkern 215 formt durch seinen Boden eine weitere Außenwand 245 aus, die beispielsweise ebenfalls mit der Kernplatte 230 und der weiteren Kernplatte 235 bündig abschließt.
  • Die erste Spule 205 weist beispielhaft zwei erste Spulenanschlüsse 250 auf, die zweite Spule 220 zwei zweite Spulenanschlüsse 255 auf und die dritte Spule 225 zwei dritte Spulenanschlüsse 260. Die erste Spule 205 und die dritte Spule 225 sind beispielsweise im Vergleich zu der zweiten Spule 220 gegenläufig aufgewickelt, wodurch die zweiten Spulenanschlüsse 255 im Vergleich zu den ersten Spulenanschlüssen 250 und den dritten Spulenanschlüssen 260 horizontal gespiegelt (bezüglich einer Spiegelebene zwischen dem ersten und zweiten bzw. dem zweiten und dritten Magnetkern) angeordnet sind.
  • In anderen Worten ausgedrückt zeigt 2 eine Verwendung einer Kombination aus Magnetkernen 100, 210, 215, die auch als PQ-Kerne bezeichnet werden können und Kernplatten 230, 235. Somit ist eine vereinfachte Montage ohne zusätzliche Haltestrukturen möglich. Die Magnetkerne 100, 210, 215 sind so angeordnet, dass ihre Kernvorsprünge, die auch als Kernmitten bezeichnet werden können, in eine Richtung zeigen bzw. ausgerichtet sind. Jede zweite Wicklung, hier beispielsweise die Wicklung der zweiten Spule 220, ist in umgekehrter Richtung bewickelt oder wird in umgekehrter Richtung bestromt, wenn die Drossel in einer elektrischen Schaltung verschaltet ist. Hierdurch ergibt sich eine Kompensation des DC-Flussanteils, wodurch sich eine geringere Flussdichte und somit ist eine Reduktion des Kernvolumens ermöglichen lasen. Somit ist eine effektivere Kopplung möglich, die zu einer Reduktion des Rippelstroms führt.
  • In anderen Worten ausgedrückt zeigt 2 eine gekoppelte Drossel 200 mit zwei oder mehreren Phasen. Die gekoppelte Drossel 200 weist optional ein oder zwei verschiedene Kernmaterialien auf, sodass sich beispielsweise die Materialien für die Magnetkerne von den Materialien für die Kernplatten unterscheiden können. Die Magnetkerne 100, 210, 215, die auch als innere Kerne bezeichnet werden können, weisen beispielsweise eine niederpermeables und hochsättigendes Kernmaterial auf. Die Kernplatten 230, 235, die auch als äußere Kerne bezeichnet werden können, weisen beispielsweise ein hochpermeables Kernmaterial auf.
  • 3 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Drossel 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei ähnelt oder entspricht die Drossel 200 in 3 der Drossel aus 2, mit Ausnahme dessen, dass die Drossel 200 entlang einer Schnittebene aufgeschnitten dargestellt ist.
  • Die erste Spule 205 ist beispielhaft um den Kernvorsprung 105 angeordnet. Direkt an den Kernvorsprung schließt ein zweiter Kernvorsprung 325 des zweiten Magnetkerns 210 an, um den die zweite Spule 220 gewickelt ist. Die dritte Spule 225 ist um einen dritten Kernvorsprung 330 des dritten Magnetkerns 215 gewickelt.
  • Bei einer Bestromung der Spulen 205, 220, 225 bilden sich Magnetfeldlinien, die je nach Verlauf eine unterschiedlich hohe magnetische Flussdichte aufweisen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel verlaufen erste Magnetfeldlinien 300 der ersten Spule 205 entlang des Kernvorsprungs 105, der im Schnittprofil T-förmig ausgeformt ist.
  • Die ersten Magnetfeldlinien 300, die im Bereich des Kernvorsprung 105 verlaufen, der von der ersten Spule 205 umwickelt ist, weisen eine höhere magnetische Flussdichte auf, als die ersten Magnetfeldlinien 300 im Bereich des Kernvorsprungs 105, der nicht von der ersten Spule 205 umwickelt ist. Beispielsweise beträgt die magnetische Flussdichte im Bereich des von der ersten Spule 205 umwickelten Kernvorsprungs 105 ca. 0,7 Tesla. Dritte Magnetfeldlinien 305 der dritten Spule 225 weisen einen ähnlichen Verlauf auf. Die zweiten Magnetfeldlinien 315 der zweiten Spule 220 verlaufen in die Gegenrichtung und weisen eine niedrigere magnetische Flussdichte auf. Der Richtungsverlauf 310 der Magnetfeldlinien 300, 305, 315 ist beispielhaft mittels Pfeilen dargestellt. Demnach verlaufen die Magnetfeldlinien horizontal, vertikal, entgegen des Uhrzeigersinns bzw. im Uhrzeigersinn.
  • Die magnetische Flussdichte 320 ist beispielhaft in einer Skala dargestellt, wobei die magnetische Flussdichte 320 in Tesla angegeben ist und von 0 bis 1.42 Tesla reicht.
  • 4 zeigt einen Schaltplan eines Stromrichters 400 mit einer Drossel 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Darstellung kann auch als Topologie mehrphasiger DC-DC Wandler bezeichnet werden. Bei dem Stromrichter 400 handelt es sich beispielsweise um einen Gleichspannungswandler. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Stromrichter 400 eine Brückenschaltung 455 auf. Die Drossel 200, die auch als Boost Inductor bezeichnet werden kann, entspricht oder ähnelt hierbei der Drossel aus einer der hierin beschriebenen Figuren. Die Brückenschaltung 455, die auch als 3-Phase Boost Converter bezeichnet werden kann, ist beispielsweise als eine B6 Brücke ausgeformt. Je eine der Spulen 205, 220, 225 ist mit einem unterschiedlichen Zweig der Brückenschaltung 455 verbunden.
  • Die erste Spule 205 ist beispielsweise mit einem ersten Zweig 405 der Brückenschaltung 455 verbunden, die zweite Spule 220 mit einem zweiten Zweig 410 und die dritte Spule 225 mit einem dritten Zweig 415.
  • Jeder Brückenzweig 405, 410, 415 ist beispielsweise über einen ersten Anschluss 420 und einen zweiten Anschluss 425 miteinander verbunden. Ferner sind entlang der Zweige 405, 410, 415 beispielsweise Schalter 430 angeordnet, wobei zwischen den Schalter 430 eines Zweigs 405, 410, 415 bzw. zwischen den ersten Anschlüssen 430 und den zweiten Anschlüssen 425 ein Mittelabgriffspunkt der Spulen 205, 220, 225 angeordnet ist. Die Schalter 430 sind beispielsweise als Halbleiterschalter wie beispielsweise als MOSFET. IGBT oder Thyristor ausgebildet. Durch die Anordnung der Dioden 430 in der Schaltung fließt der Strom in zwei verschiedenen Wegen durch die Brückenschaltung 455.
  • Die Stromquelle 435 kann auch als Input bezeichnet werden. Zwischen der Brückenschaltung 455 und der Stromquelle 435 ist beispielhaft ein Filter 440 angeordnet. Ein weiterer Filter 445 ist zwischen der Brückenschaltung 455 und einer Hochvolt-Batterie 450, die auch als HV-Battery bezeichnet werden kann, angeordnet.
  • Durch die günstige Ansteuerung der Schalter 430 kann nun erreicht werden, dass beispielsweise bei einem mit dem zweiten Anschluss 425 verbundenen geschlossenen Schalter 430 des ersten Zweigs 405 ein Stromfluss von der Stromquelle 435 über die erste Spule 205 und diesen Schalter 430 fließt, sodass sich in der ersten Spule 205 ein magnetisches Feld aufbaut. Ist dieses magnetische Feld aufgebaut, kann nun der mit dem zweiten Anschluss 425 verbundenen Schalter 430 geöffnet werden und der Schalter 430 des ersten Zweigs 405 geöffnet werden. Hierdurch wird das magnetische Feld in der ersten Spule 205 abgebaut und ein Stromfluss von der ersten Spule 205 über den mit dem ersten Anschluss 420 verbundenen Schalter 430 in die Hochvolt-Batterie 450. Auf diese Weise kann eine Ladung der Hochvolt-Batterie 450 erfolgen. Analog wird auch die Bestromung der zweiten Spule 220 und der dritten Spule 225 durch die Anstuerung der Schalter 403 des zweiten und dritten Zweigs 410, 415 durchgeführt, sodass eine kontinuierliche Ladung der Hochvolt-Batterie 450 mit Energie aus der Stromquelle 435 erfolgen kann. Durch eine zeitversetzte Ansteuerung der Schalter 430 des ersten, zweiten und dritten Zweigs 405, 410, 415 der Brückenschaltung 455 sowie der Verwendung der Drossel 200, wie sie hier beschrieben wurde kann auch erreicht werden, dass durch die magnetische Kopplung der Magnetkerne, auf denen die Spulen 205, 220, 225 aufgesteckt sind, der Rippelstrom in die Hochvolt-Batterie 450 möglichst gering gehalten werden kann.
  • 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 500 zum Betreiben einer Drossel. Die Drossel entspricht oder ähnelt hierbei der Drossel aus einer der hierin beschriebenen Figuren. Das Verfahren 500 weist einen Schritt 505 des Einprägens eines ersten Stromflusses und einen Schritt 510 des Einprägens eines zweiten Stromflusses auf. Der Schritt 505 des Einprägens des ersten Stromflusses wird ausgeführt, um den ersten Stromfluss durch eine erste der Spulen einzuprägen. Der Schritt 510 des Einprägens des zweiten Stromflusses wird ausgeführt, um den zweiten Stromfluss durch eine zweite der Spulen einzuprägen. Der erste Stromfluss weist dabei einen anderen zeitlichen Verlauf auf, als der zweite Stromfluss.
  • 6 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Steuergeräts 600 zum Betreiben einer Drossel
  • Das Steuergerät 600 ist ausgebildet, um das Verfahren aus 5 oder ein ähnliches Verfahren auszuführen. Das Steuergerät 600 weist eine Einheit 605 zum Einprägen des ersten Stromflusses und eine Einheit 610 zum Einprägen des zweiten Stromflusses. Die Einheit 605 zum Einprägen ist ausgebildet, um den Schritt des Einprägens des ersten Stromflusses auszuführen und/oder anzusteuern. Die Einheit 610 zum Einprägen ist ausgebildet, um den Schritt des Einprägens des zweiten Stromflusses auszuführen und/oder anzusteuern.
  • Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
  • Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so kann dies so gelesen werden, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
  • Bezugszeichen
  • 100
    Magnetkern
    105
    Kernvorsprung
    110
    Boden
    115
    Wand
    200
    Drossel
    205
    erste Spule
    210
    zweiter Magnetkern
    215
    dritter Magnetkern
    220
    zweite Spule
    225
    dritte Spule
    230
    Kernplatte
    235
    weitere Kernplatte
    240
    Außenwand
    245
    weitere Außenwand
    250
    erste Spulenanschlüsse
    255
    zweite Spulenanschlüsse
    260
    dritte Spulenanschlüsse
    300
    erste Magnetfeldlinien
    305
    dritte Magnetfeldlinien
    310
    Richtungsverlauf
    315
    zweite Magnetfeldlinien
    320
    magnetische Flussdichte
    325
    zweiter Kernvorsprung
    330
    dritter Kernvorsprung
    400
    Stromrichter
    405
    erster Zweig
    410
    zweiter Zweig
    415
    dritter Zweig
    420
    erster Anschluss
    425
    zweiter Anschluss
    430
    Diode
    435
    Stromquelle
    440
    Filter
    445
    weiterer Filter
    450
    Hochvolt-Batterie
    455
    Brückenschaltung
    500
    Verfahren zum Betreiben einer Drossel
    505
    Schritt des Einprägens des ersten Stromflusses
    510
    Schritt des Einprägens des zweiten Stromflusses
    600
    Steuergerät zum Betreiben einer Drossel
    605
    Einheit zum Einprägen des ersten Stromflusses
    610
    Einheit zum Einprägen des zweiten Stromflusses
  • 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
    • DE 102017114900 A1 [0002]

Claims (13)

  1. Drossel (200) für einen Gleichspannungswandler, wobei die Drossel (200) die folgenden Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Magnetkernen (100, 210, 215) mit je einem Kernvorsprung (105, 325, 330) zum Aufnehmen einer Spule (205, 220, 225), wobei die Kernvorsprünge (105, 325, 330) im Wesentlichen in einer Achse ausgerichtet sind; und eine Mehrzahl von Spulen (205, 220, 225), wobei je eine Spule (205, 220, 225) durch je einen Kernvorsprung (105, 325, 330) einer der Magnetkerne (100, 210, 215) aufgenommen ist.
  2. Drossel (200) gemäß Anspruch 1, wobei Wicklungen von benachbarten Spulen (205, 220, 225) gegensinnig ausgerichtet sind.
  3. Drossel (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Magnetkerne (100, 210, 215) als PQ-Kerne ausgebildet sind.
  4. Drossel (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Drossel (200) zumindest eine Kernplatte (230) aufweist, wobei die Kernplatte (230) an einer Außenseite der Magnetkerne (100, 210, 215) angeordnet und im Wesentlichen parallel zu der Achse ausgerichtet ist.
  5. Drossel (200) gemäß Anspruch 4, mit zumindest einer weiteren Kernplatte (235), wobei die weitere Kernplatte (235) im Wesentlichen parallel zu der Achse ausgerichtet ist.
  6. Drossel (200) gemäß Anspruch 5, wobei die weitere Kernplatte (235) bezüglich der Magnetkerne (100, 210, 215) auf einer gegenüberliegenden Seite der Kernplatte (230) angeordnet ist.
  7. Drossel (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 4 bis 6, wobei die Magnetkerne (100, 210, 215) eine geringere magnetische Permeabilität und/oder ein besser magnetisch sättigendes Material aufweisen als die zumindest eine Kernplatte (230, 235).
  8. Stromrichter (400), insbesondere Gleichspannungswandler, mit einer Drossel (200), dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
  9. Stromrichter (400) gemäß Anspruch 8, mit einer Brückenschaltung (455), wobei je eine der Spule (205, 220, 225) mit einem unterschiedlichen Zweig (405, 410, 415) der Brückenschaltung (455) verbunden ist.
  10. Verfahren (500) zum Betreiben einer Drossel (200) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (500) zumindest die folgenden Schritte aufweist: Einprägen (505) eines ersten Stromflusses durch eine erste der Spulen (205, 220, 225) und Einprägen (510) eines zweiten Stromflusses durch eine zweite der Spulen (205, 220, 225), wobei der erste Stromfluss einen anderen zeitlichen Verlauf aufweist, als der zweite Stromfluss.
  11. Steuergerät (600), das eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (500) gemäß Anspruch 10 in entsprechenden Einheiten auszuführen und/oder anzusteuern.
  12. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens (500) gemäß Anspruch 10 auszuführen und/oder anzusteuern.
  13. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 12 gespeichert ist.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1145416B1 (de) 1999-10-01 2003-09-03 Robert Bosch Gmbh Umrichter für die umformung von elektrischer energie
US7598839B1 (en) 2004-08-12 2009-10-06 Pulse Engineering, Inc. Stacked inductive device and methods of manufacturing
DE102017114900A1 (de) 2017-07-04 2019-01-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Speicherdrossel

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