DE112019005461T5

DE112019005461T5 - Reaktor und mehrphasiger dc-dc-wandler des interleave-typs

Info

Publication number: DE112019005461T5
Application number: DE112019005461.9T
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Ishizuka
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2018-11-02
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2021-07-15
Also published as: JPWO2020090472A1; JP7145228B2; CN112970079B; US20210375523A1; CN112970079A; WO2020090472A1

Abstract

Es wird ein Reaktor bereitgestellt, der miniaturisiert werden kann. Der Reaktor (1) umfasst einen ersten Kern (14), eine erste Spule (11), die um den ersten Kern (14) gewickelt ist, und eine zweite Spule (12), die um den ersten Kern (14) gewickelt ist. Die erste Spule (11) und die zweite Spule (12) weisen jeweils Anschlüsse a und c auf, an denen eine Ausgangsspannung einer Stromquelle eingespeist wird, und Anschlüsse b und d, die elektrisch mit einer Ausgangsseite verbunden sind, an der die umgewandelte Leistung ausgegeben wird, und sind weiterhin so gewickelt, dass eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern (14) erzeugt wird, wenn ein Strom von dem Anschluss a zu dem Anschluss b der ersten Spule (11) fließt, und eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern (14) erzeugt wird, wenn ein Strom von dem Anschluss c zu dem Anschluss d der zweiten Spule (12) fließt, entgegengesetzt zueinander sind. Ein zweiter Kern (15), der an einer Außenseite der ersten Spule (11) und der zweiten Spule (12) vorgesehen ist, ist ebenfalls vorgesehen, und ein magnetischer Streufluss, der von einer der ersten Spule (11) und der zweiten Spule (12) durch Erregung erzeugt wird und nicht mit der anderen Spule verbunden ist, geht durch den zweiten Kern (15) und zirkuliert um eine der Spulen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor, welche in einem Gleichspannungswandler für Fahrzeuge wie Elektroautos und Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) verwendet wird.
Stand der Technik
Ein Reaktor wird durch Montieren von Spulen um einen Kern herum konfiguriert. Zum Zweck der Isolierung des Kerns von den Spulen wird der gesamte Kern oder ein Teil des Kerns durch Gießen in Harz eingebettet oder wird in ein zylindrisches Harzformprodukt eingesetzt. Ein Reaktor, bei welchem ein Reaktorhauptkörper, welcher den Kern die um den Kern herum montierten Spulen umfasst, welche in einem aus Metall, wie beispielsweise Aluminium, hergestellten Gehäuse aus Gründen der Staubdichtigkeit, des Schutzes und der Wärmeableitung aufgenommen ist, ist auch aus dem verwandten Technik bekannt (siehe z. B. Patentliteratur 1).
Der Reaktor des Verbundtyps, welcher zwei Spulen aufweist, ist bekannt (siehe z. B. Patentliteratur 2), bei welcher die Richtungen der magnetischen Streuflüsse der beiden Spulen, die durch einen äußeren Umfangsbereich eines ringförmigen Kerns verlaufen, gleich sind, wobei der magnetische Streufluss um den Reaktorkörper herum verstärkt wird und der magnetische Streufluss für einen Step-up- und Step-down-Betrieb verwendet wird.
Literatur des verwandten Standes der Technik
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP-A-2016-66721
Patentliteratur 2: JP-A-2014-127637

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
Bei dem oben beschriebenen Reaktor vom Verbundtyp ist es notwendig, einen Raum um den Reaktor herum vorzusehen, um Wärmeentwicklung oder ähnliches in anderen Komponenten um den Reaktor herum zu verhindern, die durch den magnetischen Streufluss verursacht wird, und der Raum ist ein Faktor, der die Miniaturisierung des Reaktors beeinträchtigt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Reaktor, der miniaturisiert werden kann, und einen mehrphasigen Gleichspannungswandler vom Interleave-Typ, der den Reaktor enthält, bereitzustellen.
Mittel zum Lösen des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Reaktor bereitgestellt, der einen ersten Kern, eine erste Spule, die um den ersten Kern gewickelt ist, und eine zweite Spule, die um den ersten Kern gewickelt ist, umfasst und zur Leistungsumwandlung verwendet wird, wobei die erste Spule und die zweite Spule jeweils einen Endabschnitt aufweisen, an dem eine Ausgangsspannung einer Energiequelle eingespeist wird, und der andere Endabschnitt elektrisch mit einer Ausgangsseite verbunden ist, an der die umgewandelte Leistung ausgegeben wird, und ferner so gewickelt sind, dass eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern erzeugt wird, wenn ein Strom von dem einen Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt der ersten Spule fließt, und eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern erzeugt wird, wenn ein Strom von dem einen Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt der zweiten Spule fließt, entgegengesetzt zueinander sind, wobei ein zweiter Kern, der an einer Außenseite von mindestens einer von der ersten Spule und der zweiten Spule vorgesehen ist, weiter vorgesehen ist, und wobei ein magnetischer Streufluss, der von einer von der ersten Spule und der zweiten Spule durch Erregung erzeugt wird und nicht mit der anderen Spule verbunden ist, durch den zweiten Kern hindurch passiert und um eine von den Spulen herum zirkuliert.
Der mehrphasige DC-DC-Wandler des Interleave-Typs gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst den Reaktor und einen Schaltkreis, der mit der anderen Endabschnittsseite der ersten Spule und der zweiten Spule verbunden ist.
Vorteile der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Reaktor, der miniaturisiert werden kann, und einen mehrphasigen DC-DC-Wandler des Interleave-Typs bereitzustellen, der den Reaktor enthält.
Figurenliste

1 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel eines zweiphasigen DC-DC-Wandlers des Interleave-Typs darstellt, auf welchen ein Reaktor 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine schematische Konfiguration des Reaktors 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist eine schematische Draufsicht auf den in 2 dargestellten Reaktor 1, gesehen von einer Seite einer Öffnung 2a in einer Richtung Z.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine äußere Konfiguration eines ersten Kerns 14, einer ersten Spule 11 und einer zweiten Spule 12 in des in 3 dargestellten Reaktors 1 zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die äußere Konfiguration eines zweiten Kerns 15 in des in 2 dargestellten Reaktors 1 darstellt.
6 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A in dem in 3 dargestellten Reaktor 1.
7 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie B-B in dem in 3 dargestellten Reaktor 1.
8 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie C-C in dem in 3 dargestellten Reaktor 1.
9 ist eine Ansicht, die schematisch den Fluss des magnetischen Streuflusses zeigt, der von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 erzeugt wird.
10 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration eines Reaktors des Verbundtyps aus dem verwandten Stand der Technik zeigt.
11 ist eine schematische Ansicht, die eine Konfiguration des Reaktors des Verbundtyps des verwandten Standes der Technik darstellt.
12 ist eine schematische Ansicht, die die Magnetflussverteilung des in 11 dargestellten Reaktors des Verbundtyps zeigt.
13 ist eine schematische Schnittansicht entsprechend 5, die ein Modifikationsbeispiel eines Hauptkörperabschnitts 15C des in 4 dargestellten zweiten Kerns 15 zeigt.
14 ist eine perspektivische Außenansicht, die schematisch eine schematische Konfiguration eines Reaktors 1A zeigt, die ein Modifikationsbeispiel des in 1 dargestellten Reaktors 1 ist.
15 ist eine planare schematische Ansicht des in 14 dargestellten Reaktors 1A in der Ansicht aus der Richtung Z.
16 ist eine schematische Schnittdarstellung, welche entlang der Linie E-E in dem in 15 dargestellten Reaktor 1A geschnitten ist.
17 ist eine schematische Schnittdarstellung, welche entlang der Linie F-F in dem in 15 dargestellten Reaktor 1A geschnitten ist.
ist eine schematische Schnittansicht, welche entlang der Linie H-H in dem in dargestellten Reaktor 1A geschnitten ist.
19 ist eine Ansicht, die schematisch eine schematische Konfiguration eines Reaktors 1B zeigt, die ein Modifikationsbeispiel des in 2 dargestellten Reaktors 1 ist.

Modus zum Ausführen der Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Schaltplan, der ein Beispiel eines zweiphasigen DC-DC-Wandlers des Interleave-Typs zeigt, auf den ein Reaktor 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Der in 1 dargestellte zweiphasige Gleichspannungswandler vom Interleave-Typ umfasst einen Glättungskondensator C1, den Reaktor 1 mit einer ersten Spule 11 und einer zweiten Spule 12, die Schalteinheiten SW1, SW2, SW3 und SW4 sowie einen Glättungskondensator C2.
In einem Fall, in dem der DC-DC-Wandler mit einer Spannung V1 auf der Seite des Glättungskondensators C1 als eine Eingangsspannung und einer Spannung V2 auf der Seite des Glättungskondensators C2 als eine Ausgangsspannung arbeitet, erhöht der DC-DC-Wandler die Eingangsspannung V1. In einem Fall, in dem der DC-DC-Wandler mit der Spannung V2 auf der Seite des Glättungskondensators C2 als Eingangsspannung und der Spannung VI auf der Seite des Glättungskondensators C1 als Ausgangsspannung arbeitet, regelt der DC-DC-Wandler die Eingangsspannung V2 herunter.
Die Schalteinheiten SW1 und SW2 sind mit einem Anschluss b einer Wicklung der ersten Spule 11 des Reaktors 1 verbunden. Die Schalteinheiten SW3 und SW4 sind mit einem Anschluss d einer Wicklung der zweiten Spule 12 des Reaktors 1 verbunden. Die Schalteinheiten SW1, SW2, SW3 und SW4 enthalten jeweils ein Schaltelement, wie z. B. einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT), und eine Rücklaufdiode, die parallel zum Schaltelement geschaltet ist.
Jedes Schaltelement der Schalteinheiten SW1 bis SW4 wird durch Signale von der Schaltsteuereinheit, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, ein- und ausgeschaltet. Wenn jedoch die Schaltsteuereinheit das Schaltelement der Schalteinheit SW1 steuert, um eingeschaltet zu sein, steuert die Schaltsteuereinheit das Schaltelement der Schalteinheit SW2, um ausgeschaltet zu sein, und umgekehrt, wenn die Schaltsteuereinheit das Schaltelement der Schalteinheit SW1 steuert, um ausgeschaltet zu sein, steuert die Schaltsteuereinheit das Schaltelement der Schalteinheit SW2, um eingeschaltet zu sein. In ähnlicher Weise steuert die Schaltsteuereinheit das Schaltelement der Schalteinheit SW3, um eingeschaltet zu sein und das Schaltelement der Schalteinheit SW4, um ausgeschaltet zu sein, und umgekehrt, wenn die Schaltsteuereinheit das Schaltelement der Schalteinheit SW3 steuert, um ausgeschaltet zu sein, steuert die Schaltsteuereinheit das Schaltelement der Schalteinheit SW4, um eingeschaltet zu sein. Ein Zyklus (Ts) der Schaltsteuerung der Schalteinheiten SW1 und SW2 und ein Zyklus (Ts) der Schaltsteuerung der Schalteinheiten SW3 und SW4 sind um einen halben Zyklus (Ts/2) phasenverschoben. Mit anderen Worten, die Ein/Aus-Steuerung der Schalteinheit SW2 und die Ein/Aus-Steuerung der Schalteinheit SW4 stehen in einer umgekehrten Phasenbeziehung zueinander.
Bei dem in dargestellten DC-DC-Wandler sind die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 magnetisch miteinander gekoppelt und haben ein Windungsverhältnis von 1:1. Daher wird in der zweiten Spule 12 die gleiche Spannung induziert wie in der ersten Spule 11. Die Polarität der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 ist durch Punkte gekennzeichnet. In der in 1 dargestellten Konfiguration sind ein Anschluss a der Wicklung der ersten Spule 11 und ein Anschluss c der Wicklung der zweiten Spule 12 an die positive Seite einer Stromquelle (Vin) angeschlossen. Die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 sind so um den Kern gewickelt, dass die Richtung des magnetischen Flusses, der in den Kern (den unten beschriebenen ersten Kern 14) fließt, um den die erste Spule 11 gewickelt ist, der Richtung des magnetischen Flusses, der in den Kern (den unten beschriebenen ersten Kern 14) fließt, um den die zweite Spule 12 gewickelt ist, entgegengesetzt ist, und zwar in einem Zustand, in dem der Strom vom Anschluss a zum Anschluss b und der Strom vom Anschluss c zum Anschluss d fließt. Mit anderen Worten, die Richtung des magnetischen Flusses, der in dem Kern (dem unten beschriebenen ersten Kern 14) erzeugt wird, um den die erste Spule 11 gewickelt ist, wenn ein Strom 11 in der ersten Spule 11 fließt, ist der Richtung des magnetischen Flusses entgegengesetzt, der in dem Kern (dem unten beschriebenen ersten Kern 14) fließt, um den die zweite Spule 12 gewickelt ist, wenn ein Strom 12 in der zweiten Spule 12 fließt, und die beiden magnetischen Flüsse schwächen sich gegenseitig ab. Währenddessen, wenn der Strom 11 in der ersten Spule 11 fließt und der Strom 12 in der zweiten Spule 12 fließt, sind die Richtungen, in denen die magnetischen Streuflüsse (d. h. der magnetische Fluss, der von einer Spule erzeugt wird und nicht mit der anderen Spule verbunden ist, und der magnetische Fluss, der durch die Außenseite des Kerns (der erste Kern 14, der unten beschrieben wird), um den die Spule gewickelt ist, hindurch passiert) von jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 fortschreitet, die gleichen, und somit verstärken sich die magnetischen Streuflüsse gegenseitig. Durch die Nutzung des magnetischen Streuflusses zur Akkumulation und Freisetzung von magnetischer Energie in der gekoppelten Reaktorspule ist der Step-up- und Step-down-Betrieb möglich.
In einem Wandler, in dem die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 magnetisch invers miteinander gekoppelt sind, wird die Beziehung zwischen der Primärspannung und der Sekundärspannung durch die folgende Gleichung dargestellt.
$2 V 1 - 1 \frac{d i 1}{d t} - (L - M) \frac{d i 1}{d t} = V 2$
In der oben beschriebenen Gleichung steht „V1“ für die Primärspannung des Wandlers und „V2“ für die Sekundärspannung des Wandlers. „i1“ bezeichnet den Eingangsstrom des Wandlers, „L“ bezeichnet die Eigeninduktivität von jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12, und „M“ bezeichnet die gegenseitige Induktivität der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12. „1“ ist die Streuinduktivität aufgrund des magnetischen Flusses, der von einer der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 erzeugt wird und nicht mit durch den magnetischen Fluss mit der anderen Spule verbunden ist.
In einem Fall, in dem der magnetische Streufluss in der oben beschriebenen Gleichung 0 ist, sind sowohl der zweite Term auf der linken Seite als auch der dritte Term auf der linken Seite 0, und die Spannungsumwandlung kann nicht durchgeführt werden. Daher ist die Induktivität aufgrund des magnetischen Streuflusses erforderlich, wie im zweiten Term auf der linken Seite und im dritten Term auf der linken Seite dargestellt. Mit anderen Worten wird in dem Wandler, in dem die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 magnetisch entgegengesetzt zueinander gekoppelt sind, die Spannungsumwandlungsfunktion unter Verwendung der Induktivität des magnetischen Streuflusses durchgeführt, der von einer von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 erzeugt wird und um die andere Spule herum zirkuliert, ohne mit dieser verbunden zu sein.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration des Reaktors 1 in dem in 1 dargestellten DC-DC-Wandler zeigt. In 2 werden einige Konfigurationselemente (der unten beschriebene erste Kern 14) weggelassen. 3 ist eine schematische Draufsicht auf den in 2 dargestellten Reaktor 1, gesehen von einer Seite der Öffnung 2a in einer Richtung Z. Ein zweiter Kern 15, der unten beschrieben werden wird, ist in 3 nicht dargestellt. Die in 3 dargestellten Anschlüsse a, b, c und d entsprechen der Zuordnung der in 1 dargestellten Anschlüsse a, b, c und d.
Der Reaktor 1 umfasst ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Gehäuse 2, bei dem eine der beiden Öffnungen in einem zylindrischen Element mit einer dreieckigen, rechteckigen oder kreisförmigen Querschnittsform geschlossen ist. Im Beispiel von 2 ist das Gehäuse 2 so gestaltet, dass eine der beiden Öffnungen in einem zylindrischen Element mit einer rechteckigen Querschnittsform geschlossen ist.
Das Gehäuse 2 weist die Öffnung 2a auf einer Seite in der Richtung Z auf und hat vier Seitenwände 2A, 2B, 2C und 2D, die eine flache Plattenform haben und parallel zur Richtung Z verlaufen. Die Seitenwand 2A und die Seitenwand 2C sind in der Richtung X senkrecht zur Richtung Z ausgerichtet und einander zugewandt, die Seitenwand 2B und die Seitenwand 2D sind in der Richtung Y senkrecht zur Richtung Z und zur Richtung X ausgerichtet und einander zugewandt.
Das Gehäuse 2 besteht beispielsweise aus Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit, nimmt einen Reaktorhauptkörper 100 auf und hat eine Funktion als wärmeableitendes Element für die vom Reaktorhauptkörper 100 erzeugte Wärme. Es können Metalle mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie z. B. Aluminium oder Magnesium, verwendet werden. Das Gehäuse 2 muss nicht notwendigerweise aus Metall bestehen, sondern es kann auch Harz mit ausgezeichneter Wärmeleitfähigkeit oder ein Teil aus Harz mit einem daran befestigten Metallkühlkörper verwendet werden.
Der Reaktorhauptkörper 100, welcher die erste Spule 11, die zweite Spule 12, einen Abstandshalter 13 und den zweiten Kern 15, enthält, der später im Detail beschrieben wird, ist im Inneren des Gehäuses 2 untergebracht.
Die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 sind Wicklungsspulen mit der Richtung X als die jeweilige axiale Richtung. Die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 sind so angeordnet, dass sie ausgerichtet sind, während sie in der Richtung Y voneinander getrennt sind. Die in 3 dargestellten Anschlüsse a, b, c und d sind mit Drähten verbunden, und die Drähte werden von der Öffnung 2a des Gehäuses 2 nach außen gezogen und mit anderen Schaltungselementen des in 1 dargestellten DC-DC-Wandlers verbunden. Wenn der Strom 11 von dem Anschluss a zu dem Anschluss b in der ersten Spule 11 fließt, wird ein magnetischer Fluss B1, der in 3 gegen den Uhrzeigersinn fließt, im ersten Kern 14 erzeugt. Wenn der Strom 12 von der Klemme c zur Klemme d in der zweiten Spule 12 fließt, wird im ersten Kern 14 ein magnetischer Fluss B2 erzeugt, der in im Uhrzeigersinn fließt. Daher werden die beiden magnetischen Flüsse B1 und B2 in der Richtung der gegenseitigen Abschwächung innerhalb des ersten Kerns 14 erzeugt.
Der Abstandshalter 13 ist ein plattenförmiges Element, das parallel zur Richtung Z verläuft und sich in der Richtung Z erstreckt und zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 angeordnet ist, und hat die Funktion, den Raum zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 in der Richtung X in zwei Teile zu trennen.
Das Wickelmaterial der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 ist jeweils mit verschiedenen Leitern, wie z. B. Kupfer, konfiguriert. Der Abstandshalter 13 ist aus isolierendem Material, wie z. B. Harz, hergestellt. Der Kopplungskoeffizient zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 ist auf einen vorbestimmten Wert kleiner als 1 eingestellt, so dass der für den Step-up- und Step-down-Betrieb erforderliche magnetische Streufluss erreicht werden kann. Hier kann der Kopplungskoeffizient zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 durch Einstellen der magnetischen Permeabilität jedes des ersten Kerns 14 und des zweiten Kerns 15 oder durch Einstellen eines Spalts in einem zweiten magnetischen Pfad (später beschrieben) eingestellt werden.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die äußere Konfiguration des ersten Kerns 14, der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 in des in 3 dargestellten Reaktors 1 zeigt. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch die äußere Konfiguration des zweiten Kerns 15 in dem in 2 dargestellten Reaktor 1 zeigt.
6 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie A-A in dem in 3 dargestellten Reaktor 1. 7 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie B-B in dem in 3 dargestellten Reaktor 1. 8 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie C-C in dem in 3 dargestellten Reaktor 1. Die schematische Schnittansicht entlang der Linie D-D in dem in 3 dargestellten Reaktor 1 wird weggelassen, da ein Bezugszeichen 14a in 8 nur in ein Bezugszeichen 14b und ein Bezugszeichen 15A in 8 nur in ein Bezugszeichen 15B geändert ist.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, umfasst der in dem Gehäuse 2 untergebrachte Reaktorhauptkörper 100 weiterhin den ersten Kern 14, der so konfiguriert ist, dass er ein magnetisches Material enthält. Der erste Kern 14 kann ein Eisenkern, ein Ferritkern, ein laminierter Kern aus Siliziumstahl oder ein Harzkern aus gegossenem Harzmaterial sein, der ein magnetisches Material enthält.
Der erste Kern 14 umfasst: den flachen Plattenabschnitt 14a, der eine flache Plattenform aufweist, die parallel zur Richtung Z ist und sich in der Richtung Y erstreckt; den flachen Plattenabschnitt 14b, der eine flache Plattenform aufweist, die parallel zur Richtung Z ist und sich in der Richtung Y erstreckt, und der von dem flachen Plattenabschnitt 14a in der Richtung X getrennt ist; und einen stabförmigen gewickelten Abschnitt 14c und einen gewickelten Abschnitt 14d, die den flachen Plattenabschnitt 14a und den flachen Plattenabschnitt 14b miteinander verbinden und sich in der Richtung X erstrecken, und die gesamte Struktur ist so konfiguriert, dass sie im Wesentlichen eine Ringform aufweist.
Die erste Spule 11 ist um die äußere Umfangsfläche des gewickelten Abschnitts 14c des ersten Kerns 14 gewickelt. Die zweite Spule 12 ist um die äußere Umfangsfläche des gewickelten Abschnitts 14d des ersten Kerns 14 gewickelt. Dieser erste Kern 14 bildet einen ersten magnetischen Pfad (einen Durchlass des magnetischen Flusses, der in der Reihenfolge entgegengesetzt zur Reihenfolge des flachen Plattenabschnitts 14a, des gewickelten Abschnitts 14c, des flachen Plattenabschnitts 14b, des gewickelten Abschnitts 14d und des flachen Plattenabschnitts 14a fließt), der durch die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 hindurch zirkuliert.
Wie in 3 dargestellt, befindet sich die den gewickelten Abschnitten 14c und 14d gegenüberliegende Endfläche in der Richtung X des flachen Plattenabschnitts 14a des ersten Kerns 14 in Kontakt mit der Seitenwand 2A des Gehäuses 2. Beide Endflächen des flachen Plattenabschnitts 14a des ersten Kerns 14 in der Richtung Y befinden sich in Kontakt mit der Seitenwand 2B bzw. der Seitenwand 2D des Gehäuses 2.
Wie in 3 dargestellt, befindet sich die den gewickelten Abschnitten 14c und 14d gegenüberliegende Endfläche in der Richtung X des flachen Plattenabschnitts 14b des ersten Kerns 14 in Kontakt mit der Seitenwand 2C des Gehäuses 2. Beide Endflächen des flachen Plattenabschnitts 14b des ersten Kerns 14 in der Richtung Y befinden sich in Kontakt mit der Seitenwand 2B bzw. der Seitenwand 2D des Gehäuses 2.
Bei der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 handelt es sich um hochkant angeordnete Spulen. Wie in den 6 und 7 dargestellt, sind die erste Spule 11 bzw. die zweite Spule 12 rechteckige hochkantige Spulen, deren Form, in axialer Richtung gesehen, eine Form ist, bei der die vier Ecken eines rechteckigen Rahmens mit zwei Seiten parallel zur Richtung Y und zwei Seiten parallel zur Richtung Z abgerundet sind.
Wie in den 6 und 7 dargestellt, ist die erste Spule 11 innerhalb des Gehäuses 2 in einem Zustand befestigt, in dem die der Seite der zweiten Spule 12 in der Richtung Y gegenüberliegende Endfläche in Kontakt mit der Seitenwand 2B des Gehäuses 2 ist und die der Seite der Öffnung 2a in der Richtung Z gegenüberliegende Endfläche in Kontakt mit einer Bodenfläche 2E des Gehäuses 2 ist.
Die zweite Spule 12 ist im Inneren des Gehäuses 2 in einem Zustand befestigt, in dem die Endfläche gegenüber der Seite der ersten Spule 11 in Richtung Y in Kontakt mit der Seitenwand 2D des Gehäuses 2 ist und die Endfläche gegenüber der Seite der Öffnung 2a in Richtung Z in Kontakt mit der Bodenfläche 2E des Gehäuses 2 ist.
Der in 5 dargestellte zweite Kern 15 ist in dem Gehäuseraum des Gehäuses 2 ausgebildet, mit Ausnahme des Teils, in dem der erste Kern 14, die erste Spule 11, die zweite Spule 12 und der Abstandshalter 13, die oben beschrieben wurden, angeordnet sind. Der zweite Kern 15 besteht aus einem Harzmaterial, das z. B. ein magnetisches Material enthält. Der zweite Kern 15 wird beispielsweise durch Gießen des Harzmaterials in das Gehäuse 2 in einem Zustand gebildet, in dem der erste Kern 14, die erste Spule 11, die zweite Spule 12 und der Abstandshalter 13 im Inneren des Gehäuses 2 befestigt sind, und später durch Aushärten des Harzmaterials.
Insbesondere umfasst der zweite Kern 15, wie in den 5 bis 7 dargestellt, einen Hauptkörperabschnitt 15C, der um die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 herum ausgebildet ist; ein Paar flacher Plattenabschnitte 15A, die in der Richtung X von beiden Enden in der Richtung Z und einem Ende in der Richtung X des Hauptkörperabschnitts 15C vorstehen; und ein Paar flacher Plattenabschnitte 15B, die in der Richtung X von beiden Enden in der Richtung Z und dem anderen Ende in der Richtung X des Hauptkörperabschnitts 15C vorstehen.
Wie in den 5 und 8 dargestellt, ist der flache Plattenabschnitt 15A ein Teil, das in einem Zustand gebildet wird, wo der Raum zwischen dem flachen Plattenabschnitt 14a des ersten Kerns 14 und der Öffnung 2a des Gehäuses 2 versenkt ist, und der Raum zwischen dem flachen Plattenabschnitt 14a des ersten Kerns 14 und der Bodenfläche 2E des Gehäuses 2 versenkt ist.
Wie in 5 dargestellt, ist der flache Plattenabschnitt 15B ein Teil, das in einem Zustand des Füllens des Raums zwischen dem flachen Plattenabschnitt 14A des ersten Kerns 14 und der Öffnung 2A des Gehäuses 2 und des Füllens zwischen dem flachen Plattenabschnitt 14b des ersten Kerns 14 und der Bodenfläche 2E des Gehäuses 2 gebildet wird.
Wie in 6 dargestellt ist, enthält der Hauptkörperabschnitt 15C des zweiten Kerns 15: einen Sub-Kernabschnitt 15a, der in einem Zustand gebildet wird, in dem er den Raum zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 füllt; einen Sub-Kernabschnitt 15b, der in einem Zustand gebildet wird, in dem er den Raum zwischen der ersten Spule 11 und der Seitenwand 2B füllt; einen Sub-Kernabschnitt 15c, der in einem Zustand gebildet ist, in dem er den Raum zwischen der zweiten Spule 12 und der Seitenwand 2D füllt; und einen Sub-Kernabschnitt 15d, der in einem Zustand gebildet wird, in dem er den Raum zwischen dem Sub-Kernabschnitt 15a, dem Sub-Kernabschnitt 15b, dem Sub-Kernabschnitt 15c, der ersten Spule 11, der zweiten Spule 12 und der Öffnung 2a des Gehäuses 2 ausfüllt.
Wie in 7 dargestellt, ist der Abstandshalter 13 zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 ausgebildet und erstreckt sich von der Grenzfläche zwischen dem Sub-Kernabschnitt 15d und dem Sub-Kernabschnitt 15a zur Bodenfläche 2e des Gehäuses 2. Mit einem solchen Abstandshalter 13 wird der Sub-Kernabschnitt 15a des Hauptkörperabschnitts 15C so konfiguriert, dass er in der Richtung X in zwei Teile getrennt ist.
In dem Reaktor 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, fließt der magnetische Fluss, der in der ersten Spule 11 durch Erregung der ersten Spule 11 erzeugt wird, durch den inneren Umfangsabschnitt der ersten Spule 11, zum Beispiel von dem flachen Plattenabschnitt 14a zu dem flachen Plattenabschnitt 14b, und fließt dann zu dem flachen Plattenabschnitt 14a, der den inneren Umfangsabschnitt der zweiten Spule 12 über den flachen Plattenabschnitt 14b durchdringt, und kehrt schließlich zu der ersten Spule 11 zurück. Der in der zweiten Spule 12 durch Erregung der zweiten Spule 12 erzeugte magnetische Fluss fließt durch den inneren Umfangsabschnitt der zweiten Spule 12, z. B. von dem flachen Plattenabschnitt 14a zu dem flachen Plattenabschnitt 14b, und fließt dann zu dem flachen Plattenabschnitt 14a, der den inneren Umfangsabschnitt der ersten Spule 11 über den flachen Plattenabschnitt 14b durchdringt, und kehrt schließlich zu der zweiten Spule 12 zurück. So bildet der erste Kern 14 einen ersten magnetischen Pfad, der zirkuliert und die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 der Reihe nach durchdringt, und somit können die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 magnetisch gekoppelt werden, um die wechselseitige Induktionswirkung zu erzielen.
Ein Teil des von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 erzeugten magnetischen Flusses entweicht als magnetischer Streufluss um die erste Spule 11 und um die zweite Spule 12 anstelle des ersten magnetischen Pfades, wie durch die gekrümmten Pfeile in 6 dargestellt. Der Hauptkörperabschnitt 15C des zweiten Kerns 15 ist an einem Teil vorgesehen, durch den der magnetische Streufluss verläuft. Daher fließt der magnetische Streufluss, der von einer Endseite der ersten Spule 11 in der Richtung X austritt, durch den Hauptkörperabschnitt 15C zur anderen Endseite der ersten Spule 11 in der Richtung X und zirkuliert um die erste Spule 11. In ähnlicher Weise fließt der magnetische Streufluss, der von einer Endseite der zweiten Spule 12 in der Richtung X austritt, durch den Hauptkörperabschnitt 15C zu der anderen Endseite der zweiten Spule 12 in der Richtung X und zirkuliert um die zweite Spule 12. Als solches wird der zweite magnetische Pfad durch den Hauptkörperabschnitt 15C gebildet, während er einen magnetischen Pfad, der zirkuliert und nur die erste Spule 11 durchdringt, und einen magnetischen Pfad, der zirkuliert und nur die zweite Spule 12 durchdringt, umfasst. Daher kann eine Selbstinduktionswirkung durch Verwendung des magnetischen Streuflusses erzielt werden.
9 ist eine Ansicht, die schematisch den Fluss des magnetischen Streuflusses zeigt, der durch die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 erzeugt wird. In einem Zustand, in dem der zweite Kern 15 nicht vorhanden ist, breitet sich der magnetische Streufluss von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 weit um das Gehäuse 2 herum aus und kehrt dann zu jeder Spule zurück. In der Zwischenzeit befinden sich in dem Reaktor 1, wie in den 6 und 7 dargestellt, der Sub-Kernabschnitt 15b und der Sub-Kernabschnitt 15c zwischen dem Gehäuse 2 und der ersten Spule 11 sowie der zweiten Spule 12. In dem Reaktor 1, wie in den 6 und 7 dargestellt, befindet sich der Sub-Kernabschnitt 15a zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12. Daher fließt, wie in 9 dargestellt, der größte Teil des magnetischen Streuflusses von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 zu dem Sub-Kernabschnitt 15b, dem Sub-Kernabschnitt 15c und dem Sub-Kernabschnitt 15a, die eine höhere magnetische Permeabilität als die der Luft aufweisen. Dadurch können die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses in die Umgebung des Gehäuses 2 und die Vergrößerung des Raums um das Gehäuse 2 herum verhindert werden, um zu verhindern, dass andere Elemente Wärme erzeugen.
10 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration des Reaktors des Verbundtyps aus dem verwandten Stand der Technik zeigt. In dem Reaktor des Verbundtyps, welcher die in 10 dargestellte Konfiguration aufweist, werden innerhalb des Kerns 70 magnetische Flüsse 70A und 70B in entgegengesetzten Richtungen erzeugt, und die magnetischen Flüsse schwächen sich gegenseitig ab. Währenddessen fließen die magnetischen Streuflüsse 70C und 70D, die jeweils um die Primärspule und die Sekundärspule zirkulieren, in der gleichen Richtung zwischen den Schenkelabschnitten 71 und 72, die auf dem Kern 70 vorgesehen sind. Dementsprechend werden der magnetische Streufluss 70C und der magnetische Streufluss 70D verstärkt. Im Gegensatz zu dem in 10 dargestellten Reaktor des Verbundtyps kann der Spalt zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 verringert werden, da der Reaktor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Sub-Kernabschnitt 15a zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 enthält. Es besteht keine Notwendigkeit, dass der Kern Schenkelabschnitte enthält, wie in 10 dargestellt. Daher ist es möglich, den magnetischen Pfad zu verkürzen und die Induktivität zu verbessern.
11 ist eine schematische Ansicht, die die Konfiguration des Reaktors des Verbundtyps aus dem verwandten Stand der Technik zeigt. 12 ist eine schematische Ansicht, die die Verteilung des magnetischen Flusses dem in 11 dargestellten Reaktor vom Verbundtyp zeigt. In dem Reaktor des Verbundtyps, welcher die in 11 dargestellte Konfiguration aufweist, werden die magnetischen Flüsse in entgegengesetzten Richtungen innerhalb eines Kerns 80 erzeugt, und die magnetischen Flüsse schwächen sich gegenseitig ab. Währenddessen breiten sich die magnetischen Streuflüsse 81A und 82A, die jeweils um eine Primärspule 81 und eine Sekundärspule 82 zirkulieren, um den Kern 80 herum aus und fließen in dieselbe Richtung. Dementsprechend werden der magnetische Streufluss 81A und der magnetische Streufluss 82A verstärkt. Da der Reaktor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Sub-Kernabschnitt 15b und den Sub-Kernabschnitt 15c zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 und dem Gehäuse 2 enthält, kann im Gegensatz zu dem in 11 dargestellten Reaktor vom Verbundtyp die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses jeder Spule verhindert werden, wie in 9 dargestellt.
Als solches kann gemäß dem Reaktor 1 der magnetische Streufluss von jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12, der nicht durch den ersten magnetischen Pfad verläuft, in jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 durch den zweiten magnetischen Pfad zirkulieren. Daher kann die Selbstinduktivität von jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 erhöht werden. Dementsprechend kann, wenn die gleiche Induktivität für die bekannte Reaktorkonfiguration erreicht werden soll, die Anzahl der Windungen von jeder von der ersten Spule und der zweiten Spule reduziert werden, und der erste Magnetpfad kann verkürzt werden. Die Verringerung der Windungszahl der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 bewirkt eine Verringerung des Widerstands, und somit kann die Querschnittsfläche des ersten Kerns 14 verringert werden. Da der magnetische Streufluss über den zweiten Magnetpfad genutzt wird, ist kein Raum um den Reaktor 1 erforderlich, der die durch diesen magnetischen Streufluss erzeugte Wärme berücksichtigt. Dementsprechend ist es möglich, sowohl eine Miniaturisierung als auch einen geringen Verlust des Reaktors 1 zu erreichen.
Gemäß dem Reaktor 1 ist jede von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 eine Hochkantspule, und weiterhin ist jede von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 in einem Zustand angeordnet, in dem sie sich in Kontakt mit den Seitenwänden 2B und 2D und der Bodenfläche 2E des Gehäuses 2 befindet. Daher ist es möglich, das Volumen innerhalb des Gehäuses 2 effizient zu nutzen und den Reaktor 1 zu miniaturisieren.
Der Reaktor 1 ist so konfiguriert, dass zwei der vier zueinander senkrechten Flächen an den äußeren Umfangsflächen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 in Kontakt mit dem Gehäuse 2 stehen und eine der vier Flächen der Öffnung 2a gegenüberliegt. Daher kann eine große Kühlfläche bei der Kühlung der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 von außerhalb des Gehäuses 2 erhalten werden, und somit kann die Kühleffizienz erhöht werden.
Gemäß dem Reaktor 1 ist die Bodenfläche des Gehäuses 2 parallel zur axialen Richtung jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12. Daher ist es möglich, die Anschlüsse jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 leicht aus der Öffnung 2a des Gehäuses 2 herauszuziehen und die Herstellungskosten zu reduzieren.
Gemäß dem Reaktor 1 ist der zweite Kern 15 aus einem Harz hergestellt, das ein magnetisches Material enthält. Daher kann der zweite Kern 15 durch ein einfaches Verfahren gebildet werden. Daher können die Herstellungskosten des Reaktors 1 reduziert werden. Der zweite Kern 15 kann auch aus dem gleichen Material wie der erste Kern 14 hergestellt werden, obwohl das Herstellungsverfahren schwieriger ist.
Gemäß dem Reaktor 1 ist der Sub-Kernabschnitt 15a des Hauptkörperabschnitts 15C derartig konfiguriert, dass er in der Richtung X durch den Abstandshalter 13 in zwei Teile getrennt wird. Gemäß einer derartigen Konfiguration kann die Induktivität leicht durch den magnetischen Streufluss jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 eingestellt werden, der nicht durch den ersten magnetischen Pfad verläuft. Daher kann den Reaktor 1 flexibel gestaltet werden, um das erforderliche Step-up-Verhältnis und dergleichen zu erfüllen.
In dem Hauptkörperabschnitt 15C kann der Bereich, in dem der Abstandshalter 13 ausgebildet ist, ein Hohlraum sein, in dem nichts vorhanden ist. Gemäß der Konfiguration, in der der Sub-Kernabschnitt 15a durch den Abstandshalter 13 getrennt ist, ist er einfach herzustellen, und somit können die Herstellungskosten gesenkt werden. Der Abstandshalter 13 oder der Hohlraum ist nicht erforderlich, und der Sub-Kernabschnitt 15a kann in Richtung X nicht getrennt sein. Gemäß einer solchen Konfiguration kann der magnetische Streufluss effizienter genutzt werden.
Im Hauptkörperabschnitt 15C ist die Form des Abstandshalters 13 nicht auf die in 7 dargestellte Form beschränkt. Zum Beispiel kann in 7 der Abstandshalter 13 derartig konfiguriert sein, dass er bis zu dem Teil des Spalts zwischen dem Abstandshalter 13 und der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12, die in der Richtung Y aneinander angrenzen, ausgebildet ist. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Induktivität leicht durch den magnetischen Streufluss jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 eingestellt werden, der nicht durch den ersten magnetischen Pfad verläuft.
In dem Hauptkörperabschnitt 15C kann ein Hohlraum oder ein Abstandshalter separat vorgesehen sein, um den Sub-Kernabschnitt 15B oder den Sub-Kernabschnitt 15C in eine Vielzahl von Abschnitten zu unterteilen. Gemäß einer solchen Konfiguration kann die Induktivität leicht durch den magnetischen Streufluss jeder der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 eingestellt werden, der nicht durch den ersten magnetischen Pfad verläuft.
In dem Hauptkörperabschnitt 15C können einer oder beide der Bereiche, in denen die Sub-Kernabschnitte 15B und 15C ausgebildet sind, ein Hohlraum oder ein Bereich sein, in dem das gleiche Element wie der Abstandshalter 13 vorgesehen ist. Auch bei einer solchen Konfiguration kann der magnetische Streufluss von der ersten Spule 11 zur ersten Spule 11 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15a verhindert wird. In ähnlicher Weise kann der magnetische Streufluss von der zweiten Spule 12 zu der zweiten Spule 12 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15a verhindert wird. Daher ist es möglich, sowohl eine Miniaturisierung als auch einen geringen Verlust des Reaktors 1 zu erreichen.
Im Hauptkörperabschnitt 15C kann der Bereich, in dem der Sub-Kernabschnitt 15a ausgebildet ist, ein Hohlraum oder ein Bereich sein, in dem das gleiche Element wie der Abstandshalter 13 vorgesehen ist. Auch bei einer solchen Konfiguration kann der magnetische Streufluss von der ersten Spule 11 zur ersten Spule 11 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15b verhindert wird. In ähnlicher Weise kann der magnetische Streufluss von der zweiten Spule 12 zu der zweiten Spule 12 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15c verhindert wird. Daher ist es möglich, sowohl eine Miniaturisierung als auch einen geringen Verlust des Reaktors 1 zu erreichen.
In dem Hauptkörperabschnitt 15C können der Bereich, in dem die Sub-Kernabschnitte 15d ausgebildet sind, ein Hohlraum oder ein Bereich sein, in dem das gleiche Element wie der Abstandshalter 13 vorgesehen ist. Auch bei einer solchen Konfiguration kann der magnetische Streufluss von der ersten Spule 11 zur ersten Spule 11 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15a verhindert wird. In ähnlicher Weise kann der magnetische Streufluss von der zweiten Spule 12 zu der zweiten Spule 12 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15a verhindert wird. Der magnetische Streufluss von der ersten Spule 11 kann zur ersten Spule 11 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15b verhindert wird. In ähnlicher Weise kann der magnetische Streufluss von der zweiten Spule 12 zu der zweiten Spule 12 zurückgeführt werden, während die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses durch den Sub-Kernabschnitt 15c verhindert wird. Daher ist es möglich, sowohl eine Miniaturisierung als auch einen geringen Verlust des Reaktors 1 zu erreichen.
Bei dem in den 5 bis 7 dargestellten Hauptkörperabschnitt 15C ist der Sub-Kernabschnitt 15d nicht erforderlich und kann weggelassen werden. In einer solchen Konfiguration, beispielsweise wie in 13 dargestellt, können die Endflächen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12, die der Bodenfläche 2E in der Richtung Z gegenüberliegen, die gleiche Position wie die Öffnungsfläche der Öffnung 2a aufweisen. Dementsprechend ist es möglich, den Reaktor 1 weiter zu miniaturisieren.
Jede von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 in dem Reaktor 1 sind Hochkantspulen, können aber auch kreisförmige Spulen sein, die andere Formen aufweisen, wie z. B. eine elliptische Form, wenn in Richtung X betrachtet.
In dem Reaktor 1 sind der erste Kern 14 und der zweite Kern 15 getrennt, können aber einstückig ausgebildet sein.
14 ist eine perspektivische Außenansicht, die eine schematische Konfiguration eines Reaktors 1A zeigt, die ein Modifikationsbeispiel des in 2 dargestellten Reaktors 1 ist. Der Reaktor 1A weist die gleiche Konfiguration wie der in 2 dargestellte Reaktor 1 auf, mit der Ausnahme, dass das Gehäuse 2 in ein Gehäuse 20 geändert ist und der Hauptkörperabschnitt 15C des zweiten Kerns 15 in die in 13 dargestellte Konfiguration geändert ist. In 14 werden die gleichen Konfigurationen mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in 2.
Das Gehäuse 20 des Reaktors 1A weist die mit einem Boden versehene zylindrische Form auf wie das Gehäuse 2, unterscheidet sich aber von dem Gehäuse 2 dadurch, dass an einem Ende in Richtung X eine Öffnung 20a ausgebildet ist.
Insbesondere weist das Gehäuse 20 die Öffnung 20a an einer Seite in der Richtung Z und vier Seitenwände 20A, 20B, 20C und 20D auf, die eine flache Plattenform aufweisen und parallel zur Richtung X verlaufen. Die Seitenwände 20E und 20F sind ausgerichtet und einander zugewandt in der Richtung Z. Die Seitenwände 20B und 20D sind ausgerichtet und einander zugewandt in der Richtung Y.
15 ist eine planare schematische Ansicht des in 14 dargestellten Reaktors 1A, betrachtet aus der Richtung Z. 16 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie E-E des in 15 dargestellten Reaktors 1. 17 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie F-F des in 15 dargestellten Reaktors 1A. 18 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie H-H des in dargestellten Reaktors 1A. Die schematische Schnittansicht entlang der G-G-Linie des in 15 dargestellten Reaktors 1 wird weggelassen, da das Bezugszeichen 14a in 8 nur in das Bezugszeichen 14b und das Bezugszeichen 15A in 8 nur in das Bezugszeichen 15B geändert ist.
Wie in 15 dargestellt, befindet sich die den gewickelten Abschnitten 14c und 14d gegenüberliegende Endfläche in Richtung X des flachen Plattenabschnitts 14a des ersten Kerns 14 in Kontakt mit der Bodenfläche 20A des Gehäuses 20. Beide Endflächen des flachen Plattenabschnitts 14a des ersten Kerns 14 in der Richtung Y sind in Kontakt mit der Seitenwand 20B bzw. der Seitenwand 20D des Gehäuses 20.
Die den gewickelten Abschnitten 14c und 14d in der Richtung X gegenüberliegende Endfläche des flachen Plattenabschnitts 14b des ersten Kerns 14 ist die gleiche Fläche wie die Öffnungsfläche der Öffnung 20a des Gehäuses 20. Beide Endflächen des flachen Plattenabschnitts 14b des ersten Kerns 14 in der Richtung Y befinden sich in Kontakt mit der Seitenwand 20B bzw. der Seitenwand 20D des Gehäuses 20.
Wie in den 16 und 17 dargestellt, ist die erste Spule 11 innerhalb des Gehäuses 20 in einem Zustand befestigt, in dem sich die Endfläche gegenüber der zweiten Spulenseite 12 in der Richtung Y in Kontakt mit der Seitenwand 2B des Gehäuses 20 befindet, die Endfläche auf einer Seite in der Richtung Z sich in Kontakt mit der Seitenwand 20F des Gehäuses 20 befindet, und die Endfläche auf der anderen Seite in der Richtung Z sich in Kontakt mit der Seitenwand 20E des Gehäuses 20 befindet.
Die zweite Spule 12 ist innerhalb des Gehäuses 20 in einem Zustand befestigt, in dem sich die Endfläche gegenüber der ersten Spulenseite 11 in der Richtung Y in Kontakt mit der Seitenwand 20D des Gehäuses 20 befindet, die Endfläche auf einer Seite in der Richtung Z sich in Kontakt mit der Seitenwand 20F des Gehäuses 20 befindet, und die Endfläche auf der anderen Seite in der Richtung Z sich in Kontakt mit der Seitenwand 20E des Gehäuses 20 befindet.
Der Hauptkörperabschnitt 15C des zweiten Kerns 15 in dem Reaktor 1A umfasst: den Sub-Kernabschnitt 15a, der zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 gebildet ist; den Sub-Kernabschnitt 15b, der zwischen der ersten Spule 11 und der Seitenwand 20B, der Seitenwand 20F und der Seitenwand 20E gebildet ist; und den Sub-Kernabschnitt 15c, der zwischen der zweiten Spule 12 und der Seitenwand 20D, der Seitenwand 20F und der Seitenwand 20E gebildet ist. Wie in 17 dargestellt, wird der Sub-Kernabschnitt 15a im Hauptkörperabschnitt 15C des zweiten Kerns 15 in der Richtung X durch den Abstandshalter 13 in zwei Teile unterteilt.
Gemäß dem Reaktor 1A mit der oben beschriebenen Konfiguration kann, ähnlich wie bei dem Reaktor 1, der gleiche Effekt wie bei dem Reaktor 1 erzielt werden, da der oben beschriebene zweite magnetische Pfad durch den Hauptkörperabschnitt 15C des zweiten Kerns 15 gebildet wird. Gemäß dem Reaktor 1A befinden sich drei der vier zueinander senkrechten Flächen an den äußeren Umfangsflächen jeder von der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 in Kontakt mit dem Gehäuse 2. Daher kann eine große Kühlfläche erhalten werden, wenn die erste Spule 11 und die zweite Spule 12 von außerhalb des Gehäuses 2 gekühlt werden, und somit kann die Kühleffizienz erhöht werden.
Es wird angenommen, dass den Reaktor 1 und den Reaktor 1A zwei Spulen enthalten, aber die Anzahl der Spulen kann drei oder mehr sein, wie in einem dreiparallelen Transformator vom Typ der magnetischen Aufhebung, der in Leistungsumwandlungsschaltungen verwendet wird, wie in der Japanischen, nicht angemeldeten Patentanmeldung Nr. 2009-170620 beschrieben. In eines Reaktors mit drei oder mehr Spulen haben die beiden benachbarten Spulen unter den drei oder mehr Spulen die gleiche Konfiguration wie die oben beschriebene erste Spule 11 und zweite Spule 12, und durch Ausbilden des ersten Kerns, der den ersten magnetischen Pfad bildet, der die Spulen der Reihe nach durchdringt, und des zweiten Kerns, der den zweiten magnetischen Pfad bildet, der nur jede der Spulen durchdringt, ist es möglich, den Reaktor zu miniaturisieren und Verluste zu reduzieren.
19 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Reaktors 1B zeigt, der ein Modifikationsbeispiel des in 2 dargestellten Reaktors 1 ist. Bei dem Reaktor 1B handelt es sich um einen dreiparallelen Transformator vom Typ der magnetischen Aufhebung. Hier sind die Richtungen der Gleichstromkomponente des magnetischen Flusses, der durch parallel gewickelten Wicklungen erzeugt wird, einander entgegengesetzt, selbst wenn man die Schleife betrachtet, die durch die Kombination zweier beliebiger Spulen gebildet wird, und beziehen sich auf ein Modell, das sich gegenseitig abschwächt.
Den Reaktor 1B umfasst: ein Gehäuse 30 mit einer mit einem Boden versehenen zylindrischen Form (im Beispiel von 19 ist eine Öffnung des Zylinders mit einem dreieckigen Querschnittsumriss geschlossen); Spulen 31, 32 und 33, die in dem Gehäuse 30 untergebracht sind; einen ersten Kern 40, der in dem Gehäuse 30 untergebracht ist und um den jede der Spulen 31, 32 und 33 gewickelt ist; und einen zweiten Kern 41, der innerhalb des Gehäuses 30 in einer Form ausgebildet ist, die den Teil außer den Spulen 31, 32 und 33 und dem ersten Kern 40 verdeckt. Der erste Kern 40 besteht aus demselben Material wie der erste Kern 14, und der zweite Kern 41 besteht aus demselben Material wie der zweite Kern 15.
Die Spule 31 und die Spule 32 sind so angeordnet, dass sie voneinander getrennt sind, die Spule 32 und die Spule 33 sind so angeordnet, dass sie voneinander getrennt sind, und die Spule 33 und die Spule 31 sind so angeordnet, dass sie voneinander getrennt sind. Ein Teil der äußeren Umfangsfläche der Spule 31 befindet sich in Kontakt mit zwei der drei Seitenwände 30b des Gehäuses 30. Ein Teil der äußeren Umfangsfläche der Spule 32 befindet sich in Kontakt mit zwei der drei Seitenwände 30b des Gehäuses 30. Ein Teil der äußeren Umfangsfläche der Spule 33 befindet sich in Kontakt mit zwei der drei Seitenwände 30b des Gehäuses 30. Die Spulen 31, 32 und 33 können an einer Position angeordnet sein, an der sie miteinander in Kontakt stehen.
Der erste Kern 40 bildet einen ersten magnetischen Pfad, der die Spule 31 und die Spule 32 in dieser Reihenfolge durchdringt, bildet einen ersten magnetischen Pfad, der die Spule 32 und die Spule 33 in dieser Reihenfolge durchdringt, und bildet einen ersten magnetischen Pfad, der die Spule 33 und die Spule 31 in dieser Reihenfolge durchdringt. Die Magnetflussrichtungen des durch den ersten Kern 40 fließenden Magnetflusses, der von der Spule 31 und der Spule 32 erzeugt wird, sind einander entgegengesetzt, die Magnetflussrichtungen des durch den ersten Kern 40 fließenden Magnetflusses, der von der Spule 32 und der Spule 33 erzeugt wird, sind einander entgegengesetzt, und die Magnetflussrichtungen des durch den ersten Kern 40 fließenden Magnetflusses, der von der Spule 33 und der Spule 31 erzeugt wird, sind einander entgegengesetzt.
Gemäß dem Reaktor 1B mit der oben beschriebenen Konfiguration kann der magnetische Streufluss jeder der Spulen 31, der Spule 32 und der Spule 33 zu dem zweiten Kern 41 innerhalb des Gehäuses 30 fließen, ohne sich um das Gehäuse 30 herum auszubreiten. Daher kann der gleiche Effekt wie bei den Reaktoren 1 und 1A erzielt werden. Ähnlich wie bei den Reaktoren 1 und 1A kann den Reaktor 1B einen Abstandshalter oder einen Hohlraum aufweisen, um den zweiten Kern 41 in mehrere Teile in der axialen Richtung jeder Spule zu trennen.
Es wird angenommen, dass den Reaktor 1 und den Reaktor 1A einen Abstandshalter 13 aufweisen, aber die Anzahl der Abstandshalter 13 kann zwei oder mehr betragen. Hier kann die Konfiguration so sein, dass eine Vielzahl von Abstandshaltern so angeordnet ist, dass sie in der Richtung X zwischen der ersten Spule 11 und der zweiten Spule 12 voneinander getrennt sind.
In der vorliegenden Beschreibung werden mindestens die folgenden Informationen beschrieben. Die entsprechenden Konfigurationselemente und dergleichen in den oben beschriebenen Ausführungsformen sind in Klammern dargestellt, sind aber nicht darauf beschränkt.

(1) Ein Reaktor (Reaktor 1), der einen ersten Kern (erster Kern 14), eine erste Spule (erste Spule 11), die um den ersten Kern gewickelt ist, und eine zweite Spule (zweite Spule 12), die um den ersten Kern gewickelt ist, aufweist und zur Leistungsumwandlung verwendet wird, wobei die erste Spule und die zweite Spule jeweils einen Endabschnitt (Anschlüsse a und c), an dem eine Ausgangsspannung einer Energiequelle eingespeist wird, und den anderen Endabschnitt (Anschlüsse b und d) aufweisen, der elektrisch mit einer Ausgangsseite verbunden ist, an der die umgewandelte Leistung ausgegeben wird, und weiterhin so gewickelt sind, dass eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern erzeugt wird, wenn ein Strom von dem einen Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt der ersten Spule fließt, und eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern erzeugt wird, wenn ein Strom von dem einen Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt der zweiten Spule fließt, entgegengesetzt zueinander sind, ein zweiter Kern (zweiter Kern 15), der an einer Außenseite von mindestens einer der ersten Spule und der zweiten Spule vorgesehen ist, weiterhin vorgesehen ist, und ein magnetischer Streufluss, der von einer der ersten Spule und der zweiten Spule durch Erregung erzeugt wird und nicht mit der anderen Spule verbunden ist, durch den zweiten Kern hindurchgeht und um eine der Spulen herum zirkuliert.

Gemäß (1) kann der magnetische Streufluss, der von mindestens einer der ersten Spule und der zweiten Spule erzeugt wird, durch den zweiten Kern um die Spule zirkulieren. Daher kann die Selbstinduktivität aufgrund der Selbstinduktion von mindestens einer von der ersten Spule und der zweiten Spule erhöht werden. Dementsprechend kann, wenn die gleiche Induktivität für die bekannte Reaktorkonfiguration erreicht werden soll, die Anzahl der Windungen der Spule reduziert und der magnetische Pfad verkürzt werden. Die Reduzierung der Windungszahl der Spule bewirkt eine Verringerung des Widerstands der Spule, so dass die Querschnittsfläche des Kerns verkleinert werden kann. Da der magnetische Streufluss durch den zweiten Kern zirkuliert, kann verhindert werden, dass sich der magnetische Streufluss um den Reaktor herum ausbreitet, und es besteht keine Notwendigkeit für einen großen Raum um den Reaktor herum, der die durch den magnetischen Streufluss erzeugte Wärme berücksichtigt. Dementsprechend ist es möglich, sowohl eine Miniaturisierung als auch einen geringen Verlust des Reaktors zu erreichen.
(2) Den Reaktor gemäß (1), bei der der zweite Kern einen ersten Sub-Kernabschnitt (Sub-Kernabschnitte 15b und 15c) aufweist, der an einer Außenseite eines Eckabschnitts von mindestens einer von der ersten Spule und der zweiten Spule ausgebildet ist.
Gemäß (2) kann die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses wirksam verhindert werden.
(3) Den Reaktor gemäß (2), der weiterhin Folgendes umfasst: ein Gehäuse (Gehäuse 2), in dem die erste Spule, die zweite Spule, der erste Kern und der zweite Kern untergebracht sind, wobei der erste Sub-Kernabschnitt zwischen mindestens einer der ersten Spule und der zweiten Spule und dem Gehäuse ausgebildet ist.
Gemäß (3) kann die Ausbreitung des magnetischen Streuflusses um das Gehäuse herum wirksam verhindert werden, und die Zunahme eines Totraums um den Reaktor herum kann verhindert werden.
(4) Den Reaktor gemäß (3), bei der die erste Spule und die zweite Spule so angeordnet sind, dass sie mit einer Bodenfläche des Gehäuses in einem Zustand in Kontakt sind, in dem eine axiale Richtung parallel zu der Bodenfläche des Gehäuses ist.
Gemäß (4) kommt die äußere Umfangsfläche einer Spule in Kontakt mit der Seitenwand und der Bodenfläche des Gehäuses, und die äußere Umfangsfläche der Spule liegt auch der Öffnung gegenüber. Daher kann eine große Kühlfläche erreicht werden, wenn die Spule von außerhalb des Gehäuses gekühlt wird, und somit kann die Kühlleistung erhöht werden. Gemäß der Konfiguration in (4) können die Anschlüsse jeder Spule leicht aus der Öffnung des Gehäuses herausgezogen werden, wodurch die Herstellungskosten reduziert werden.
(5) Den Reaktor gemäß (3), bei der jede von der ersten Spule und der zweiten Spule so angeordnet ist, dass sie sich mit drei Seitenwänden des Gehäuses in einem Zustand in Kontakt befindet, in dem eine axiale Richtung senkrecht zu einer Bodenfläche des Gehäuses ist.
Gemäß (5) kommt eine Spule mit den drei Seitenwänden des Gehäuses in Kontakt. Daher kann eine große Kühlfläche erhalten werden, wenn die Spule von außerhalb des Gehäuses gekühlt wird, und somit kann die Kühleffizienz erhöht werden. Gemäß (5) ist es möglich, das Volumen des ersten Sub-Kernteils zu reduzieren und den Reaktor zu miniaturisieren.
(6) Den Reaktor gemäß einem der Punkte (1) bis (5), bei der der zweite Kern einen zweiten Sub-Kernabschnitt (Sub-Kernabschnitt 15a) aufweist, der zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule ausgebildet ist.
Zum Beispiel wird in einem Fall, in dem die erste Spule und die zweite Spule in dem Gehäuse untergebracht sind, der Raum zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule benötigt. Gemäß (6) kann, da der zweite Sub-Kernabschnitt in dem Raum vorhanden ist, ein Großteil des magnetischen Streuflusses von der ersten Spule und der zweiten Spule effizient um jede Spule herum zirkuliert werden. Durch Einstellen des Volumens und dergleichen des zweiten Sub-Kernabschnitts ist es einfach, die Step-up-Rate unter Verwendung des magnetischen Streuflusses einzustellen, und ein flexibles Design ist möglich.
(7) Den Reaktor gemäß (6), bei der der zweite Teilkernabschnitt in der axialen Richtung der ersten Spule und der zweiten Spule in eine Vielzahl von Teilen unterteilt ist.
Gemäß (7) kann den Reaktor flexibel gestaltet werden, um das erforderliche Step-up-Verhältnis und dergleichen zu erfüllen.
(8) Den Reaktor gemäß (7), bei der der zweite Teilkernabschnitt durch einen Abstandshalter (Abstandshalter 13), der zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule angeordnet ist, in die Vielzahl von Teilen unterteilt ist.
Gemäß (8) kann der zweite Sub-Kernabschnitt leicht getrennt werden, und die Herstellungskosten können gesenkt werden.
(9) Den Reaktor gemäß einem der Punkte (1) bis (8), bei dem der zweite Kern aus einem Harzmaterial hergestellt ist, das ein magnetisches Material enthält.
Gemäß (9) ist es beispielsweise in einem Zustand, in dem die erste Spule und die zweite Spule und der erste Kern in dem mit einem Boden versehenen zylindrischen Gehäuse befestigt sind, möglich, den zweiten Kern durch ein einfaches Verfahren zu bilden, wie z. B. durch Gießen von Harz, das ein magnetisches Material enthält, in den Raum zwischen der Seitenwand und der Bodenfläche des Gehäuses und jeder Spule und dem ersten Kern, und Härten des Harzes. Daher können die Herstellungskosten des Reaktors reduziert werden.
(10) Den Reaktor nach einem der Punkte (1) bis (9), bei der jede von der ersten Spule und der zweiten Spule eine hochkantige Spule ist, die vier Seiten aufweist, die in einer Form senkrecht zueinander stehen, wenn man sie aus der axialen Richtung betrachtet.
Gemäß (10) kann sich die Spule beispielsweise an einer Oberfläche mit der Seitenwand des Gehäuses in Kontakt befinden, und somit ist es möglich, die Kühleffizienz der Spule zu verbessern. Es ist möglich, die Effizienz der Nutzung des Volumens innerhalb des Gehäuses des Reaktors zu erhöhen und den Reaktor zu miniaturisieren.
(11) Ein mehrphasiger DC-DC-Wandler vom Interleave-Typ, umfassend: den Reaktor gemäß einem der Punkte (1) bis (10); und einen Schaltkreis (Schalteinheiten SW1 bis SW4), der mit der anderen Endteilseite der ersten Spule und der zweiten Spule verbunden ist.
Obwohl bevorzugte Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben worden sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solche Beispiele beschränkt. Es ist offensichtlich, dass der Fachmann verschiedene Beispiele von Änderungen oder Modifikationen innerhalb des Geltungsbereichs der Ansprüche entwickeln kann, die natürlich auch als zu dem technischen Umfang der vorliegenden Erfindung gehörend verstanden werden. Jedes Konfigurationselement in der oben beschriebenen Ausführungsform kann in beliebiger Weise innerhalb des Bereichs kombiniert werden, der nicht von dem Kern der Erfindung abweicht.
Die vorliegende Erfindung enthält den Gegenstand der japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-207522 , die am 2. November 2018 beim japanischen Patentamt eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Bezugszeichenliste

1:: Reaktor
11:: erste Spule
12:: zweite Spule
14:: erster Kern
14a, 14b:: flacher Plattenabschnitt
14c, 14d:: gewickelter Abschnitt
15:: zweiter Kern
15a:: Sub-Kernabschnitt
15b:: Sub-Kernabschnitt
15c:: Sub-Kernabschnitt
15d:: Sub-Kernabschnitt

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

JP 2016066721 A [0003]
JP 2014127637 A [0003]
JP 2009170620 [0072]
JP 2018207522 [0101]

Claims

Reaktor, welcher einen ersten Kern, eine erste Spule, welche um den ersten Kern herum gewickelt ist, und eine zweite Spule, welche um den ersten Kern herum gewickelt ist, umfasst und zur Leistungsumwandlung verwendet wird, wobei: die erste Spule und die zweite Spule jeweils einen Endabschnitt aufweisen, an dem eine Ausgangsspannung einer Energiequelle eingespeist wird, und der andere Endabschnitt elektrisch mit einer Ausgangsseite verbunden ist, an der die umgewandelte Energie ausgegeben wird, und welche weiterhin so gewickelt sind, dass eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern erzeugt wird, wenn ein Strom von dem einen Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt der ersten Spule fließt, und eine Richtung eines magnetischen Flusses, der in dem ersten Kern erzeugt wird, wenn ein Strom von dem einen Endabschnitt zu dem anderen Endabschnitt der zweiten Spule fließt, entgegengesetzt zueinander sind; ein zweiter Kern, der an einer Außenseite von mindestens einer von der ersten Spule und der zweiten Spule vorgesehen ist, weiterhin vorgesehen ist; und ein magnetischer Streufluss, welcher von einer von der ersten Spule und der zweiten Spule durch Erregung erzeugt wird und nicht mit der anderen Spule verbunden ist, durch den zweiten Kern hindurchgeht und um eine von den Spulen herum zirkuliert.
Reaktor gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Kern einen ersten Sub-Kernabschnitt aufweist, der an einer Außenseite eines Eckabschnitts von mindestens einer von der ersten Spule und der zweiten Spule ausgebildet ist.
Reaktor gemäß Anspruch 2, weiterhin umfassend: ein Gehäuse, welches die erste Spule, die zweite Spule, den ersten Kern und den zweiten Kern aufnimmt, wobei der erste Sub-Kernabschnitt zwischen mindestens einer von der ersten Spule und der zweiten Spule und dem Gehäuse ausgebildet ist.
Reaktor gemäß Anspruch 3, wobei die erste Spule und die zweite Spule in einem Zustand angeordnet sind, in dem eine axiale Richtung parallel zu einer Bodenfläche des Gehäuses ist.
Reaktor gemäß Anspruch 3, wobei sowohl die erste Spule als auch die zweite Spule in einem Zustand angeordnet sind, in dem eine axiale Richtung eine Bodenfläche des Gehäuses schneidet.
Reaktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Kern einen zweiten Sub-Kernabschnitt aufweist, der zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule ausgebildet ist.
Reaktor gemäß Anspruch 6, wobei der zweite Sub-Kernabschnitt in der axialen Richtung der ersten Spule und der zweiten Spule in eine Vielzahl von Teilen unterteilt ist.
Reaktor gemäß Anspruch 7, wobei der zweite Sub-Kernabschnitt durch einen Abstandshalter, der zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule angeordnet ist, in die Mehrzahl von Teilen unterteilt ist.
Reaktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite Kern aus einem Harzmaterial hergestellt ist, das ein magnetisches Material enthält.
Reaktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei jede von der ersten Spule und der zweiten Spule eine hochkantige Spule ist, die vier Seiten aufweist, die in einer Form senkrecht zueinander stehen, wenn man sie in der axialen Richtung betrachtet.
Mehrphasiger DC-DC-Wandler vom Interleave-Typ, umfassend: den Reaktor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10; und einen Schaltkreis, der mit der anderen Endteilseite der ersten Spule und der zweiten Spule verbunden ist.