EP2561526B1 - Induktives bauelement mit magnetischem kern mit zumindest teilweise der kontur einer wicklung angepasster form - Google Patents

Induktives bauelement mit magnetischem kern mit zumindest teilweise der kontur einer wicklung angepasster form Download PDF

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EP2561526B1
EP2561526B1 EP11718286.5A EP11718286A EP2561526B1 EP 2561526 B1 EP2561526 B1 EP 2561526B1 EP 11718286 A EP11718286 A EP 11718286A EP 2561526 B1 EP2561526 B1 EP 2561526B1
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EP
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inductive component
core
winding
core shell
support surface
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EP2561526A1 (de
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Matthias Knogl
Norbert Ginglseder
Gerhard Karl
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Sumida Components and Modules GmbH
Original Assignee
Sumida Components and Modules GmbH
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Publication date
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F2003/106—Magnetic circuits using combinations of different magnetic materials

Definitions

  • the present invention relates generally to inductive components, such as storage chokes, and the like, in which powers of a few watts to one or more kilowatts and more are implemented in corresponding electronic assemblies, such as power supplies, inverters, and the like.
  • suitable soft magnetic materials such as iron, nickel, cobalt, and the like are also used in the form of so-called ferrites, depending on the particular use, the shape of the core is adjusted so that a high power throughput in Connection with the desired magnetic and electrical properties is made possible, and increasingly the energy efficiency of such electronic assemblies is an essential factor for commercial and technical use.
  • the corresponding clock frequencies are selected to be relatively high but not too high, so that, on the one hand, lower storage capacities of the choke coils are sufficient and, on the other hand, the switching losses of the electronic switches and the core magnetization losses remain acceptable.
  • the surface of the the electronic switch and the Ummagnetleitershuse the core material remain acceptable.
  • the surface of the winding must have a suitable size, otherwise the copper losses increase considerably.
  • the magnetic properties and thus the behavior of the entire electronic assembly are also determined by the effective temperature of the core material, in the design of the shape and the selection of the size of the inductive component and the thermal efficiency and thus the heat dissipation behavior must be taken into account, which optionally suitable larger volume is to be selected in order not to exceed the desired operating temperature at full load.
  • an inductive component according to claim 1. More advantageous embodiments are defined in the dependent claims.
  • a material region or holding region is provided, to which a self-supporting winding of an inductive component couples with a large bearing surface, so that in conjunction with a better mechanical fixation, an improved thermal coupling of the winding to the core, resulting in total for a given volume of construction greater electric power can be implemented.
  • an inductive component is provided, which has a self-supporting winding and a magnetic core with a core shell, which at least partially surrounds the cantilevered winding.
  • a holding region is provided with at least one bearing surface on which the cantilevered winding is fixed and which is modeled on the contour of at least part of a turn of the cantilevered winding, wherein the bearing surface of the core shell is formed in the form of a helix corresponding to the respective pitch of the Initial winding of the cantilever winding is modeled.
  • a potting compound is provided which surrounds the support surface and the winding.
  • the holding region Due to a suitable contouring of the holding region thus results in an improved mechanical and thus thermal coupling of the winding to the core material, so that it can serve as an efficient cooling material, since the heat effectively dissipated via the outer surfaces of the core that surround the winding at least partially can be.
  • the support surface of the slope of at least one winding is at least partially tracked, so that particularly in self-supporting windings with turns that have a large surface, for example in the form of rectangular conductor cross-sections, a very efficient mechanical and thermal coupling can be done.
  • an additional adhesive material for example in the form of silicone, and the like, in the amount can be reduced, whereby nevertheless an efficient mechanical fixation for the subsequent assembly of the inductive component takes place, thereby likewise a very efficient heat transfer between the winding and the core material can be achieved.
  • a sufficient mechanical fixation can be accomplished without the use of an adhesive material with suitable contouring of the support surface, so that when casting the inductive component almost direct contact between the support surface and the winding, ie, the copper or conductor material or the insulating lacquer layer the winding is maintained, which also contributes to a reduced thermal resistance, while at the same time the manufacturing costs can be reduced.
  • the support surface is efficiently coupled to the core, such as providing the support surface as part of the core material or as a specially designed insert with high thermal conductivity thus results in a very efficient thermal coupling.
  • the support surface is continuously modeled on the slope of the part of the winding. That is, in this embodiment, there is very little thermal resistance across at least the portion of the turn as much of the turn is in direct mechanical contact with the support surface, or at least remains slightly spaced therefrom, with a consistent layer thickness of a corresponding one Adhesive material between the support surface and the part of the winding can be provided.
  • the support surface of the contour of at least one initial turn of the winding is modeled.
  • a relatively large-area improved thermal contact resistance between the winding and the holding region, which in turn is very well thermally coupled to the core or forms part of the core, achieved, while also an improved mechanical fixation is achieved.
  • the holding region is constructed from a magnetizable core material.
  • a magnetizable core material in addition to the good thermal coupling to the winding and an improved magnetic behavior is achieved, as in conventional coil assemblies usually for nuclear material unused area for the management of the magnetic field is available, so that due to the higher magnetic efficiency and due to the better thermal properties at a given power requirement, a smaller volume can be realized.
  • the magnetizable core material of the holding region can be constructed from any suitable material.
  • the core material of the retaining region is different from the core material of the core shell, so that a higher degree of flexibility is achieved to adjust the overall core properties.
  • the holding region is a part of the integrally produced core shell. That is, the holding area is an integral part of the core shell, so that a total of high thermal and magnetic efficiency of the core shell is achieved while the manufacturing process is simplified because only the core shell with the appropriate contouring of the support surface must be pressed.
  • the holding region which is constructed from a magnetizable core material, has an end face with which the holding region is placed on the core shell.
  • the core shell can be constructed according to conventional specifications, while the actual contouring of the support surface is accomplished in the form of an insert made with, for example, pressed, the appropriate shape and material composition.
  • simple manufacturing operations for the respective components, ie the core shell and the holding area are made possible, whereby an increased degree of flexibility is made possible in view of the overall magnetic properties, since the insert, i. the holding area is made of a desired material, wherein for different versions of the inductive component different types of material can be used with otherwise identical geometrical dimensions.
  • the otherwise same core geometry can be applied, and the contour of the support surface can be suitably selected according to the insert and thus adapted to different types of windings, which are then to be used with the same core structure in various electronic assemblies.
  • the holding area is thus made of a magnetizable core material which is different from the magnetizable core material of the core shell, resulting in the aforementioned higher flexibility in the adjustment of the final magnetic properties of the entire core.
  • At least the bearing surface of the holding region is constructed of an electrically insulating material to increase the dielectric strength.
  • the entire holding region, including the support surface can be constructed from an insert part, provided that the thermal conduction properties of the insulating material are suitable in order to achieve the desired efficient thermal coupling of the winding to the core material.
  • the electrically insulating material can be produced as, for example, the pitch of the initial turn representing molding, which is then in contact with the first turn of the winding.
  • the electrically insulating material is placed on a contoured surface of the turn, wherein the electrically insulating material has a nearly constant thickness, so that the support surface, which is provided by the insulating material, a nearly constant distance of the winding to the created underlying core material.
  • an adhesive material for fixing the winding is provided, wherein the adhesive material is different from the potting material.
  • the bonding is carried out by means of a silicone material, such as can be obtained from Wacker AG, Burghausen under the trade names Semicosil 988/1 k or Semicosil 989/1 k.
  • the support surface is formed by the adhesive material. That is, the adhesive material is provided so that it is tracked to the contour of the winding, so that a corresponding "glue wedge" is formed, which provides on the one hand for the mechanical fixation and on the other hand for the advantageous thermal coupling of the winding to the core material.
  • the aforementioned silicone material can be advantageously used.
  • the bearing surface of the contour is simulated at least a part of several turns of the winding. In this way, both a better mechanical and thermal coupling of the winding results in the core material, so that in the further processing of the inductive component, such as when filling with potting material, can be dispensed with further adhesive materials, while still maintaining a high mechanical precision.
  • the core shell has a first core shell part with a first region of the support surface and a second core shell part with a second region of the support surface.
  • two core shell parts are thus provided, which are each at least partially replicated to the contour of one or more turns, so that results in composite inductive components, the entire bearing surface.
  • the core shell is constructed such that both core shell parts represent the top and bottom of the magnetic core, which are then suitably assembled along a magnetic longitudinal direction, ie along the longitudinal direction of the winding. In this way, the contact surface of the contour of the initial turn and the end winding of the winding can be modeled, so that there are the advantages mentioned above with regard to the mechanical fixation and the thermal properties.
  • a center leg is further provided, which is at least over part of its length enclosed by the winding and is mounted on the first and / or the second core shell part.
  • the turns can be arranged completely or partially in the suitably contoured recesses of the core material in the lateral direction, ie perpendicular to the longitudinal direction, whereby optionally no further adhesive material is required.
  • the separate center leg which in some illustrative embodiments also has a "lid" of the core attached thereto simultaneously, provides a high degree of flexibility in adjusting the desired core characteristics of the inductor.
  • the center leg can be made of any desired core material, such as iron powder, iron-containing alloys, and the like to give the desired magnetic permeability.
  • suitable gaps can be incorporated, with no complex and expensive production steps being required due to the separate production of the center leg.
  • a nonlinearity of the inductance can be adjusted as a function of the current, resulting in an improved partial load behavior of the inductive component.
  • nonlinear characteristics of the inductance can also be generated as a function of the current without complicated production methods, so that in conjunction with the further improved properties resulting from the "embedding" of at least part of the turns the windings in the material of the core shell parts results in a very powerful, inductive component is obtained in a small volume.
  • the inductive component represents a storage inductor, which can thus be used in many circuit topologies, for example for smoothing current characteristics, for increasing and decreasing DC voltages, and the like.
  • the efficient coupling of at least part of the winding to the core material allows a smaller overall volume in comparison to conventional power chokes, or the processing of higher powers is enabled for the same component volume.
  • Fig. 1A shows a schematic perspective view of a part of an inductive component 100, which can be used for example in the form of a storage choke, and the like.
  • the inductive component 100 comprises a magnetic core 120, of which only a first part, which is also referred to as core shell 140, is shown.
  • the core shell 140 is constructed of any suitable magnetizable material, such as iron powder, iron alloys, in the form of a ferrite material, and the like, so that the required magnetic properties are achieved.
  • the core shell 140 is made of a ferrite material constructed, which has both the desired magnetic properties and provides a high mechanical stability and good thermal conductivity.
  • the core shell 140 is configured to at least partially enclose a coil to be inserted therein, as described and shown in more detail below.
  • the core shell 140 in the embodiment shown, has a center leg 130, which represents part of the core shell 140 and thus forms part of the material of the core shell 140.
  • the center leg 130 is designed so that it extends along a longitudinal direction of the winding and is thus enclosed by this.
  • a holding region 150 is provided in the core shell 140, which is designed such that the winding still to be used can be placed on a support surface 150s on or above it.
  • the support surface 150s has a suitable shape, so that it is modeled on the contour of the winding or at least a part thereof, so that there is a suitable mechanical fixation for the winding still auf culinaryde and also the thermal coupling of the winding or on or over the support surface 150s attached turn to the material of the core shell 140 is improved.
  • the bearing surface 150s is formed in the form of a "helix" which is modeled on the respective pitch of the initial turn of the winding still to be used, so that the improved mechanical and thermal coupling is achieved over the entire initial turn.
  • the core shell 140 as in Fig. 1A can thus be adapted to the electrical and magnetic conditions, as required by the device 100 according to the application, wherein due to the contouring of the support surface 150s overall a smaller component volume for a specified power can be realized because heat dissipation through the core shell 140th is improved to the outside.
  • Fig. 1B schematically shows the device 100 in a mounting phase, in which a winding 110 is inserted into the core shell 140, so that the winding 110, the center leg 130 at least over the substantial part of its extension in a longitudinal direction, ie in Fig. 1B the vertical direction, encloses.
  • the winding 110 is in the form of a cantilevered winding, ie, the individual turns of the winding 110 are constructed of a suitable conductive material, such as copper, so that no other components, such as a bobbin, and the like, are required to match the shape of the To maintain winding 110.
  • the inductive component 100 is for relative designed high currents, due to the typically higher clock frequencies of a few hundred Hertz to a few hundred kilohertz and higher, usually relatively low inductance values are required for storage chokes, so that the number of individual turns in the winding 110 is relatively small.
  • the cross-section of the conductor for the individual turns of the winding 110 is in the form of a rectangle, it being noted that, of course, corresponding corners may be rounded, so that for a required cross-section, a relatively large circumference and thus a large Surface yields, which is advantageous in terms of thermal and mechanical coupling to the support surface 150s as well as in terms of electrical behavior at higher frequencies.
  • the corresponding cross section is shown, for example, for a connection region 111 and a connection region 112.
  • the winding 110 is placed with its initial turn 113 on the support surface 150s, since the surface 150s, as explained above, along the entire slope of the initial turn 113 of the contour of the winding 113 is modeled.
  • the winding 113 may be in direct contact with the bearing surface 150s, such as the core material, ie with a corresponding conductor material or with insulating material, which may be applied to the windings, if the electrical insulation capability of the material of the core 140 is not is sufficient to avoid corresponding leakage currents between the winding 110 and the core 140.
  • Fig. 1C schematically shows a cross-sectional view of the inductive component 100 when inserting the winding 110 in the core shell 140.
  • an adhesive material 101 is provided on the winding 110 and / or the core shell 140, which in a preferred embodiment in the form of silicone material from Wacker with the trade names Semicosil 988 / 1k or Semicosil 989 / 1k.
  • a mechanical fixation of the winding 110 is thus achieved at least at the holding region 150, wherein, depending on the amount of the material 101, if necessary, a thin layer between the winding 113 and the support surface 150s is maintained.
  • Fig. 1D schematically shows a cross-sectional view of the inductive component 100 in the fully assembled state.
  • the coil 110 is inserted into the core shell 140 and lies on top or, when the adhesive material 101 is provided, over the support surface 150s of the support portion 150 so as to provide good thermal coupling to the material of the core shell 140.
  • a potting material 102 is inserted into the volume of the core shell 140 so that the desired mechanical stability as well as the integrity of the device 100 are achieved with respect to chemical and other influences.
  • a "lid" 160 is provided so that the desired magnetic flux return for the core cup 140 is achieved.
  • a gap 131 can be provided by making the center leg 130 of suitable length compared to outer parts of the core shell 140.
  • the bulk volume of the inductor 100 may be reduced for a given maximum amount of power to be processed because the core cup 140, in cooperation with the lid 160, may serve as an efficient cooling surface, with the heat generated during operation inside of the inductive component 100, can be efficiently removed via the improved thermal coupling of the particular turn 113 to the support surface 150s.
  • Fig. 1E schematically shows the inductive component 100 according to further embodiments, in which the adhesive material 101 is provided in the form of silicone material in the core shell 140, that when inserting the winding 110, a desired adaptation to the contour of at least one of the turns of the winding 110 takes place.
  • Fig. 1F schematically shows the device 100 when the winding 110 is inserted into the core shell 140, wherein the adhesive material 101 is deformed accordingly, so that the holding portion 150 is formed by the material 101.
  • the bearing surface 150s is thus formed, which at the same time serves as an adhesive material and thus ensures the mechanical fixation of the winding 110. Due to the good material properties of the silicone material results in addition to a high dielectric strength and the desired mechanical fixation and a sufficiently high thermal conductivity, so as to couple the winding 110 thermally well to the core shell 140.
  • the amount of adhesive material 101 can be selected to be correspondingly large, so that also further turns of the winding 110 are correspondingly surrounded by the material 101, so that the advantageous Properties of the silicone material for several or all turns of the winding 110 result.
  • a closure of the core shell 140 can take place by means of a cover, as described above, and a desired potting material can be filled in as required, wherein, as explained above, the thermal properties are essentially determined by the silicone material 101 given are.
  • Fig. 1G 12 schematically illustrates the inductor 100 according to further illustrative embodiments in which properties such as increased insulation strength and the like are adjusted in the core shell 140 by providing an insert 152.
  • the insert 152 is placed on the holding portion 150, approximately directly on the support surface 150s, so as to achieve about the increased insulation resistance.
  • the insert 152 is made of any suitable material that provides the desired insulation resistance.
  • plastic materials, ceramics, well-insulating ferrite materials, and the like may be used, and the shape of the disposable member 152 in the illustrated embodiment is selected to provide a nearly constant spacing of the subsequently-inserted coil from the support surface 150s.
  • the insert 152 has a nearly identical thickness over the entire circumference, so that in particular the electrical properties as well as the thermal behavior over the entire circumference are substantially identical.
  • the winding can then be used, wherein optionally can be dispensed with a further adhesive material, while in other cases an additional material, for example in the form of silicone, is used to fix the winding to the insert 152 and to achieve at the holding area 150.
  • the holding portion 150 may be provided as an integral component of the core shell 140 while the insulating properties are then adjusted by means of the disposable 152.
  • Fig. 1H schematically shows the inductive component 100 in an embodiment in which the holding portion 150 itself is provided as a separate component in the form of an insert.
  • the holding region 150 has a suitable shape, so that the support surface 150s is modeled in the desired contoured manner of the shape of the winding still to be used.
  • the holding region 150 or the insert can thus be manufactured separately, which results in the possibility of the material properties of the holding area 150 independently of the material properties of the core shell 140.
  • the retention area 150 may be provided as an additional core device using a desired magnetic core material such that a high degree of flexibility in adjusting the final magnetic properties of the device 100 is achieved.
  • the holding region 150 is provided as a combination of a magnetizable material and another material, such as an electrically insulating material, with a high degree of flexibility in selecting suitable materials, since any magnetizable materials can be used have no corrosion resistance and optionally electrically also good conductivity.
  • Fig. 1I schematically shows the inductive component 100 according to further embodiments, in which the core 120 has at least a first core shell 140a and a second core shell 140b.
  • the core shells 140a, 140b have respective center leg portions 130a, 130b such that upon assembly of the core shell portions 140a, 140b along the longitudinal direction of the coil 110, ie, in FIG Fig. 1I along the vertical direction, the entire core 120 is formed without the need for a separate lid, as previously described.
  • the core shell parts 140a, 140b together form a holding region of a support surface, so that a replica of the contour of both the initial turn 113 and an end turn 114 of the winding 110 is given.
  • the core shell part 140a has approximately a holding region 150a, in which a support surface 150s is provided, so that when the core shell parts 140a, 140b are assembled, the end coil 114 is reproduced in its contour.
  • the contour of the initial turn 113 is reproduced by a holding region 150b or its support surface 150t, as previously described with reference to FIGS Fig. 1A to 1H is described.
  • core shell parts 140a, 140b need not necessarily have the same effective magnetic length as long as at least it is ensured that both turns 113, 114 have a corresponding coupling to the respective parts 140a and 140b, respectively. With regard to the provision of an additional adhesive material, the same criteria apply as already stated above. Further, it should be noted that, if necessary, the core shell parts 140a, 140b are made of different magnetic materials can be constructed, and / or that in one or both core shell parts 140a, 140b suitable inserts can be provided to improve about the electrical insulation and / or to provide the respective respective holding portions 150a, 150b by suitable inserts.
  • Fig. 2A schematically shows a plan view of an inductive component 200 according to further embodiments, in which the mechanical and thermal coupling of a winding is improved by the contour of multiple turns is modeled.
  • the inductive component 200 has a core 220 that includes at least a first core shell portion 240a and a second core shell portion 240b in conjunction with a separate center leg 230.
  • the core shell parts 240a, 240b are formed so that when assembled in a lateral direction, ie, in a direction in the plane of the drawing Fig. 2A cause an "embedding" of at least a portion of each individual turn of the winding 210.
  • the core shell portions 240a, 240b have respective helically-shaped recesses half-enclosing the coil 210, resulting in the desired improved thermal and mechanical coupling for all turns.
  • the center leg 230 may already be contained in the closed core shell parts or the center leg 230, possibly in conjunction with a cover, may be inserted into an opening of the core shell parts.
  • Fig. 2B schematically shows a cross-sectional view of the inductive component 200, in a state in which the core shell parts 240a, 240b are joined and thus the winding 210 is enclosed.
  • not only an initial turn 213 and an end turn 214 are fixed to a holding portion 250, but also other turns 215 and 216 are fixed to the holding portion 250, so that corresponding bearing surfaces 250a, ..., 250d are formed the contour of the associated turns 213, ..., 216 are modeled.
  • the respective bearing surfaces 250a, ..., 250d are not formed over the entire cross section of the windings, but only a part of the cross section, ie a radial section, is covered by the bearing surfaces, as a whole by the higher number of bearing surfaces Nevertheless, a very efficient thermal coupling to the core shell parts 240a, 240b is given and thus, if necessary, a lateral distance is adjusted to the center leg, which suppresses a magnetic closure to the center leg. Furthermore, if needed Also, a corresponding adhesive material, such as a silicone material, provided, if deemed necessary, while in other cases sufficient mechanical fixation is ensured by the plurality of bearing surfaces 250a, ..., 250d.
  • a corresponding adhesive material such as a silicone material
  • the separate center leg 230 is then inserted through a corresponding opening 240d and is placed on a corresponding base 240s, which is formed from parts of the core shell parts 240a, 240b, so that the desired magnetic coupling of the center leg 230 to the core shell parts 240a, 240b results.
  • the center leg 230 may be constructed of any suitable material to achieve, for example, a desired behavior of the inductor in response to the load current.
  • a suitable material other than the material of the core shell parts 240a, 240b may be selected so that suitable iron materials, and the like can be used as needed, while the core shell parts 240a, 240b are made of ferrite having the desired thermal properties and ensure electrical integrity of the device 200. If necessary, after insertion of the middle leg 230, a closure plate is provided.
  • Fig. 2C schematically shows the inductive component 200 in an embodiment in which the "middle leg" 230 has a leg portion 231 and a lid portion 232.
  • the desired magnetic return is simultaneously created, while a possible air gap can be adjusted by spacing the leg portion 231 from a base 240s as needed.
  • the center leg 230 may be constructed of a different magnetizable material compared to the core shell parts 240a, 240b.
  • Fig. 2d shows the inductive component 200 in cross section, wherein the separate center leg 230 already introduced before the attachment of the core parts 240A, 240B in the winding 210 is.
  • both outer core parts 240A, 240B may be made closed.
  • the outer core region can also be designed as a shell.
  • the present invention thus provides inductive components, and in particular storage chokes, in which a contouring of a support surface of a holding region is effected in such a way that replication of the contour of at least one part of one turn or several turns is provided. Due to this, a better mechanical and thermal coupling of the winding to the core material is achieved, so that in particular the heat dissipation from the interior of the inductive component can be improved, so that at a given power a smaller volume is possible. Furthermore, the assembly of the component can also be improved, since optionally the use of an adhesive material can be avoided or its required amount can be significantly reduced. In some illustrative embodiments, the mechanical fixation and the thermal coupling of the coil are performed by a silicone material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein induktive Bauelemente, etwa Speicherdrosseln, und dergleichen, in denen Leistungen von einigen Watt bis zu einem oder mehreren Kilowatt und mehr in entsprechenden elektronischen Baugruppen, etwa Netzteilen, Wechselrichtern, und dergleichen umgesetzt werden.
  • Durch den immensen Fortschritt bei der Herstellung elektronischer Schaltelemente, etwa von Thyristoren, Leistungs-MOS-Feldeffekttransistoren, und dergleichen im Zusammenwirken mit leistungsfähigen Steuerschaltungen werden zunehmend Leistungsschaltungen entwickelt, in denen große Ströme geschaltet werden, um eine entsprechende Anpassung von Strom und Spannung entsprechender elektronischer Baugruppen zu erreichen. Unter diesen Bedingungen ist in der Regel eine Speicherkomponente erforderlich, in der die Lastströme während der Schaltpausen entsprechender elektronischer Schalter "zwischengespeichert" werden, wozu induktive Bauelemente, etwa Speicherdrosseln, und dergleichen, eingesetzt werden. Ein derartiges induktives Bauelement weist neben einer Wicklung einen geeigneten Kern aus magnetisierbarem Material auf, um damit die Speicherfähigkeit durch die Materialeigenschaften im Vergleich zu Spulen ohne magnetischen Kern deutlich zu erhöhen. Abhängig von der jeweiligen Taktfrequenz der elektronischen Baugruppe werden dazu geeignete weichmagnetische Materialien, etwa Eisen, Nickel, Kobalt, und dergleichen auch in Form sogenannter Ferrite, verwendet, wobei abhängig von der jeweiligen Verwendungsart die Gestalt des Kernes so angepasst wird, dass ein hoher Leistungsdurchsatz in Verbindung mit den gewünschten magnetischen und elektrischen Eigenschaften ermöglicht wird, wobei zunehmend die Energieeffizienz derartiger elektronischer Baugruppen ein wesentlicher Faktor für die kommerzielle und technische Nutzung darstellt.
  • Bei der Verarbeitung relativ hoher Leistungen sind abhängig von der auftretenden Versorgungsspannung relativ hohe Ströme erforderlich, so dass die Wicklungen der induktiven Bauelemente für die jeweils hohen Ströme ausgelegt sein müssen. Des Weiteren werden die entsprechenden Taktfrequenzen in Abhängigkeit der verwendeten Schaltungstopologie relativ hoch aber nicht zu hoch gewählt, so dass einerseits geringere Speicherfähigkeiten der Drosselspulen ausreichend sind und andererseits die Schaltverluste der elektronischen Schalter sowie die Ummagnetisierungsverluste des Kernmaterials akzeptabel bleiben. Bei der Auswahl einer höheren Taktfrequenz muss gegebenenfalls auch die Oberfläche der der elektronischen Schalter sowie die Ummagnetisierungsverluste des Kernmaterials akzeptabel bleiben. Bei der Auswahl einer höheren Taktfrequenz muss gegebenenfalls auch die Oberfläche der Wicklung eine geeignete Größe aufweisen, da ansonsten die Kupferverluste erheblich ansteigen. Aus diesem Grunde werden für induktive Bauelemente mit höherer Leistung häufig Kupferwicklungen mit großem Drahtquerschnitt und auch größerer Oberfläche verwendet, die aufgrund der relativ geringen Windungszahl auch als freitragende Wicklungen vorgesehen werden. Für derartige Anwendungszwecke haben sich auch Kernformen als vorteilhaft erwiesen, in denen ein großer Teil der Wicklung außen von dem Kern umschlossen wird, so dass neben einer verbesserten mechanischen Integrität des gesamten Bauelements auch die magnetische Abschirmung ausreichend hoch ist. Bei der Montage eines entsprechend ausgebildeten induktiven Bauelementes wird die Wicklung in einen geeignet ausgebildeten Kern eingelegt, der gegebenenfalls mittels eines Deckels dann geschlossen wird, wobei das innere Volumen des induktiven Bauelements dann mit einem Vergussmaterial gefüllt wird, um die mechanische Stabilität und die elektrischen Eigenschaften zu gewährleisten.
  • Beim Betrieb eines derartigen induktiven Bauelements für höhere Leistungen treten, wie eingangs erläutert ist, zum einen Ohmsche Verluste in der Wicklung auf, die zum einen von der effektiven Größe des Stromes abhängen, und zum anderen durch Stromverdrängungseffekte zwischen benachbarten Windungen / Lagen und auch durch die Frequenz der gepulsten Ströme bestimmt sind, da bei zunehmender Frequenz lediglich die oberflächennahen Bereiche des Kupfermaterials zur Stromführung beitragen, zum anderen treten auch im Kernmaterial selbst Verluste auf. Da die magnetischen Eigenschaften und somit das Verhalten der gesamten elektronischen Baugruppe auch von der effektiven Temperatur des Kernmaterials bestimmt sind, muss bei der Gestaltung der Form und der Auswahl der Baugröße des induktiven Bauelements auch die thermische Effizienz und somit das Wärmeableitverhalten berücksichtigt werden, wodurch gegebenenfalls ein geeignet größeres Bauvolumen zu wählen ist, um die gewünschte Betriebstemperatur bei voller Last nicht zu überschreiten.
  • Aus den Druckschriften JP 2007067177 A , US 2006/0186978 A1 und US 6 504 463 B1 sind topfförmige Kernelemente bekannt, die eine Ausnehmung mit einem ebenen Boden aufweisen, wobei eine Wicklung durch die Ausnehmung aufgenommen wird.
  • Durch die zunehmende Verbreitung von Leistungselektronikbaugruppen mit getakteter Stromversorgung ist es jedoch wichtig, ein möglichst geringes Bauvolumen bei gewünschtem Leistungsdurchsatz zu ermöglichen, wobei auch die Verwendung teurer Materialien, etwa in Form von Vergussmaterialien, Klebermaterialien zur Fixierung der freitragenden Wicklung, etc., möglichst zu reduzieren ist. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit denen eine verbesserte thermische Ankopplung an den magnetischen Kern und/oder die Reduzierung/Verwendung von Materialien bei insgesamt geringem Bauvolumen bei vorgegebener Leistung erreicht wird.
  • Allgemein wird die zuvor genannte Aufgabe durch ein induktives Bauelement gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhaftere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Ein Materialbereich oder Haltebereich ist vorgesehen , an dem eine selbsttragende Wicklung eines induktiven Bauelements mit einer großen Auflagefläche ankoppelt, so dass in Verbindung mit einer besseren mechanischen Fixierung auch eine verbesserte thermische Ankopplung der Wicklung an den Kern erfolgt, wodurch sich insgesamt für ein vorgegebenes Bauvolumen eine größere elektrische Leistung umsetzen lässt. Erfindungsgemäß wird daher ein induktives Bauelement bereitgestellt, das eine freitragende Wicklung und einen magnetischen Kern mit einer Kernschale aufweist, die die freitragende Wicklung zumindest teilweise umschließt. Des Weiteren ist ein Haltebereich mit mindestens einer Auflagefläche vorgesehen, an der die freitragende Wicklung fixiert ist und die der Kontur zumindest eines Teils einer Windung der freitragenden Wicklung nachgebildet ist, wobei die Auflagefläche der Kernschale in form einer Wendel gebildet ist, die der jeweiligen Steigung der Anfangswindung der freitragenden Wicklung nachgebildet ist. Ferner ist eine Vergussmasse vorgesehen, die die Auflagefläche und die Wicklung umgibt.
  • Aufgrund einer geeigneten Konturbildung des Haltebereichs ergibt sich somit eine verbesserte mechanische und damit auch thermische Ankopplung der Wicklung an das Kernmaterial, so dass dieses als effizientes Kühlmaterial dienen kann, da die Wärme wirksam über die Außenflächen des Kerns, die die Wicklung zumindest teilweise umschließen, abgeführt werden kann. Zu diesem Zweck ist beispielsweise die Auflagefläche der Steigung zumindest einer Windung zumindest teilweise nachgeführt, so dass insbesondere bei freitragenden Wicklungen mit Windungen, die eine große Oberfläche besitzen, beispielsweise in Form rechteckförmiger Leiterquerschnitte, eine sehr effiziente mechanische und thermische Ankopplung erfolgen kann. Durch die der Kontur der Wicklung angepassten Auflagefläche kann gegebenenfalls ein zusätzliches Klebematerial, etwa in Form von Silikon, und dergleichen, in der Menge verringert werden, wobei dennoch eine effiziente mechanische Fixierung für die nachfolgende Montage des induktiven Bauelements erfolgt, so dass dadurch ebenfalls ein sehr effizienter Wärmeübergang zwischen der Wicklung und dem Kernmaterial erreicht werden kann. In anderen vorteilhaften Ausführungsformen kann bei geeigneter Konturierung der Auflagefläche eine ausreichende mechanische Fixierung ohne die Verwendung eines Klebematerials bewerkstelligt werden, so dass beim Vergießen des induktiven Bauelements ein nahezu direkter Kontakt zwischen der Auflagefläche und der Wicklung, d.h., dem Kupfer oder Leitermaterial oder der isolierenden Lackschicht der Wicklung, beibehalten wird, wodurch ebenfalls zu einem reduzierten thermischen Widerstand beigetragen wird, während gleichzeitig die Fertigungskosten gesenkt werden können. Insbesondere wenn die Auflagenfläche effizient an den Kern angekoppelt ist, etwa bei Vorsehen der Auflagefläche als Teil des Kernmaterials oder als ein speziell gestaltetes Einlegeteil mit hoher Wärmeleitfähigkeit ergibt sich somit eine sehr effiziente thermische Ankopplung.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Auflagefläche durchgehend der Steigung des Teils der Windung nachgebildet. Das heißt, in dieser Ausführungsform ergibt sich zumindest über den Teil der Windung hinweg ein sehr geringer thermischer Widerstand, da ein großer Teil der Windung in direktem mechanischem Kontakt mit der Auflagefläche ist oder zumindest von dieser nur geringfügig beabstandet bleibt, wobei eine gleichbleibende Schichtstärke eines entsprechenden Klebematerials zwischen der Auflagefläche und dem Teil der Windung vorgesehen werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Auflagefläche der Kontur zumindest einer Anfangswindung der Wicklung nachgebildet. Auf diese Weise wird ein relativ großflächiger verbesserter thermischer Übergangswiderstand zwischen der Wicklung und dem Haltebereich, der wiederum thermisch sehr gut an den Kern angekoppelt ist oder einen Teil des Kerns darstellt, erzielt, während auch eine verbesserte mechanische Fixierung erreicht wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Haltebereich aus einem magnetisierbaren Kernmaterial aufgebaut. In diesem Fall wird neben der guten thermischen Ankopplung an die Wicklung auch ein verbessertes magnetisches Verhalten erreicht, da ein in konventionellen Spulenaufbauten üblicherweise für Kernmaterial nicht genutzter Bereich für die Führung des magnetischen Feldes verfügbar ist, so dass aufgrund der höheren magnetischen Effizienz und aufgrund der besseren thermischen Eigenschaften bei gegebener Leistungsanforderung ein geringeres Bauvolumen verwirklicht werden kann. Das magnetisierbare Kernmaterial des Haltebereichs kann dabei aus einem beliebigen geeigneten Material aufgebaut sein. Beispielsweise unterscheidet sich das Kernmaterial des Haltebereichs von dem Kernmaterial der Kernschale, so dass auch ein höherer Grad an Flexibilität erreicht wird, um die gesamten Kerneigenschaften einzustellen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist der Haltebereich ein Teil der einstückig hergestellten Kernschale. Das heißt, der Haltebereich ist ein integraler Bestandteil der Kernschale, so dass insgesamt eine hohe thermische und magnetische Effizienz der Kernschale erreicht wird, während der Herstellungsvorgang vereinfacht ist, da lediglich die Kernschale mit der geeigneten Konturierung der Auflagefläche gepresst werden muss.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Haltebereich, der aus einem magnetisierbaren Kernmaterial aufgebaut ist, eine Stirnfläche auf, mit der der Haltebereich auf die Kernschale aufgesetzt ist. In dieser Weise kann die Kernschale gemäß konventioneller Vorgaben aufgebaut werden, während die eigentliche Konturierung der Auflagefläche in Form eines Einlegeteils bewerkstelligt wird, das mit der geeigneten Form und der gewünschten Materialzusammensetzung hergestellt, beispielsweise gepresst, wird. Auf diese Weise werden einfache Fertigungsvorgänge für die jeweiligen Komponenten, also die Kernschale und den Haltebereich, ermöglicht, wobei im Hinblick auf die gesamten magnetischen Eigenschaften ein erhöhter Grad an Flexibilität ermöglicht wird, da das Einlegeteil, d.h. der Haltebereich, aus einem gewünschten Material hergestellt wird, wobei für verschiedene Versionen des induktiven Bauelements unterschiedliche Materialsorten bei ansonsten gleichen geometrischen Abmessungen verwendet werden können. In anderen Fällen kann die ansonsten gleiche Kerngeometrie angewendet werden, und die Konturierung der Auflagefläche kann entsprechend dem Einlegeteil geeignet ausgewählt und damit an verschiedene Arten von Wicklungen angepasst werden, die dann mit dem gleichen Kernaufbau in diversen elektronischen Baugruppen zu verwenden sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Haltebereich somit aus einem magnetisierbaren Kernmaterial aufgebaut, das sich von dem magnetisierbaren Kernmaterial der Kernschale unterscheidet, wodurch sich die zuvor genannte höhere Flexibilität bei der Einstellung der endgültigen magnetischen Eigenschaften des gesamten Kerns ergibt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist zumindest die Auflagefläche des Haltebereichs aus einem elektrisch isolierenden Material zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit aufgebaut. Dabei kann in einer Ausführungsform der gesamte Haltebereich einschließlich der Auflagefläche aus einem Einlegeteil aufgebaut sein, sofern die Wärmeleiteigenschaften des isolierenden Materials geeignet sind, um die gewünschte effiziente thermische Ankopplung der Wicklung an das Kernmaterial zu erreichen. In diesem Falle kann somit das elektrisch isolierende Material als beispielsweise die Steigung der Anfangswindung repräsentierendes Formteil hergestellt werden, das dann mit der ersten Windung der Wicklung in Kontakt ist. In anderen Ausführungsformen wird das elektrisch isolierende Material auf eine der Kontur der Windung angepasste Fläche aufgesetzt, wobei das elektrisch isolierende Material eine nahezu gleichbleibende Dicke besitzt, so dass die Auflagefläche, die durch das isolierende Material bereitgestellt wird, einen nahezu gleichbleibenden Abstand der Windung zu dem darunterliegenden Kernmaterial erzeugt. Damit werden somit nahezu gleichbleibende thermische Bedingungen für den Wärmeübergang von der Wicklung zum Kernmaterial durch das elektrisch isolierende Material geschaffen. Andererseits ergibt sich eine deutlich höhere Spannungsfestigkeit bei Auswahl eines geeigneten Isoliermaterials. Da eine Vielzahl an elektrisch isolierenden Materialien verfügbar ist, die zudem auch eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, kann das induktive Bauelement effizient an eine Vielzahl von Einsatzzwecken, d.h. auftretende Spannungen und Ströme, angepasst werden.
  • In weiteren vorteilhaften Ausführungsformen ist ein Klebematerial zur Fixierung der Wicklung vorgesehen, wobei sich das Klebematerial von dem Vergussmaterial unterscheidet. In diesen Ausführungsformen wird also zusätzlich zu dem Vergussmaterial zunächst eine Verklebung zumindest eines Teils der Wicklung mit dem Haltebereich durchgeführt, so dass danach das Vergießen mit hoher Präzision im Hinblick auf die Positionierung der einzelnen Komponenten des Bauelements erfolgen kann. In einigen Ausführungsformen erfolgt das Verkleben mittels eines Silikonmaterials, wie es etwa von der Wacker AG, Burghausen unter den Handelsnamen Semicosil 988/1 k oder Semicosil 989/1 k bezogen werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Auflagefläche durch das Klebematerial gebildet. Das heißt, das Klebematerial wird so vorgesehen, dass es der Kontur der Windung nachgeführt ist, so dass sich ein entsprechender "Kleberkeil" ausbildet, der zum einen für die mechanische Fixierung und zum anderen für die vorteilhafte thermische Ankopplung der Wicklung an das Kernmaterial sorgt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise das zuvor genannte Silikonmaterial vorteilhaft eingesetzt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Auflagefläche der Kontur zumindest einem Teil von mehreren Windungen der Wicklung nachgebildet. Auf diese Weise ergibt sich sowohl eine bessere mechanische als auch thermische Ankopplung der Wicklung an das Kernmaterial, so dass bei der Weiterbearbeitung des induktiven Bauelements, etwa beim Ausfüllen mit Vergussmaterial, auf weitere Klebematerialien verzichtet werden kann, wobei dennoch eine hohe mechanische Präzision beibehalten wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform besitzt die Kernschale einen ersten Kernschalenteil mit einem ersten Bereich der Auflagefläche und einen zweiten Kernschalenteil mit einem zweiten Bereich der Auflagefläche. In dieser Ausführungsform sind somit zwei Kernschalenteile vorgesehen, die jeweils für sich zumindest teilweise der Kontur einer oder mehrerer Windungen nachgebildet sind, so dass sich bei zusammengesetzten induktiven Bauelementen die gesamte Auflagefläche ergibt. Beispielsweise wird dazu in einigen Ausführungsformen die Kernschale so aufgebaut, dass beide Kernschalenteile die Oberseite und Unterseite des magnetischen Kerns repräsentieren, die dann entlang einer magnetischen Längsrichtung, d.h. entlang der Längsrichtung der Wicklung, geeignet zusammengesetzt werden. Auf diese Weise lässt sich die Auflagefläche der Kontur der Anfangswindung und der Endwicklung der Wicklung nachbilden, so dass sich daraus die zuvor genannten Vorteile im Hinblick auf die mechanische Fixierung und die thermischen Eigenschaften ergeben.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ferner ein Mittelschenkel vorgesehen, der zumindest über einen Teil seiner Länge von der Wicklung umschlossen ist und auf dem ersten und/oder dem zweiten Kernschalenteil aufgesetzt ist. Durch die Separierung des Mittelschenkels können der erste und der zweite Kernschalenteil auch in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Wicklung zusammengeführt werden und somit die Wicklung umschließen, während in einem weiteren Bearbeitungsschritt sodann der Mittelschenkel eingeführt wird. Auf diese Weise lassen sich die Kernschalenteile so herstellen, dass eine Nachbildung der Kontur auch "innerer" Windungen möglich ist, woraus sich eine weiter verbesserte Ankopplung in thermischer und mechanischer Hinsicht ergibt. Damit können die Windungen bei Bedarf in lateraler Richtung, d.h. senkrecht zur Längsrichtung, vollständig oder teilweise in den geeignet konturierten Aussparungen des Kernmaterials angeordnet werden, wobei gegebenenfalls kein weiteres Klebematerial erforderlich ist. Des Weiteren ergibt sich durch das Vorsehen des separaten Mittelschenkels, der in einigen anschaulichen Ausführungsformen auch gleichzeitig daran angebracht einen "Deckel" des Kernes aufweist, ein hoher Grad an Flexibilität bei der Einstellung der gewünschten Kerneigenschaften des induktiven Bauelements. Zu diesem Zweck kann der Mittelschenkel aus einem beliebigen gewünschten Kernmaterial hergestellt werden, etwa aus Eisenpulver, aus Eisen enthaltenden Legierungen, und dergleichen, so dass sich die gewünschte magnetische Permeabilität ergibt. Des Weiteren können bei Bedarf geeignete Spalte eingearbeitet werden, wobei durch die separate Herstellung des Mittelschenkels keine komplexen und aufwendigen Fertigungsschritte erforderlich sind. So kann etwa durch Vorsehen unterschiedlicher Materialien für den Mittelschenkel und Kernschalenteile eine Nichtlinearität der Induktivität in Abhängigkeit des Stromes eingestellt werden, woraus sich ein verbessertes Teillastverhalten des induktiven Bauelements ergibt. Ferner können durch geeignet gestaltete Spalte im Mittelschenkel ebenfalls nichtlineare Verläufe der Induktivität in Abhängigkeit des Stromes ohne aufwendige Herstellungsverfahren erzeugt werden, so dass in Verbindung mit den weiteren verbesserten Eigenschaften, die sich durch die "Einbettung" zumindest eines Teils der Windungen der Wicklungen in das Material der Kernschalenteile ergibt, ein sehr leistungsstarkes, induktives Bauelement bei kleinem Bauvolumen erhalten wird.
  • In vorteilhaften Ausführungsformen repräsentiert das induktive Bauelement eine Speicherdrossel, die somit in vielen Schaltungstopologien, beispielsweise zur Glättung von Stromverläufen, zum Heraufsetzen und Herabsetzen von Gleichspannungen, und dergleichen, verwendet werden kann. Insbesondere ermöglicht die effiziente Ankopplung zumindest eines Teils der Wicklung an das Kernmaterial ein geringeres Bauvolumen im Vergleich zu konventionellen Leistungsdrosseln oder es wird für das gleiche Bauteilvolumen die Verarbeitung höherer Leistungen ermöglicht.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor und werden auch in der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellt, wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
    • Fig. 1A
    eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines magnetischen Kerns eines induktiven Bauelements mit einem Haltebereich mit Auflagefläche zeigt, die der Kontur einer Windung des induktiven Bauelements nachgebildet ist,
    Fig. 1B
    schematisch induktive Bauelemente zeigt, wenn die Wicklung in die dargestellte Kernschale eingeführt ist,
    Fig. 1C und 1D
    schematisch Querschnittsdarstellungen zeigen, in denen die Wicklung unter Verwendung eines zusätzlichen Klebematerials eingesetzt wird und ein Vergussmaterial mit einem Deckel zur Komplettierung des induktiven Bauelements verwendet wird,
    Fig. 1E und 1F
    schematisch Querschnittsansichten des induktiven Bauelements zeigen, wenn ein geeignetes Klebematerial, etwa ein Silikonmaterial, als Haltebereich verwendet wird, so dass das Klebematerial der Kontur der Anfangswindung der Wicklung nachgebildet ist,
    Fig. 1G
    schematisch eine Querschnittsansicht des induktiven Bauelements zeigt, wenn die Auflagefläche durch ein Einlegeteil mit gewünschten elektrisch isolierenden Eigenschaften mit relativ konstanter Dicke gebildet wird, wobei das Einlegeteil auf eine konturierte Aufnahmefläche des Kernmaterials aufgebracht wird,
    Fig. 1H
    schematisch eine Querschnittsansicht zeigt, in der ein Einlegeteil verwendet wird, um die der Kontur nachgebildete Auflagefläche bereitzustellen,
    Fig. 1I
    schematisch eine Querschnittsansicht des induktiven Bauelements zeigt, wobei ein unterer und ein oberer Kernschalenteil jeweils eine konturierte Auflagefläche besitzen, so dass eine Nachbildung der Kontur sowohl der Anfangs- als auch der Endwindung der Wicklung erreicht wird,
    Fig. 2A
    schematisch eine Draufsicht auf den magnetischen Kern eines induktiven Bauelements zeigt, wobei die Kernteile lateral an der Wicklung angebracht werden, um damit eine Nachbildung der Kontur auch innerer Windungen zu ermöglichen, und
    Fig. 2B und 2C
    schematisch Querschnittsansichten des induktiven Bauelements zeigen, wobei ein separater Mittelschenkel vorgesehen ist, der nach Zusammenfügen der entsprechenden Kernschalenteile eingesetzt wird und
    Fig. 2D
    schematisch einen Querschnitt des induktiven Bauelements zeigt, wobei die Kernteile lateral an der Wicklung angebracht werden, um damit eine Nachbildung der Kontur auch innerer Windungen zu ermöglichen, und wobei der separate Mittelschenkel vor der Zusammenführung bereits in die Wicklung eingebracht ist. Somit können beide äußeren Kernteile geschlossen ausgebildet sein.
  • Fig. 1A zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines induktiven Bauelements 100, das beispielsweise in Form einer Speicherdrossel, und dergleichen verwendet werden kann. In der gezeigten Montagephase umfasst das induktive Bauelement 100 einen magnetischen Kern 120, wovon lediglich ein erster Teil, der auch als Kernschale 140 bezeichnet wird, dargestellt ist. Die Kernschale 140 ist aus einem beliebigen geeigneten magnetisierbaren Material, etwa Eisenpulver, Eisenlegierungen, in Form eines Ferritmaterials, und dergleichen aufgebaut, so dass die erforderlichen magnetischen Eigenschaften erreicht werden. Vorteilhafterweise ist dabei die Kernschale 140 aus einem Ferritmaterial aufgebaut, das sowohl die gewünschten magnetischen Eigenschaften besitzt als auch eine hohe mechanische Stabilität und eine gute Wärmeleitfähigkeit bereitstellt. In der gezeigten Ausführungsform ist die Kernschale 140 so gestaltet, dass eine in diese einzusetzende Wicklung zumindest teilweise umschlossen wird, wie dies auch nachfolgend detaillierter beschrieben und gezeigt ist. Die Kernschale 140 weist in der gezeigten Ausführungsform einen Mittelschenken 130 auf, der einen Teil der Kernschale 140 repräsentiert und damit einen Teil des Materials der Kernschale 140 darstellt. Der Mittelschenkel 130 ist so gestaltet, dass dieser sich entlang einer Längsrichtung der Wicklung erstreckt und damit von dieser umschlossen wird. Ferner ist in der Kernschale 140 in der gezeigten Ausführungsform ein Haltebereich 150 vorgesehen, der so gestaltet ist, dass darauf oder darüber die noch einzusetzende Wicklung auf einer Auflagefläche 150s aufgesetzt werden kann. Dabei besitzt die Auflagefläche 150s eine geeignete Gestalt, so dass diese der Kontur der Windung oder zumindest eines Teils davon nachgebildet ist, so dass sich eine geeignete mechanische Fixierung für die noch aufzusetzende Wicklung gibt und auch die thermische Ankopplung der Wicklung bzw. der auf oder über der Auflagefläche 150s aufgesetzten Windung an das Material der Kernschale 140 verbessert ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Auflagefläche 150s in Form einer "Wendel" gebildet, die der jeweiligen Steigung der Anfangswindung der noch einzusetzenden Wicklung nachgebildet ist, so dass über die gesamte Anfangswindung hinweg die verbesserte mechanische und thermische Kopplung erreicht wird.
  • Die Kernschale 140, wie sie in Fig. 1A gezeigt ist, kann somit den elektrischen und magnetischen Gegebenheiten angepasst sein, wie dies von dem Bauelement 100 entsprechend dem Anwendungszweck gefordert ist, wobei aufgrund der Konturierung der Auflagefläche 150s insgesamt ein geringeres Bauteilvolumen für eine spezifizierte Leistung realisiert werden kann, da Wärmeableitung über die Kernschale 140 nach außen verbessert ist.
  • Fig. 1B zeigt schematisch das Bauelement 100 in einer Montagephase, in der eine Wicklung 110 in die Kernschale 140 eingesetzt ist, so dass die Wicklung 110 den Mittelschenkel 130 zumindest über den wesentlichen Teil seiner Erstreckung in einer Längsrichtung, d.h. in Fig. 1B die vertikale Richtung, umschließt. Die Wicklung 110 ist in Form einer freitragenden Wicklung vorgesehen, d.h. die einzelnen Windungen der Wicklung 110 sind aus einem geeigneten leitenden Material, etwa Kupfer, so aufgebaut, dass keine weiteren Komponenten, etwa ein Spulenkörper, und dergleichen, erforderlich sind, um die Form der Wicklung 110 beizubehalten. Wie bereits eingangs erläutert ist, ist das induktive Bauelement 100 für relativ hohe Ströme ausgelegt, wobei aufgrund der typischerweise höheren Taktfrequenzen von einigen hundert Hertz bis zu einigen hundert Kilohertz und höher für gewöhnlich relativ geringe Induktivitätswerte bei Speicherdrosseln erforderlich sind, so dass die Anzahl der einzelnen Windungen in der Wicklung 110 relativ gering ist. In der gezeigten Ausführungsform ist der Querschnitt des Leiters für die einzelnen Windungen der Wicklung 110 in Form eines Rechteckes gegeben, wobei zu beachten ist, dass selbstverständlich entsprechende Ecken verrundet sein können, so dass sich für einen geforderten Querschnitt ein relativ großer Umfang und damit eine große Oberfläche ergibt, was vorteilhaft ist im Hinblick auf die thermische und mechanische Ankopplung an die Auflagefläche 150s sowie auch im Hinblick auf das elektrische Verhalten bei höheren Frequenzen. Der entsprechende Querschnitt ist beispielsweise für einen Anschlussbereich 111 und einen Anschlussbereich 112 gezeigt. Ferner ist die Wicklung 110 mit ihrer Anfangswindung 113 auf die Auflagefläche 150s aufgesetzt, da die Fläche 150s, wie zuvor erläutert ist, entlang der gesamten Steigung der Anfangswindung 113 der Kontur der Windung 113 nachgebildet ist. In der gezeigten Ausführungsform kann dabei die Windung 113 unmittelbar mit der Auflagefläche 150s, etwa dem Kernmaterial in Kontakt sein, d.h. mit einem entsprechenden Leitermaterial oder auch mit Isoliermaterial, das gegebenenfalls auf die Windungen aufgebracht ist, wenn die elektrische Isolationsfähigkeit des Materials des Kerns 140 nicht ausreichend ist, um entsprechende Kriechströme zwischen der Wicklung 110 und dem Kern 140 zu vermeiden.
  • Fig. 1C zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des induktiven Bauelements 100 beim Einsetzen der Wicklung 110 in die Kernschale 140. In einer Ausführungsform wird dabei an der Wicklung 110 und/oder der Kernschale 140 ein Klebematerial 101 vorgesehen, das in einer bevorzugten Ausführungsform in Form von Silikonmaterial der Firma Wacker mit den Handelsnamen Semicosil 988/1k oder Semicosil 989/1k bereitgestellt wird. Beim Einsetzen der Wicklung 110 wird somit eine mechanische Fixierung der Wicklung 110 zumindest an dem Haltebereich 150 erreicht, wobei je nach Menge des Materials 101 gegebenenfalls auch eine dünne Schicht zwischen der Windung 113 und der Auflagefläche 150s beibehalten wird. Es sollte jedoch beachtet werden, dass aufgrund der Konturierung der Auflagefläche 150s entsprechend der Gestalt der Windung 113 insgesamt eine bessere mechanische Fixierung beim Einsetzen der Wicklung 110 erfolgt, so dass, wie dies zuvor mit Bezug zu Fig. 1B beschrieben ist, gegebenenfalls auf das Klebematerial 101 vollständig verzichtet werden kann, oder aber die Menge kann sehr gering gewählt werden, so dass sich insgesamt reduzierte Fertigungskosten ergeben.
  • Fig. 1D zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des induktiven Bauelements 100 im fertig montierten Zustand. Wie gezeigt, ist die Wicklung 110 in die Kernschale 140 eingesetzt und liegt auf oder, wenn das Klebematerial 101 vorgesehen ist, über der Auflagefläche 150s des Haltebereichs 150, so dass sich eine gute thermische Kopplung an das Material der Kernschale 140 ergibt. Des Weiteren ist ein Vergussmaterial 102 in das Volumen der Kernschale 140 eingeführt, so dass die gewünschte mechanische Stabilität sowie die Integrität des Bauelements 100 im Hinblick auf chemische und andere Einflüsse erreicht werden. Ferner ist ein "Deckel" 160 vorgesehen, so dass der gewünschte magnetische Rückfluss für die Kernschale 140 erreicht wird. Je nach gewünschten Eigenschaften kann dabei ein Spalt 131 vorgesehen werden, indem der Mittelschenkel 130 mit geeigneter Länge im Vergleich zu äußeren Teilen der Kernschale 140 hergestellt wird. Wie zuvor erläutert ist, lässt sich insgesamt das Bauvolumen des induktiven Bauelements 100 für eine vorgegebene maximale zu verarbeitende Leistung gegebenenfalls verringern, da die Kernschale 140 im Zusammenwirken mit dem Deckel 160 als effiziente Kühlfläche dienen kann, wobei die Wärme, die während des Betriebs im Inneren des induktiven Bauelements 100 entsteht, wirksam über die verbesserte thermische Ankopplung insbesondere der Windung 113 an die Auflagefläche 150s abgeführt werden kann.
  • Fig. 1E zeigt schematisch das induktive Bauelement 100 gemäß weiterer Ausführungsformen, in denen das Klebematerial 101 in Form von Silikonmaterial so in der Kernschale 140 vorgesehen wird, dass beim Einsetzen der Wicklung 110 eine gewünschte Anpassung an die Kontur zumindest einer der Windungen der Wicklung 110 erfolgt.
  • Fig. 1F zeigt schematisch das Bauelement 100, wenn die Wicklung 110 in die Kernschale 140 eingesetzt ist, wobei das Klebematerial 101 entsprechend verformt ist, so dass der Haltebereich 150 durch das Material 101 gebildet ist. Durch die Verformung des Klebematerials 101 wird somit die Auflagefläche 150s gebildet, die zugleich als Klebematerial dient und damit für die mechanische Fixierung der Wicklung 110 sorgt. Aufgrund der guten Materialeigenschaften des Silikonmaterials ergibt sich neben einer hohen elektrischen Durchschlagsfestigkeit und der gewünschten mechanischen Fixierung auch eine ausreichend hohe thermische Leitfähigkeit, um somit die Wicklung 110 thermisch gut an die Kernschale 140 anzukoppeln. Es sollte beachtet werden, dass gegebenenfalls die Menge des Klebematerials 101 entsprechend groß gewählt werden kann, so dass auch weitere Windungen der Wicklung 110 entsprechend von dem Material 101 umgeben sind, so dass sich die vorteilhaften Eigenschaften des Silikonmaterials auch für mehrere oder alle Windungen der Wicklung 110 ergeben.
  • Nach erfolgter Fixierung der Wicklung 110 kann ein Abschluss der Kernschale 140 mittels eines Deckels erfolgen, wie dies zuvor gezeigt ist, und es kann bei Bedarf ein gewünschtes Vergussmaterial eingefüllt werden, wobei, wie zuvor erläutert ist, die thermischen Eigenschaften im Wesentlichen durch das Silikonmaterial 101 gegeben sind.
  • Fig. 1G zeigt schematisch das induktive Bauelement 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in denen Eigenschaften, etwa eine erhöhte Isolationsfestigkeit, und dergleichen, in der Kernschale 140 eingestellt werden, indem ein Einlegeteil 152 vorgesehen wird. Wie gezeigt, wird dabei das Einlegeteil 152 auf den Haltebereich 150 aufgesetzt, etwa direkt auf die Auflagefläche 150s, um damit etwa die erhöhte Isolationsfestigkeit zu erreichen. Zu diesem Zweck wird das Einlegeteil 152 aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt, das die gewünschte Isolationsfestigkeit ergibt. Es können beispielsweise Kunststoffmaterialien, Keramik, gut isolierende Ferritmaterialien, und dergleichen verwendet werden, wobei die Gestalt des Einwegeteils 152 in der gezeigten Ausführungsform so gewählt ist, dass sich ein nahezu konstanter Abstand der nachfolgend einzuführenden Wicklung von der Auflagefläche 150s ergibt. Das heißt, das Einlegeteil 152 besitzt eine nahezu identische Dicke über den gesamten Umfang hinweg, so dass insbesondere die elektrischen Eigenschaften sowie auch das thermische Verhalten über den gesamten Umfang hinweg im Wesentlichen identisch sind. Nach dem Einbringen des Einlegeteils 152 kann sodann die Wicklung eingesetzt werden, wobei gegebenenfalls auf ein weiteres Klebematerial verzichtet werden kann, während in anderen Fällen ein zusätzliches Material, beispielsweise in Form von Silikon, verwendet wird, um die Fixierung der Wicklung an dem Einlegeteil 152 und damit an dem Haltebereich 150 zu erzielen. Das heißt, in der gezeigten Ausführungsform kann der Haltebereich 150 als integrale Komponente der Kernschale 140 bereitgestellt werden, während die Isolationseigenschaften sodann mittels des Einwegeteils 152 eingestellt werden.
  • Fig. 1H zeigt schematisch das induktive Bauelement 100 in einer Ausführungsform, in der der Haltebereich 150 selbst als separate Komponente in Form eines Einlegeteils vorgesehen wird. Dazu weist der Haltebereich 150 eine geeignete Form auf, so dass die Auflagefläche 150s in der gewünschten konturierten Weise der Gestalt der noch einzusetzenden Wicklung nachgebildet ist. Der Haltebereich 150 bzw. das Einlegeteil kann somit separat hergestellt werden, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, die Materialeigenschaften des Haltebereichs 150 unabhängig zu den Materialeigenschaften der Kernschale 140 auszuwählen. Beispielsweise kann der Haltebereich 150 als ein zusätzliches Kernbauelement vorgesehen werden, wobei ein gewünschtes magnetisches Kernmaterial verwendet wird, so dass ein hoher Grad an Flexibilität bei der Einstellung der endgültigen magnetischen Eigenschaften des Bauelements 100 erreicht wird. In anderen Ausführungsformen wird der Haltebereich 150 als eine Kombination aus einem magnetisierbaren Material und einem weiteren Material, etwa einem elektrisch isolierenden Material, bereitgestellt, wobei hier ein hoher Grad an Flexibilität bei der Auswahl geeigneter Materialien besteht, da beliebige magnetisierbare Materialien verwendet werden können, die etwa keine Korrosionsbeständigkeit besitzen und gegebenenfalls elektrisch auch gut leitend sind. Nach dem Aufsetzen des Einlegeteils 150 auf einer geeigneten Fläche 140s der Kernschale 140 erfolgt die weitere Montage durch Einsetzen der Wicklung, wie dies auch zuvor beschrieben ist.
  • Fig. 1I zeigt schematisch das induktive Bauelement 100 gemäß weiterer Ausführungsformen, in denen der Kern 120 zumindest eine erste Kernschale 140a und eine zweite Kernschale 140b aufweist. Die Kernschalen 140a, 140b besitzen entsprechende Mittelschenkelteile 130a, 130b, so dass beim Zusammenfügen der Kernschalenteile 140a, 140b entlang der Längsrichtung der Wicklung 110, d.h. in Fig. 1I entlang der vertikalen Richtung, der vollständige Kern 120 gebildet wird, ohne dass ein separater Deckel erforderlich ist, wie dies zuvor beschrieben ist. Des Weiteren bilden die Kernschalenteile 140a, 140b zusammen einen Haltebereich einer Auflagefläche, so dass eine Nachbildung der Kontur sowohl der Anfangswindung 113 als auch einer Endwindung 114 der Wicklung 110 gegeben ist. Der Kernschalenteil 140a weist etwa einen Haltebereich 150a auf, in welchem eine Auflagefläche 150s vorgesehen ist, so dass beim Zusammenfügen der Kernschalenteile 140a, 140b die Endwindung 114 in ihrer Kontur nachgebildet ist. Andererseits wird die Kontur der Anfangswindung 113 durch einen Haltebereich 150b, bzw. dessen Auflagefläche 150t nachgebildet, wie dies auch zuvor mit Bezug zu den Fig. 1A bis 1H beschrieben ist. Somit wird insgesamt eine bessere mechanische und thermische Ankopplung der Wicklung 110 an den Kern 120 erreicht, da zumindest die Windungen 113 und 114 effizient durch die jeweiligen Auflageflächen 150s, 150t angekoppelt sind. Es sollte beachtet werden, dass Kernschalenteile 140a, 140b nicht notwendigerweise die gleiche effektive magnetische Länge besitzen müssen, solange zumindest sichergestellt ist, dass beide Windungen 113, 114 eine entsprechende Ankopplung an die jeweiligen Teile 140a bzw. 140b besitzen. Im Hinblick auf das Vorsehen eines zusätzlichen Klebermaterials gelten die gleichen Kriterien, wie sie auch bereits zuvor dargelegt sind. Ferner ist zu beachten, dass bei Bedarf die Kernschalenteile 140a, 140b aus unterschiedlichen magnetischen Materialien aufgebaut werden können, und/oder dass in einen oder in beiden Kernschalenteilen 140a, 140b geeignete Einlegeteile vorgesehen werden können, um etwa die elektrische Isolierfähigkeit zu verbessern und/oder um generell die jeweiligen Haltebereiche 150a, 150b durch geeignete Einlegeteile bereitzustellen.
  • Fig. 2A zeigt schematisch eine Draufsicht auf ein induktives Bauelement 200 gemäß weiterer Ausführungsformen, in denen die mechanische und thermische Ankopplung einer Wicklung verbessert wird, indem die Kontur mehrerer Windungen nachgebildet wird. Bei der gezeigten Ausführungsform weist das induktive Bauelement 200 einen Kern 220 auf, der zumindest einen ersten Kernschalenteil 240a und einen zweiten Kernschalenteil 240b in Verbindung mit einem separaten Mittelschenkel 230 umfasst. Die Kernschalenteile 240a, 240b sind so ausgebildet, dass diese bei einem Zusammensetzen in einer lateralen Richtung, d.h. in einer Richtung in der Zeichenebene der Fig. 2A, eine "Einbettung" zumindest eines Teils jeder einzelnen Windung der Wicklung 210 bewirken. Das heißt, die Kernschalenteile 240a, 240b besitzen entsprechende wendelförmig ausgebildete Aussparungen, die die Wicklung 210 zur Hälfte umschließen, so dass sich die gewünschte verbesserte thermische und mechanische Ankopplung für alle Windungen ergibt. Nach erfolgtem Zusammensetzen der Kernschalenteile 240a, 240b und der Wicklung 210 kann der Mittelschenkel 230 bereits in den geschlossenen Kernschalenteile enthalten sein oder der Mittelschenkel 230, möglicherweise in Verbindung mit einem Deckel, in einer Öffnung der Kernschalenteile eingesetzt werden.
  • Fig. 2B zeigt schematisch eine Querschnittsansicht des induktiven Bauelements 200, in einem Zustand, in welchem die Kernschalenteile 240a, 240b zusammengefügt sind und somit die Wicklung 210 umschlossen ist. In der gezeigten Ausführungsform sind nicht nur eine Anfangswindung 213 und eine Endwindung 214 an einem Haltebereich 250 fixiert, sondern es sind auch weitere Windungen 215 und 216 an dem Haltebereich 250 fixiert, so dass entsprechende Auflageflächen 250a, ..., 250d gebildet sind, die der Kontur der zugehörigen Windungen 213, ..., 216 nachgebildet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die jeweiligen Auflageflächen 250a, ..., 250d nicht über den gesamten Querschnitt der Windungen ausgebildet, sondern lediglich ein Teil des Querschnitts, also ein radialer Abschnitt, ist durch die Auflageflächen abgedeckt, da insgesamt durch die höhere Zahl an Auflageflächen dennoch eine sehr effiziente thermische Ankopplung an die Kernschalenteile 240a, 240b gegeben ist und damit bei Bedarf ein lateraler Abstand zum Mittelschenkel eingestellt wird, der einen magnetischen Schluss zum Mittelschenkel unterdrückt. Des Weiteren ist bei Bedarf auch ein entsprechendes Klebematerial, etwa ein Silikonmaterial, vorgesehen, falls dies als notwendig erachtet wird, während in anderen Fällen eine ausreichende mechanische Fixierung durch die Vielzahl der Auflageflächen 250a, ..., 250d gewährleistet ist. Nach dem Zusammenfügen der Kernschalenteile 240a, 240b wird dann der separate Mittelschenkel 230 durch eine entsprechende Öffnung 240d eingeführt und wird auf eine entsprechende Grundfläche 240s, die aus Teilen der Kernschalenteile 240a, 240b gebildet ist, aufgesetzt, so dass sich die gewünschte magnetische Kopplung des Mittelschenkels 230 an die Kernschalenteile 240a, 240b ergibt.
  • Im Hinblick auf eine Einstellung der gesamten magnetischen Eigenschaften des induktiven Bauelements 200 gelten die gleichen Kriterien, wie sie auch zuvor beschrieben sind. Das heißt, der Mittelschenkel 230 kann aus einem beliebigen geeigneten Material aufgebaut werden, um etwa ein gewünschtes Verhalten der Induktivität in Abhängigkeit des Laststromes zu erreichen. Zu diesem Zweck kann ein geeignetes Material ausgewählt werden, das sich vom Material der Kernschalenteile 240a, 240b unterscheidet, so dass bei Bedarf geeignete Eisenmaterialien, und dergleichen, verwendet werden können, während die Kernschalenteile 240a, 240b aus Ferrit aufgebaut sind, das die gewünschte thermische und elektrische Integrität des Bauelements 200 sicherstellt. Bei Bedarf wird nach Einführen des Mittelschenkels 230 noch eine Abschlussplatte vorgesehen.
  • Fig. 2C zeigt schematisch das induktive Bauelement 200 in einer Ausführungsform, in der der "Mittelschenkel" 230 einen Schenkelbereich 231 und einen Deckelbereich 232 aufweist. So wird beim Einführen des Mittelschenkels 230 in die zusammengefügten Kernschalenteile 240a, 240b gleichzeitig auch der gewünschte magnetische Rückschluss geschaffen, während ein möglicher Luftspalt durch einen Abstand des Schenkelteils 231 von einer Grundfläche 240s bei Bedarf eingestellt werden kann. Auf diese Weise sind lediglich drei einzelne Kernteile, d.h. die Kernschalenteile 240a, 240b und der Mittelschenkel 230 erforderlich, um den Kern des induktiven Bauelements 200 bereitzustellen. Bei Bedarf kann auch in diesem Fall der Mittelschenkel 230 aus einem anderen magnetisierbaren Material aufgebaut sein im Vergleich zu den Kernschalenteilen 240a, 240b. Im Hinblick auf das Zusammenfügen der einzelnen Komponenten und im Hinblick auf die thermische Ankopplung der Wicklung 210 an den aus den Komponenten 240a, 240b und 230 bestehenden magnetischen Kern gelten die gleichen Kriterien, wie sie zuvor ausgeführt sind.
  • Fig. 2d zeigt das induktive Bauelement 200 im Querschnitt, wobei der separate Mittelschenkel 230 bereits vor dem Anbringen der Kernteile 240A, 240B in die Wicklung 210 eingeführt ist. Somit können beide äußeren Kernteile 240A, 240B geschlossen ausgeführt sein. Der äußere Kernbereich kann auch als Schale ausgeführt sein.
  • Die vorliegende Erfindung stellt somit induktive Bauelemente, und insbesondere Speicherdrosseln, bereit, in denen eine Konturierung einer Auflagefläche eines Haltebereichs so erfolgt, dass die Nachbildung der Kontur zumindest eines Teils einer Windung oder mehrerer Windungen gegeben ist. Aufgrund dessen wird eine bessere mechanische und thermische Ankopplung der Wicklung an das Kernmaterial erreicht, so dass insbesondere die Wärmeabfuhr aus dem Inneren des induktiven Bauelements verbessert werden kann, so dass bei vorgegebener Leistung ein kleineres Bauvolumen möglich ist. Ferner kann auch die Montage des Bauelements verbessert werden, da gegebenenfalls der Einsatz eines Klebematerials vermieden werden kann oder dessen erforderliche Menge deutlich verringert werden kann. In einigen anschaulichen Ausführungsformen erfolgt die mechanische Fixierung und die thermische Ankopplung der Wicklung durch ein Silikonmaterial.

Claims (17)

  1. Induktives Bauelement mit:
    einer freitragenden Wicklung (110, 210),
    einem magnetischen Kern (120, 220) mit einer Kernschate (140, 240), die die freitragende Wicklung (110, 210) zumindest teilweise umschließt,
    wobei die Kernschale mit einem Haltebereich (150, 250) mit mindestens einer Auflagefläche (150S, 250S) versehen ist, ander die freitragende Wicklung (110, 210) fixiert ist und die der Kontur zumindest eines Teils einer Windung (113,213) der freitragenden Wicklung (110, 210) nachgebildet ist,
    wobei die Auflagefläche (150S, 250S) in Form einer Wendel gebildet ist, die der jeweiligen Steigung der Anfangswindung der freitragenden Wicklung (110, 210) nachgebildet ist, und
    einer die Auflagefläche (150S, 250S) und die Wicklung (110, 210) umgebenden Vergussmasse (102).
  2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Auflagefläche (150S, 250S) durchgehend der Steigung des Teils der Windung (113, 213) nachgebildet ist.
  3. Induktives Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auflagefläche (150S, 250S) der Kontur zumindest einer Anfangswindung der Wicklung (110, 210) nachgebildet ist.
  4. Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Haltebereich (150, 250) aus einem magnetisierbaren Kernmaterial aufgebaut ist.
  5. Induktives Bauelement nach Anspruch 4, wobei der Haltebereich (150, 250) ein Teil der einstückig hergestellten Kernschale (140S) ist.
  6. Induktives Bauelement nach Anspruch 4, wobei der Haltebereich (150, 250) eine Stirnfläche aufweist und mit dieser auf der Kernschale (140S) aufgesetzt ist.
  7. Induktives Bauelement nach Anspruch 6, wobei der Haltebereich (150, 250) aus einem magnetisierbaren Kernmaterial aufgebaut ist, das sich von dem magnetisierbaren Kernmaterial der Kernschale (140S) unterscheidet.
  8. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest die Auflagefläche (150S, 250S) des Haltebereichs (150, 250) aus einem elektrisch isolierendem Material zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit aufgebaut ist.
  9. Induktives Bauelement nach Anspruch 8, wobei das elektrisch isolierende Material als Einlegeteil vorgesehen ist, das einen im Wesentlichen gleichen Abstand der Auflagefläche (150S, 250S) zu einem magnetisierbaren Kernmaterial herstellt.
  10. Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein zu dem Vergussmaterial verschiedenes Klebematerial zur Fixierung der Wicklung (110, 210) vorgesehen ist.
  11. Induktives Bauelement nach Anspruch 10, wobei das Klebematerial ein Silikonmaterial ist.
  12. Induktives Bauelement nach Anspruch 10 oder 11 in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Auflagefläche (150S, 250S) durch das Klebematerial gebildet ist.
  13. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Auflagefläche (150S, 250S) der Kontur zumindest einem Teil von mehreren Windungen der Wicklung (110, 210) nachgebildet ist.
  14. Induktives Bauelement nach Anspruch 13, wobei die Kernschate (140S) einen ersten Kernschalenteil (140A) mit einem ersten Bereich (150A) der Auflagefläche (150S, 250S) und einen zweiten Kernschalenteil (140B) mit einem zweiten Bereich (150B) der Auflagefläche (150T) aufweist.
  15. Induktives Bauelement nach Anspruch 14, das ferner einen Mittelschenkel (230) aufweist, der zumindest über einen Teil seiner Länge von der Wicklung (210) umschlossen ist und auf dem ersten (240A) und/oder zweiten Kernschalenteil (240B) aufgesetzt ist.
  16. Induktives Bauelement nach Anspruch 14, das ferner einen Mittelschenkel aufweist, der beim Zusammenführen der geschlossenen Kernschalenteile bereits in der Wicklung (110, 210) eingeführt ist.
  17. Induktives Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bauelement eine Speicherdrossel ist.
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