EP3602578A1 - Inductive component and method for producing an inductive component - Google Patents

Inductive component and method for producing an inductive component

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EP3602578A1
EP3602578A1 EP18708353.0A EP18708353A EP3602578A1 EP 3602578 A1 EP3602578 A1 EP 3602578A1 EP 18708353 A EP18708353 A EP 18708353A EP 3602578 A1 EP3602578 A1 EP 3602578A1
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EP
European Patent Office
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plastic
bus bar
busbar
magnetic core
inductive component
Prior art date
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Pending
Application number
EP18708353.0A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Grübl
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Sumida Components and Modules GmbH
Original Assignee
Sumida Components and Modules GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumida Components and Modules GmbH filed Critical Sumida Components and Modules GmbH
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    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/043Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with two, usually identical or nearly identical parts enclosing completely the coil (pot cores)
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    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
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    • H01F1/11Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles
    • H01F1/113Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure in the form of particles in a bonding agent
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    • H01F17/06Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H01F2017/065Core mounted around conductor to absorb noise, e.g. EMI filter

Definitions

  • the present invention relates to an inductive component with a busbar and a method for producing an inductive component with a busbar. Particular applications of the invention relate to a high-current filter with such an inductive component.
  • Electromagnetic compatibility is now an indispensable quality feature of electronic equipment. This is particularly evident in the fact that EMC in national member states of the European Union is reflected in national EMC legislation and regulations in accordance with an EMC directive issued by the European legislator back in 1996 new electronic devices introduced into the European market have to comply with these directives and laws regarding EMC.
  • an electronic device is not only meant for a ready-to-use device intended for the end user, but also electronic components with their own function, which are manufactured in series and not exclusively for installation in a certain fixed installation or a specific one intended for the end user ready-made device are provided, * covered by the term .
  • the apparatus Although elementary components such as capacitors, coils and EMC filters are excluded from the current EMC directive, this does not apply to assemblies made up of elementary components.
  • noise is filtered using appropriate filters.
  • line-related interference between differential mode noise and common mode noise.
  • differential mode noise interference voltages and currents are understood on the connecting lines between electrical components or electrical components, which propagate in opposite directions on the connecting lines and superimpose actual payloads that propagate in the same direction with the payload signals on the connecting lines.
  • common-mode noise interference voltages and currents on the connecting lines between electrical components or electrical components understood that with the same phase and current direction, both on the outgoing line, as well as on the Spread backlash between these components.
  • the coupling of differential mode interference in circuits by inductive couplings can be caused.
  • sufficient interference suppression can be achieved by using appropriate filters, in particular push-pull filters or D-mode chokes.
  • Line filters include, for example, filter elements against high-frequency differential mode noise.
  • high-current filters are used which are specially designed for suppression in high-current applications. Examples are high-current filters for suppression of frequency converters, power electronics and collective interference at high power in wind turbines and industrial plants.
  • busbar filter for use as an EMC filter is shown in which a plurality of interconnected inductances and capacitors are provided on a plurality of busbars for filtering differential mode noise.
  • I-cores cores each with air gap, mounted on busbars.
  • the cores are formed of a soft magnetic ferrite material.
  • a throttle assembly for a power converter device in which a bus bar and a core wound by disc coils core arrangement is embedded in a housing in a Isolierverguss
  • the document DE 10 2007 007117 A1 discloses an inductive component, in which two coils are formed each formed by a winding and a respective core, which in one Housing are shed with a magnetic filling material, such as a Plastoferritmaterial.
  • the invention proposes e.g. as a solution before, used in known D-mode filter discrete Kememia, for example, designed as hinged cores (especially Klappferrite) or Ring- / compassionkeme metal powder, by plastic-bonded cores, the injection molding or casting of a Plastoferritmaterial or a plastic embedded therein magnetic particles are provided, or replaced by Magmentkerne, which are formed by so-called magnetic cement or "magmatic", wherein magnetically conductive particles are embedded in a cement matrix.
  • busbars This allows greater freedom in the design of busbars, since it eliminates restrictions caused by a forced consideration of the buildability of the cores of D-mode filters and a mounting of busbars with plastic-bonded cores can be easily integrated.
  • an inductive device having a bus bar and at least one magnetic core formed along a portion of the bus bar and at least partially surrounding the bus bar in the portion, the at least one magnetic core being a plastic bonded magnetic core or a core made of magnetic cement.
  • the inductance of the inductive component by the at least one magnetic core regardless of a shape of the Busbar determined by the magnetic core and the busbar. This is very beneficial for chokes.
  • magnetic core is to be understood as meaning a component of the inductive component which, together with the busbar as an electrical conductor, forms an inductance.
  • exposed end portions of the bus bar in the inductive component according to a first embodiment herein are formed as terminal contacts and at least one between the magnetic core and a terminal exposed busbar section is further formed for electrical connection to a capacitor.
  • the inductive component according to a second embodiment further comprises a housing, in which the busbar is at least partially received, wherein the at least one magnetic core is formed in the housing as a plastic-bonded magnetic core in plastic injection molding or plastic molding technique.
  • the inductive component further comprises at least one second magnetic core, which is formed as a plastic-bonded magnetic core or a core of magnetic cement and which at least partially surrounds the busbar two magnetic cores are arranged along the busbar in series and a busbar section is formed between each two magnetic cores for electrical connection to a capacitor.
  • the inductive component further comprises a housing, in which the bus bar is at least partially received, wherein the at least two magnetic cores are formed in the housing in separate housing sections.
  • the magnetic core is formed as a plastic-bonded magnetic core of a Plastoferritmaterial or of a plastic material having embedded therein magnetically conductive particles.
  • a high current filter having at least one capacitor and the inductor according to the first aspect, wherein the at least one capacitor is electrically connected to the bus bar
  • a method of manufacturing an inductive component includes providing a bus bar and forming at least one magnetic core formed along a portion of the bus bar and at least partially surrounding the bus bar in the portion, wherein the at least one magnetic core is a plastic bonded magnetic core Core is formed of magnetic cement.
  • forming the at least one magnetic core comprises overmolding the bus bar with a plastoferritm valve or a plastic material having magnetically-conductive particles embedded therein, forming at least one plastic-bonded magnetic core.
  • the bus bar is at least partially disposed in a housing and forming the at least one magnetic core comprises at least partially potting the bus bar in the housing with a plastic oxide or plastic material having magnetically conductive particles embedded therein or a cement having magnetically embedded therein conductive particles.
  • first to third aspects of the invention provide an inductive device and a method of manufacturing an inductive device, respectively, wherein plastic-bonded magnetic cores or magnetic cores of magnetic cement can make better use of construction spaces than known discrete cores.
  • FIG. 1 schematically illustrates a circuit diagram of a high current filter according to some illustrative embodiments of the present invention
  • FIG. Figures 2a and 2b illustrate schematically in perspective views inductive components according to some alternative illustrative embodiments of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic plan view of an inductive component according to further illustrative embodiments of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a soot diagram of a method of manufacturing an inductive device according to illustrative embodiments of the present invention.
  • the high-current filter T comprises an input terminal E and an output terminal A, as well as terminals n1 and n2, which are electrically connected to a ground terminal M.
  • the ground terminal M a connection to a fixed reference potential other than ground can be provided.
  • inductors L1, L2 and L3 are connected in series.
  • a capacitor C1 is interposed with one electrode of the capacitor C1 connected between the input terminal E and the inductor L1, while the other electrode of the capacitor C1 is connected to ground M.
  • a capacitor C2 is interposed, wherein one electrode of the capacitor C2 is connected between the inductors L1 and L2 and the other electrode of the capacitor C2 is connected to ground M.
  • a capacitance C3 is interposed, wherein one electrode of the capacitance C3 is connected between the inductors 12 and L3 and the other electrode of the capacitance C3 is connected to ground M.
  • a capacitor C4 is interposed with one electrode of the capacitor C4 connected between the inductor L4 and the output terminal A, while the other electrode of the capacitor C4 is connected to ground M.
  • at least one capacitance of the capacitances C1 to C4 may be different.
  • the circuit T shown schematically in FIG. 1 forms, for example, an LC low-pass filter of higher order, wherein a plurality of LC filters are connected in series between the input terminal E and the output terminal A.
  • a second-order LC filter at a certain attenuation / decade ("attenuation per decade" or "attenuation edge") per LC filter in a series connection of two LC filters, a potentiation of a damping / decade with power "2 "is achieved.
  • the result is generally an nth-order filter (a series of n LC feeders) for the entire attenuation slope (X dB / decade) with others Words a potentiation with power "n".
  • the circuit diagram shown in Fig. 1 represents, for example, a 3rd order LC low-pass filter, wherein the capacitance C1 represents an input capacitance and the first order by the inductance L1 with the capacitance C2 between the inductor L1 and ground M, the second order the inductance L2 with the capacitance C3 between the inductance L2 and ground M and the third order through the inductance L3 with the capacitance 04 between the inductance L3 and ground M is formed.
  • the capacitance C1 By means of the input capacitance (here the capacitance C1) it can be ensured, for example, that the series connection of the LC filters (L1, C2), (L2, C3) and (L3, C4) from the input terminal E and the output terminal A has a low impedance to Mass M gets, whereby the filtering effect on the part of the input terminal E is increased (since in addition there is also the capacity C1 to the other capacitors C2 to C4 to ground M). Furthermore, the capacitor C1 can provide a short circuit for possible inductances (not shown), which can be connected on the input side to the input terminal and connected upstream of it (this avoids unwanted series impedance of inductors, which are connected to the input terminal, and the inductance L1 ).
  • n1 (n1 a1) of inductors L1, L2 Ln1 and n2 (n2 a1) on capacitances C1 ,... Cn2 is provided.
  • FIG. 2a illustrates an inductor 1a according to some illustrative embodiments of the present invention.
  • the inductor 1a includes a bus bar 4a and a plastic-bonded magnet core 6a formed along a portion of the bus bar 4a and at least partially surrounding the bus bar 4a in the portion
  • the plastic bonded magnetic core 6a is formed of a plastic ferrite or comprises a plastic matrix in which magnetically conductive particles are embedded.
  • a plastic matrix is thermoplastic.
  • polyamides, PPS or thermosets, such as epoxy resins can be used as the matrix material for plastic-bonded magnetic cores.
  • the magnetically conductive particles may be made of a ferrite powder and / or a powder of rare earth magnetic materials, e.g. NdFeB, are formed.
  • busbar 1 designates an electrical conductor which is designed for operation with a current intensity of at least 5 A (depending on the application, busbars for applications of more than 10 A, preferably more than 15 A, for example in a range of 20 A to 1000 A) and / or is formed as a solid body, which can only deform irreversibly (this is compared to a normal wire or power cable to understand in one illustrative embodiment, the cross-section of a bus bar may be based on the maximum allowable current density established by the cooling connection and adjacent components, and more than, in some illustrative examples 1 A / mm 2 , preferably more than 3 A / mm 2 , for example in a range of 4 A / mm 2 to 20 A / mm 2 .
  • the busbar 4a has at its ends contact areas 8a and 10a, wherein the plastic-bonded magnetic core 6a is disposed above the busbar 4a and along the busbar
  • the bus bar 4 a may be arranged on a carrier 2 a, for example a plastic carrier or directly on a printed circuit board.
  • holding elements 12a, 14a may be provided in order to mount the busbar 4a on the carrier 2a.
  • the holding members 12a and 14a are provided at portions of the bus bar 4a which are not covered by the plastic-bonded magnetic core 6a, respectively, and thus constitute exposed bus bar portions.
  • the holding elements 12a, 14a are arranged between the plastic-bonded magnetic core 6a and the contact regions 8a, 10a along the busbar 4a.
  • the holding members 12a and 14a may further function as contact members configured to provide an electrical connection between the bus bar 4a and a printed circuit board (corresponding to the carrier 2a or in addition to the carrier 2a). Additionally or alternatively, the holding elements 12a and 14a may act as contact elements electrically connecting the bus bar 4a with discrete electrical components, for example with capacitors and / or additional inductances. For example, by means of the holding elements 12a and 14a acting as contact elements, a parallel connection of further components to the plastic-bonded magnetic core 6a can take place.
  • the contact areas 8a and 10a are generally designed to produce an electrical contact between the busbar 4a and electrically connected upstream or downstream further busbars (not shown) and / or electrically upstream and downstream electrical and / or electronic components (not shown).
  • the contact portions 8a and 10a are exposed end portions of the bus bar 4a, which are formed as terminal contacts and at least one between the plastic-bonded magnetic core 6a and a contact portion 8a or 10a at least partially exposed busbar section (described later), the further to electrical connection with eg a capacitor (not shown) may be formed.
  • the contact areas 8a and 10a as shown in FIG.
  • the contact regions 8a and 10a may comprise further elements (not shown), which are designed to connect the busbar 4a to further busbars (not shown) and / or electrical and / or electronic components (not shown), for example by means of a plug connection, a crimp connection and the like.
  • the inductive component 1a shown schematically in FIG. 2a has a width dimension Ba, a length dimension La and a height dimension Ha.
  • the length dimension La may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, for example at 4 cm ⁇ 0.5 cm.
  • the width dimension Ba a may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, approximately 4 cm ⁇ 0.5 cm.
  • the height dimension Ha is, according to illustrative examples, greater than or equal to 1 cm, and can satisfy the relation: Ha ⁇ La + Ba. Further, according to specific examples herein, Ha ⁇ max (La; Ba) ("Ha is smaller than the larger of La and Ba").
  • the inductive component 1a which is shown schematically in FIG. 2a, can be formed as follows. Initially, the busbar 4a is provided. According to illustrative examples, the busbar 4a may be selected in correspondence with an installation space in which the inductance component 1a is to be installed. Additionally or alternatively, the bus bar 4 a can be selected according to the inductive properties that the inductive component 1 a has, for example, a length of the bus bar 4 a in an undeformed state (a length parallel to the length dimension La) and / or a width dimension of the bus bar 4 a (A width parallel to the width dimension Ba in Fig. 2a) are selected according to an available installation space and / or the inductive properties of the inductive component 1a to be set.
  • a length of the bus bar 4 a in an undeformed state a length parallel to the length dimension La
  • a width dimension of the bus bar 4 a A width parallel to the width dimension Ba in Fig. 2a
  • the selected bus bar 4 a is subjected to a deformation in order to determine a shape of the bus bar 4 a, which of an available space and / or inductive Properties may depend on the inductive component 1a has.
  • the busbar can be bent so that the inductive component 1a can be fitted into an available installation space and / or specific connection geometries can be mapped.
  • a form of the busbar determined by an installation situation in a terminal can cause it to correspond to the particular type Form a deformation of the non-deformed initial busbar has to be made and, for example, U-shaped bent sections are to be formed, that connection conditions or connection geometries must be met and / or that the busbar is to be fitted in a given space.
  • parasitic capacitances usually not are desired and are to be suppressed in general, but it is also conceivable to deform the busbar additionally or alternatively, to set a desired capacitance value of the busbar, for example, by a section-wise
  • a U-shaped section is formed by sections Aa, Ab, and Ac.
  • the sections Aa and Ab are arranged substantially parallel to each other ("substantially” means a deviation from a parallel orientation of the sections Aa and Ab by at most 30 ° relative to each other), wherein the substantially parallel sections Aa and Ab by a transverse to
  • the plastic-bonded magnetic core 6a is shown in sections over the connecting section Ac by a suitable choice of the sections Aa, Ab and Ac with respect to their surface dimensions and length dimensions (below -L Lucasendimensionen "dimensions along the width dimension Ba and the length dimension La to understand) a desired connection geometry is realized and / or the bus bar 4a fitted in a predetermined space.
  • a desired capacitance of the busbar 4a may be adjusted based on the shape of the busbar 4a.
  • more complex shapes or geometries of the busbar 4a are also conceivable in order, depending on the application, to adapt the busbar to predetermined connections, for example to connect two terminals for a given length of the busbar, and / or to provide a process engineering manufacturability. Because of these factors, complex busbar shapes may result that can be easily populated with plastic bonded magnetic cores according to the present method, as discussed below.
  • the plastic-bonded magnetic core 6a is formed on the busbar 4a.
  • the plastic bonded magnetic core 6a may be formed by overmolding the bus bar 4a with a plastofoil or generally a material comprising a plastic matrix having magnetically conductive particles embedded therein.
  • the plastic-bonded magnetic core 6a may be formed by casting the busbar 4a in sections with a potting material, the potting material comprising a plastic matrix with magnetic particles embedded therein.
  • bus bar 4a with the plastic-bonded magnetic core 6a on a support 2a (for example, a plastic substrate or a printed circuit board) are attached.
  • the busbar 4a can be accommodated with the plastic-bonded magnetic core 6a in a housing, provided that the busbar 4a for the manufacture of the plastic-bonded magnetic core 6a has not already been arranged in a housing.
  • inductor 1b according to some illustrative embodiments of the present invention, which are alternatives to the embodiments described above with respect to FIG. 2a, will be described.
  • the inductive component 1b shown in FIG. 2b comprises a busbar 4b and three plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b, which are each formed along a section of the busbar 4b and at least partially surround the busbar 4b in the respective section.
  • each of the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b is formed from a plastic furnace or comprises a plastic matrix in which magnetically conductive particles are embedded.
  • a plastic matrix is thermoplastic.
  • polyamides, PPS or thermosets, such as epoxy resins can be used as the matrix material for plastic-bonded magnetic cores.
  • the magnetically conductive particles may be formed of an iron powder, a powder of an iron alloy (eg, FeSi, NiFe, FeSiAl, etc.), a ferrite powder, and / or a powder of rare earth magnet materials, eg, NdFeB.
  • the bus bar 4b has at its ends contact areas 8b and 10b, wherein the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b are arranged above the bus bar 4b and along the bus bar 4b between the contact areas 8b and 10b.
  • the busbar 4b may be arranged on a carrier 2b, for example a plastic carrier or directly on a printed circuit board.
  • a carrier 2b for example a plastic carrier or directly on a printed circuit board.
  • at least holding elements 12b, 14b may be provided to mount the bus bar 4b on the carrier 2b.
  • the holding elements 12b and 14b can be arranged between in each case two plastic-bonded magnetic cores of the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b.
  • the holding members 12b and 14b are provided at portions of the bus bar 4b, which are not covered by any of the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, and 7b, respectively, and thus constitute exposed bus bar sections.
  • the holding member 12b is disposed between the plastic-bonded magnetic cores 5b and 6b, while the holding member is disposed between the plastic-bonded magnetic cores 6b and 7b.
  • It can be provided further holding elements (not shown).
  • another holding member may be disposed between the plastic-bonded magnetic core 5b and the contact portion 8b
  • another holding member may be disposed between the plastic-bonded magnetic core 7b and the contact portion 10b.
  • the holding elements 12b and 14b can also function as contact elements, which are designed to establish an electrical connection between the busbar 4b and a printed circuit board (corresponding to the carrier 2b or 2b) in addition to the carrier 2b).
  • the holding elements 12b and 14b may act as contact elements electrically connecting the bus bar 4b with discrete electrical components, for example with capacitors and / or additional inductances. examples
  • a parallel connection of other components to the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b take place.
  • the bus bar 4b may be almost completely surrounded by a material for the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, 7b and only the contact areas 8b, 10b and portions on the bus bar exposed to the holding elements 12b and 14b in mechanical (FIG. and optionally electrical) contact.
  • the holding members 12b and 14b also function as electrical contact members through which the bus bar 4b is connected to e.g. discrete electrical components can be connected in parallel (e.g., a capacitor), only the surface portions of the bus bar 4b between the contact portions 8b, 10b to be mechanically and electrically connected to the holding members 12b, 14b can not be covered with the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, 7b.
  • plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, 7b represent a contiguous amount of material
  • effective inductances along the busbar between the contact areas 8b, 10b are provided by the holding elements 12b and 14b functioning as contact elements, so that in this case too effectively three plastic-bonded ones Magnet cores can be spoken.
  • the contact areas 8b and 10b are generally designed to produce an electrical contact between the busbar 4b and electrically connected upstream or downstream further busbars (not shown) and / or electrically upstream and downstream electrical and / or electronic components (not shown).
  • the contact portions 8b and 10b are exposed end portions of the bus bar 4b formed as terminal contacts and having at least one bus bar portion (to be described later) exposed at least partially between the plastic-bonded magnetic core 5b or 7b and a contact portion 8b or 10b also for electrical connection with eg a capacitor (not shown) may be formed.
  • the contact areas 8b and 10b include through-holes which at least partially pass through the bus bar 4b and are adapted to receive a screw member for mechanical and electrical coupling of the screw means (not shown)
  • Contact areas 8b and 10b to allow further busbars and / or electrical and / or electronic components.
  • the contact regions 8b and 10b may comprise further elements (not shown) which are configured to connect the busbar 4b to further busbars (not shown) and / or electrical and / or electronic components (not shown), for example by means of a plug connection, a crimp connection and the like.
  • the inductive component 1b shown schematically in FIG. 2b has a width dimension Bb, a length dimension Lb and a height dimension Hb.
  • the length dimension Lb 2 may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, approximately 4 cm ⁇ 0.5 cm.
  • the width dimension Bb a may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, approximately at 4 cm ⁇ 0.5 cm.
  • the height dimension Hb is, according to illustrative examples, greater than or equal to 1 cm, and can satisfy the relationship: Hb ⁇ Lb + Bb. According to specific examples herein, Hb ⁇ max (Lb; Bb) (.Hb is less than the larger of Lb and Bb ").
  • the inductive component 1b which is shown schematically in FIG. 2b, can be formed as follows. Initially, the bus bar 4b is provided. According to illustrative examples, the busbar 4b can be selected according to a construction space in which the inductive component 1b is to be installed. Additionally or alternatively, the bus bar 4b may be selected according to the inductive characteristics that the inductor 1b has to have, for example, a length of the bus bar 4b in an undeformed state (a length parallel to the length dimension Lb) and / or a width dimension of the bus bar 4b (A width parallel to the width dimension Bb in Fig. 2b) are selected according to an available space and / or to be set inductive properties of the inductive component 1b.
  • a length of the bus bar 4b in an undeformed state a length parallel to the length dimension Lb
  • a width dimension of the bus bar 4b A width parallel to the width dimension Bb in Fig. 2b
  • the selected busbar 4b is subjected to a deformation in order to determine a shape of the busbar 4b, which depend on a available installation space and / or can depict special connection geometries.
  • a shape of the bus bar determined by an installation situation in a terminal may mean that, according to the particular shape, deformation of the undeformed initial bus bar has to be made and, for example, U-shaped bent portions are formed, connection conditions or connection geometries are to be met and / or the busbar is to be fitted in a predetermined space. It is also conceivable that a deformation of the selected busbar can depend on inductive properties that the inductive component 1b has to exhibit.
  • the busbar can be bent, so that the inductive component 1b can be fitted in an available installation space.
  • a plurality of U-shaped sections for example in serpentine form, may be formed between the contact areas 8b and 10b in the busbar 4b (not shown in FIG. 2b). But there are also more complex shapes or geometries of the busbar 4b conceivable. Depending on a specific installation situation or connection geometry, it is also possible to form a plurality of U-shaped sections, for example in serpentine form, between the contact regions 8b and 10b of the busbar 4b in further illustrative examples which are not shown.
  • busbar 4b more complex shapes or geometries of the busbar 4b are also conceivable in order, depending on the application, to adapt the busbar to predetermined connections, for example to connect two terminals for a given length of the busbar, and / or to provide a process engineering manufacturability. Because of these factors, complex busbar shapes may result that can be easily populated with plastic bonded magnetic cores according to the present method, as discussed below.
  • the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b are formed on the busbar 4b.
  • the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b may be formed by overmolding the bus bar 4b with a piastoferrit or generally a material comprising a plastic matrix with magnetically conductive particles embedded therein.
  • the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b can be formed by casting the busbar 4b in sections with a potting material, the potting material generally comprising a plastic matrix with magnetically conductive particles embedded therein. This is not a limitation of the present invention, but some plastic-bonded magnetic cores may also be formed by overmolding, while other plastic-bonded magnetic cores are formed by potting.
  • the correspondingly obtained bus bar 4b with the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b may be mounted on a carrier 2b (for example, a plastic carrier or a printed circuit board). Additionally or alternatively, the busbar 4b may be accommodated with the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b in a housing, provided that the busbar 4b for producing the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b has not already been arranged in a housing.
  • FIG. 3 schematically illustrates a plan view of an inductive component 100, which comprises a housing 101 and a bus bar 104 arranged at least partially in the housing.
  • the bus bar may, as shown in Fig. 3, extend in the housing and contact ends 108 and 110 with suitably formed contact areas (not shown) protrude from the housing 101 to form terminals of the bus bar 104.
  • the housing 101 comprises housing sections A1, A2, A3, A4 and A5 which are separate from one another.
  • the number of separate housing sections is arbitrary and can be suitably selected according to an intended application.
  • the five housing sections A1 to A5 are formed by partitions TW1, TW2, TW3 and TW4 formed in the housing.
  • partitions TW1 to TW4 are shown as extending parallel to side walls of the housing 101, this is not a limitation of the invention and it may be provided instead of planar partitions and partitions of any shape, in particular curved partitions.
  • recesses (not shown) for receiving the bus bar 104 are provided which extends through these recesses (not shown), so that the bus bar 104, the various housing sections A1 to A5 passes.
  • the recesses (not shown) in the partitions TW1 to TW4 may be formed in accordance with a shape of the bus bar 104 (obtained after a reforming process, as described above with respect to FIGS. 2a and 2b). be formed in the partitions TW1 to TW4.
  • the recesses and the busbar 104 may be matched to one another in such a way that adjacent housing sections, despite the recesses, are sealed against a potting material by means of the busbar 104 running in the recesses. This means that by filling a potting material in a housing portion preferably no exit of the potting material through the recess takes place when the busbar 104 is inserted into the recess.
  • a polyamide, PPS or thermosetting resin such as epoxy resin
  • epoxy resin may be used, which may be an iron powder, a powder of an iron alloy (eg FeSi, NiFe, FeSiAl, etc.), a ferrite powder and / or a powder of rare earth magnet materials, eg NdFeB , is mixed, which provides magnetic particles in the potting material.
  • the housing sections A2 and A4 are potted, plastic-bonded magnetic cores can be provided in sections over the busbar 104, such as the plastic-bonded magnetic cores, by means of a potting material comprising a plastic matrix with magnetic particles embedded therein 106a and 106b in the illustration of FIG. 3.
  • a suitable shape of the busbar 104 may be provided in the housing sections A2 and A4, for example by a certain length in the housing sections A2 and A4 to adjust the extending bus bar 104, which is an influence on the inductance of the plastic-bonded magnetic core 106a for the housing section A2 and the plastic-bonded magnetic core 106b for the housing section A4. It is also conceivable, additionally or alternatively, to set a desired capacitance value, for example according to a U-shaped section, such as e.g. is illustrated for the housing portion A4 in Fig.
  • bus bar 104 to predetermined terminals, e.g. connect two terminals at a given length of bus bar 104, and / or provide process engineering manufacturability. Due to these factors, complex shapes can be created for bus bar 104 that can be easily populated with plastic-bonded magnetic cores, as discussed below.
  • the bus bar 104 in the housing section A1 is electrically connected between the contact end 108 and the plastic-bonded magnetic core 106a by means of a contact point 112a having a capacitance 113a.
  • a contact point 112a having a capacitance 113a.
  • the capacitor 113a accommodated in the housing section A1 for example a capacitor, can furthermore be connected to a ground line outside the housing 101 by means of a contact point Ma. This is not a limitation of the present invention, and the capacity 113a may instead be provided outside the housing 101.
  • the bus bar 104 in the housing section A3 is connected between the plastic-bonded magnetic core 106a and the plastic-bonded magnetic core 106b by means of a contact point 112b having a capacitance 113b, e.g. a capacitor, electrically connected, which may be accommodated in the housing section A3.
  • the capacitance 113b accommodated in the housing section A3 can furthermore be connected to a ground line outside the housing 101 by means of a contact point Mb. This is not a limitation of the present invention, and the capacity 113b may instead be provided outside of the housing 101.
  • the bus bar 104 in the housing section A5 is electrically connected between the contact end 110 and the plastic-bonded magnetic core 106b by means of a contact point 112c having a capacitance 113c which can be accommodated in the housing section AS.
  • the capacitance 113c accommodated in the housing section A5, e.g. a capacitor may be further connected by means of a contact point Mc with a ground line outside the housing 101. This is not a limitation of the present invention and the capacitance 113c may instead be provided outside of the housing 101.
  • the capacitances 113a, 113b, and 113c may be provided as discrete electrical components received respectively in the housing sections A1, A3, and A5.
  • the capacitances 113a, 113b, and 113c may be provided in a printed circuit board (not shown) or connected to a printed circuit board (not shown), the printed circuit board (not shown) being a bottom (not shown) of the housing 101 Bottom (not shown) of the housing 101 is arranged.
  • step S1 a bus bar is provided.
  • the busbar can be provided in step S1, as shown in FIG.
  • the busbar provided in step S1 has preferably been subjected to a transformation prior to step S1, so that the busbar provided in step S1 has a desired shape or shape (eg for adaptation to a construction space in which the busbar is to be provided). and / or for setting desired electrical properties).
  • At least one plastic-bonded magnetic core can be formed which, according to illustrative embodiments, is formed along a section of the busbar and at least partially surrounds the busbar in the section.
  • the at least one plastic bonded magnetic core may be formed in step S2 by overmolding the bus bar with a plastic oxide material, or generally by overmolding the bus bar with a plastic material having magnetically permeable particles embedded therein.
  • the bus bar may be at least partially disposed in a housing between step S1 and step S2.
  • the at least one plastic-bonded magnetic core can then be formed by at least partially casting the bus bar in the housing with a plastoferror material or generally a plastic material with magnetically conductive particles embedded therein.
  • a plastic matrix is thermoplastic.
  • polyamides, PPS or thermosets, such as epoxy resins can be used as the matrix material for plastic-bonded magnetic cores.
  • the magnetically conductive particles may be formed of an iron powder, a powder of an iron alloy (e.g., FeSi, NiFe, FeSiAl, etc.), a ferrite powder and / or a powder of rare earth magnetic materials, e.g. NdFeB, are formed.
  • an iron alloy e.g., FeSi, NiFe, FeSiAl, etc.
  • a ferrite powder and / or a powder of rare earth magnetic materials e.g. NdFeB
  • a magnetic core may be formed of a magnetic cement in which housing portions are potted with the magnetic cement and the magnetic cement hardens. Subsequently, the busbar with the at least one plastic-bonded magnetic core on a support material, such as a plastic carrier or a printed circuit board, mounted and or electrically connected.
  • a support material such as a plastic carrier or a printed circuit board
  • a high current filter may be provided by coupling the inductive component to capacitances as illustrated in the circuit diagram of FIG. 1 above has been.
  • a correspondingly formed high current filter may represent a first order or higher order filter as generally illustrated with respect to FIG.
  • the inductive component may for example be provided in a filter module to filter differential mode noise.
  • complex busbar geometries can be used in accordance with a suitable transformation of the provided busbar, since the plastic-bonded magnetic cores no restriction of the busbar shape.
  • a plastic-bonded magnetic core as described above with respect to the illustrative embodiments, can better utilize a given space than discrete cores.
  • This filter modules can also be manufactured for compact spaces. Manufacturing processes can be automated here or can include automated injection molding processes or casting processes. In processes in which plastic-bonded magnetic cores are produced by casting, eliminating an additional fixation of the busbar by additional components.
  • an almost complete overmolding of a bus bar for high-current filters with very large cross-sections can take place, whereby only areas can be recessed, to which further components, for example capacities, are connected.
  • an almost complete potting of the busbar can take place. due to the Vergess touchs an additional mechanical protection of the assembly can be provided.
  • inductances of the plastic-bonded magnetic cores are easily adjustable in a large inductance range, for example in a range from 10 nH to 200 nH, preferably in the range from 40 nH to 90 nH or in a range from 150 nH to 300 nH.
  • plastic-bonded magnetic cores are described in which magnetically conductive particles are embedded in a plastic matrix.
  • magnetically conductive particles embedded in a cement matrix such as magnetic cement or "magmas”
  • plastic-bonded core should therefore be understood in the description of FIGS 3 alternatively comprise a magnetic cement, wherein dimensions of magnetic cores are in a range greater than 0.5 m, in particular in the range of at least 1 m.

Abstract

The invention relates, in several clear embodiments, to an inductive component (1a) and a method for producing such an inductive component. The inductive component (1a) comprises a busbar (4a) and at least one magnetic core (6a), which is formed along one portion of the busbar (4a) and surrounds the busbar (4a) in the portion at least in part, wherein the at least one magnetic core (6a) is formed as a plastic-bound magnetic core or a core made of magnetic cement.

Description

Induktives Bauelement und Verfohien zum Herstellen eines induktiven Bauelements  Inductive component and Verfohien for producing an inductive component
Die vorliegende Erfindung betrifft ein induktives Bauelement mit einer Stromschiene und ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements mit einer Stromschiene. Besondere Anwendungen der Erfindung betreffen ein Hochstromfilter mit einem solchen induktiven Bauelement. The present invention relates to an inductive component with a busbar and a method for producing an inductive component with a busbar. Particular applications of the invention relate to a high-current filter with such an inductive component.
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) stellt heute ein unverzichtbares Qualitätsmerkmal von elektronischen Geräten dar. Dies zeigt sich besonders darin, dass EMV in nationalen Mitgliedstaaten der europäischen Union entsprechend einer bereits 1996 vom europäischen Gesetzgeber herausgegebenen EMV-Richtlinie in nationalen EMV-Gesetzen und - Verordnungen ihren Niederschlag gefunden hat, so dass neu in den europäischen Markt eingebrachte elektronische Geräte diese Richtlinien und Gesetze bezüglich EMV verbindlich einzuhalten haben. Electromagnetic compatibility (EMC) is now an indispensable quality feature of electronic equipment. This is particularly evident in the fact that EMC in national member states of the European Union is reflected in national EMC legislation and regulations in accordance with an EMC directive issued by the European legislator back in 1996 new electronic devices introduced into the European market have to comply with these directives and laws regarding EMC.
Hierbei wird unter einem elektronischen Gerät nicht nur ein für den Endbenutzer bestimmtes gebrauchsfertiges Gerät verstanden, sondern es sollen auch elektronische Baugruppen mit eigener Funktion, die in Serie gefertigt werden und nicht ausschließlich für den Einbau in eine bestimmte ortsfeste Anlage oder ein bestimmtes für den Endbenutzer bestimmtes gebrauchsfertiges Gerät vorgesehen sind, unter den Begriff .Gerät* fallen. Zwar sind elementare Bauelemente, wie Kondensatoren, Spulen und EMV-Filter von der derzeitigen EMV- Richtlinie ausgeschlossen, jedoch gilt dies nicht für Baugruppen, die sich aus elementaren Bauelementen zusammensetzen. Here, an electronic device is not only meant for a ready-to-use device intended for the end user, but also electronic components with their own function, which are manufactured in series and not exclusively for installation in a certain fixed installation or a specific one intended for the end user ready-made device are provided, * covered by the term .The apparatus. Although elementary components such as capacitors, coils and EMC filters are excluded from the current EMC directive, this does not apply to assemblies made up of elementary components.
In einem Ansatz zur Erfüllung von EMV werden Störungen mittels geeigneter Filter gefiltert. In der Elektrotechnik wird hinsichtlich sogenannter leitungsbezogener Störungen zwischen Gegentaktstörungen und Gleichtaktstörungen unterschieden. Unter Gegentaktstörungen werden dabei Störspannungen und -ströme auf den Verbindungsleitungen zwischen elektrischen Baugruppen oder elektrischen Bauelementen verstanden, welche sich auf den Verbindungsleitungen gegensinnig ausbreiten und eigentliche Nutzsignale überlagern, die sich gleichsinnig mit den Nutzsignalen auf den Verbindungsleitungen ausbreiten. Demgegenüber werden unter Gleichtaktstörungen Störspannungen und -ströme auf den Verbindungsleitungen zwischen elektrischen Komponenten oder elektrischen Bauelementen verstanden, die sich mit gleicher Phasenlage und Stromrichtung, sowohl auf der Hinleitung, als auch auf der Rücklettung zwischen diesen Komponenten ausbreiten. Im Rahmen der elektromagnetischen Verträglichkeit erfolgt die Analyse und Vermeidung dieser Störungen. In one approach to EMC compliance, noise is filtered using appropriate filters. In electrical engineering, a distinction is made in terms of so-called line-related interference between differential mode noise and common mode noise. Under differential mode noise interference voltages and currents are understood on the connecting lines between electrical components or electrical components, which propagate in opposite directions on the connecting lines and superimpose actual payloads that propagate in the same direction with the payload signals on the connecting lines. In contrast, common-mode noise interference voltages and currents on the connecting lines between electrical components or electrical components understood that with the same phase and current direction, both on the outgoing line, as well as on the Spread backlash between these components. Within the framework of electromagnetic compatibility, the analysis and avoidance of these disturbances takes place.
Im Allgemeinen kann die Einkopplung von Gegentaktstörungen in Stromkreise durch induktive Kopplungen (zeitlich veränderliche magnetische Flüsse oder benachbarte Wechselstrom führende Leitungen) verursacht werden. In Fällen, in denen die Störungen andere Frequenzbereiche belegen, als die Nutzsignale, kann eine hinreichende Störunterdrückung durch den Einsatz entsprechender Filter, insbesondere Gegentaktfilter oder D-Mode-Drosseln, erzielt werden. Netzfilter umfassen beispielsweise Filterelemente gegen hochfrequente Gegentaktstörungen. Speziell in Hochstromanwendungen werden sogenannte Hochstromfilter eingesetzt, die speziell für die Entstörung in Hochstromanwendungen ausgelegt sind. Beispiele stellen Hochstromfilter zur Entstörung von Frequenzumrichtern, Leistungselektroniken und Sammelentstörungen bei hohen Leistungen in Windkraftanlagen und Industrieanlagen dar. In general, the coupling of differential mode interference in circuits by inductive couplings (time-varying magnetic flux or adjacent alternating current lines) can be caused. In cases where the interference occupy different frequency ranges than the useful signals, sufficient interference suppression can be achieved by using appropriate filters, in particular push-pull filters or D-mode chokes. Line filters include, for example, filter elements against high-frequency differential mode noise. Especially in high-current applications so-called high-current filters are used which are specially designed for suppression in high-current applications. Examples are high-current filters for suppression of frequency converters, power electronics and collective interference at high power in wind turbines and industrial plants.
Bekannte Lösungen für D-Mode-Filter sind auf große Bauräume beschränkt und lassen lediglich einfache Stromschienengeometrien zu, wobei eine Fixierung der Stromschiene durch zusätzliche Bauteile zu erfolgen hat. Da in bekannten Herstellungsprozessen sehr viel von Hand durchzuführen ist, ist die industrielle Fertigung relativ kostenintensiv. Weiterhin richtet sich das Design der Stromschienen stark nach der Verbaubarkeit von D-Mode-Filtern, so dass konkrete Anwendungen im Design von Stromschienen berücksichtigt werden müssen und häufig zu Designkonflikten führen. Known solutions for D-mode filters are limited to large installation spaces and allow only simple busbar geometries, with a fixation of the busbar has to be made by additional components. Since a great deal has to be done by hand in known production processes, industrial production is relatively expensive. Furthermore, the design of the busbars strongly depends on the ability to install D-mode filters, so that specific applications in the design of busbars must be taken into account and often lead to design conflicts.
Aus der Druckschrift DE 10 2015 110142 A1 ist ein Stromschienenfilter zur Verwendung als ein EMV-Filter gezeigt, in dem mehrere miteinander verschaltete Induktivitäten und Kondensatoren an mehreren Stromschienen zur Filterung von Gegentaktstörungen vorgesehen sind. Hierbei sind einstückige oder aus I-Kernen zusammengesetzte Kerne, jeweils mit Luftspalt, auf Stromschienen aufgesetzt. Die Kerne sind aus einem weichmagnetischen Ferritmaterial gebildet. From the document DE 10 2015 110142 A1 a busbar filter for use as an EMC filter is shown in which a plurality of interconnected inductances and capacitors are provided on a plurality of busbars for filtering differential mode noise. Here are one-piece or composite of I-cores cores, each with air gap, mounted on busbars. The cores are formed of a soft magnetic ferrite material.
Aus der Schrift DE 19721610 A1 ist eine Drosselbaugruppe für ein Stromrichtergerät bekannt, in dem eine Stromschiene und eine von Scheibenspulen umwickelte Kernanordnung in einem Gehäuse in einen Isolierverguss eingebettet ist From the document DE 19721610 A1 a throttle assembly for a power converter device is known, in which a bus bar and a core wound by disc coils core arrangement is embedded in a housing in a Isolierverguss
Die Schrift DE 10 2007 007117 A1 offenbart ein induktives Bauelement, bei dem zwei Spulen gebildet aus jeweils einer Wicklung und jeweils einem Kern gebildet werden, die in einem Gehäuse mit einem magnetischen Füllmaterial vergossen sind, beispielsweise einem Plastoferritmaterial. The document DE 10 2007 007117 A1 discloses an inductive component, in which two coils are formed each formed by a winding and a respective core, which in one Housing are shed with a magnetic filling material, such as a Plastoferritmaterial.
Angesichts der oben genannten Nachteile besteht ein Bedarf an einer Vereinfachung der industriellen Fertigung und einer größeren Flexibilität im Design bekannter D-Mode-Filter, sowie einer Reduzierung der Herstellungskosten. In view of the above-mentioned disadvantages, there is a demand for simplification of industrial manufacturing and greater flexibility in the design of known D-mode filters, as well as a reduction in manufacturing costs.
Die oben genannten Probleme und Aufgaben werden gelöst durch ein induktives Bauelement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements gemäß dem unabhängigen Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen davon sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 7 und 9 bis 10 definiert. The above-mentioned problems and objects are achieved by an inductive component according to independent claim 1 and a method for producing an inductive component according to independent claim 8. Advantageous embodiments thereof are defined in the dependent claims 2 to 7 and 9 to 10.
Die Erfindung schlägt z.B. als Lösung vor, die in bekannten D-Mode-Filter eingesetzten diskreten Kemelemente, beispielsweise ausgeführt als Klappkerne (insbesondere Klappferrite) oder Ring-/Rahmenkeme aus Metallpulver, durch kunststoffgebundene Kerne, die in Spritzgußtechnik oder Gußtechnik aus einem Plastoferritmaterial oder einem Kunststoff mit darin eingebetteten magnetischen Partikeln bereitgestellt werden, oder durch Magmentkerne zu ersetzen, die durch sogenannten magnetischen Zement oder„Magment" gebildet werden, wobei magnetisch leitfähige Partikel in eine Zementmatrix eingebettet sind. The invention proposes e.g. as a solution before, used in known D-mode filter discrete Kemelemente, for example, designed as hinged cores (especially Klappferrite) or Ring- / Rahmenkeme metal powder, by plastic-bonded cores, the injection molding or casting of a Plastoferritmaterial or a plastic embedded therein magnetic particles are provided, or replaced by Magmentkerne, which are formed by so-called magnetic cement or "magmatic", wherein magnetically conductive particles are embedded in a cement matrix.
Dies erlaubt eine größere Freiheit im Design von Stromschienen, da hier Beschränkungen hervorgerufen durch eine erzwungene Rücksichtnahme auf die Verbaubarkeit der Kerne von D-Mode-Filter entfällt und eine Befestigung von Stromschienen mit kunststoffgebundenen Kernen leicht integriert werden können. Dadurch ist es möglich, neben komplexen Stromschienengeometrien bzw. komplexen Geometrien für Stromschienenformen, auch D- Mode-Filter für kompakte Bauräume in automatisierten Prozessen bereitzustellen. Neben der guten industriellen Herstellbarkeit werden daher auch Herstellungskosten gesenkt. This allows greater freedom in the design of busbars, since it eliminates restrictions caused by a forced consideration of the buildability of the cores of D-mode filters and a mounting of busbars with plastic-bonded cores can be easily integrated. This makes it possible, in addition to complex busbar geometries or complex geometries for busbar forms, to also provide D-mode filters for compact installation spaces in automated processes. In addition to the good industrial manufacturability, manufacturing costs are therefore also reduced.
In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein induktives Bauelement mit einer Stromschiene und wenigstens einem Magnetkern bereitgestellt, der entlang eines Abschnitts der Stromschiene gebildet ist und die Stromschiene in dem Abschnitt wenigstens teilweise umgibt, wobei der wenigstens eine Magnetkern als ein kunststoffgebundener Magnetkern oder ein Kern aus magnetischem Zement gebildet ist. Dabei wird die Induktivität des induktiven Bauelements durch den wenigstens einen Magnetkern unabhängig von einer Gestalt der Stromschiene durch den Magnetkern und die Stromschiene bestimmt. Dies ist für Drosseln sehr vorteilhaft. In a first aspect of the present invention, there is provided an inductive device having a bus bar and at least one magnetic core formed along a portion of the bus bar and at least partially surrounding the bus bar in the portion, the at least one magnetic core being a plastic bonded magnetic core or a core made of magnetic cement. In this case, the inductance of the inductive component by the at least one magnetic core regardless of a shape of the Busbar determined by the magnetic core and the busbar. This is very beneficial for chokes.
Unter dem Begriff„Magnetkern" ist ein Bauteil des induktiven Bauelements zu verstehen, das zusammen mit der Stromschiene als elektrischem Leiter eine Induktivität bildet. The term "magnetic core" is to be understood as meaning a component of the inductive component which, together with the busbar as an electrical conductor, forms an inductance.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des induktiven Bauelements gemäß dem ersten Aspekt sind freiliegende Endabschnitte der Stromschiene in dem induktiven Bauelement gemäß einer ersten Ausführungsform hierin als Anschlusskontakte ausgebildet und wenigstens ein zwischen dem Magnetkern und einem Anschluss freiliegender Stromschienenabschnitt ist ferner zur elektrischen Verbindung mit einem Kondensator ausgebildet. In an advantageous embodiment of the inductive component according to the first aspect, exposed end portions of the bus bar in the inductive component according to a first embodiment herein are formed as terminal contacts and at least one between the magnetic core and a terminal exposed busbar section is further formed for electrical connection to a capacitor.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung des induktiven Bauelements gemäß dem ersten Aspekt umfasst das induktive Bauelement gemäß einer zweiten Ausführungsform ferner ein Gehäuse, in das die Stromschiene wenigstens teilweise aufgenommen ist, wobei der wenigstens eine Magnetkern im Gehäuse als kunststoffgebundener Magnetkern in Kunststoffspritztechnik oder Kunststoffgusstechnik gebildet ist. In a further advantageous embodiment of the inductive component according to the first aspect, the inductive component according to a second embodiment further comprises a housing, in which the busbar is at least partially received, wherein the at least one magnetic core is formed in the housing as a plastic-bonded magnetic core in plastic injection molding or plastic molding technique.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des induktiven Bauelements gemäß dem ersten Aspekt umfasst das induktive Bauelement in einer dritten Ausführungsform ferner wenigstens einen zweiten Magnetkern, der als ein kunststoffgebundener Magnetkern oder ein Kern aus magnetischem Zement gebildet ist und der die Stromschiene wenigstens teilweise umgibt, wobei die wenigstens zwei Magnetkerne entlang der Stromschiene in Reihe angeordnet sind und ein Stromschienenabschnitt zwischen je zwei Magnetkernen zur elektrischen Verbindung mit einem Kondensator ausgebildet ist. In a further advantageous embodiment of the inductive component according to the first aspect, in a third embodiment, the inductive component further comprises at least one second magnetic core, which is formed as a plastic-bonded magnetic core or a core of magnetic cement and which at least partially surrounds the busbar two magnetic cores are arranged along the busbar in series and a busbar section is formed between each two magnetic cores for electrical connection to a capacitor.
In einer anschaulicheren Ausgestattung der dritten Ausführungsform umfasst das induktive Bauelement femer ein Gehäuse, in das die Stromschiene wenigstens teilweise aufgenommen ist, wobei die wenigstens zwei Magnetkerne im Gehäuse in voneinander getrennten Gehäuseabschnitten gebildet sind. In a more illustrative embodiment of the third embodiment, the inductive component further comprises a housing, in which the bus bar is at least partially received, wherein the at least two magnetic cores are formed in the housing in separate housing sections.
In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung des induktiven Bauelements gemäß dem ersten Aspekt ist, in dem induktiven Bauelement gemäß einer fünften Ausführungsform, der Magnetkern als ein kunststoffgebundener Magnetkern aus einem Plastoferritmaterial oder aus einem Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln gebildet. In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hochstromfilter mit wenigstens einem Kondensator und dem induktiven Bauelement gemäß dem ersten Aspekt bereitgestellt, wobei der wenigstens eine Kondensator mit der Stromschiene elektrisch verbunden ist In a further advantageous embodiment of the inductive component according to the first aspect, in the inductive component according to a fifth embodiment, the magnetic core is formed as a plastic-bonded magnetic core of a Plastoferritmaterial or of a plastic material having embedded therein magnetically conductive particles. In a second aspect of the present invention, there is provided a high current filter having at least one capacitor and the inductor according to the first aspect, wherein the at least one capacitor is electrically connected to the bus bar
In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements bereitgestellt. Gemäß anschaulichen Ausführungeformen hierin um- fasst das Verfahren ein Bereitstellen einer Stromschiene und ein Bilden von wenigstens einem Magnetkern, der entlang eines Abschnitts der Stromschiene gebildet ist und die Stromschiene in dem Abschnitt wenigstens teilweise umgibt, wobei der wenigstens eine Magnetkern als ein kunststoffgebundener Magnetkern oder ein Kern aus magnetischem Zement gebildet ist. In a third aspect of the present invention, a method of manufacturing an inductive component is provided. According to illustrative embodiments herein, the method includes providing a bus bar and forming at least one magnetic core formed along a portion of the bus bar and at least partially surrounding the bus bar in the portion, wherein the at least one magnetic core is a plastic bonded magnetic core Core is formed of magnetic cement.
In einer ersten Ausführungsform des dritten Aspekts umfasst das Bilden des wenigstens einen Magnetkerns ein Umspritzen der Stromschiene mit einem Plastoferritmatertal oder einem Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln, wobei wenigstens ein kunststoffgebundener Magnetkern gebildet wird. In a first embodiment of the third aspect, forming the at least one magnetic core comprises overmolding the bus bar with a plastoferritm valve or a plastic material having magnetically-conductive particles embedded therein, forming at least one plastic-bonded magnetic core.
In einer Ausführungsform des dritten Aspekts wird die Stromschiene wenigstens teilweise in einem Gehäuse angeordnet und das Bilden des wenigstens einen Magnetkerns umfasst ein wenigstens abschnittweises Vergießen der Stromschiene im Gehäuse mit einem Plastoferritmaterial oder einem Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln oder einem Zement mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln. In one embodiment of the third aspect, the bus bar is at least partially disposed in a housing and forming the at least one magnetic core comprises at least partially potting the bus bar in the housing with a plastic oxide or plastic material having magnetically conductive particles embedded therein or a cement having magnetically embedded therein conductive particles.
Die oben beschriebenen ersten bis dritten Aspekte der Erfindung stellen ein induktives Bauelement bzw. ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements bereit, wobei kunststoffgebundene Magnetkerne oder Magnetkerne aus magnetischem Zement Bauräume weit besser ausnutzen können als bekannte diskrete Kerne. The above-described first to third aspects of the invention provide an inductive device and a method of manufacturing an inductive device, respectively, wherein plastic-bonded magnetic cores or magnetic cores of magnetic cement can make better use of construction spaces than known discrete cores.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der beiliegenden Figuren hervor, in denen: Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following more detailed description of the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 schematisch ein Schaltungsbild eines Hochstromfilters gemäß einigen anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 2a und 2b schematisch in perspektivischen Ansichten induktive Bauelemente gemäß einiger alternativer anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen; FIG. 1 schematically illustrates a circuit diagram of a high current filter according to some illustrative embodiments of the present invention; FIG. Figures 2a and 2b illustrate schematically in perspective views inductive components according to some alternative illustrative embodiments of the present invention;
Fig. 3 schematisch in einer Aufsicht ein induktives Bauelement gemäß weiteren anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt; und FIG. 3 is a schematic plan view of an inductive component according to further illustrative embodiments of the present invention; FIG. and
Fig. 4 ein Russdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines induktiven Bauelements gemäß anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt. 4 illustrates a soot diagram of a method of manufacturing an inductive device according to illustrative embodiments of the present invention.
Mit Bezug auf Fig. 1 wird nun ein Schaltungsbild eines Hochstromfilters T gemäß einigen anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Das Hochstromfilter T umfasst einen Eingangsanschluss E und einen Ausgangsanschluss A, sowie Anschlüsse n1 und n2, die mit einem Masseanschruss M elektrisch verbunden sind. Dies stellt keine Beschränkung der Erfindung dar und anstelle des Masseanschlusses M kann ein Anschluss zu einem festen Bezugspotential ungleich Masse vorgesehen sein. Referring now to FIG. 1, a circuit diagram of a high current filter T according to some illustrative embodiments of the present invention will now be explained. The high-current filter T comprises an input terminal E and an output terminal A, as well as terminals n1 and n2, which are electrically connected to a ground terminal M. This is not a limitation of the invention and instead of the ground terminal M, a connection to a fixed reference potential other than ground can be provided.
Zwischen dem Eingangsanschluss und dem Ausgangsanschluss sind drei Induktivitäten L1, L2 und L3 in Reihe geschaltet. Zwischen dem Eingangsanschluss E und der Induktivität L1 ist eine Kapazität C1 zwischengeschaltet, wobei eine Elektrode der Kapazität C1 zwischen dem Eingangsanschluss E und der Induktivität L1 verbunden Ist, während die andere Elektrode der Kapazität C1 mit Masse M verbunden ist. Zwischen der Induktivität L1 und der Induktivität L2 ist eine Kapazität C2 zwischengeschaltet, wobei eine Elektrode der Kapazität C2 zwischen die Induktivitäten L1 und L2 geschaltet ist und die andere Elektrode der Kapazität C2 mit Masse M verbunden ist. Zwischen der Induktivität L2 und der Induktivität L3 ist eine Kapazität C3 zwischengeschaltet, wobei eine Elektrode der Kapazität C3 zwischen die Induktivitäten 12 und L3 geschaltet ist und die andere Elektrode der Kapazität C3 mit Masse M verbunden ist. Zwischen der Induktivität L3 und dem Ausgangsanschluss A Ist eine Kapazität C4 zwischengeschaltet, wobei eine Elektrode der Kapazität C4 zwischen der Induktivität L4 und dem Ausgangsanschluss A verbunden ist, während die andere Elektrode der Kapazität C4 mit Masse M verbunden ist. Between the input terminal and the output terminal three inductors L1, L2 and L3 are connected in series. Between the input terminal E and the inductance L1, a capacitor C1 is interposed with one electrode of the capacitor C1 connected between the input terminal E and the inductor L1, while the other electrode of the capacitor C1 is connected to ground M. Between the inductance L1 and the inductance L2, a capacitor C2 is interposed, wherein one electrode of the capacitor C2 is connected between the inductors L1 and L2 and the other electrode of the capacitor C2 is connected to ground M. Between the inductance L2 and the inductance L3, a capacitance C3 is interposed, wherein one electrode of the capacitance C3 is connected between the inductors 12 and L3 and the other electrode of the capacitance C3 is connected to ground M. Between the inductance L3 and the output terminal A, a capacitor C4 is interposed with one electrode of the capacitor C4 connected between the inductor L4 and the output terminal A, while the other electrode of the capacitor C4 is connected to ground M.
Gemäß anschaulicher Beispiele hierin kann gelten C1 = C2 = C3 = CA. Alternativ kann wenigstens eine Kapazität der Kapazitäten C1 bis C4 verschieden sein. Gemäß einem anschaulichen Beispiel kann gelten: C1 * C2 » C3■ C4, wobei„=" eine Abweichung von höchstens 30%, beispielsweise höchstens 20%, vorzugsweise höchstens 15%, weiter bevorzugt höchstens 10%, etwa höchstens 5%, bedeutet According to illustrative examples herein, C1 = C2 = C3 = CA. Alternatively, at least one capacitance of the capacitances C1 to C4 may be different. According to one illustrative example, the following may apply: C1 * C2 »C3 ■ C4, where" = "means a deviation of at most 30%, for example at most 20%, preferably at most 15%, more preferably at most 10%, at most 5%
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Schaltung T bildet beispielsweise ein LC-Tiefpassfilter höherer Ordnung, wobei mehrere LC-Filter zwischen dem Eingangsanschluss E und dem Ausgangsanschluss A hintereinander geschaltet sind. Beispielsweise gilt für ein LC-Filter zweiter Ordnung, dass bei einer bestimmten Dämpfung/Dekade (.Dämpfung pro Dekade" oder„Dämpfungsflanke'') pro LC-Filter in einer Hintereinanderschaltung zweier LC-Filter eine Potenzierung einer Dämpfung/Dekade mit Potenz„2" erreicht wird. Bei einer in einem anschaulichen Beispiel angenommenen Dämpfungsflanke von beispielsweise X dB/Dekade pro Ordnung ergibt sich allgemein für ein Filter von n-ter Ordnung (eine Hintereinanderschaltung von n LC-Fütern) für die gesamte Dämpfungsflanke (X dB/Dekade)", mit anderen Worten eine Potenzierung mit Potenz„n". The circuit T shown schematically in FIG. 1 forms, for example, an LC low-pass filter of higher order, wherein a plurality of LC filters are connected in series between the input terminal E and the output terminal A. For example, for a second-order LC filter, at a certain attenuation / decade ("attenuation per decade" or "attenuation edge") per LC filter in a series connection of two LC filters, a potentiation of a damping / decade with power "2 "is achieved. For example, assuming an attenuation slope of, for example, X dB / decade per order, in an illustrative example, the result is generally an nth-order filter (a series of n LC feeders) for the entire attenuation slope (X dB / decade) with others Words a potentiation with power "n".
Das in Fig. 1 dargestellte Schaltungsbild stellt zum Beispiel ein LC-Tiefpassfilter 3. Ordnung dar, wobei die Kapazität C1 eine Eingangskapazität darstellt und die erste Ordnung durch die Induktivität L1 mit der Kapazität C2 zwischen der Induktivität L1 und Masse M, die zweite Ordnung durch die Induktivität L2 mit der Kapazität C3 zwischen der Induktivität L2 und Masse M und die dritte Ordnung durch die Induktivität L3 mit der Kapazität 04 zwischen der Induktivität L3 und Masse M gebildet wird. Mittels der Eingangskapazität (hier die Kapazität C1) kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die Hintereinanderschaltung der LC- Filter (L1, C2), (L2, C3) und (L3, C4) seitens des Eingangsanschlusses E und des Ausgangsanschlusses A eine niedrige Impedanz zur Masse M bekommt, wodurch die Filterwirkung seitens des Eingangsanschlusses E erhöht wird (da zusätzlich noch die Kapazität C1 zu den weiteren Kapazitäten C2 bis C4 zu Masse M vorhanden ist). Weiterhin kann durch die Kapazität C1 ein Kurzschluss für eventuelle Induktivitäten (nicht dargestellt) bereitgestellten werden, die eingangsseitig mit dem Eingangsanschluss verbunden und diesem vorangeschaltet sein können (damit wird eine unerwünschte Serienimpedanz von Induktivitäten, die mit dem Eingangsanschluss verbunden sind, und der Induktivität L1 vermieden). The circuit diagram shown in Fig. 1 represents, for example, a 3rd order LC low-pass filter, wherein the capacitance C1 represents an input capacitance and the first order by the inductance L1 with the capacitance C2 between the inductor L1 and ground M, the second order the inductance L2 with the capacitance C3 between the inductance L2 and ground M and the third order through the inductance L3 with the capacitance 04 between the inductance L3 and ground M is formed. By means of the input capacitance (here the capacitance C1) it can be ensured, for example, that the series connection of the LC filters (L1, C2), (L2, C3) and (L3, C4) from the input terminal E and the output terminal A has a low impedance to Mass M gets, whereby the filtering effect on the part of the input terminal E is increased (since in addition there is also the capacity C1 to the other capacitors C2 to C4 to ground M). Furthermore, the capacitor C1 can provide a short circuit for possible inductances (not shown), which can be connected on the input side to the input terminal and connected upstream of it (this avoids unwanted series impedance of inductors, which are connected to the input terminal, and the inductance L1 ).
Das in Fig. 1 dargestellte Schaltungsbild stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und es kann eine allgemeine Schaltungstopologie bereitgestellt werden, wobei eine Anzahl n1 (n1 a 1) an Induktivitäten L1, L2 Ln1 und eine Anzahl n2 (n2 a 1) an Kapazitäten C1, .... Cn2 vorgesehen ist Beispielswiese kann anstelle der Schaltung in Fig. 1 ein LC- Riter erster Ordnung durch (n1, n2) = (1, 1) oder (n1, n2) = (1, 2) bereitgestellt sein. Für anschauliche E3eispiele allgemeiner Schaltungen kann gelten: (n1, n2) = (n1, n1), wobei n1 = n2, oder (n1, n2) » (n1, n1+1), wobei n2 = n1 + 1. The circuit diagram shown in Fig. 1 is not a limitation of the present invention and a general circuit topology may be provided wherein a number n1 (n1 a1) of inductors L1, L2 Ln1 and n2 (n2 a1) on capacitances C1 ,... Cn2 is provided. For example, instead of the circuit in FIG. First order Riter can be provided by (n1, n2) = (1, 1) or (n1, n2) = (1, 2). For illustrative examples of general circuits, we can say: (n1, n2) = (n1, n1), where n1 = n2, or (n1, n2) » (n1, n1 + 1), where n2 = n1 + 1.
Mit Bezug auf die Fig. 2a, 2b und 3 werden nachfolgend verschiedene anschauliche Ausführungsformen der Erfindung detaillierter beschrieben. With reference to Figures 2a, 2b and 3, various illustrative embodiments of the invention will be described in more detail below.
Fig. 2a stellt ein induktives Bauelement 1a gemäß einiger anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Das induktive Bauelement 1a umfasst eine Stromschiene 4a und einen kunststoffgebundenen Magnetkern 6a, der entlang eines Abschnitts der Stromschiene 4a gebildet ist und die Stromschiene 4a in dem Abschnitt wenigstens teilweise umgibt FIG. 2a illustrates an inductor 1a according to some illustrative embodiments of the present invention. The inductor 1a includes a bus bar 4a and a plastic-bonded magnet core 6a formed along a portion of the bus bar 4a and at least partially surrounding the bus bar 4a in the portion
Gemäß anschaulichen Beispielen hierin ist der kunststoffgebundene Magnetkern 6a aus einem Plastoferrit gebildet oder umfasst eine Kunststoffmatrix, in die magnetisch leitfähige Partikel eingebettet sind. Ein Beispiel für eine Kunststoffmatrix stellen thermoplastische Kunststoffe dar. Gemäß speziellen anschaulichen Beispielen der Erfindung können Polyamide, PPS oder Duroplaste, etwa Epoxidharze, als Matrixmaterial für kunststoffgebundene Magnetkerne verwendet werden. Die magnetisch leitfähigen Partikel können aus einem Ferritpulver und/oder einem Pulver aus Seltenerdmagnetmaterialien, z.B. NdFeB, gebildet werden. According to illustrative examples herein, the plastic bonded magnetic core 6a is formed of a plastic ferrite or comprises a plastic matrix in which magnetically conductive particles are embedded. An example of a plastic matrix is thermoplastic. According to specific illustrative examples of the invention, polyamides, PPS or thermosets, such as epoxy resins, can be used as the matrix material for plastic-bonded magnetic cores. The magnetically conductive particles may be made of a ferrite powder and / or a powder of rare earth magnetic materials, e.g. NdFeB, are formed.
Der Ausdruck .Stromschiene1' ist in dieser Beschreibung folgendermaßen zu verstehen: Der Ausdruck„Stromschiene" bezeichnet einen elektrischen Leiter, der für einen Betrieb mit einer Stromstärke von mindestens 5 A ausgelegt ist (je nach Anwendungsfall können Stromschienen für Anwendungen von mehr als 10A, vorzugsweise mehr als 15 A, beispielsweise in einem Bereich von 20 A bis 1000 A ausgebildet sein) und/oder der als fester Körper ausgebildet ist, der sich lediglich irreversibel verformen lässt (dies ist im Vergleich zu einem normalen Draht oder Stromkabel zu verstehen, das sich, sofern es nicht geknickt wird, reversibel verformen lässt, beispielsweise beim Aufwickeln). In einem anschaulichen Ausführungsformen kann sich der Querschnitt einer Stromschiene nach der maximal zulässigen Stromdichte richten, die durch die Kühlanbindung und benachbarte Bauteile festgelegt wird und gemäß einigen anschaulichen Beispielen mehr als 1 A/mm2 beträgt, vorzugsweise mehr als 3 A/mm2, beispielsweise in einem Bereich von 4 A/mm2 bis 20 A/mm2 liegt. Die Stromschiene 4a weist an ihren Enden Kontaktbereiche 8a und 10a auf, wobei der kunststoffgebundene Magnetkern 6a Ober der Stromschiene 4a und entlang der Stromschiene 4a zwischen den Kontaktbereichen 8a und 10a angeordnet ist. The expression "busbar 1 'in this specification is to be understood as follows: The term" busbar "designates an electrical conductor which is designed for operation with a current intensity of at least 5 A (depending on the application, busbars for applications of more than 10 A, preferably more than 15 A, for example in a range of 20 A to 1000 A) and / or is formed as a solid body, which can only deform irreversibly (this is compared to a normal wire or power cable to understand in one illustrative embodiment, the cross-section of a bus bar may be based on the maximum allowable current density established by the cooling connection and adjacent components, and more than, in some illustrative examples 1 A / mm 2 , preferably more than 3 A / mm 2 , for example in a range of 4 A / mm 2 to 20 A / mm 2 . The busbar 4a has at its ends contact areas 8a and 10a, wherein the plastic-bonded magnetic core 6a is disposed above the busbar 4a and along the busbar 4a between the contact areas 8a and 10a.
Gemäß anschaulicher Ausführungsformen, wie in Fig. 2a schematisch dargestellt ist, kann die Stromschiene 4a auf einem Träger 2a, beispielsweise einem Kunststoffträger oder direkt auf einer Leiterplatte, angeordnet sein. Hierzu können Halteelemente 12a, 14a vorgesehen sein, um die Stromschiene 4a auf dem Trager 2a zu montieren. Die Halteelemente 12a und 14a sind an Abschnitten der Stromschiene 4a bereitgestellt, die jeweils nicht von dem kunststoffgebundenen Magnetkern 6a bedeckt werden und folglich freiliegende Stromschienenabschnitte darstellen. Vorzugsweise sind die Halteelemente 12a, 14a zwischen dem kunststoffgebundenem Magnetkern 6a und den Kontaktbereichen 8a, 10a entlang der Stromschiene 4a angeordnet. According to illustrative embodiments, as shown schematically in FIG. 2 a, the bus bar 4 a may be arranged on a carrier 2 a, for example a plastic carrier or directly on a printed circuit board. For this purpose, holding elements 12a, 14a may be provided in order to mount the busbar 4a on the carrier 2a. The holding members 12a and 14a are provided at portions of the bus bar 4a which are not covered by the plastic-bonded magnetic core 6a, respectively, and thus constitute exposed bus bar portions. Preferably, the holding elements 12a, 14a are arranged between the plastic-bonded magnetic core 6a and the contact regions 8a, 10a along the busbar 4a.
Gemäß anschaulicher Beispiele können die Halteelemente 12a und 14a ferner als Kontaktelemente fungieren, die dazu ausgebildet sind, eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene 4a und einer Leiterplatte (entsprechend dem Träger 2a oder zusätzlich zum Träger 2a) bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ können die Halteelemente 12a und 14a als Kontaktelemente fungieren, die die Stromschiene 4a mit diskreten elektrischen Komponenten elektrisch verbinden, beispielsweise mit Kondensatoren und/oder zusätzlichen Induktivitäten. Beispielsweise kann mittels der als Kontaktelemente fungierenden Halteelemente 12a und 14a eine Parallelschaltung von weiteren Komponenten zu dem kunststoffgebundenen Magnetkern 6a erfolgen. According to illustrative examples, the holding members 12a and 14a may further function as contact members configured to provide an electrical connection between the bus bar 4a and a printed circuit board (corresponding to the carrier 2a or in addition to the carrier 2a). Additionally or alternatively, the holding elements 12a and 14a may act as contact elements electrically connecting the bus bar 4a with discrete electrical components, for example with capacitors and / or additional inductances. For example, by means of the holding elements 12a and 14a acting as contact elements, a parallel connection of further components to the plastic-bonded magnetic core 6a can take place.
Die Kontaktbereiche 8a und 10a sind im Allgemein ausgebildet, um einen elektrischen Kontakt zwischen der Stromschiene 4a und elektrisch vorangeschalteten bzw. nachgeschalteten weiteren Stromschienen (nicht dargestellt) und/oder elektrisch vorangeschalteten bzw. nachgeschalteten elektrischen und/oder elektronischen Komponenten (nicht dargestellt) herzustellen. Mit anderen Worten, die Kontaktbereiche 8a und 10a stellen freiliegende Endabschnitte der Stromschiene 4a dar, die als Anschlusskontakte ausgebildet sind und wenigstens einen zwischen dem kunststoffgebundenen Magnetkern 6a und einem Kontaktbereich 8a oder 10a wenigstens teilweise freiliegenden Stromschienenabschnitt (wird später beschrieben) aufweisen, der femer zur elektrischen Verbindung mit z.B. einem Kondensator (nicht dargestellt) ausgebildet sein kann. In speziellen anschaulichen Beispielen umfassen die Kontaktbereiche 8a und 10a, wie in Fig. 2a dargestellt Ist, Durchgangslöcher, die die Stromschiene 4a wenigstens teilweise durchsetzen und zur Aufnahme eines Schraubenelements ausgebildet sind, um mittels des Schraubenelements (nicht dargestellt) eine mechanische und elektrische Ankopplung der Kontaktbereiche 8a und 10a mit weiteren Stromschienen und/oder elektrischen und/oder elektronischen Komponenten zu erlauben. Zusätzlich oder alternativ können die Kontaktbereiche 8a und 10a weitere Elemente (nicht dargestellt) umfassen, die dazu ausgebildet sind, die Stromschiene 4a mit weiteren Stromschienen (nicht dargestellt) und/oder elektrischen und/oder elektronischen Komponenten (nicht dargestellt) in Verbindung zu bringen, beispielsweise mittels einer Steckverbindung, einer Crimpverbindung und dergleichen. The contact areas 8a and 10a are generally designed to produce an electrical contact between the busbar 4a and electrically connected upstream or downstream further busbars (not shown) and / or electrically upstream and downstream electrical and / or electronic components (not shown). In other words, the contact portions 8a and 10a are exposed end portions of the bus bar 4a, which are formed as terminal contacts and at least one between the plastic-bonded magnetic core 6a and a contact portion 8a or 10a at least partially exposed busbar section (described later), the further to electrical connection with eg a capacitor (not shown) may be formed. In specific illustrative examples, the contact areas 8a and 10a, as shown in FIG. 2a, include through-holes which at least partially pass through the busbar 4a and are adapted to receive a screw member to mechanically and electrically couple the screwing member (not shown) To allow contact areas 8a and 10a with further busbars and / or electrical and / or electronic components. Additionally or alternatively, the contact regions 8a and 10a may comprise further elements (not shown), which are designed to connect the busbar 4a to further busbars (not shown) and / or electrical and / or electronic components (not shown), for example by means of a plug connection, a crimp connection and the like.
Das in Fig. 2a schematisch dargestellte induktive Bauelement 1a weist eine Breitendimension Ba, eine Längendimension La und eine Höhendimension Ha auf. Gemäß anschaulicher Beispiele kann die Längendimension La £ 1 cm betragen, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3 und 6 cm liegen, beispielsweise in einem Bereich zwischen 3,5 und 5 cm, etwa bei 4 cm ± 0,5 cm. Gemäß anschaulichen Beispielen kann die Breitendimension Ba a 1 cm betragen, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3 und 6 cm liegen, beispielsweise in einem Bereich zwischen 3,5 und 5 cm, etwa bei 4 cm ± 0,5 cm. Die Höhendimension Ha ist, gemäß anschaulichen Beispielen, größer oder gleich 1 cm, und kann die Beziehung erfüllen: Ha < La + Ba. Gemäß speziellen Beispielen hierin, kann ferner gelten: Ha < max (La; Ba) („Ha ist kleiner als das größere von La und Ba"). The inductive component 1a shown schematically in FIG. 2a has a width dimension Ba, a length dimension La and a height dimension Ha. According to illustrative examples, the length dimension La may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, for example at 4 cm ± 0.5 cm. According to illustrative examples, the width dimension Ba a may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, approximately 4 cm ± 0.5 cm. The height dimension Ha is, according to illustrative examples, greater than or equal to 1 cm, and can satisfy the relation: Ha <La + Ba. Further, according to specific examples herein, Ha <max (La; Ba) ("Ha is smaller than the larger of La and Ba").
Das induktive Bauelement 1a, das in Fig. 2a schematisch dargestellt ist, kann wie folgt gebildet werden. Anfänglich wird die Stromschiene 4a bereitgestellt Gemäß anschaulichen Beispielen kann die Stromschiene 4a in Entsprechung zu einem Bauraum ausgewählt werden, in den das induktive Bauelement 1a zu verbauen ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromschiene 4a entsprechend den induktiven Eigenschaften ausgewählt werden, die das induktive Bauelement 1a aufzuweisen hat, beispielsweise kann eine Länge der Stromschiene 4a in einem unverformten Zustand (eine Länge parallel zu der Längendimension La) und/oder eine Breitendimension der Stromschiene 4a (eine Breite parallel zur Breitendimension Ba in Fig. 2a) entsprechend eines verfügbaren Bauraums und/oder der einzustellenden induktiven Eigenschaften des induktiven Bauelements 1a ausgewählt werden. The inductive component 1a, which is shown schematically in FIG. 2a, can be formed as follows. Initially, the busbar 4a is provided. According to illustrative examples, the busbar 4a may be selected in correspondence with an installation space in which the inductance component 1a is to be installed. Additionally or alternatively, the bus bar 4 a can be selected according to the inductive properties that the inductive component 1 a has, for example, a length of the bus bar 4 a in an undeformed state (a length parallel to the length dimension La) and / or a width dimension of the bus bar 4 a (A width parallel to the width dimension Ba in Fig. 2a) are selected according to an available installation space and / or the inductive properties of the inductive component 1a to be set.
Danach wird die ausgewählte Stromschiene 4a einer Umformung unterworfen, um eine Form der Stromschiene 4a festzulegen, die von einem verfügbaren Bauraum und/oder induktiven Eigenschaften abhängen kann, die das induktive Bauelement 1a aufzuweisen hat. (Beispielsweise kann die Stromschiene gebogen werden, so dass das induktive Bauelement 1a in einen verfügbaren Bauraum eingepasst werden kann und/oder spezielle Anschlussgeometrien abgebildet werden können. Zum Beispiel kann eine durch eine Einbausituation in einem Endgerät bestimmte Form der Stromschiene bedingen, dass entsprechend der bestimmten Form eine Verformung der nicht verformten anfänglichen Stromschiene zu erfolgen hat und z.B. U-förmig gebogene Abschnitte zu formen sind, dass Anschlussbedingungen bzw. Anschlussgeometrien zu erfüllen sind und/oder dass die Stromschiene in einen vorgegebenen Bauraum einzupassen ist. Obgleich parasitäre Kapazitäten in der Regel nicht erwünscht sind und im allgemeinen zu unterdrücken sind, ist es aber auch durchaus denkbar, die Stromschiene zusätzlich oder alternativ zu verformen, um einen gewünschten Kapazitätswert der Stromschiene einzustellen, beispielsweise durch ein abschnittsweises Umformen der Stromschiene, so dass z.B. U-förmig gebogene Abschnitte der Stromschiene zur Einstellung einer parasitären Kapazität angepasst werden. Thereafter, the selected bus bar 4 a is subjected to a deformation in order to determine a shape of the bus bar 4 a, which of an available space and / or inductive Properties may depend on the inductive component 1a has. (For example, the busbar can be bent so that the inductive component 1a can be fitted into an available installation space and / or specific connection geometries can be mapped.) For example, a form of the busbar determined by an installation situation in a terminal can cause it to correspond to the particular type Form a deformation of the non-deformed initial busbar has to be made and, for example, U-shaped bent sections are to be formed, that connection conditions or connection geometries must be met and / or that the busbar is to be fitted in a given space.Although parasitic capacitances usually not are desired and are to be suppressed in general, but it is also conceivable to deform the busbar additionally or alternatively, to set a desired capacitance value of the busbar, for example, by a section-wise reshaping of the busbar, so that eg U-förmi g bent portions of the busbar to adjust a parasitic capacitance can be adjusted.
In einem anschaulichen Beispiel ist, gemäß der Darstellung in Fig. 2a, ein U-förmiger Abschnitt durch Abschnitte Aa, Ab und Ac gebildet. Die Abschnitte Aa und Ab sind im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet (.im Wesentlichen" bedeutet eine Abweichung von einer parallelen Orientierung der Abschnitte Aa und Ab um höchstens 30° relativ zueinander), wobei die im Wesentlichen parallelen Abschnitte Aa und Ab durch einen sich quer zu den Abschnitten Aa und Ab erstreckenden Verbindungsabschnitt Ac elektrisch und mechanisch verbunden sind. Der kunststoffgebundene Magnetkern 6a ist darstellungsgemäß über dem Verbindungsabschnitt Ac abschnittsweise angeordnet Durch eine geeignete Wahl der Abschnitte Aa, Ab und Ac hinsichtlich ihrer Flächendimensionen und Längendimensionen (unter -Längendimensionen" sind Abmessungen entlang der Breitendimension Ba und der Längendimension La zu verstehen) wird eine gewünschte Anschlussgeometrie verwirklicht und/oder die Stromschiene 4a in einen vorgegebenen Bauraum eingepasst. Zusätzlich oder alternativ kann eine gewünschte Kapazität der Stromschiene 4a auf Basis der Form der Stromschiene 4a eingestellt werden. Abhängig von einer konkreten Einbausituation bzw. Anschlussgeometrie können in weiteren und nicht dargestellten anschaulichen Beispielen zwischen den Kontaktbereichen 8a und 10a der Stromschiene 4a auch mehrere U-förmige Abschnitte, beispielsweise in Serpentinenform, gebildet sein. Es sind aber auch komplexere Formen bzw. Geometrien der Stromschiene 4a denkbar, um, je nach Anwendungsfall, die Stromschiene an vorgegebene Anschlüsse anzupassen, z.B. zwei Anschlüsse bei gegebener Länge der Stromschiene zu verbinden, und/oder eine prozesstechnische Fertigbarkeit bereitzustellen. Aufgrund dieser Faktoren können sich komplexe Formen für die Stromschiene ergeben, die gemäß dem vorliegenden Verfahren leicht mit kunststoffgebundenen Magnetkernen bestückt werden können, wie nachstehend erläutert wird. In an illustrative example, as shown in Fig. 2a, a U-shaped section is formed by sections Aa, Ab, and Ac. The sections Aa and Ab are arranged substantially parallel to each other ("substantially" means a deviation from a parallel orientation of the sections Aa and Ab by at most 30 ° relative to each other), wherein the substantially parallel sections Aa and Ab by a transverse to The plastic-bonded magnetic core 6a is shown in sections over the connecting section Ac by a suitable choice of the sections Aa, Ab and Ac with respect to their surface dimensions and length dimensions (below -Längendimensionen "dimensions along the width dimension Ba and the length dimension La to understand) a desired connection geometry is realized and / or the bus bar 4a fitted in a predetermined space. Additionally or alternatively, a desired capacitance of the busbar 4a may be adjusted based on the shape of the busbar 4a. Depending on a specific installation situation or connection geometry, it is also possible to form a plurality of U-shaped sections, for example in serpentine form, between the contact areas 8a and 10a of the busbar 4a in further illustrative examples which are not shown. However, more complex shapes or geometries of the busbar 4a are also conceivable in order, depending on the application, to adapt the busbar to predetermined connections, for example to connect two terminals for a given length of the busbar, and / or to provide a process engineering manufacturability. Because of these factors, complex busbar shapes may result that can be easily populated with plastic bonded magnetic cores according to the present method, as discussed below.
Anschließend wird der kunststoffgebundene Magnetkern 6a an der Stromschiene 4a gebildet. Beispielsweise kann der kunststoffgebundene Magnetkern 6a mittels Umspritzen der Stromschiene 4a mit einem Plastofenit oder allgemein einem Material umfassend eine Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln gebildet werden. Alternativ kann der kunststoffgebundene Magnetkern 6a durch ein abschnittsweises Vergießen der Stromschiene 4a mit einem Vergussmaterial gebildet werden, wobei das Vergussmaterial eine Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten magnetischen Partikeln um- fasst. Subsequently, the plastic-bonded magnetic core 6a is formed on the busbar 4a. For example, the plastic bonded magnetic core 6a may be formed by overmolding the bus bar 4a with a plastofoil or generally a material comprising a plastic matrix having magnetically conductive particles embedded therein. Alternatively, the plastic-bonded magnetic core 6a may be formed by casting the busbar 4a in sections with a potting material, the potting material comprising a plastic matrix with magnetic particles embedded therein.
Danach kann die entsprechend erhaltene Stromschiene 4a mit dem kunststoffgebundenen Magnetkern 6a auf einem Träger 2a (zum Beispiel einem Kunststoffträger oder einer Leiterplatte) angebracht werden. Thereafter, the correspondingly obtained bus bar 4a with the plastic-bonded magnetic core 6a on a support 2a (for example, a plastic substrate or a printed circuit board) are attached.
Zusätzlich oder alternativ kann die Stromschiene 4a mit dem kunststoffgebundenen Magnetkern 6a in ein Gehäuse aufgenommen werden, sofern die Stromschiene 4a für das Herstellen des kunststoffgebundenen Magnetkerns 6a nicht schon in einem Gehäuse angeordnet wurde. Additionally or alternatively, the busbar 4a can be accommodated with the plastic-bonded magnetic core 6a in a housing, provided that the busbar 4a for the manufacture of the plastic-bonded magnetic core 6a has not already been arranged in a housing.
Mit Bezug auf Fig. 2b wird ein induktives Bauelement 1b gemäß einiger anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, die Alternativen zu den oben bezüglich Fig. 2a beschriebenen Ausführungsformen darstellen. With reference to FIG. 2b, an inductor 1b according to some illustrative embodiments of the present invention, which are alternatives to the embodiments described above with respect to FIG. 2a, will be described.
Das in Fig. 2b dargestellte induktive Bauelement 1b umfasst eine Stromschiene 4b und drei kunststoffgebundene Magnetkerne 5b, 6b und 7b, die jeweils entlang eines Abschnitts der Stromschiene 4b gebildet sind und die Stromschiene 4b in dem jeweiligen Abschnitt wenigstens teilweise umgeben. The inductive component 1b shown in FIG. 2b comprises a busbar 4b and three plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b, which are each formed along a section of the busbar 4b and at least partially surround the busbar 4b in the respective section.
Gemäß anschaulichen Beispielen hierin ist jeder der kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b aus einem Plastofenit gebildet oder umfasst eine Kunststoffmatrix, in die magnetisch leitfähige Partikel eingebettet sind. Ein Beispiel für eine Kunststoffmatrix stellen thermoplastische Kunststoffe dar. Gemäß speziellen anschaulichen Beispielen der Erfindung können Polyamide, PPS oder Duroplaste, etwa Epoxidharze, als Matrixmaterial für kunststoffgebundene Magnetkerne verwendet werden. Die magnetisch leitfähigen Partikel können aus einem Eisenpulver, ein Pulver gebildet aus einer Eisenlegierung (z.B. FeSi, NiFe, FeSiAl usw.), einem Ferritpulver und/oder einem Pulver aus Seltenerdmagnetmaterialien, z.B. NdFeB, gebildet werden. According to illustrative examples herein, each of the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b is formed from a plastic furnace or comprises a plastic matrix in which magnetically conductive particles are embedded. An example of a plastic matrix is thermoplastic. According to specific illustrative examples of the invention For example, polyamides, PPS or thermosets, such as epoxy resins, can be used as the matrix material for plastic-bonded magnetic cores. The magnetically conductive particles may be formed of an iron powder, a powder of an iron alloy (eg, FeSi, NiFe, FeSiAl, etc.), a ferrite powder, and / or a powder of rare earth magnet materials, eg, NdFeB.
Die Stromschiene 4b weist an ihren Enden Kontaktbereiche 8b und 10b auf, wobei die kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b Ober der Stromschiene 4b und entlang der Stromschiene 4b zwischen den Kontaktbereichen 8b und 10b angeordnet sind. The bus bar 4b has at its ends contact areas 8b and 10b, wherein the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b are arranged above the bus bar 4b and along the bus bar 4b between the contact areas 8b and 10b.
Gemäß anschaulicher Ausführungsformen, wie in Fig. 2b schematisch dargestellt ist, kann die Stromschiene 4b auf einem Träger 2b, beispielsweise einem Kunststoffträger oder direkt auf einer Leiterplatte, angeordnet sein. Hierzu können mindestens Halteelemente 12b, 14b vorgesehen sein, um die Stromschiene 4b auf dem Träger 2b zu montieren. Die Halteelemente 12b und 14b können zwischen jeweils zwei kunststoffgebundenen Magnetkernen der kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b angeordnet sein. According to illustrative embodiments, as shown schematically in FIG. 2b, the busbar 4b may be arranged on a carrier 2b, for example a plastic carrier or directly on a printed circuit board. For this purpose, at least holding elements 12b, 14b may be provided to mount the bus bar 4b on the carrier 2b. The holding elements 12b and 14b can be arranged between in each case two plastic-bonded magnetic cores of the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b.
In anschaulichen Beispielen sind die Halteelemente 12b und 14b an Abschnitten der Stromschiene 4b bereitgestellt, die jeweils nicht von einem der kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b bedeckt werden und folglich freiliegende Stromschienenabschnitte darstellen. Das Halteelement 12b ist zwischen den kunststoffgebundenen Magnetkernen 5b und 6b angeordnet, während das Halteelement zwischen den kunststoffgebundenen Magnetkernen 6b und 7b angeordnet ist. Es können weitere Halteelemente (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Zum Beispiel kann ein weiteres Halteelement (nicht dargestellt) zwischen dem kunststoffgebundenen Magnetkern 5b und dem Kontaktbereich 8b angeordnet sein und ein weiteres Halteelement (nicht dargestellt) kann zwischen dem kunststoffgebundenen Magnetkern 7b und dem Kontaktbereich 10b angeordnet sein. In illustrative examples, the holding members 12b and 14b are provided at portions of the bus bar 4b, which are not covered by any of the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, and 7b, respectively, and thus constitute exposed bus bar sections. The holding member 12b is disposed between the plastic-bonded magnetic cores 5b and 6b, while the holding member is disposed between the plastic-bonded magnetic cores 6b and 7b. It can be provided further holding elements (not shown). For example, another holding member (not shown) may be disposed between the plastic-bonded magnetic core 5b and the contact portion 8b, and another holding member (not shown) may be disposed between the plastic-bonded magnetic core 7b and the contact portion 10b.
Gemäß anschaulicher Beispiele können die Halteelemente 12b und 14b (sowie die in Fig. 2b nicht dargestellten (optionalen) weiteren Halteelemente) ferner als Kontaktelemente fungieren, die dazu ausgebildet sind, eine elektrische Verbindung zwischen der Stromschiene 4b und einer Leiterplatte (entsprechend dem Träger 2b oder zusätzlich zum Träger 2b) bereitzustellen. Zusätzlich oder alternativ können die Halteelemente 12b und 14b als Kontaktelemente fungieren, die die Stromschiene 4b mit diskreten elektrischen Komponenten elektrisch verbinden, beispielsweise mit Kondensatoren und/oder zusätzlichen Induktivitäten. Bei- spielsweise kann mittels der als Kontaktelemente fungierenden Halteelemente 12b und 14b eine Parallelschaltung von weiteren Komponenten zu den kunststoffgebundenen Magnetkernen 5b, 6b und 7b erfolgen. According to illustrative examples, the holding elements 12b and 14b (as well as the (optional) further holding elements (not shown in FIG. 2b) can also function as contact elements, which are designed to establish an electrical connection between the busbar 4b and a printed circuit board (corresponding to the carrier 2b or 2b) in addition to the carrier 2b). Additionally or alternatively, the holding elements 12b and 14b may act as contact elements electrically connecting the bus bar 4b with discrete electrical components, for example with capacitors and / or additional inductances. examples For example, by means of acting as contact elements holding elements 12b and 14b, a parallel connection of other components to the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b take place.
In einem speziellen Beispiel kann die Stromschiene 4b fast vollständig von einem Material für die kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b, 7b umgeben sein und es können lediglich die Kontaktbereiche 8b, 10b und Abschnitte an der Stromschiene freiliegen, die mit den Halteelementen 12b und 14b in mechanischem (und optional elektrischem) Kontakt stehen. Falls in diesem Beispiel die Halteelemente 12b und 14b femer als elektrische Kontaktelemente fungieren, durch die die Stromschiene 4b mit z.B. diskreten elektrischen Komponenten parallel geschaltet werden kann (z.B. ein Kondensator), können lediglich die mit den Halteelementen 12b, 14b mechanisch und elektrisch zu verbindenden Oberflächenabschnitte der Stromschiene 4b zwischen den Kontaktbereichen 8b, 10b nicht mit den kunststoffgebundenen Magnetkernen 5b, 6b, 7b bedeckt sein. Obgleich tn diesem Fall die kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b, 7b eine zusammenhängende Materialmenge darstellen, werden durch die als Kontaktelemente fungierenden Halteelemente 12b und 14b effektive Induktivitäten entlang der Stromschiene zwischen den Kontaktbereichen 8b, 10b bereitgestellt, so dass auch in diesem Fall effektiv von drei kunststoffgebundenen Magnetkernen gesprochen werden kann. In a specific example, the bus bar 4b may be almost completely surrounded by a material for the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, 7b and only the contact areas 8b, 10b and portions on the bus bar exposed to the holding elements 12b and 14b in mechanical (FIG. and optionally electrical) contact. In this example, if the holding members 12b and 14b also function as electrical contact members through which the bus bar 4b is connected to e.g. discrete electrical components can be connected in parallel (e.g., a capacitor), only the surface portions of the bus bar 4b between the contact portions 8b, 10b to be mechanically and electrically connected to the holding members 12b, 14b can not be covered with the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, 7b. Although in this case the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b, 7b represent a contiguous amount of material, effective inductances along the busbar between the contact areas 8b, 10b are provided by the holding elements 12b and 14b functioning as contact elements, so that in this case too effectively three plastic-bonded ones Magnet cores can be spoken.
Die Kontaktbereiche 8b und 10b sind im Allgemein ausgebildet, um einen elektrischen Kontakt zwischen der Stromschiene 4b und elektrisch vorangeschalteten bzw. nachgeschalteten weiteren Stromschienen (nicht dargestellt) und/oder elektrisch vorangeschalteten bzw. nachgeschalteten elektrischen und/oder elektronischen Komponenten (nicht dargestellt) herzustellen. Mit anderen Worten, die Kontaktbereiche 8b und 10b stellen freiliegende Endabschnitte der Stromschiene 4b dar, die als Anschlusskontakte ausgebildet sind und wenigstens einen zwischen dem kunststoffgebundenen Magnetkern 5b oder 7b und einem Kontaktbereich 8b oder 10b wenigstens teilweise freiliegenden Stromschienenabschnitt (wird später beschrieben) aufweisen, der ferner zur elektrischen Verbindung mit z.B. einem Kondensator (nicht dargestellt) ausgebildet sein kann. The contact areas 8b and 10b are generally designed to produce an electrical contact between the busbar 4b and electrically connected upstream or downstream further busbars (not shown) and / or electrically upstream and downstream electrical and / or electronic components (not shown). In other words, the contact portions 8b and 10b are exposed end portions of the bus bar 4b formed as terminal contacts and having at least one bus bar portion (to be described later) exposed at least partially between the plastic-bonded magnetic core 5b or 7b and a contact portion 8b or 10b also for electrical connection with eg a capacitor (not shown) may be formed.
In einem speziellen Beispiel umfassen die Kontaktbereiche 8b und 10b, wie in Fig. 2b dargestellt ist, Durchgangslöcher, die die Stromschiene 4b wenigstens teilweise durchsetzen und zur Aufnahme eines Schraubenelements ausgebildet sind, um mittels des Schraubelements (nicht dargestellt) eine mechanische und elektrische Ankopplung der Kontaktbereiche 8b und 10b mit weiteren Stromschienen und/oder elektrischen und/oder elektronischen Komponenten zu erlauben. Zusätzlich oder alternativ können die Kontaktbereiche 8b und 10b weitere Elemente (nicht dargestellt) umfassen, die dazu ausgebildet sind, die Stromschiene 4b mit weiteren Stromschienen (nicht dargestellt) und/oder elektrischen und/oder elektronischen Komponenten (nicht dargestellt) in Verbindung zu bringen, beispielsweise mittels einer Steckverbindung, einer Crimpverbindung und dergleichen. In a specific example, as shown in FIG. 2b, the contact areas 8b and 10b include through-holes which at least partially pass through the bus bar 4b and are adapted to receive a screw member for mechanical and electrical coupling of the screw means (not shown) Contact areas 8b and 10b to allow further busbars and / or electrical and / or electronic components. Additionally or alternatively, the contact regions 8b and 10b may comprise further elements (not shown) which are configured to connect the busbar 4b to further busbars (not shown) and / or electrical and / or electronic components (not shown), for example by means of a plug connection, a crimp connection and the like.
Das in Fig. 2b schematisch dargestellte induktive Bauelement 1b weist eine Breitendimension Bb, eine Längendimension Lb und eine Höhendimension Hb auf. Gemäß anschaulicher Beispiele kann die Längendimension Lb 2 1 cm betragen, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3 und 6 cm liegen, beispielsweise in einem Bereich zwischen 3,5 und 5 cm, etwa bei 4 cm ± 0,5 cm. Gemäß anschaulichen Beispielen kann die Breitendimension Bb a 1 cm betragen, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3 und 6 cm Hegen, beispielsweise in einem Bereich zwischen 3,5 und 5 cm, etwa bei 4 cm ± 0,5 cm. Die Höhendimension Hb ist, gemäß anschaulichen Beispielen, größer oder gleich 1 cm, und kann die Beziehung erfüllen: Hb < Lb + Bb. Gemäß speziellen Beispielen hierin, kann femer gelten: Hb < max (Lb; Bb) (.Hb ist kleiner als das größere von Lb und Bb"). The inductive component 1b shown schematically in FIG. 2b has a width dimension Bb, a length dimension Lb and a height dimension Hb. According to illustrative examples, the length dimension Lb 2 may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, approximately 4 cm ± 0.5 cm. According to illustrative examples, the width dimension Bb a may be 1 cm, preferably in a range between 3 and 6 cm, for example in a range between 3.5 and 5 cm, approximately at 4 cm ± 0.5 cm. The height dimension Hb is, according to illustrative examples, greater than or equal to 1 cm, and can satisfy the relationship: Hb <Lb + Bb. According to specific examples herein, Hb <max (Lb; Bb) (.Hb is less than the larger of Lb and Bb ").
Das induktive Bauelement 1b, das in Fig. 2b schematisch dargestellt ist, kann wie folgt gebildet werden. Anfänglich wird die Stromschiene 4b bereitgestellt. Gemäß anschaulichen Beispielen kann die Stromschiene 4b entsprechend einem Bauraum ausgewählt werden, in den das induktive Bauelement 1b zu verbauen ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromschiene 4b entsprechend den induktiven Eigenschaften ausgewählt werden, die das induktive Bauelement 1b aufzuweisen hat, beispielsweise kann eine Länge der Stromschiene 4b in einem unverformten Zustand (eine Länge parallel zu der Längendimension Lb) und/oder eine Breitendimension der Stromschiene 4b (eine Breite parallel zur Breitendimension Bb in Fig. 2b) entsprechend eines verfügbaren Bauraums und/oder der einzustellenden induktiven Eigenschaften des induktiven Bauelements 1b ausgewählt werden. The inductive component 1b, which is shown schematically in FIG. 2b, can be formed as follows. Initially, the bus bar 4b is provided. According to illustrative examples, the busbar 4b can be selected according to a construction space in which the inductive component 1b is to be installed. Additionally or alternatively, the bus bar 4b may be selected according to the inductive characteristics that the inductor 1b has to have, for example, a length of the bus bar 4b in an undeformed state (a length parallel to the length dimension Lb) and / or a width dimension of the bus bar 4b (A width parallel to the width dimension Bb in Fig. 2b) are selected according to an available space and / or to be set inductive properties of the inductive component 1b.
Danach wird die ausgewählte Stromschiene 4b einer Umformung unterworfen, um eine Form der Stromschiene 4b festzulegen, die von einem verfugbaren Bauraum abhängen und/oder spezielle Anschlussgeometrien abbilden kann. Zum Beispiel kann eine durch eine Einbausituation in einem Endgerät bestimmte Form der Stromschiene bedingen, dass entsprechend der bestimmten Form eine Verformung der nicht verformten anfänglichen Stromschiene zu erfolgen hat und z.B. U-förmig gebogene Abschnitte geformt werden, Anschlussbedingungen bzw. Anschlussgeometrien zu erfüllen sind und/oder die Stromschiene in einen vorgegebenen Bauraum einzupassen ist. Es ist auch denkbar, dass eine Verformung der ausgewählten Stromschiene von induktiven Eigenschaften abhängen kann, die das induktive Bauelement 1b aufzuweisen hat. Beispielsweise kann die Stromschiene gebogen werden, so dass das induktive Bauelement 1b in einem verfügbaren Bauraum eingepasst werden kann. Beispielsweise können mehrere U-förmige Abschnitte, beispielsweise in Serpentinenform, zwischen den Kontaktbereichen 8b und 10b in der Stromschiene 4b gebildet sein (in Fig. 2b nicht dargestellt). Es sind aber auch komplexere Formen bzw. Geometrien der Stromschiene 4b denkbar. Abhängig von einer konkreten Einbausituation bzw. Anschlussgeometrie können in weiteren und nicht dargestellten anschaulichen Beispielen zwischen den Kontaktbereichen 8b und 10b der Stromschiene 4b auch mehrere U-förmige Abschnitte, beispielsweise in Serpentinenform, gebildet sein. Es sind aber auch komplexere Formen bzw. Geometrien der Stromschiene 4b denkbar, um, je nach Anwendungsfall, die Stromschiene an vorgegebene Anschlüsse anzupassen, z.B. zwei Anschlüsse bei gegebener Länge der Stromschiene zu verbinden, und/oder eine prozesstechnische Fertigbarkeit bereitzustellen. Aufgrund dieser Faktoren können sich komplexe Formen für die Stromschiene ergeben, die gemäß dem vorliegenden Verfahren leicht mit kunststoffgebundenen Magnetkernen bestückt werden können, wie nachstehend erläutert wird. Thereafter, the selected busbar 4b is subjected to a deformation in order to determine a shape of the busbar 4b, which depend on a available installation space and / or can depict special connection geometries. For example, a shape of the bus bar determined by an installation situation in a terminal may mean that, according to the particular shape, deformation of the undeformed initial bus bar has to be made and, for example, U-shaped bent portions are formed, connection conditions or connection geometries are to be met and / or the busbar is to be fitted in a predetermined space. It is also conceivable that a deformation of the selected busbar can depend on inductive properties that the inductive component 1b has to exhibit. For example, the busbar can be bent, so that the inductive component 1b can be fitted in an available installation space. For example, a plurality of U-shaped sections, for example in serpentine form, may be formed between the contact areas 8b and 10b in the busbar 4b (not shown in FIG. 2b). But there are also more complex shapes or geometries of the busbar 4b conceivable. Depending on a specific installation situation or connection geometry, it is also possible to form a plurality of U-shaped sections, for example in serpentine form, between the contact regions 8b and 10b of the busbar 4b in further illustrative examples which are not shown. However, more complex shapes or geometries of the busbar 4b are also conceivable in order, depending on the application, to adapt the busbar to predetermined connections, for example to connect two terminals for a given length of the busbar, and / or to provide a process engineering manufacturability. Because of these factors, complex busbar shapes may result that can be easily populated with plastic bonded magnetic cores according to the present method, as discussed below.
Anschließend werden die kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b an der Stromschiene 4b gebildet. Beispielsweise können die kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b mittels Umspritzen der Stromschiene 4b mit einem Piastoferrit oder allgemein einem Material umfassend eine Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln gebildet werden. Alternativ können die kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b durch ein abschnittsweises Vergießen der Stromschiene 4b mit einem Vergussmaterial gebildet werden, wobei das Vergussmaterial allgemein eine Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln umfasst. Dies stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und es können aber auch einige kunststoffgebundene Magnetkerne durch Umspritzen gebildet werden, während andere kunststoffgebundene Magnetkerne durch Vergießen gebildet werden. Subsequently, the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b are formed on the busbar 4b. For example, the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b may be formed by overmolding the bus bar 4b with a piastoferrit or generally a material comprising a plastic matrix with magnetically conductive particles embedded therein. Alternatively, the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b can be formed by casting the busbar 4b in sections with a potting material, the potting material generally comprising a plastic matrix with magnetically conductive particles embedded therein. This is not a limitation of the present invention, but some plastic-bonded magnetic cores may also be formed by overmolding, while other plastic-bonded magnetic cores are formed by potting.
Danach kann die entsprechend erhaltene Stromschiene 4b mit den kunststoffgebundenen Magnetkernen 5b, 6b und 7b auf einem Träger 2b (zum Beispiel einem Kunststoffträger oder einer Leiterplatte) angebracht werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Stromschiene 4b mit den kunststoffgebundenen Magnetkernen 5b, 6b und 7b in ein Gehäuse aufgenommen werden, sofern die Stromschiene 4b für das Herstellen der kunststoffgebundenen Magnetkerne 5b, 6b und 7b nicht schon in einem Gehäuse angeordnet wurde. Thereafter, the correspondingly obtained bus bar 4b with the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b may be mounted on a carrier 2b (for example, a plastic carrier or a printed circuit board). Additionally or alternatively, the busbar 4b may be accommodated with the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b in a housing, provided that the busbar 4b for producing the plastic-bonded magnetic cores 5b, 6b and 7b has not already been arranged in a housing.
Mit Bezug auf Fig. 3 werden nun weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. With reference to FIG. 3, further illustrative embodiments of the present invention will now be described.
Fig. 3 stellt schematisch eine ebene Aufsicht auf ein induktives Bauelement 100 dar, das ein Gehäuse 101 und eine wenigstens teilweise in dem Gehäuse angeordnete Stromschiene 104 umfasst. Die Stromschiene kann sich, wie in Fig. 3 dargestellt ist, in dem Gehäuse erstrecken und es können Kontaktenden 108 und 110 mit geeignet ausgebildeten Kontaktbereichen (nicht dargestellt) aus dem Gehäuse 101 herausragen, um Anschlusskontakte der Stromschiene 104 zu bilden. Dies stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und die Stromschiene 104 kann alternativ vollständig in das Gehäuse 101 aufgenommen sein (nicht dargestellt). FIG. 3 schematically illustrates a plan view of an inductive component 100, which comprises a housing 101 and a bus bar 104 arranged at least partially in the housing. The bus bar may, as shown in Fig. 3, extend in the housing and contact ends 108 and 110 with suitably formed contact areas (not shown) protrude from the housing 101 to form terminals of the bus bar 104. This is not a limitation of the present invention, and the bus bar 104 may alternatively be completely housed in the housing 101 (not shown).
Das Gehäuse 101 umfasst voneinander getrennte Gehäuseabschnitte A1, A2, A3, A4 und A5. Die Anzahl der voneinander getrennten Gehäuseabschnitte ist beliebig und kann entsprechend einer beabsichtigten Anwendung geeignet gewählt werden. Im Beispiel der gemäß Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform sind die fünf Gehäuseabschnitte A1 bis A5 durch im Gehäuse gebildete Trennwände TW1, TW2, TW3 und TW4 gebildet. Dies stellt keine Beschränkung dar und es können Gehäuseabschnitte innerhalb des Gehäuses 101 mittels geeigneter Trennwände auf beliebige Weise vorgesehen sein. Obgleich die Trennwände TW1 bis TW4 als parallel zu Seitenwänden des Gehäuses 101 erstreckend dargestellt sind, stellt dies keine Beschränkung der Erfindung dar und es können anstelle von ebenen Trennwänden auch Trennwände mit beliebiger Gestalt, insbesondere gekrümmte Trennwände, vorgesehen sein. The housing 101 comprises housing sections A1, A2, A3, A4 and A5 which are separate from one another. The number of separate housing sections is arbitrary and can be suitably selected according to an intended application. In the example of the embodiment illustrated in FIG. 4, the five housing sections A1 to A5 are formed by partitions TW1, TW2, TW3 and TW4 formed in the housing. This is not a limitation and housing sections within the housing 101 may be provided in any manner by means of suitable partitions. Although the partitions TW1 to TW4 are shown as extending parallel to side walls of the housing 101, this is not a limitation of the invention and it may be provided instead of planar partitions and partitions of any shape, in particular curved partitions.
In den Trennwänden TW1 bis TW4 sind Aussparungen (nicht dargestellt) zur Aufnahme der Stromschiene 104 vorgesehen, die sich durch diese Aussparungen (nicht dargestellt) erstreckt, so dass die Stromschiene 104 die verschiedenen Gehäuseabschnitte A1 bis A5 durchläuft. Die Aussparungen (nicht dargestellt) in den Trennwänden TW1 bis TW4 können entsprechend einer Form bzw. Gestalt der Stromschiene 104 (erhalten nach einem Umfor- mungsprozess, wie hinsichtlich der Fig. 2a und 2b vorangehend anschaulich beschrieben ist) in den Trennwänden TW1 bis TW4 gebildet sein. Vorzugsweise können die Aussparungen und die Stromschiene 104 derart aufeinander abgestimmt sein, dass benachbarte Gehäuseabschnitte trotz der Aussparungen mittels der in den Aussparungen verlaufenden Stromschiene 104 gegenüber einem Vergussmaterial abgedichtet sind. Dies bedeutet, dass durch Einfüllen eines Vergussmaterials in einen Gehäuseabschnitt vorzugsweise kein Austritt des Vergussmaterials durch die Aussparung erfolgt, wenn die Stromschiene 104 in die Aussparung eingesetzt ist. Als Vergussmaterial kann ein Polyamid, PPS oder Duroplast, etwa Epoxidharz, verwendet werden, das mit einem Eisenpulver, einem Pulver gebildet aus einer Eisenlegierung (z.B. FeSi, NiFe, FeSiAl usw.), einem Ferritpulver und/oder einem Pulver aus Seltenerdmagnetmaterialien, z.B. NdFeB, vermischt ist, das magnetische Partikel im Vergussmaterial bereitstellt. In the partitions TW1 to TW4 recesses (not shown) for receiving the bus bar 104 are provided which extends through these recesses (not shown), so that the bus bar 104, the various housing sections A1 to A5 passes. The recesses (not shown) in the partitions TW1 to TW4 may be formed in accordance with a shape of the bus bar 104 (obtained after a reforming process, as described above with respect to FIGS. 2a and 2b). be formed in the partitions TW1 to TW4. Preferably, the recesses and the busbar 104 may be matched to one another in such a way that adjacent housing sections, despite the recesses, are sealed against a potting material by means of the busbar 104 running in the recesses. This means that by filling a potting material in a housing portion preferably no exit of the potting material through the recess takes place when the busbar 104 is inserted into the recess. As a potting material, a polyamide, PPS or thermosetting resin, such as epoxy resin, may be used, which may be an iron powder, a powder of an iron alloy (eg FeSi, NiFe, FeSiAl, etc.), a ferrite powder and / or a powder of rare earth magnet materials, eg NdFeB , is mixed, which provides magnetic particles in the potting material.
Durch Vergießen von einzelnen Gehäuseabschnitten, im Beispiel der Darstellung in Fig. 3 sind die Gehäuseabschnitte A2 und A4 vergossen, mittels eines Vergussmaterials, das eine Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten magnetischen Partikeln umfasst können kunststoffgebundene Magnetkerne abschnittsweise Über der Stromschiene 104 bereitgestellt werden, etwa die kunststoffgebundenen Magnetkerne 106a und 106b in der Darstellung von Fig. 3. Zur Bereitstellung einer gewünschten Induktivität der kunststoffgebundenen Magnetkerne 106a und 106b kann eine geeignete Form der Stromschiene 104 in den Gehäuseabschnitten A2 und A4 vorgesehen sein, beispielsweise um eine bestimmte Länge der sich im Gehäuseabschnitt A2 und A4 erstreckenden Stromschiene 104 einzustellen, die einen Ein- fluss auf die Induktivität des kunststoffgebundenen Magnetkerns 106a für den Gehäuseabschnitt A2 und des kunststoffgebundenen Magnetkerns 106b für den Gehäuseabschnitt A4 darstellt. Es ist auch denkbar, zusätzlich oder alternativ einen gewünschten Kapazitätswert einzustellen, beispielsweise gemäß einem U-förmigen Abschnitt, wie z.B. für den Gehäuseabschnitt A4 in Fig. 3 veranschaulicht ist, und/oder, je nach Anwendungsfall, die Stromschiene 104 an vorgegebene Anschlüsse anzupassen, z.B. zwei Anschlüsse bei gegebener Länge der Stromschiene 104 zu verbinden, und/oder eine prozesstechnische Fertigbarkeit bereitzustellen. Aufgrund dieser Faktoren können sich komplexe Formen für die Stromschiene 104 ergeben, die leicht mit kunststoffgebundenen Magnetkernen bestückt werden können, wie nachstehend erläutert wird. By casting individual housing sections, in the example in the illustration in FIG. 3, the housing sections A2 and A4 are potted, plastic-bonded magnetic cores can be provided in sections over the busbar 104, such as the plastic-bonded magnetic cores, by means of a potting material comprising a plastic matrix with magnetic particles embedded therein 106a and 106b in the illustration of FIG. 3. In order to provide a desired inductance of the plastic-bonded magnetic cores 106a and 106b, a suitable shape of the busbar 104 may be provided in the housing sections A2 and A4, for example by a certain length in the housing sections A2 and A4 to adjust the extending bus bar 104, which is an influence on the inductance of the plastic-bonded magnetic core 106a for the housing section A2 and the plastic-bonded magnetic core 106b for the housing section A4. It is also conceivable, additionally or alternatively, to set a desired capacitance value, for example according to a U-shaped section, such as e.g. is illustrated for the housing portion A4 in Fig. 3, and / or, depending on the application, to adapt the bus bar 104 to predetermined terminals, e.g. connect two terminals at a given length of bus bar 104, and / or provide process engineering manufacturability. Due to these factors, complex shapes can be created for bus bar 104 that can be easily populated with plastic-bonded magnetic cores, as discussed below.
Gemäß einigen anschaulichen Ausführungsformen ist die Stromschiene 104 im Gehäuseabschnitt A1 zwischen dem Kontaktende 108 und dem kunststoffgebundenen Magnetkern 106a mittels eines Kontaktpunkts 112a mit einer Kapazität 113a elektrisch verbun- den, die in den Gehäuseabschnitt A1 aufgenommen sein kann. Die in den Gehäuseabschnitt A1 aufgenommene Kapazität 113a, z.B. ein Kondensator, kann weiterhin mittels eines Kontaktpunkts Ma mit einer Masseleitung außerhalb des Gehäuses 101 verbunden sein. Dies stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und die Kapazität 113a kann statt dessen auch außerhalb des Gehäuses 101 vorgesehen werden. According to some illustrative embodiments, the bus bar 104 in the housing section A1 is electrically connected between the contact end 108 and the plastic-bonded magnetic core 106a by means of a contact point 112a having a capacitance 113a. the one that can be accommodated in the housing section A1. The capacitor 113a accommodated in the housing section A1, for example a capacitor, can furthermore be connected to a ground line outside the housing 101 by means of a contact point Ma. This is not a limitation of the present invention, and the capacity 113a may instead be provided outside the housing 101.
Gemäß einigen anschaulichen Ausführungsformen ist die Stromschiene 104 im Gehäuseabschnitt A3 zwischen dem kunststoffgebundenen Magnetkern 106a und dem kunststoffgebundenen Magnetkern 106b mittels eines Kontaktpunkts 112b mit einer Kapazität 113b, z.B. ein Kondensator, elektrisch verbunden, die in den Gehäuseabschnitt A3 aufgenommen sein kann. Die in den Gehäuseabschnitt A3 aufgenommene Kapazität 113b kann weiterhin mittels eines Kontaktpunkts Mb mit einer Masseleitung außerhalb des Gehäuses 101 verbunden sein. Dies stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und die Kapazität 113b kann statt dessen auch außerhalb des Gehäuses 101 vorgesehen werden. According to some illustrative embodiments, the bus bar 104 in the housing section A3 is connected between the plastic-bonded magnetic core 106a and the plastic-bonded magnetic core 106b by means of a contact point 112b having a capacitance 113b, e.g. a capacitor, electrically connected, which may be accommodated in the housing section A3. The capacitance 113b accommodated in the housing section A3 can furthermore be connected to a ground line outside the housing 101 by means of a contact point Mb. This is not a limitation of the present invention, and the capacity 113b may instead be provided outside of the housing 101.
Gemäß einigen anschaulichen Ausführungsformen ist die Stromschiene 104 im Gehäuseabschnitt A5 zwischen dem Kontaktende 110 und dem kunststoffgebundenen Magnetkern 106b mittels eines Kontaktpunkts 112c mit einer Kapazität 113c elektrisch verbunden, die in den Gehäuseabschnitt AS aufgenommen sein kann. Die in den Gehäuseabschnitt A5 aufgenommene Kapazität 113c, z.B. ein Kondensator, kann weiterhin mittels eines Kontaktpunkts Mc mit einer Masseleitung außerhalb des Gehäuses 101 verbunden sein. Dies stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und die Kapazität 113c kann statt dessen auch außerhalb des Gehäuses 101 vorgesehen werden. According to some illustrative embodiments, the bus bar 104 in the housing section A5 is electrically connected between the contact end 110 and the plastic-bonded magnetic core 106b by means of a contact point 112c having a capacitance 113c which can be accommodated in the housing section AS. The capacitance 113c accommodated in the housing section A5, e.g. a capacitor may be further connected by means of a contact point Mc with a ground line outside the housing 101. This is not a limitation of the present invention and the capacitance 113c may instead be provided outside of the housing 101.
Gemäß anschaulichen Ausführungsformen können die Kapazitäten 113a, 113b und 113c als diskrete elektrische Komponenten vorgesehen sein, die entsprechend in die Gehäuseabschnitte A1, A3 und A5 aufgenommen sind. Alternativ können die Kapazitäten 113a, 113b und 113c in einer Leiterplatte (nicht dargestellt) oder als mit einer Leiterplatte (nicht dargestellt) verbunden bereitgestellt sein, wobei die Leiterplatte (nicht dargestellt) einen Boden (nicht dargestellt) des Gehäuses 101 darstellen kann bzw. am Boden (nicht dargestellt) des Gehäuses 101 angeordnet ist. According to illustrative embodiments, the capacitances 113a, 113b, and 113c may be provided as discrete electrical components received respectively in the housing sections A1, A3, and A5. Alternatively, the capacitances 113a, 113b, and 113c may be provided in a printed circuit board (not shown) or connected to a printed circuit board (not shown), the printed circuit board (not shown) being a bottom (not shown) of the housing 101 Bottom (not shown) of the housing 101 is arranged.
Mit Bezug auf Fig. 4 wird nun ein anschauliches Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, in einem Schritt S1 wird eine Stromschiene bereitgestellt. Die Stromschiene kann im Schritt S1 bereitgestellt sein, wie bei- spielsweise hinsichtlich Flg. 2a oben erläutert ist Vorzugsweise ist die im Schritt S1 bereitgestellte Stromschiene vor dem Schritt S1 einer Umformung unterzogen worden, so dass die in Schritt S1 bereitgestellte Stromschiene eine gewünschte Form oder Gestalt aufweist (z.B. zur Anpassung an eine Bauraum, in dem die Stromschiene vorzusehen ist, und/oder zur Einstellung gewünschter elektrischer Eigenschaften). With reference to FIG. 4, an illustrative method of manufacturing an inductive component according to the present invention will now be described, in step S1 a bus bar is provided. The busbar can be provided in step S1, as shown in FIG. For example, in terms of Flg. 2a is explained above. The busbar provided in step S1 has preferably been subjected to a transformation prior to step S1, so that the busbar provided in step S1 has a desired shape or shape (eg for adaptation to a construction space in which the busbar is to be provided). and / or for setting desired electrical properties).
Anschließend kann in einem Schritt S2 wenigstens ein kunststoffgebundener Magnetkern gebildet werden, der gemäß anschaulichen Ausfuhrungsformen entlang eines Abschnitts der Stromschiene gebildet wird und die Stromschiene in dem Abschnitt wenigstens teilweise umgibt. Subsequently, in a step S2, at least one plastic-bonded magnetic core can be formed which, according to illustrative embodiments, is formed along a section of the busbar and at least partially surrounds the busbar in the section.
Gemäß speziellen anschaulichen Beispielen hierin kann der wenigstens eine kunststoffgebundene Magnetkern im Schritt S2 durch ein Umspritzen der Stromschiene mit einem Plastoferritmaterial oder allgemein durch Umspritzen der Stromschiene mit einem Kunststoffmaterials gebildet werden, das darin eingebettete magnetisch teitfähige Partikel aufweist. According to specific illustrative examples herein, the at least one plastic bonded magnetic core may be formed in step S2 by overmolding the bus bar with a plastic oxide material, or generally by overmolding the bus bar with a plastic material having magnetically permeable particles embedded therein.
Gemäß alternativen Beispielen hierin kann die Stromschiene zwischen dem Schritt S1 und dem Schritt S2 wenigstens teilweise in einem Gehäuse angeordnet werden. Im Schritt S2 kann dann der wenigstens eine kunststoffgebundene Magnetkern durch ein wenigstens abschnittsweises Vergießen der Stromschiene in dem Gehäuse mit einem Plastoferritmaterial oder allgemein einem Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln gebildet werden. Ein Beispiel für eine Kunststoffmatrix stellen thermoplastische Kunststoffe dar. Gemäß speziellen anschaulichen Beispielen der Erfindung können Polyamide, PPS oder Duroplaste, etwa Epoxidharze, als Matrixmaterial für kunststoffgebundene Magnetkerne verwendet werden. Die magnetisch leitfähigen Partikel können aus einem Eisenpulver, ein Pulver gebildet aus einer Eisenlegierung (z.B. FeSi, NiFe, FeSiAl usw.), einem Ferritpulver und/oder einem Pulver aus Seltenerdmagnetmaterialien, z.B. NdFeB, gebildet werden. According to alternative examples herein, the bus bar may be at least partially disposed in a housing between step S1 and step S2. In step S2, the at least one plastic-bonded magnetic core can then be formed by at least partially casting the bus bar in the housing with a plastoferror material or generally a plastic material with magnetically conductive particles embedded therein. An example of a plastic matrix is thermoplastic. According to specific illustrative examples of the invention, polyamides, PPS or thermosets, such as epoxy resins, can be used as the matrix material for plastic-bonded magnetic cores. The magnetically conductive particles may be formed of an iron powder, a powder of an iron alloy (e.g., FeSi, NiFe, FeSiAl, etc.), a ferrite powder and / or a powder of rare earth magnetic materials, e.g. NdFeB, are formed.
Alternativ kann ein Magnetkern aus einem magnetischen Zement gebildet werden, in dem Gehäuseabschnitte mit dem magnetischem Zement vergossen werden und der magnetische Zement aushärtet. Anschließend kann die Stromschiene mit dem wenigstens einen kunststoffgebundenen Magnetkern auf einem Trägermaterial, beispielsweise einem Kunststoffträger oder einer Leiterplatte, angebracht und oder elektrisch verbunden werden. Alternatively, a magnetic core may be formed of a magnetic cement in which housing portions are potted with the magnetic cement and the magnetic cement hardens. Subsequently, the busbar with the at least one plastic-bonded magnetic core on a support material, such as a plastic carrier or a printed circuit board, mounted and or electrically connected.
In speziellen anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie mit Bezug auf die Fig. 2a, 2b, 3 und 4 vorangehend erläutert wurde, kann ein Hochstromfilter durch eine Kopplung des induktiven Bauelements mit Kapazitäten bereitgestellt werden, wie entsprechend dem Schaltungsbild in Fig. 1 oben erläutert wurde. Ein entsprechend gebildetes Hochstromfilter kann ein Filter erster Ordnung oder höherer Ordnung darstellen, wie hinsichtlich Fig. 1 allgemein dargestellt wurde. In specific illustrative embodiments of the present invention, as previously explained with reference to FIGS. 2a, 2b, 3 and 4, a high current filter may be provided by coupling the inductive component to capacitances as illustrated in the circuit diagram of FIG. 1 above has been. A correspondingly formed high current filter may represent a first order or higher order filter as generally illustrated with respect to FIG.
Das induktive Bauelement kann beispielsweise in einem Filtermodul vorgesehen sein, um Gegentaktstörungen zu filtern. Hierbei können entsprechend einer geeigneten Umformung der bereitgestellten Stromschiene auch komplexe Stromschienengeometrien verwendet werden, da durch die kunststoffgebundenen Magnetkerne keine Beschränkung der Stromschienenform erfolgt. Im Vergleich zu bekannten Lösungen mit Magnetkernen, die beispielsweise durch Klappferrite bereitgestellt werden, die um Stromschienen herumgeklappt bzw. herumgeschnappt werden, kann ein kunststoffgebundener Magnetkern, wie hinsichtlich der anschaulichen Ausführungsformen oben beschrieben ist, einen vorgegebenen Bauraum besser ausnutzen als diskrete Kerne. Damit können Filtermodule auch für kompakte Bauräume gefertigt werden. Fertigungsprozesse sind hierbei automatisierbar bzw. können automatisierte Spritzgussprozesse oder Vergussprozesse umfassen. In Prozessen, in denen kunststoffgebundene Magnetkerne mittels Vergießen hergestellt werden, entfällt eine zusätzliche Fixierung der Stromschiene durch zusätzliche Bauteile. The inductive component may for example be provided in a filter module to filter differential mode noise. In this case, complex busbar geometries can be used in accordance with a suitable transformation of the provided busbar, since the plastic-bonded magnetic cores no restriction of the busbar shape. Compared to known solutions with magnetic cores provided, for example, by hinged ferrites, which are pivoted around bus bars, a plastic-bonded magnetic core, as described above with respect to the illustrative embodiments, can better utilize a given space than discrete cores. This filter modules can also be manufactured for compact spaces. Manufacturing processes can be automated here or can include automated injection molding processes or casting processes. In processes in which plastic-bonded magnetic cores are produced by casting, eliminating an additional fixation of the busbar by additional components.
Aufgrund der vorangegangenen Vorteile und einer großen Freiheit beim Design der Stromschiene, da keine Beschränkungen im Design der Stromschiene aufgrund von Vorgaben hinsichtlich der Verbaubarkeit von induktiven Bauelementen vorhanden sind, wird die industrielle Fertigung in dieser Hinsicht verbessert. Due to the foregoing advantages and great freedom in the design of the bus bar, since there are no restrictions on the design of the bus bar due to requirements regarding the buildability of inductive components, the industrial production is improved in this regard.
In speziellen anschaulichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine fast vollständige Umspritzung einer Stromschiene für Hochstromfilter mit sehr großen Querschnitten erfolgen, wobei lediglich Bereiche ausgespart sein können, an die weitere Bauteile, beispielsweise Kapazitäten, angebunden werden. Alternativ kann anstelle der fast vollständigen Plastoferritumspritzung ein fast vollständiges Vergießen der Stromschiene erfolgen, wo- bei aufgrund des Vergteßens ein zusätzlicher mechanischer Schutz der Baugruppe bereitgestellt werden kann. In specific illustrative embodiments of the present invention, an almost complete overmolding of a bus bar for high-current filters with very large cross-sections can take place, whereby only areas can be recessed, to which further components, for example capacities, are connected. Alternatively, instead of the almost complete plastoferritic injection, an almost complete potting of the busbar can take place. due to the Vergessßens an additional mechanical protection of the assembly can be provided.
Mittels der kunststoffgebundenen Magnetkerne sind Induktivitäten der kunststoffgebundenen Magnetkerne auf einfache Weise in einem großen Induktivitätsbereich einstellbar, beispielsweise in einem Bereich von 10 nH bis 200 nH, vorzugsweise im Bereich von 40 nH bis 90 nH oder in einem Bereich von 150 nH bis 300 nH. By means of the plastic-bonded magnetic cores, inductances of the plastic-bonded magnetic cores are easily adjustable in a large inductance range, for example in a range from 10 nH to 200 nH, preferably in the range from 40 nH to 90 nH or in a range from 150 nH to 300 nH.
Vorangehend sind mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 kunststoffgebundene Magnetkerne beschrieben, in denen magnetisch leitfähige Partikel in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Dies stellt keine Beschränkung der vorliegenden Erfindung dar und es können stattdessen auch in eine Zementmatrix eingebettete magnetisch leitfähige Partikel (sog. magnetischer Zement oder„Magmen.") bereitgestellt werden. Der Ausdruck .kunststoffgebundener Kern" soll daher in der Beschreibung zu den Figuren 1 bis 3 alternativ auch einen magnetischen Zement umfassen, wobei Dimensionen von Magnetkernen in einem Bereich größer 0,5 m liegen, insbesondere im Bereich von wenigstens 1 m. Previously, with reference to Figures 1 to 3, plastic-bonded magnetic cores are described in which magnetically conductive particles are embedded in a plastic matrix. This is not a limitation of the present invention, and instead magnetically conductive particles embedded in a cement matrix (so-called magnetic cement or "magmas") may be provided instead, the term "plastic-bonded core" should therefore be understood in the description of FIGS 3 alternatively comprise a magnetic cement, wherein dimensions of magnetic cores are in a range greater than 0.5 m, in particular in the range of at least 1 m.

Claims

Ansprüche claims
1 Induktives Bauelement (1a; 1b; 100) mit einer Stromschiene (4a; 4b; 104) und wenigstens einem Magnetkern (6a; 6b; 106a), der entlang eines Abschnitts der Stromschiene (4a; 4b; 104) gebildet ist und die Stromschiene (4a; 4b; 104) in dem Abschnitt wenigstens teilweise umgibt, wobei der wenigstens eine Magnetkern (6a; 6b; 106a) als ein kunststoffgebundener Magnetkern oder ein Kern aus magnetischem Zement gebildet ist. An inductive component (1a, 1b, 100) comprising a busbar (4a, 4b, 104) and at least one magnetic core (6a; 6b; 106a) formed along a portion of the busbar (4a; 4b; 104) and the busbar (4a; 4b; 104) at least partially surrounds said portion, said at least one magnetic core (6a; 6b; 106a) being formed as a plastic-bonded magnetic core or core of magnetic cement.
2. Induktives Bauelement (1a; 1b; 100) nach Anspruch 1, wobei freiliegende Endabschnitte der Stromschiene (4a; 4b; 104) als Anschlusskontakte ausgebildet sind und wenigstens ein zwischen dem Magnetkern (6a; 6b; 106a) und einem Anschluss wenigstens teilweise freiliegender Stromschienenabschnitt ferner zur elektrischen Verbindung mit einem Kondensator ausgebildet ist. 2. The inductive component (1a, 1b, 100) according to claim 1, wherein exposed end portions of the bus bar (4a; 4b; 104) are formed as terminal contacts and at least one at least partially exposed between the magnetic core (6a; 6b; 106a) and a terminal Busbar section is further formed for electrical connection to a capacitor.
3. Induktives Bauelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, femer umfassend ein Gehäuse (101), in das die Stromschiene (104) wenigstens teilweise aufgenommen ist, wobei der Magnetkern (106a) im Gehäuse (101) als kunststoffgebundener Magnetkern (6a; 6b; 106a) in Kunststoffspritztechnik oder Kunststoffgießtechnik gebildet ist. 3. Inductive component (100) according to claim 1 or 2, further comprising a housing (101), in which the bus bar (104) is at least partially accommodated, wherein the magnetic core (106a) in the housing (101) as a plastic-bonded magnetic core (6a; 6b, 106a) is formed by plastic injection molding or plastic casting technology.
4. Induktives Bauelement (1b; 100) nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend wenigstens einen zweiten Magnetkern (5b; 106b), der als ein kunststoffgebundener Magnetkern oder ein Kern aus magnetischem Zement gebildet ist und der die Stromschiene (4b; 104) wenigstens teilweise umgibt, wobei die wenigstens zwei Magnetkerne (5b, 6b; 106a, 106b) entlang der Stromschiene (4b; 104) in Reihe angeordnet sind und ein Stromschienenabschnitt zwischen je zwei Magnetkernen zur elektrischen Verbindung mit einem Kondensator (113b) ausgebildet ist. The inductive component (1b; 100) according to claim 1 or 2, further comprising at least one second magnetic core (5b; 106b) formed as a plastic-bonded magnetic core or a core of magnetic cement and supporting the bus bar (4b; 104) at least The at least two magnetic cores (5b, 6b; 106a, 106b) are arranged in series along the busbar (4b; 104) and a busbar section is formed between each pair of magnetic cores for electrical connection to a capacitor (113b).
5. Induktives Bauelement (100) nach Anspruch 4, femer umfassend ein Gehäuse (101), in das die Stromschiene (104) wenigstens teilweise aufgenommen ist, wobei die wenigstens zwei Magnetkerne (106a, 106b) im Gehäuse (101) in voneinander getrennten Gehäuseabschnitten (A2, A4) gebildet sind. 5. Inductive component (100) according to claim 4, further comprising a housing (101), in which the bus bar (104) is at least partially accommodated, wherein the at least two magnetic cores (106a, 106b) in the housing (101) in separate housing sections (A2, A4) are formed.
6. Induktives Bauelement (1a; 1b; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der wenigstens eine Magnetkern (6a, 6b; 106a) als ein kunststoffgebundener Magnetkern aus einem Plastoferritmaterial oder aus einem Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln gebildet ist. 6. The inductive component (1a, 1b, 100) according to one of claims 1 to 5, wherein the at least one magnetic core (6a, 6b, 106a) is a plastic-bonded magnetic core is formed from a Plastoferritmaterial or a plastic material with embedded therein magnetically conductive particles.
7. Hochstromfilter mit wenigstens einem Kondensator (113b) und dem induktiven Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der wenigstens eine Kondensator mit der Stromschiene (104) elektrisch verbunden ist. 7. High-current filter having at least one capacitor (113b) and the inductive component (100) according to one of claims 1 to 6, wherein the at least one capacitor to the bus bar (104) is electrically connected.
8. Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauelements (1a; 1b; 100), umfassend: ein Bereitstellen einer Stromschiene (4a; 4b; 104); und ein Bilden von wenigstens einem Magnetkern (6a; 6b; 106a), der entlang eines Abschnitts der Stromschiene (4a; 4b; 104) gebildet ist und die Stromschiene (4a; 4b; 104) in dem Abschnitt wenigstens teilweise umgibt, wobei der wenigstens eine Magnetkern (6a; 6b; 106a) als ein kunststoffgebundener Magnetkern oder ein Kern aus magnetischem Zement gebildet ist. A method of manufacturing an inductive component (1a; 1b; 100), comprising: providing a bus bar (4a; 4b; 104); and forming at least one magnetic core (6a; 6b; 106a) formed along a portion of the bus bar (4a; 4b; 104) and at least partially surrounding the bus bar (4a; 4b; 104) in the portion a magnetic core (6a; 6b; 106a) is formed as a plastic-bonded magnetic core or a core of magnetic cement.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Bilden des wenigstens einen Magnetkerns (6a; 6b; 106a) ein Umspritzen der Stromschiene (4a; 4b; 104) mit einem Plastoferritmaterial oder einem Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln umfasst, wobei ein kunststoffgebundener Kern gebildet wird. The method of claim 8, wherein forming said at least one magnetic core (6a; 6b; 106a) comprises overmolding said bus bar (4a; 4b; 104) with a plastoferror material or a plastic material having magnetically-conductive particles embedded therein, wherein a plastic-bonded core is formed.
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Stromschiene (104) wenigstens teilweise in einem Gehäuse (101) angeordnet wird und das Bilden des wenigstens einen Magnetkerns (106a) ein wenigstens abschnittsweises Vergießen der Stromschiene (104) im Gehäuse mit einem Plastoferritmaterial oder einem Kunststoffmaterial mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln oder einem Zement mit darin eingebetteten magnetisch leitfähigen Partikeln umfasst. 10. The method of claim 8, wherein the bus bar (104) is at least partially disposed in a housing (101) and forming the at least one magnetic core (106a) at least partially casting the bus bar (104) in the housing with a Plastoferritmaterial or a plastic material comprising magnetically conductive particles embedded therein or a cement having magnetically conductive particles embedded therein.
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