DE102021115895A1

DE102021115895A1 - Device for filtering common mode interference and differential mode interference

Info

Publication number: DE102021115895A1
Application number: DE102021115895.8A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-12-22
Also published as: EP4109476A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen. Die Vorrichtung umfasst mehrere elektrische Leiter (1). wobei die elektrischen Leiter (1) in einem Abschnitt jeweils einzeln von je einem ersten Kern (2) umgeben sind, wobei die elektrischen Leiter (1) und die ersten Kerne (2) in diesem Abschnitt gemeinsam von einem zweiten Kern (3) umgeben sind, wobei die ersten Kerne (2) jeweils eine erste magnetische Permeabilität aufweisen und der zweite Kern (3) eine zweite magnetische Permeabilität aufweist, und wobei die zweite magnetische Permeabilität größer ist als jede der ersten magnetischen PermeabilitätenThe invention relates to a device for filtering common mode interference and differential mode interference. The device comprises several electrical conductors (1). the electrical conductors (1) are each individually surrounded by a first core (2) in a section, the electrical conductors (1) and the first cores (2) being surrounded together by a second core (3) in this section wherein the first cores (2) each have a first magnetic permeability and the second core (3) has a second magnetic permeability, and wherein the second magnetic permeability is greater than each of the first magnetic permeabilities

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen.The invention relates to a device for filtering common mode interference and differential mode interference.

Bei elektronischen Geräten, beispielsweise mit getakteten Halbleiterschaltern, kommt es im Betrieb zu elektrischen Störsignalen. Die elektrischen Störsignale können in Gleichtaktstörungen und Gegentaktstörungen unterteilt werden. Für Gleichtaktstörungen ist auch die teilweise englische Bezeichnung Common-Mode-Störungen und für Gegentaktstörungen die teilweise englische Bezeichnung Differential-Mode-Störungen gebräuchlich.In the case of electronic devices, for example with clocked semiconductor switches, electrical interference signals occur during operation. The electrical interference signals can be divided into common mode interference and differential mode interference. For common-mode interference, the English term common-mode interference is also used, and for differential-mode interference, the English term differential-mode interference is used.

Nach dem Stand der Technik werden Gleichtaktstörungen und Gegentaktstörungen mit Hilfe von bewickelten Ringkernen gefiltert. Insbesondere bei höheren Strömen werden dabei zwei oder mehr in Reihe geschaltete Ringkerne vorgesehen. Dabei soll der eine Ringkern die Gleichtaktstörungen und der andere Ringkern die Gegentaktstörungen filtern. Ein solcher Aufbau weist jedoch einen großen Platzbedarf auf. Zudem sind bewickelte Ringkerne aufwändig in der Herstellung.According to the prior art, common-mode interference and differential-mode interference are filtered using wound toroidal cores. Particularly in the case of higher currents, two or more toroidal cores connected in series are provided. One toroidal core should filter common-mode interference and the other toroidal core should filter differential-mode interference. However, such a structure requires a large amount of space. In addition, wound toroidal cores are complex to manufacture.

Die deutsche Patentanmeldung DE 10 2010 050 828 A1 schlägt zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen eine stromkompensierte Drossel vor, die einen Kern mit zwei Wicklungen umfasst. Der Kern weist dazu eine komplizierte Form auf. Es bleibt weiterhin ein vergleichsweise hoher Platzbedarf.The German patent application DE 10 2010 050 828 A1 proposes a current-compensated choke comprising a core with two windings for filtering common-mode noise and differential-mode noise. For this purpose, the core has a complicated shape. A comparatively large amount of space remains.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen. Insbesondere soll eine kompakte Vorrichtung zum Filtern von Gleichtaktstörungen und Gegentaktstörungen auf elektrischen Leitern angegeben werden.The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, a compact device for filtering common mode interference and differential mode interference on electrical conductors is to be specified.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1 und durch ein Kraftfahrzeug gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dazu in den abhängigen Ansprüchen angegeben.According to the invention, this object is achieved by a method according to the subject matter of claim 1 and by a motor vehicle according to the subject matter of claim 16. Advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims.

Nach Maßgabe der Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen für mehrere elektrische Leiter. Die elektrischen Leiter sind in einem Abschnitt jeweils einzeln von je einem ersten Kern umgeben. Die ersten Kerne sind vorzugsweise als erste Ringkerne ausgestaltet. Die im Folgenden für die ersten Kerne beschriebenen Merkmale können daher gleichwohl für erste Ringkerne gelten. Die ersten Kerne sind vorzugsweise geschlossenen. Die ersten Kerne umgeben dabei die elektrischen Leiter vorzugsweise jeweils vollständig. Die elektrischen Leiter und die ersten Kerne sind in diesem Abschnitt gemeinsam von einem zweiten Kern, vorzugsweise von genau einem zweiten Kern, umgeben. Der zweite Kern ist vorzugsweise als zweiter Ringkern ausgestaltet. Die im Folgenden für den zweiten Kern beschriebenen Merkmale können daher gleichwohl für den zweiten Ringkern gelten. Der zweite Kern ist vorzugsweise geschlossen. Der zweite Kern umgibt dabei die elektrischen Leiter und die ersten Kerne in diesem Abschnitt vorzugsweise vollständig. Die ersten Kerne weisen jeweils eine erste magnetische Permeabilität auf. Die ersten magnetischen Permeabilitäten der jeweiligen ersten Kerne sind vorzugsweise gleich, können sich alternativ dazu zumindest teilweise unterscheiden. Der zweite Kern weist eine zweite magnetische Permeabilität auf. Die zweite magnetische Permeabilität ist größer als jede der ersten magnetischen Permeabilitäten.According to the invention, the device for filtering common mode interference and differential mode interference for a plurality of electrical conductors. The electrical conductors are each individually surrounded in one section by a first core. The first cores are preferably designed as first ring cores. The features described below for the first cores can therefore also apply to first toroidal cores. The first cores are preferably closed. In this case, the first cores preferably completely surround the electrical conductors. In this section, the electrical conductors and the first cores are jointly surrounded by a second core, preferably by precisely one second core. The second core is preferably designed as a second ring core. The features described below for the second core can therefore also apply to the second toroidal core. The second core is preferably closed. In this case, the second core preferably completely surrounds the electrical conductors and the first cores in this section. The first cores each have a first magnetic permeability. The first magnetic permeabilities of the respective first cores are preferably the same, alternatively they can differ at least in part. The second core has a second magnetic permeability. The second magnetic permeability is greater than each of the first magnetic permeabilities.

In der vorliegenden Patentanmeldung wird entgegen dem üblichen Sprachgebrauch der Begriff „Permeabilitäten“ im Plural verwendet. Damit soll klargestellt werden, dass jeder erste Kern eine erste magnetische Permeabilität aufweist und sich die „ersten magnetischen Permeabilitäten“ dabei unterscheiden können. Unter „erste magnetische Permeabilitäten“ kann also „Werte der jeweiligen ersten magnetischen Permeabilität“ oder noch präziser „Werte der ersten magnetischen Permeabilität der jeweiligen ersten Kerne“ verstanden werden. Diese Ausdrücke erscheinen hier zu sperrig. Zu Gunsten einer einfacheren Sprache wird daher stattdessen der Begriff „Permeabilitäten“ im Plural verwendet.Contrary to common usage, the term “permeabilities” is used in the plural in the present patent application. This is to clarify that each first core has a first magnetic permeability and the “first magnetic permeabilities” can differ. “First magnetic permeabilities” can therefore be understood to mean “values of the respective first magnetic permeability” or even more precisely “values of the first magnetic permeability of the respective first cores”. These expressions seem too cumbersome here. In favor of a simpler language, the term "permeabilities" is therefore used in the plural instead.

Vorzugsweise werden sich unterscheidende erste magnetische Permeabilitäten bei asymmetrisch auftretenden Strömen vorgesehen. Dabei wird beispielsweise ein erster Kern mit einer geringeren ersten magnetischen Permeabilität und somit einer höheren Sättigungsfestigkeit dort vorgesehen, wo aufgrund einer Last höhere Ströme auftreten.Differing first magnetic permeabilities are preferably provided for asymmetrically occurring currents. In this case, for example, a first core with a lower first magnetic permeability and thus a higher saturation strength is provided where higher currents occur due to a load.

Überraschend hat sich gezeigt, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl Gleichtaktstörungen als auch Gegentaktstörungen gefiltert werden können, insbesondere ohne dass an den Leitern hintereinander bzw. in Serie angeordnete Spulen bzw. Magnetkerne notwendig sind. Die ersten Kerne und der zweite Kern sind auf den elektrischen Leitern in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Vorzugsweise sind die ersten Kerne und die zweiten Kerne in einer Ebene quer zu den elektrischen Leitern angeordnet, insbesondere in Flucht zueinander.Surprisingly, it has been shown that both common-mode interference and differential-mode interference can be filtered with the device according to the invention, in particular without the need for coils or magnet cores arranged one behind the other or in series on the conductors. The first cores and the second core are arranged on the electrical conductors in a common plane. The first cores and the second cores are preferably arranged in a plane transverse to the electrical conductors, in particular in alignment with one another.

Die ersten Kerne und der zweite Kern sind vorteilhafterweise übereinander angeordnet, man könnte auch sagen im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Dies stellt eine Abkehr vom Stand der Technik da, in dem zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen häufig mehrere Kerne hintereinander angeordnet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders kompakt und ermöglicht dadurch eine erhebliche Platzersparnis. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vergleichsweise einfach in der Herstellung.The first cores and the second core are advantageously arranged one above the other, one could also say arranged essentially concentrically to one another. This represents a departure from State of the art since in which several cores are often arranged in series to filter common mode interference and differential mode interference. The device according to the invention is particularly compact and thus enables considerable space savings. Furthermore, the device according to the invention is comparatively simple to manufacture.

Unter Gleichtaktstörung oder Common Mode Störung werden elektromagnetische Störsignale verstanden, die sich auf Verbindungsleitungen gleichsinnig ausbreiten. Also beispielsweise auf der Hinleitung und auf der Rückleitung mit jeweils gleicher Phasenlage und/oder Stromrichtung ausbreiten.Common-mode interference is understood to mean electromagnetic interference signals that propagate in the same direction on connecting lines. So, for example, propagate on the outgoing line and on the return line, each with the same phase position and/or current direction.

Unter Gegentaktstörung oder Differential Mode Störung werden elektromagnetische Störsignale verstanden, die sich auf Verbindungsleitungen gegensinnig ausbreiten, also mit unterschiedlicher Phasenlage und/oder Stromrichtung ausbreiten.Push-pull interference or differential mode interference is understood to mean electromagnetic interference signals which propagate in opposite directions on connecting lines, ie propagate with different phase angles and/or current directions.

Die elektrischen Leiter, welche beispielsweise als Stromschienen ausgestaltet sind, können vorteilhafterweise zueinander parallel, beispielsweise waagerecht aus der Vorrichtung bzw. aus einem die Vorrichtung aufweisenden Bauteil herausgeführt werden. Dadurch sind die elektrischen Leiter besonders einfach kontaktierbar. Die Vorrichtung kann besonders einfach und besonders platzsparend in einem Gerät montiert werden.The electrical conductors, which are designed as busbars, for example, can advantageously be led out parallel to one another, for example horizontally, out of the device or out of a component having the device. As a result, the electrical conductors can be contacted particularly easily. The device can be installed in a device in a particularly simple and particularly space-saving manner.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung zwei, drei oder vier elektrische Leiter.According to an advantageous embodiment of the invention, the device comprises two, three or four electrical conductors.

Die elektrischen Leiter bilden vorzugsweise eine Stromversorgungsleitung. Die Stromversorgungsleitung ist vorzugsweise eine einphasige oder dreiphasige Stromversorgungsleitung. Im Fall einer einphasigen Stromversorgungsleitung sind dabei zwei elektrische Leiter vorgesehen, davon vorzugsweise ein elektrischer Leiter für die Phase und ein Nullleiter. Bei einer dreiphasigen Stromversorgungsleitung können drei elektrische Leiter vorgesehen sein, vorzugsweise jeweils ein elektrischer Leiter für jede der drei Phasen. Alternativ dazu können bei einer dreiphasigen Stromversorgungsleitung vier elektrische Leiter vorgesehen sein, vorzugsweise jeweils ein elektrischer Leiter für jede der drei Phasen und zusätzlich ein Nullleiter. Eine einphasige und/oder eine dreiphasige Stromversorgungsleitung ist vorzugsweise mit Wechselstrom zu betreiben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann alternativ dazu auch für Gleichstrom vorgesehen sein. Dabei umfasst die Vorrichtung vorzugsweise zwei elektrische Leiter, das heißt vorzugsweise einen elektrischen Leiter für den zufließenden Strom und einen elektrischen Leiter für den abfließenden Strom.The electrical conductors preferably form a power supply line. The power supply line is preferably a single-phase or three-phase power supply line. In the case of a single-phase power supply line, two electrical conductors are provided, preferably one electrical conductor for the phase and one neutral conductor. In the case of a three-phase power supply line, three electrical conductors can be provided, preferably one electrical conductor for each of the three phases. As an alternative to this, four electrical conductors can be provided in a three-phase power supply line, preferably one electrical conductor for each of the three phases and an additional neutral conductor. A single-phase and/or a three-phase power supply line should preferably be operated with alternating current. As an alternative to this, the device according to the invention can also be provided for direct current. The device preferably comprises two electrical conductors, that is to say preferably an electrical conductor for the current flowing in and an electrical conductor for the current flowing out.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elektrischen Leiter jeweils Stromschienen oder jeweils stromführende Bolzen. Alternativ dazu können die elektrischen Leiter jeweils Bänder, jeweils Geflechte, jeweils Kabel oder jeweils Drähte sein. Die elektrischen Leiter können aber auch eine beliebige Kombination aus Stromschienen, stromführenden Bolzen, Bändern, Geflechten, Kabeln und/oder Drähten sein. Beispielsweise können bei einer Gesamtzahl von drei elektrischen Leitern zwei elektrische Leiter als Stromschienen und ein elektrischer Leiter als Kabel ausgestaltet sein.According to a further advantageous embodiment of the invention, the electrical conductors are busbars or current-carrying bolts. Alternatively, the electrical conductors may each be tape, each braid, each cable, or each wire. However, the electrical conductors can also be any combination of busbars, current-carrying bolts, straps, braiding, cables and/or wires. For example, with a total of three electrical conductors, two electrical conductors can be designed as busbars and one electrical conductor as a cable.

Die elektrischen Leiter sind vorzugsweise aus Kupfer und/oder Aluminium gebildet. Besonders bevorzugt sind Stromschienen aus Kupfer, welche nachfolgend auch als Kupferschienen bezeichnet werden.The electrical conductors are preferably formed from copper and/or aluminum. Busbars made of copper, which are also referred to below as copper busbars, are particularly preferred.

Die elektrischen Leiter weisen vorzugsweise eine Querschnittsfläche von 10 bis 1000 mm² auf, besonders bevorzugt eine Querschnittsfläche von 50 bis 200 mm². Die elektrischen Leiter können z.B. zwei Kupferschienen mit im Querschnitt jeweils 15 mm * 3 mm sein. Als weiteres Beispiel können die elektrischen Leiter zwei Litzen mit einer Querschnittsfläche von 500 mm² sein.The electrical conductors preferably have a cross-sectional area of 10 to 1000 mm ² , particularly preferably a cross-sectional area of 50 to 200 mm ² . The electrical conductors can be, for example, two copper rails each with a cross section of 15 mm*3 mm. As a further example, the electrical conductors can be two strands with a cross-sectional area of 500 mm ² .

Die ersten Kerne und der zweite Kern umgeben die elektrischen Leiter vorzugsweise jeweils auf einer Länge von 5 bis 100 mm, beispielsweise jeweils auf einer Länge von 20 mm.The first cores and the second core preferably surround the electrical conductors over a length of 5 to 100 mm, for example over a length of 20 mm.

Die elektrischen Leiter verlaufen vorzugsweise zueinander parallel oder im Wesentlichen parallel. Insbesondere verlaufen die elektrischen Leiter zumindest in dem Abschnitt, in dem die ersten Kerne und der zweite Kern angeordnet sind, zueinander parallel. Vorzugsweise sind die elektrischen Leiter innerhalb der Vorrichtung nicht miteinander verbunden. Insbesondere sind die elektrischen Leiter innerhalb der Vorrichtung voneinander galvanisch isoliert.The electrical conductors preferably run parallel or essentially parallel to one another. In particular, the electrical conductors run parallel to one another at least in the section in which the first cores and the second core are arranged. Preferably, the electrical conductors within the device are not connected to each other. In particular, the electrical conductors within the device are galvanically isolated from one another.

Bei einer Ausgestaltung der elektrischen Leiter als Stromschienen, vorzugsweise als Kupferschienen, kann in jede Stromschiene jeweils eine Einpressmutter eingesetzt sein. Dadurch sind die Stromschienen besonders einfach kontaktierbar.If the electrical conductors are designed as busbars, preferably as copper busbars, a press-in nut can be inserted into each busbar. As a result, the busbars are particularly easy to contact.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elektrischen Leiter für Stromstärken von 50 A, vorzugsweise für Stromstärken von 100 A, besonders bevorzugt für Stromstärken in einem Bereich von 300 A bis 5.000 A ausgelegt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the electrical conductors are designed for currents of 50 A, preferably for currents of 100 A, particularly preferably for currents in a range from 300 A to 5,000 A.

Dabei versteht es sich von selbst, dass ein solcher elektrischer Leiter insbesondere auch für jeweils geringere als die genannten Stromstärken geeignet ist und daher bei geringeren Stromstärken betrieben werden kann. Beispielsweise ist der für Stromstärken von 50 A ausgelegte elektrische Leiter insbesondere auch für Stromstärken von unterhalb von 50 A geeignet und kann auch bei Stromstärken unterhalb von 50 A betrieben werden.It goes without saying that such an electrical conductor can also be used, in particular, for current intensities that are lower than those mentioned is suitable and can therefore be operated at lower currents. For example, the electrical conductor designed for currents of 50 A is also particularly suitable for currents below 50 A and can also be operated at currents below 50 A.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Kerne jeweils aus einem weichmagnetischen Material, vorzugsweise aus Pulververbundmaterial, hergestellt. Das Pulververbundmaterial kann ein NiFe-Pulver, Eisenpulver, Carbonyleisenpulver, Ferritpulver und/oder FeAl-Pulver sein. Letzteres wird auch als Sendust bezeichnet. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Kern aus einem weichmagnetischen Werkstoff wie beispielsweise Ferrit (z.B. Mangan-Zink-Ferrit (MnZn) oder Nickel-Zink-Ferrit (NiZn)), NiFe, SiFe, aus nanokristallinem oder amorphem Kernmaterial hergestellt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first cores are each made from a soft magnetic material, preferably from a powder composite material. The powder composite material can be an NiFe powder, iron powder, carbonyl iron powder, ferrite powder and/or FeAl powder. The latter is also known as Sendust. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second core is made of a soft-magnetic material such as ferrite (e.g. manganese-zinc ferrite (MnZn) or nickel-zinc ferrite (NiZn)), NiFe, SiFe, nanocrystalline or amorphous core material.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegen die ersten magnetischen Permeabilitäten jeweils in einem Bereich von 5 bis 500, vorzugsweise jeweils in einem Bereich von 10 bis 100. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt die zweite magnetische Permeabilität in einem Bereich von 500 bis 150.000, vorzugsweise in einem Bereich von 1.000 bis 100.000, besonders bevorzugt in einem Bereich von 4.000 bis 50.000.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first magnetic permeabilities are each in a range from 5 to 500, preferably each in a range from 10 to 100. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second magnetic permeability is in a range from 500 to 150,000 , preferably in a range from 1,000 to 100,000, particularly preferably in a range from 4,000 to 50,000.

Zwischen den ersten magnetischen Permeabilitäten und der zweiten magnetischen Permeabilität kann ein Faktor von 5 bis 20.000 liegen. Dabei sind insbesondere auch Kombinationen von niedrigen Werten der jeweiligen ersten magnetischen Permeabilität mit hohen Werten der zweiten magnetischen Permeabilität bzw. von niedrigen Werten der zweiten magnetischen Permeabilität mit hohen Werten der jeweiligen ersten magnetischen Permeabilität möglich.There can be a factor of 5 to 20,000 between the first magnetic permeability and the second magnetic permeability. In particular, combinations of low values of the respective first magnetic permeability with high values of the second magnetic permeability or of low values of the second magnetic permeability with high values of the respective first magnetic permeability are also possible.

Wie oben bereits erläutert können die ersten Kerne als erste Ringkerne und/oder der zweite Kern als zweiter Ringkern ausgestaltet sein. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die ersten Kerne im Querschnitt jeweils eine ovale, runde oder rechteckige Fläche, insbesondere Ringfläche, oder abschnittweise Kombinationen davon aus. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der zweite Kern im Querschnitt eine ovale, runde oder rechteckige Fläche, insbesondere Ringfläche, oder eine abschnittweise Kombination davon aus.As already explained above, the first cores can be configured as first toroidal cores and/or the second core can be configured as a second toroidal core. According to a further advantageous embodiment of the invention, the cross section of the first cores each form an oval, round or rectangular area, in particular an annular area, or combinations thereof in sections. According to a further advantageous embodiment of the invention, the cross section of the second core forms an oval, round or rectangular area, in particular an annular area, or a combination thereof in sections.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Kerne jeweils ein- oder mehrstückig ausgebildet. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Kern ein- oder mehrstückig ausgebildet.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first cores are each formed in one piece or in several pieces. According to a further advantageous embodiment of the invention, the second core is designed in one piece or in several pieces.

Bei einer einstückigen Ausbildung sind die ersten Kerne und/oder der zweite Kern vorzugsweise als Röhre gepresst. Die ersten Kerne und/oder der zweite Kern können dabei von vorne auf die elektrischen Leiter, welche vorzugweise als Stromschienen oder Bolzen ausgestaltet sind, geschoben werden. Insbesondere kann in diesem Fall die Gesamtheit aus ersten Kernen und zweitem Kern auf elektrische Leiter geschoben werden.In a one-piece construction, the first cores and/or the second core are preferably pressed as a tube. The first cores and/or the second core can be pushed from the front onto the electrical conductors, which are preferably designed as busbars or bolts. In this case, in particular, the entirety of the first cores and the second core can be pushed onto electrical conductors.

Bei einer mehrstückigen Ausbildung sind die ersten Kerne und/oder der zweite Kern werden diese vorzugsweise jeweils um die elektrischen Leiter, welche vorzuweise als Stromschienen oder Bolzen ausgestaltet sind, herum aufgesteckt. Die ersten Kerne werden dabei vorzugsweise jeweils einzeln um jeweils einen der elektrischen Leiter herum aufgesteckt. Der zweite Kern wird anschließend vorzugsweise um die die jeweiligen elektrischen Leiter umgebenden ersten Kerne herum aufgesteckt. Die ersten Kerne und/oder der zweite Kern werden bei einer mehrstückigen Ausbildung vorzugsweise jeweils als zwei U-Kerne, als zwei E-Kerne und/oder als eine Kombination eines U-Kerns oder E-Kerns mit einem I-Kern gebildet. Die zwei U-Kerne bzw. die Kombination des U-Kerns mit dem I-Kern werden dabei derart zusammengesetzt, dass ein axiales Loch entsteht, in dem ein elektrischer Leiter bzw. die die jeweiligen elektrischen Leiter umgebenden ersten Kerne aufgenommen werden können. Zwei E-Kerne bzw. die Kombination eines E-Kerns mit einem I-Kern weisen zwei axiale Löcher auf. Die Ausbildung eines ersten Kerns als zwei E-Kerne oder als Kombination eines E-Kerns mit einem I-Kern ermöglicht daher eine Aufnahme von zwei elektrischen Leitern, wobei je ein elektrischer Leiter durch jedes der beiden Löcher verläuft. Somit kann also die Anzahl der ersten Kerne um eins verringert werden. Bei einer Vorrichtung mit insgesamt zwei elektrischen Leitern kann genau ein als zwei E-Kerne oder als Kombination eines E-Kerns mit einem I-Kern ausgestalteter erster Kern die beiden elektrischen Leitern umgeben. Auch diese Ausgestaltung ist von der Erfindung umfasst. Allgemein gesprochen können zwei oder mehrere erste Kerne integral ausgebildet sein, beispielsweise einstückig in Form einer 8 oder mehrstückig in Form zweier E-Kerne. Erfindungsgemäß sind die elektrischen Leiter also auch in dieser Ausgestaltung jeweils einzeln von je einem ersten Kern umgeben.In the case of a multi-piece design, the first cores and/or the second core are preferably each slipped on around the electrical conductors, which are preferably in the form of busbars or bolts. The first cores are preferably each attached individually around one of the electrical conductors. The second core is then preferably fitted around the first cores surrounding the respective electrical conductors. In the case of a multi-part design, the first cores and/or the second core are preferably each formed as two U-cores, as two E-cores and/or as a combination of a U-core or E-core with an I-core. The two U-cores or the combination of the U-core with the I-core are put together in such a way that an axial hole is formed in which an electrical conductor or the first cores surrounding the respective electrical conductors can be accommodated. Two E-cores or the combination of an E-core with an I-core have two axial holes. The formation of a first core as two E-cores or as a combination of an E-core with an I-core therefore enables two electrical conductors to be accommodated, with one electrical conductor running through each of the two holes. Thus, the number of first cores can be reduced by one. In a device with a total of two electrical conductors, exactly one first core configured as two E cores or as a combination of an E core and an I core can surround the two electrical conductors. This configuration is also covered by the invention. Generally speaking, two or more first cores can be formed integrally, for example in one piece in the form of an 8 or in several pieces in the form of two E-cores. According to the invention, the electrical conductors are each individually surrounded by a first core in this configuration as well.

Alternativ oder ergänzend dazu kann eine mehrstückige Ausbildung der ersten Kerne und/oder des zweiten Kerns in axialer Richtung erfolgen. Dabei können die ersten Kerne und/oder der zweite Kern beispielsweise jeweils aus mehreren als Röhre gepressten Stücken zusammengesetzt sein. Beispielsweise können erste Kerne, welche die elektrischen Leiter jeweils auf einer Länge von 30 mm umgeben, aus drei jeweils 10 mm langen Stücken zusammengesetzt sein. Ein die elektrischen Leiter auf einer Länge von 30 mm umgebender zweiter Kern kann aus drei jeweils 10 mm langen Stücken zusammengesetzt sein. Diese Stücke können von vorne auf die elektrischen Leiter, welche vorzugweise als Stromschienen oder Bolzen ausgestaltet sind, geschoben werden. Weiterhin können die ersten Kerne und/oder der zweite Kern beispielsweise jeweils aus mehreren Paaren von U-Kernen, aus mehreren Paaren von E-Kernen, aus mehreren U-I Kernen und/oder aus mehreren E-I-Kernen gebildet sein. Die Paare können um die elektrischen Leiter und/oder um die die jeweiligen elektrischen Leiter umgebenden ersten Kerne herum aufgesteckt werden.As an alternative or in addition to this, the first cores and/or the second core can be made in several pieces in the axial direction. In this case, the first cores and/or the second core can, for example, each be composed of a plurality of pieces pressed as tubes. at for example, first cores, which each surround the electrical conductors over a length of 30 mm, can be composed of three pieces each 10 mm long. A second core surrounding the electrical conductors over a length of 30 mm can be composed of three pieces each 10 mm long. These pieces can be pushed from the front onto the electrical conductors, which are preferably designed as busbars or bolts. Furthermore, the first cores and/or the second core can, for example, each be formed from a number of pairs of U cores, from a number of pairs of E cores, from a number of UI cores and/or from a number of EI cores. The pairs can be fitted around the electrical conductors and/or around the first cores surrounding the respective electrical conductors.

Vorzugsweise wird der zweite Kern bei einer zweiten magnetischen Permeabilität in einem Bereich von 500 bis 2.000 als zwei U-Kerne, als zwei E-Kerne, als eine Kombination eines U-Kerns mit einem I-Kern und/oder als eine Kombination eines E-Kerns mit einem I-Kern gebildet.Preferably, with a second magnetic permeability in a range from 500 to 2,000, the second core is configured as two U-cores, as two E-cores, as a combination of a U-core with an I-core and/or as a combination of an E- Core formed with an I core.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bilden die ersten Kerne eine Aufnahme für den zweiten Kern aus. Die Aufnahme kann durch eine oder mehrere in den Mantelflächen der ersten Kerne vorgesehene Vertiefungen gebildet sein. Alternativ oder ergänzend kann die Aufnahme durch eine oder mehrere in den Mantelflächen der ersten Kerne vorgesehene Erhöhungen gebildet sein. Die Vertiefung, die Vertiefungen, die Erhöhung und/oder die Erhöhungen können dabei in Umlaufrichtung der Mantelflächen der ersten Kerne verlaufen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first cores form a receptacle for the second core. The receptacle can be formed by one or more indentations provided in the lateral surfaces of the first cores. Alternatively or additionally, the receptacle can be formed by one or more elevations provided in the lateral surfaces of the first cores. The indentation, the indentations, the elevation and/or the elevations can run in the circumferential direction of the lateral surfaces of the first cores.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der zweite Kern formschlüssig auf die ersten Kerne aufgebracht. Vorzugsweise wird der zweite Kern dabei formschlüssig an den ersten Kernen befestigt.According to a further advantageous embodiment of the invention, the second core is applied to the first cores in a form-fitting manner. The second core is preferably attached to the first cores in a form-fitting manner.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der zweite Kern in axialer Richtung auf die ersten Kerne aufgeschoben. Die axiale Richtung verläuft dabei vorzugsweise parallel zu den elektrischen Leitern.According to a further advantageous embodiment of the invention, the second core is pushed onto the first cores in the axial direction. The axial direction preferably runs parallel to the electrical conductors.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält die Vorrichtung ein isolierendes Material zwischen den ersten Kernen und dem zweiten Kern. Alternativ oder zusätzlich weisen die ersten Kerne und/oder der zweite Kern ein isolierendes Material an einer Oberfläche auf.According to a further advantageous embodiment of the invention, the device contains an insulating material between the first cores and the second core. Alternatively or additionally, the first cores and/or the second core have an insulating material on a surface.

Das isolierende Material bildet vorzugsweise eine Isolierschicht mit einer Dicke von 0,1 bis 2 mm, besonders bevorzugt ist eine Dicke von 0,7 bis 1,0 mm, z.B. 0,8 mm.The insulating material preferably forms an insulating layer with a thickness of 0.1 to 2 mm, particularly preferably a thickness of 0.7 to 1.0 mm, for example 0.8 mm.

Die ersten Kerne und/oder der zweite Kern können vollständig oder teilweise mit isolierendem Material ummantelt sein.The first cores and/or the second core can be completely or partially covered with insulating material.

Die ersten Kerne können beispielsweise jeweils von einem Schrumpfschlauch oder einem Isolierschlauch umgeben sein. Der Schrumpfschlauch kann z.B. aus strahlenvernetzendem Polyolefin gebildet sein. Der Isolierschlauch kann z.B. ein Glasgewebeschlauch, ein Silikonschlauch, ein PVC-Schlauch oder ein Teflonschlauch sein.The first cores can each be surrounded by a shrink tube or an insulating tube, for example. For example, the heat-shrink tubing may be formed from radiation-crosslinked polyolefin. The insulating hose can be, for example, a glass fabric hose, a silicone hose, a PVC hose or a Teflon hose.

Der zweite Kern kann in Kunststoff, insbesondere in Epoxidharz, Polyurethanharz, Acrylharz und/oder Silikon eingebettet sein. Der zweite Kern kann mit einem oder mehreren dieser Materialen beschichtet sein. Vorzugsweise ist der zweite Kern mit einer Wirbelsinterschicht aus Kunststoff, insbesondere aus Epoxidharz, Polyurethanharz, Acrylharz und/oder Silikon umhüllt. Weiterhin kann der zweite Kern in einem Becher, vorzugsweise in einem Kunststoffbecher, aufgenommen sein. Der Kunststoffbecher kann z.B. aus PA6.6 oder PVC gebildet sein und/oder mittels Kunststoffspritzguss hergestellt sein. Weiterhin kann der zweite Kern auf ein Rohr oder auf einen Schlauch gesteckt sein. Das Rohr kann aus Kunststoff oder aus mit Kunststoff, insbesondere mit Epoxidharz, getränkten Glasfasern gebildet sein. Als ein Beispiel dazu kann das Rohr aus FR4 gebildet sein. Der Schlauch kann ein Gewebeschlauch, vorzugsweise ein Glasgewebeschlauch sein. Der Glasgewebeschlauch kann beispielsweise mit Acrylharz, Polyurethanharz, Epoxidharz, Silikon und/oder Teflon imprägniert sein. Das isolierende Material kann außerdem harzgetränktes Papier (z.B. Nomex), harzgetränkte Pappe, Glas und/oder Teer umfassen.The second core can be embedded in plastic, in particular in epoxy resin, polyurethane resin, acrylic resin and/or silicone. The second core can be coated with one or more of these materials. The second core is preferably encased in a fluidized bed layer made of plastic, in particular epoxy resin, polyurethane resin, acrylic resin and/or silicone. Furthermore, the second core can be accommodated in a cup, preferably in a plastic cup. The plastic cup can be made of PA6.6 or PVC, for example, and/or can be made by means of plastic injection moulding. Furthermore, the second core can be placed on a pipe or hose. The tube can be formed from plastic or from glass fibers impregnated with plastic, in particular with epoxy resin. As an example, the tube may be made of FR4. The tube can be a fabric tube, preferably a glass fabric tube. The glass fabric tube can be impregnated, for example, with acrylic resin, polyurethane resin, epoxy resin, silicone and/or Teflon. The insulating material may also include resin-impregnated paper (e.g. Nomex), resin-impregnated cardboard, glass and/or tar.

Sofern der zweite Kern vollständig oder teilweise mit isolierendem Material ummantelt ist, können die ersten Kerne bei jeweils ausreichendem Abstand zueinander ohne zusätzliches isolierendes Material bleiben.If the second core is completely or partially encased with insulating material, the first cores can remain without additional insulating material if there is a sufficient distance from one another.

Die ersten Kerne und der zweite Kern können gemeinsam mit einem isolierenden Material vergossen und/oder umspritzt sein. Die ersten Kerne und der zweite Kern können gemeinsam z.B. mit Silikon, PUR oder Epoxidharz vergossen und/oder mit Kunststoff, beispielsweise PVC, umspritzt sein. Dazu sind die ersten Kerne und der zweite Kern vorzugsweise während eines Vergießens, Umspritzens und/oder Aushärtens zueinander fixiert. Das Vergießen wird beispielsweise mittels Formverguss durchgeführt.The first cores and the second core can be cast and/or encapsulated together with an insulating material. The first cores and the second core can be cast together, e.g. with silicone, PUR or epoxy resin, and/or overmoulded with plastic, e.g. PVC. For this purpose, the first cores and the second core are preferably fixed to one another during casting, overmolding and/or curing. The encapsulation is carried out, for example, by means of mold encapsulation.

In das den zweiten Kern umgebende isolierende Material, vorzugsweise in den den zweiten Kern aufnehmenden Kunststoffbecher, kann eine Nut eingebracht sein, mit der eine Leiterplatte definiert fixiert werden kann. Die Leiterplatte nimmt vorzugsweise eine Kondensatorbaugruppe auf. Die Verbindung zwischen der Leiterplatte und den elektrischen Leitern, vorzugsweise den Stromschienen, besonders bevorzugt den Kupferschienen, kann niederinduktiv mittels weiterer Bolzen, weiterer Kupferschienen, weiterer Kupferbänder oder weiterer Kupfergeflechte erfolgen. Dadurch wird eine definierte, positionsgenaue und reproduzierbare Montage ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Störfrequenzen im MHz-Bereich.A groove can be introduced into the insulating material surrounding the second core, preferably into the plastic cup accommodating the second core, with which a circuit board can be fixed in a defined manner. The circuit board preferably houses a capacitor assembly. The connection between the printed circuit board and the electrical conductors, preferably the busbars, particularly preferably the copper bars, can be made with low inductance by means of additional bolts, additional copper bars, additional copper strips or additional copper braids. This enables a defined, precisely positioned and reproducible assembly. This is particularly advantageous in the case of interference frequencies in the MHz range.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die elektrischen Leiter in einem weiteren Abschnitt oder in mehreren weiteren Abschnitten jeweils einzeln von je einem ersten Kern umgeben. Die ersten Kerne sind vorzugsweise als erste Ringkerne ausgestaltet. Die im Folgenden für die ersten Kerne beschriebenen Merkmale können daher gleichwohl für erste Ringkerne gelten. Die ersten Kerne sind vorzugsweise geschlossenen. Die ersten Kerne umgeben dabei die elektrischen Leiter vorzugsweise jeweils vollständig. Die elektrischen Leiter und die ersten Kerne sind dabei in dem einen weiteren Abschnitt gemeinsam von einem zweiten Kern, vorzugsweise von genau einem zweiten Kern, umgeben oder in jedem der mehreren weiteren Abschnitte gemeinsam von jeweils einem zweiten Kern, vorzugsweise von jeweils genau einem zweiten Kern, umgeben. Der zweite Kern und/oder die zweiten Kerne sind vorzugsweise jeweils als zweiter Ringkern ausgestaltet. Die im Folgenden für den zweiten Kern und/oder die zweiten Kerne beschriebenen Merkmale können daher gleichwohl für den zweiten Ringkern und/oder die zweiten Ringkerne gelten. Der zweite Kern und/oder die zweiten Kerne sind vorzugsweise jeweils geschlossenen. Die elektrischen Leiter und die ersten Kerne sind in dem einen weiteren Abschnitt gemeinsam vorzugsweise vollständig von einem zweiten Kern, vorzugsweise von genau einem zweiten Kern, umgeben oder in jedem der mehreren weiteren Abschnitte gemeinsam vorzugsweise vollständig von jeweils einem zweiten Kern, vorzugsweise von jeweils genau einem zweiten Kern, umgeben.According to a further advantageous embodiment of the invention, the electrical conductors are each individually surrounded by a first core in a further section or in a plurality of further sections. The first cores are preferably designed as first ring cores. The features described below for the first cores can therefore also apply to first toroidal cores. The first cores are preferably closed. In this case, the first cores preferably completely surround the electrical conductors. The electrical conductors and the first cores are surrounded in one further section by a second core, preferably by exactly one second core, or in each of the several further sections by a second core, preferably by exactly one second core. surround. The second core and/or the second cores are preferably each configured as a second toroidal core. The features described below for the second core and/or the second cores can therefore also apply to the second toroidal core and/or the second toroidal cores. The second core and/or the second cores are preferably each closed. The electrical conductors and the first cores are preferably completely surrounded in one further section by a second core, preferably by exactly one second core, or in each of the several further sections are preferably completely surrounded by a second core each, preferably by exactly one each second core, surrounded.

Auch in dem weiteren Abschnitt oder in den mehreren weiteren Abschnitten weisen die ersten Kerne jeweils eine erste magnetische Permeabilität auf. Die ersten magnetischen Permeabilitäten der jeweiligen ersten Kerne in den jeweiligen Abschnitten sind vorzugsweise gleich, können sich alternativ dazu zumindest teilweise unterscheiden. Der zweite Kern und/oder die zweiten Kerne weisen jeweils eine zweite magnetische Permeabilität auf. Die zweite magnetische Permeabilität ist vorzugsweise in jedem Abschnitt jeweils größer als jede der ersten magnetischen Permeabilitäten in demselben Abschnitt. Vorzugsweise ist jede der zweiten magnetischen Permeabilitäten der gesamten Vorrichtung jeweils größer als jede der ersten magnetischen Permeabilitäten.The first cores also each have a first magnetic permeability in the further section or in the plurality of further sections. The first magnetic permeabilities of the respective first cores in the respective sections are preferably the same, but can alternatively differ at least in part. The second core and/or the second cores each have a second magnetic permeability. The second magnetic permeability in each section is preferably greater than each of the first magnetic permeabilities in the same section. Preferably, each of the second magnetic permeabilities of the entire device is greater than each of the first magnetic permeabilities.

Wie bereits oben für die „ersten magnetischen Permeabilitäten“ erläutert, wird in diesem Zusammenhang auch der Ausdruck „zweite magnetische Permeabilitäten“ zur Vereinfachung der Sprache im Plural verwendet.As explained above for the "first magnetic permeabilities", the expression "second magnetic permeabilities" is also used in this context to simplify the language in the plural.

Die Vorrichtung kann also ein- oder mehrstufig ausgestaltet sein. Vorzugsweise ist die Vorrichtung einstufig, zweistufig, dreistufig oder mehrstufig ausgestaltet. Bei einer einstufigen Ausgestaltung sind erste Kerne und ein zweiter Kern nur in einem Abschnitt vorgesehen. Bei einer zweistufigen Ausgestaltung sind jeweils erste Kerne und jeweils ein zweiter Kern in zwei Abschnitten vorgesehen. Bei einer dreistufigen Ausgestaltung sind jeweils erste Kerne und jeweils ein zweiter Kern in drei Abschnitten vorgesehen. Insbesondere sind die zwei oder drei oder mehr Abschnitte an den elektrischen Leitern hintereinanderliegend, bzw. in Serie zueinander, angeordnet.The device can therefore be configured in one or more stages. The device is preferably configured in one stage, in two stages, in three stages or in multiple stages. In a single-stage configuration, first cores and a second core are provided in only one section. In a two-stage configuration, first cores and a second core are provided in two sections. In a three-stage configuration, first cores and a second core are provided in three sections. In particular, the two or three or more sections on the electrical conductors are arranged one behind the other or in series with one another.

Zwischen zwei derartigen Abschnitten kann beispielsweise eine Kondensatorbaugruppe vorgesehen sein. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kondensatorbaugruppe zwischen zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten vorgesehen. Insbesondere kann jeweils eine Kondensatorbaugruppe zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten vorgesehen sein. Die Kondensatorbaugruppe erweitert die Vorrichtung zu einem sogenannten passiven L/C Filter. Über die Kondensatorbaugruppe kann die Filterwirkung der Vorrichtung weiter verbessert werden, vorzugsweise kann die Flankensteilheit der Störsignale durch das Filter verbessert werden.A capacitor assembly, for example, can be provided between two such sections. According to a further advantageous embodiment of the invention, a capacitor assembly is provided between two consecutive sections. In particular, a capacitor assembly can be provided between successive sections. The capacitor assembly expands the device into a so-called passive L/C filter. The filter effect of the device can be further improved via the capacitor assembly; the edge steepness of the interference signals can preferably be improved by the filter.

Die Kondensatorbaugruppe umfasst vorzugsweise einen Kondensator bis zehn Kondensatoren, besonders bevorzugt zwei oder drei Kondensatoren. Die Kondensatoren können als X-Kondensatoren zwischen zwei elektrischen Leitern, vorzugsweise zwischen zwei Phasen, angeordnet sein. Alternativ können die Kondensatoren mit einer ersten Seite an den jeweiligen elektrischen Leiter, vorzugsweise an die jeweilige Phase, angebunden sein und mit einer zweiten Seite zu einem Sternpunkt zusammengeschalten sein. Weiterhin können mehrere Kondensatoren parallel geschalten sein.The capacitor assembly preferably comprises one capacitor to ten capacitors, particularly preferably two or three capacitors. The capacitors can be arranged as X-capacitors between two electrical conductors, preferably between two phases. Alternatively, the capacitors can be connected with a first side to the respective electrical conductor, preferably to the respective phase, and be interconnected with a second side to form a star point. Furthermore, several capacitors can be connected in parallel.

Die Kondensatorbaugruppe ist vorzugsweise auf einer Leiterplatte aufgenommen. Die Leiterplatte ist vorzugsweise an den in zwei aufeinanderfolgenden Abschnitten vorgesehenen zweiten Kernen definiert fixiert. Dazu weisen die beiden beteiligten zweiten Kerne vorzugsweise jeweils eine Aufnahme. Die Leiterplatte weist vorzugsweise zwei Halteeinrichtungen auf, wobei jeweils eine Halteeinrichtung zu jeweils einer Aufnahme korrespondiert. Die Aufnahme ist vorzugsweise jeweils im den zweiten Kern umgebenden isolierenden Material, besonders bevorzugt jeweils im den zweiten Kern aufnehmenden Kunststoffbecher vorgesehen. Die Aufnahme ist vorzugsweise als eine Nut ausgestaltet. Die Halteeinrichtung kann jeweils als eine in die Nut eingreifende Feder ausgestaltet sein. Die Verbindung zwischen der Leiterplatte und den elektrischen Leitern, vorzugsweise den Stromschienen, besonders bevorzugt den Kupferschienen, kann niederinduktiv mittels weiterer Bolzen, weiterer Kupferschienen, weiterer Kupferbänder oder weiterer Kupfergeflechte erfolgen. Dadurch wird eine definierte, positionsgenaue und reproduzierbare Montage ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Störfrequenzen im MHz-Bereich.The capacitor assembly is preferably accommodated on a printed circuit board. The printed circuit board is preferably defective at the second cores provided in two consecutive sections fixed. For this purpose, the two second cores involved preferably each have a receptacle. The printed circuit board preferably has two holding devices, with one holding device corresponding to one receptacle in each case. The receptacle is preferably provided in each case in the insulating material surrounding the second core, particularly preferably in each case in the plastic cup accommodating the second core. The receptacle is preferably designed as a groove. The holding device can in each case be designed as a spring which engages in the groove. The connection between the printed circuit board and the electrical conductors, preferably the busbars, particularly preferably the copper bars, can be made with low inductance by means of additional bolts, additional copper bars, additional copper strips or additional copper braids. This enables a defined, precisely positioned and reproducible assembly. This is particularly advantageous in the case of interference frequencies in the MHz range.

Die Vorrichtung kann eine solche Leiterplatte mit einer Kondensatorbaugruppe oder mehrere solche Leiterplatten mit jeweils einer Kondensatorbaugruppe umfassen. Vorzugsweise kann zwischen jedem Paar von aufeinanderfolgenden Abschnitten jeweils eine Leiterplatte mit jeweils einer Kondensatorbaugruppe vorgesehen sein.The device can include such a printed circuit board with a capacitor assembly or a plurality of such printed circuit boards, each with a capacitor assembly. Preferably, a printed circuit board with a capacitor assembly can be provided between each pair of consecutive sections.

Die zweiten Kerne weisen vorzugsweise jeweils zwei Aufnahmen auf, um sowohl eine mit dem vorangehenden Abschnitt verbindende Leiterplatte als auch eine mit dem folgenden Abschnitt verbindende Leiterplatte aufnehmen zu können.The second cores preferably each have two receptacles in order to be able to accommodate both a circuit board connecting to the preceding section and a circuit board connecting to the following section.

Die ersten und/oder zweiten Kerne in dem weiteren Abschnitt oder in den mehreren weiteren Abschnitten weisen vorzugsweise jeweils eines oder mehrere der oben allgemein diskutierten Merkmale auf. Einzelne erste Kerne können sich in diesen Merkmalen unterscheiden oder gleichen. Die jeweiligen zweiten Kerne können sich in diesen Merkmalen unterscheiden oder gleichen.The first and/or second cores in the further section or in the plurality of further sections preferably each have one or more of the features discussed generally above. Individual first cores may differ or be the same in these features. The respective second cores can differ in these features or be the same.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten magnetischen Permeabilitäten von in unterschiedlichen Abschnitten jeweils einem der elektrischen Leiter zugeordneten ersten Kerne gleich oder sie unterscheiden sich. Alternativ oder zusätzlich sind die zweiten magnetischen Permeabilitäten von in unterschiedlichen Abschnitten vorgesehenen zweiten Kernen gleich oder sie unterscheiden sich.According to a further advantageous embodiment of the invention, the first magnetic permeabilities of first cores assigned to one of the electrical conductors in different sections are the same or they differ. Alternatively or additionally, the second magnetic permeabilities of second cores provided in different sections are the same or different.

Weiterhin kann zumindest einer der in unterschiedlichen Abschnitten jeweils einem der elektrischen Leiter zugeordneten ersten Kerne eine abweichende erste magnetische Permeabilität aufweisen, während die ersten magnetischen Permeabilitäten der verbleibenden in unterschiedlichen Abschnitten jeweils einem der elektrischen Leiter zugeordneten ersten Kerne jeweils übereinstimmen. Weiterhin kann zumindest einer der in unterschiedlichen Abschnitten vorgesehenen zweiten Kerne eine abweichende zweite magnetische Permeabilität aufweisen, während die zweiten magnetischen Permeabilitäten der verbleibenden zweiten Kerne jeweils übereinstimmen.Furthermore, at least one of the first cores assigned to one of the electrical conductors in different sections can have a different first magnetic permeability, while the first magnetic permeabilities of the remaining first cores assigned to one of the electrical conductors in different sections correspond in each case. Furthermore, at least one of the second cores provided in different sections can have a different second magnetic permeability, while the second magnetic permeabilities of the remaining second cores correspond to each other.

Nach Maßgabe der Erfindung ist weiterhin ein Kraftfahrzeug vorgesehen, das einen elektrischen Traktionsmotor und eine Traktionsbatterie sowie einen Stromrichter oder Wechselrichter sowie eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst. Die Traktionsbatterie kann aufladbar sein. Die elektrischen Leiter verbinden dabei den Traktionsmotor mit dem Stromrichter oder Wechselrichter und diesen wiederum mit der Traktionsbatterie. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein Personenkraftwagen, insbesondere ein Elektroauto, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Schiff, ein U-Boot, eine dieselelektrische Lokomotive oder eine Baumaschine, insbesondere ein Bagger. In dem Schiff oder U-Boot kann beispielsweise ein Schiffsantrieb oder mehrere Schiffsantriebe die erfindungsgemäße Vorrichtung umfassen.According to the invention, a motor vehicle is also provided which includes an electric traction motor and a traction battery as well as a power converter or inverter and a device according to the invention. The traction battery can be rechargeable. The electrical conductors connect the traction motor to the power converter or inverter and this in turn to the traction battery. The motor vehicle is preferably a passenger car, in particular an electric car, a truck, a bus, a ship, a submarine, a diesel-electric locomotive or a construction machine, in particular an excavator. In the ship or submarine, for example, a ship's propulsion system or a plurality of ship's propulsion systems can comprise the device according to the invention.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Vorderansicht, Draufsicht und perspektivische Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei elektrischen Leitern, und
2 eine Vorderansicht, Draufsicht und perspektivische Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei elektrischen Leitern, und
3 verschiedene Ansichten einer zwei Abschnitte umfassenden dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung mit drei elektrischen Leitern.

The invention will now be explained in more detail using exemplary embodiments. Show it:

1 a front view, plan view and perspective view of a first device according to the invention with two electrical conductors, and
2 a front view, plan view and perspective view of a second device according to the invention with three electrical conductors, and
3 different views of a two-section third device according to the invention with three electrical conductors.

Die Figuren zeigen unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung. Gleichwirkende Komponenten sind dabei mit gleichen Referenzzeichen versehen. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sollen nicht einschränkend verstanden werden, sondern dienen der Erläuterung konkreter Ausgestaltungen der Erfindung. Für den Fachmann ist klar, dass er vorteilhafte Merkmale der beschriebenen Ausgestaltungen innerhalb des durch die Ansprüche definierten Rahmens der Erfindung abändern oder miteinander kombinieren kann um zu weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung zu gelangen.The figures show different exemplary embodiments of the invention. Components with the same effect are provided with the same reference symbols. The exemplary embodiments shown should not be understood as limiting, but rather serve to explain specific configurations of the invention. It is clear to the person skilled in the art that he can modify advantageous features of the described configurations within the scope of the invention defined by the claims or combine them with one another in order to arrive at further exemplary embodiments of the invention.

1 zeigt eine Vorderansicht (a), eine Draufsicht (b) und eine perspektivische Ansicht (c) einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen. Die Vorrichtung umfasst zwei elektrische Leiter 1. Die elektrischen Leiter 1 sind als Stromschienen aus Kupfer ausgestaltet. Genauer gesagt wird ein Abschnitt der beiden elektrischen Leiter 1 gezeigt. In diesem Abschnitt ist jeder der beiden elektrischen Leiter 1 jeweils von einem ersten Kern 2 umgeben. Die beiden elektrischen Leiter 1 und die beiden ersten Kerne 2 sind in diesem Abschnitt gemeinsam von einem zweiten Kern 3 umgeben. Die beiden ersten Kerne 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel gleich und weisen jeweils eine identische erste magnetische Permeabilität auf. Die erste magnetische Permeabilität beträgt beispielsweise 50. Der zweite Kern 3 weist eine zweite magnetische Permeabilität auf. Die zweite magnetische Permeabilität beträgt beispielsweise 20.000. Die zweite magnetische Permeabilität ist also erfindungsgemäß größer als die erste magnetische Permeabilität. 1 12 shows a front view (a), a plan view (b) and a perspective view (c) of a first common-mode and differential-mode filtering device according to the invention disturbances. The device comprises two electrical conductors 1. The electrical conductors 1 are designed as copper busbars. More precisely, a section of the two electrical conductors 1 is shown. Each of the two electrical conductors 1 is surrounded by a first core 2 in this section. The two electrical conductors 1 and the two first cores 2 are surrounded by a second core 3 in this section. The two first cores 2 are the same in this exemplary embodiment and each have an identical first magnetic permeability. The first magnetic permeability is 50, for example. The second core 3 has a second magnetic permeability. The second magnetic permeability is 20,000, for example. According to the invention, the second magnetic permeability is therefore greater than the first magnetic permeability.

Der zweite Kern 3 ist in einem Kunststoffbecher 4 aufgenommen. Der Kunststoffbecher 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel mittels Kunststoffspritzguss aus PA6.6 hergestellt. Der Kunststoffbecher 4 bildet als isolierendes Material eine Isolierschicht mit einer Dicke von 1,0 mm. Durch den Kunststoffbecher 4 ist der zweite Kern 3 gegenüber den ersten Kernen 2 und den elektrischen Leitern 1 elektrisch isoliert. Die zweiten Kerne 2 weisen zueinander einen ausreichend großen Abstand auf. Daher wurde bei den ersten Kernen 2 in diesem Ausführungsbeispiel auf ein zusätzliches isolierendes Material verzichtet. Die ersten Kerne 2 liegen somit jeweils auf Potential mit dem jeweiligen elektrischen Leiter 1.The second core 3 is accommodated in a plastic cup 4 . In this exemplary embodiment, the plastic cup 4 is produced from PA6.6 by means of plastic injection molding. The plastic cup 4 forms an insulating layer with a thickness of 1.0 mm as insulating material. The second core 3 is electrically insulated from the first cores 2 and the electrical conductors 1 by the plastic cup 4 . The second cores 2 are at a sufficiently large distance from one another. An additional insulating material was therefore dispensed with in the first cores 2 in this exemplary embodiment. The first cores 2 are therefore each at potential with the respective electrical conductor 1.

2 zeigt eine Vorderansicht (a), eine Draufsicht (b) und perspektivische Ansicht (c) einer zweiten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen. Die Vorrichtung umfasst drei elektrische Leiter 1. Die elektrischen Leiter 1 sind als Stromschienen aus Kupfer ausgestaltet. Genauer gesagt wird ein Abschnitt der drei elektrischen Leiter 1 gezeigt. In diesem Abschnitt ist jeder der drei elektrischen Leiter 1 jeweils von einem ersten Kern 2 umgeben. Die drei elektrischen Leiter 1 und die drei ersten Kerne 2 sind in diesem Abschnitt gemeinsam von einem zweiten Kern 3 umgeben. Die ersten Kerne 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils gleich und weisen jeweils eine identische erste magnetische Permeabilität auf. Die erste magnetische Permeabilität beträgt beispielsweise 50. Der zweite Kern 3 weist eine zweite magnetische Permeabilität auf. Die zweite magnetische Permeabilität beträgt beispielsweise 20.000. Die zweite magnetische Permeabilität ist also erfindungsgemäß größer als die erste magnetische Permeabilität. 2 12 shows a front view (a), a plan view (b) and a perspective view (c) of a second common-mode and differential-mode noise filtering device according to the invention. The device comprises three electrical conductors 1. The electrical conductors 1 are designed as copper busbars. More precisely, a section of the three electrical conductors 1 is shown. Each of the three electrical conductors 1 is surrounded by a first core 2 in this section. The three electrical conductors 1 and the three first cores 2 are surrounded by a second core 3 in this section. In this exemplary embodiment, the first cores 2 are each the same and each have an identical first magnetic permeability. The first magnetic permeability is 50, for example. The second core 3 has a second magnetic permeability. The second magnetic permeability is 20,000, for example. According to the invention, the second magnetic permeability is therefore greater than the first magnetic permeability.

Der zweite Kern 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Wirbelsinterschicht 5 aus Epoxidharz umhüllt. Die Wirbelsinterschicht 5 bildet als isolierendes Material eine Isolierschicht mit einer Dicke in einem Bereich von 0,8 mm bis 1,2mm. Durch die Wirbelsinterschicht 5 ist der zweite Kern 3 gegenüber den ersten Kernen 2 und den elektrischen Leitern 1 elektrisch isoliert. Die zweiten Kerne 2 weisen auch in diesem Ausführungsbeispiel zueinander einen ausreichend großen Abstand auf. Daher wurde bei den ersten Kernen 2 auf ein zusätzliches isolierendes Material verzichtet. Die ersten Kerne 2 liegen somit jeweils auf Potential mit dem jeweiligen elektrischen Leiter 1.In this exemplary embodiment, the second core 3 is encased in a fluidized-bed sinter layer 5 made of epoxy resin. As an insulating material, the fluidized bed layer 5 forms an insulating layer with a thickness in a range from 0.8 mm to 1.2 mm. The second core 3 is electrically insulated from the first cores 2 and the electrical conductors 1 by the fluidized bed sinter layer 5 . In this exemplary embodiment, too, the second cores 2 are at a sufficiently large distance from one another. An additional insulating material was therefore dispensed with in the first cores 2 . The first cores 2 are therefore each at potential with the respective electrical conductor 1.

Die ersten Kerne 2 und der zweite Kern 3 sind vorteilhafterweise im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch besonders kompakt. Dadurch wird eine erhebliche Platzersparnis ermöglicht. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vergleichsweise einfach in der Herstellung.The first cores 2 and the second core 3 are advantageously arranged essentially concentrically with one another. The device according to the invention is therefore particularly compact. This enables considerable space savings. Furthermore, the device according to the invention is comparatively simple to manufacture.

3 zeigt eine Ansicht von unten (a), eine Seitenansicht (b), eine Vorderansicht (c) und eine perspektivische Ansicht (d) einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Filtern von Gleichtaktstörungen und von Gegentaktstörungen. Die dritte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst drei elektrische Leiter 1. Die elektrischen Leiter 1 sind als Stromschienen aus Kupfer ausgestaltet. Weiterhin umfasst die dritte erfindungsgemäße Vorrichtung einen ersten Abschnitt 6 und einen zweiten Abschnitt 7. In jedem der beiden Abschnitte 6, 7 ist jeder der drei elektrischen Leiter 1 jeweils von einem ersten Kern 2 umgeben. Die drei elektrischen Leiter 1 und die drei ersten Kerne 2 sind in jedem der beiden Abschnitte jeweils gemeinsam von einem zweiten Kern 3 umgeben. Die ersten Kerne 2 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils gleich und weisen jeweils eine identische erste magnetische Permeabilität auf. Die erste magnetische Permeabilität beträgt beispielsweise 50. Die beiden zweite Kerne 3 sind in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls jeweils gleich und weisen jeweils eine identische zweite magnetische Permeabilität auf. Die zweite magnetische Permeabilität beträgt beispielsweise 20.000. Die zweite magnetische Permeabilität ist also erfindungsgemäß größer als die erste magnetische Permeabilität. 3 12 shows a bottom view (a), a side view (b), a front view (c) and a perspective view (d) of a third common-mode and differential-mode noise filtering device according to the invention. The third device according to the invention comprises three electrical conductors 1. The electrical conductors 1 are designed as copper busbars. Furthermore, the third device according to the invention comprises a first section 6 and a second section 7. In each of the two sections 6, 7, each of the three electrical conductors 1 is surrounded by a first core 2. FIG. The three electrical conductors 1 and the three first cores 2 are surrounded by a second core 3 in each of the two sections. In this exemplary embodiment, the first cores 2 are each the same and each have an identical first magnetic permeability. The first magnetic permeability is 50, for example. The two second cores 3 are also identical in this exemplary embodiment and each have an identical second magnetic permeability. The second magnetic permeability is 20,000, for example. According to the invention, the second magnetic permeability is therefore greater than the first magnetic permeability.

Die zweiten Kerne 3 sind jeweils in einem Kunststoffbecher 4 aufgenommen. Wie bei der ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Kunststoffbecher 4 mittels Kunststoffspritzguss aus PA6.6 hergestellt und bildet als isolierendes Material eine Isolierschicht mit einer Dicke von 1,0 mm.The second cores 3 are each accommodated in a plastic cup 4 . As in the first device according to the invention, the plastic cup 4 is produced from PA6.6 by means of plastic injection molding and, as the insulating material, forms an insulating layer with a thickness of 1.0 mm.

Zusätzlich ist in den Kunststoffbecher 4 jeweils eine Nut (nicht dargestellt) eingebracht. Mit Hilfe der jeweiligen Nut ist eine Leiterplatte 8 definiert zwischen dem ersten Abschnitt 6 und dem zweiten Abschnitt 7 fixiert. Die Leiterplatte 8 weist dazu jeweils eine in die entsprechende Nut eingreifende Feder auf (nicht dargestellt). Die Leiterplatte 8 nimmt vorzugsweise eine Kondensatorbaugruppe mit drei Kondensatoren 9 auf. Dabei ist beispielsweise jeweils ein Kondensator 9 zwischen je zwei der drei elektrischen Leiter 1 geschalten.In addition, a groove (not shown) is made in each of the plastic cups 4 . A printed circuit board 8 is fixed in a defined manner between the first section 6 and the second section 7 with the aid of the respective groove. For this purpose, the printed circuit board 8 has one in each case which engages in the corresponding groove Spring on (not shown). The circuit board 8 preferably accommodates a capacitor assembly with three capacitors 9 . In this case, for example, a capacitor 9 is connected between each two of the three electrical conductors 1 .

Die Verbindung zwischen der Leiterplatte 8 und den elektrischen Leitern 1 erfolgt niederinduktiv mittels dreier Bolzen 10. Dabei ist jeder der drei elektrischen Leiter 1 über je einen Bolzen 10 mit der Leiterplatte 8 verbunden.The connection between the printed circuit board 8 and the electrical conductors 1 is made with low inductance by means of three bolts 10. Each of the three electrical conductors 1 is connected to the printed circuit board 8 by a bolt 10 each.

Die dritte erfindungsgemäße Vorrichtung sieht vorteilhafterweise eine definierte, positionsgenaue und reproduzierbare Montage der Kondensatoren 9 vor. Dies ist besonders vorteilhaft bei Störfrequenzen im MHz-Bereich.The third device according to the invention advantageously provides a defined, precisely positioned and reproducible assembly of the capacitors 9 . This is particularly advantageous in the case of interference frequencies in the MHz range.

BezugszeichenlisteReference List

11: elektrische Leiterelectrical conductors
22: erste Kernefirst cores
33: zweiter Kernsecond core
44: Kunststoffbecherplastic cup
55: Wirbelsinterschichtfluidized bed layer
66: erster Abschnittfirst section
77: zweiter Abschnittsecond part
88th: Leiterplattecircuit board
99: Kondensatorcapacitor
1010: Bolzenbolt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102010050828 A1 [0004]

Claims

Device for filtering common-mode interference and differential-mode interference, the device comprising a plurality of electrical conductors (1), the electrical conductors (1) being individually surrounded in one section by a first core (2) each, the electrical conductors (1) and the first cores (2) in this section are collectively surrounded by a second core (3), the first cores (2) each having a first magnetic permeability and the second core (3) having a second magnetic permeability, and wherein the second magnetic permeability is greater than each of the first magnetic permeabilities.

device after claim 1 , wherein the device comprises two, three or four electrical conductors (1).

device after claim 1 or 2 , wherein the electrical conductors (1) are busbars or current-carrying bolts.

Device according to one of the preceding claims, in which the electrical conductors (1) are designed for currents of 50 A, preferably for currents of 100 A, particularly preferably for currents in a range from 300 A to 5,000 A.

Device according to one of the preceding claims, wherein the first cores (2) are each made of a soft magnetic material, preferably powder composite material, and/or wherein the second core (3) is made of a soft magnetic material such as ferrite, NiFe, SiFe nanocrystalline or amorphous core material is made.

Apparatus according to any one of the preceding claims, wherein the first magnetic permeabilities are each in a range of 5 to 500, preferably each in a range of 10 to 100, and/or wherein the second magnetic permeability is in a range of 500 to 150,000, preferably in a range from 1,000 to 100,000, particularly preferably in a range from 4,000 to 50,000.

Device according to one of the preceding claims, wherein the cross section of the first cores (2) each form an oval, round or rectangular area or combinations thereof in sections, and/or wherein the second core (3) has an oval, round or rectangular area or forming a sectional combination thereof

Device according to one of the preceding claims, wherein the first cores (2) are each formed in one piece or in multiple pieces, and/or wherein the second core (3) is formed in one or more pieces.

Device according to one of the preceding claims, in which the first cores (2) form a receptacle for the second core (3).

Device according to one of the preceding claims, wherein the second core (3) is applied to the first cores (2) in a form-fitting manner.

Device according to one of the preceding claims, in which the second core (3) is pushed onto the first cores (2) in the axial direction.

Device according to one of the preceding claims, wherein the device contains an insulating material between the first cores (2) and the second core (3), and/or wherein the first cores (2) and/or the second core (3) contain an insulating Have material on a surface.

Device according to one of the preceding claims, in which the electrical conductors (1) are each individually surrounded by a first core (2) in a further section or in a plurality of further sections, the electrical conductors (1) and the first cores (2) in which one further section are jointly surrounded by a second core (3) or in each of the several further sections are jointly surrounded by a respective second core (3).

device after Claim 13 , wherein a capacitor assembly is provided between two consecutive sections, wherein the capacitor assembly is preferably accommodated on a printed circuit board (8) which is fixed in a defined manner to the second cores provided in the two consecutive sections, the two second cores involved preferably each having a receptacle for this purpose and the printed circuit board (8) preferably has two holding devices, one holding device corresponding to one receptacle in each case.

device after Claim 13 or 14 , wherein the first magnetic permeabilities of first cores (2) assigned to one of the electrical conductors (1) in different sections are the same or different, and/or wherein the second magnetic permeabilities of second cores (3) provided in different sections are the same or differ.

Motor vehicle comprising an electric traction motor and a traction battery as well as a converter or inverter and a device according to one of the preceding claims, wherein the electrical conductors (1) connect the traction motor to the converter or inverter and this in turn to the traction battery, the motor vehicle preferably being a passenger car , truck, bus, ship, submarine, diesel-electric locomotive or construction machinery.