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DE112018001496T5 - Drosselspule und Stromversorgungsschaltung - Google Patents

Drosselspule und Stromversorgungsschaltung Download PDF

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Publication number
DE112018001496T5
DE112018001496T5 DE112018001496.7T DE112018001496T DE112018001496T5 DE 112018001496 T5 DE112018001496 T5 DE 112018001496T5 DE 112018001496 T DE112018001496 T DE 112018001496T DE 112018001496 T5 DE112018001496 T5 DE 112018001496T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
core
inductor
windings
coupling
winding
Prior art date
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Pending
Application number
DE112018001496.7T
Other languages
English (en)
Inventor
Junichi Kotani
Hisayoshi Kato
Takayuki Hiruma
Osamu Moriya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

Eine Drosselspule, die in der Lage ist, verkleinert zu werden, und eine Stromversorgungsschaltung, die die Drosselspule beinhaltet, werden bereitgestellt. Eine Drosselspule (1) beinhaltet eine Mehrzahl von Wicklungen (2), einen Kopplungskern (3) und einen Induktorkern (4). Ein Kopplungskern ist dazu gestaltet, einen geschlossenen Kopplungsmagnetkreis auszubilden, der die Mehrzahl von Wicklungen magnetisch koppelt, wobei die Mehrzahl von Wicklungen um den Kopplungskern gewickelt ist; und ein Induktorkern (4), der einen Hauptteil (411, 421), einen ersten Vorsprungsteil (412, 422), der von einem Ende des Hauptteils (411, 421) vorspringt, und einen zweiten Vorsprungsteil (413, 423) beinhaltet, der von einem anderen Ende des Hauptteils (411, 421) vorspringt, und der erste Vorsprungsteil (412, 422) und der zweite Vorsprungsteil (413, 423) sind jeweils mit dem Kopplungskern (3) magnetisch verbunden. Der Induktorkern (4) bildet einen geschlossenen Induktormagnetkreis zusammen mit einem Teil des Kopplungskerns (3) aus, um den eine Wicklung (2) der Mehrzahl von Wicklungen (2) gewickelt ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf eine Drosselspule und eine Stromversorgungsschaltung und im Besonderen auf eine Drosselspule, die einen Kern beinhaltet, und auf eine Stromversorgungsschaltung, die die Drosselspule beinhaltet.
  • Hintergrund der Technik
  • In der verwandten Technik wird ein zusammengesetzter Transformator (eine Drosselspule) offenbart, der einen einzelnen Transformator und eine Mehrzahl von Induktoren beinhaltet (siehe zum Beispiel die Patentliteratur 1).
  • Der zusammengesetzte Transformator gemäß der Patentliteratur 1 beinhaltet eine Mehrzahl von Wicklungen, einen Transformatorkern und eine Mehrzahl von Induktorkernen. Der Transformatorkern beinhaltet eine Mehrzahl von Transformatorkernschenkeln, die sich in einer Richtung von Achsen der Wicklungen erstrecken und um die die Wicklungen gewickelt sind. Die Mehrzahl von Induktorkernen beinhaltet Induktorkernschenkel, die sich in einer Richtung von Achsen der Wicklungen erstrecken und um die die Wicklungen gewickelt sind. Des Weiteren ist die Mehrzahl von Induktorkernen so angeordnet, dass jeder der Induktorkernschenkel an einen der Transformatorkernschenkel in einer Richtung senkrecht zu der Richtung der Achsen der Wicklungen angrenzt. Die Mehrzahl von Wicklungen ist um Kernschenkel gewickelt, die mit den Transformatorkernschenkeln und den Induktorkernschenkeln so ausgebildet sind, dass Magnetflüsse in den Transformatorkernschenkeln und den Induktorkernschenkeln erzeugt werden, wenn Ströme durch die Wicklungen fließen.
  • Um einen Einfluss eines Magnetfeldes zu verhindern, das jeweils in dem Transformatorkern und in den Induktorkernen erzeugt wird, beinhaltet der zusammengesetzte Transformator gemäß der Patentliteratur 1 des Weiteren eine Magnetisolationsplatte, die zwischen den Transformatorkern und die Induktorkerne eingesetzt ist.
  • Auf dem Gebiet der Drosselspule ist eine weitere Verkleinerung der Drosselspule erwünscht.
  • Liste der Zitate
  • Patentliteratur
  • Patentliteratur 1: JP 2012-54484 A
  • Übersicht über die Erfindung
  • Die vorliegende Offenbarung ist angesichts des oben genannten Umstands gemacht worden und weist daher ein Ziel auf, eine Drosselspule, die in der Lage ist, verkleinert zu werden, und eine Stromversorgungsschaltung bereitzustellen, die die Drosselspule beinhaltet.
  • Eine Drosselspule gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Mehrzahl von Wicklungen, einen Kopplungskern und einen Induktorkern. Die Drosselspule beinhaltet: den Kopplungskern, der dazu gestaltet ist, einen geschlossenen Kopplungsmagnetkreis auszubilden, der die Mehrzahl von Wicklungen magnetisch koppelt, wobei die Mehrzahl von Wicklungen um den Kopplungskern gewickelt ist; den Induktorkern, der einen geschlossenen Induktormagnetkreis zusammen mit einem Teil des Kopplungskerns ausbildet, um den eine Wicklung der Mehrzahl von Wicklungen gewickelt ist.
  • Die Drosselspule gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet in dem ersten Aspekt eine Mehrzahl der Induktorkerne, und die Anzahl der Mehrzahl von Wicklungen und die Anzahl der Mehrzahl der Induktorkerne stimmen überein.
  • In der Drosselspule gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beträgt in dem zweiten Aspekt die Anzahl der Mehrzahl von Wicklungen und die Anzahl der Mehrzahl der Induktorkerne jeweils zwei.
  • In der Drosselspule gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Offenbarung weisen in dem dritten Aspekt die beiden Wicklungen dieselbe Anzahl von Windungen auf.
  • In der Drosselspule gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist in einem des ersten bis vierten Aspekts der Kopplungskern eine höhere magnetische Permeabilität als eine magnetische Permeabilität des Induktorkerns auf.
  • In der Drosselspule gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Offenbarung sind in einem des ersten bis fünften Aspekts der Kopplungskern und der Induktorkern aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet. Der Induktorkern weist eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als eine magnetische Sättigungsflussdichte des Kopplungskerns auf.
  • Eine Stromversorgungsschaltung gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Drosselspule eines des ersten bis sechsten Aspekts und eine Steuereinheit. Die Steuereinheit ist dazu gestaltet, elektrische Ströme zu steuern, die durch die Mehrzahl von Wicklungen fließen.
  • In der Stromversorgungsschaltung gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Offenbarung verschiebt die Steuereinheit in dem siebten Aspekt Phasen von Welligkeitsströmen, die durch die Mehrzahl von Wicklungen fließen, wobei die verschobenen Phasen von Welligkeitsströmen voneinander verschieden sind.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Außenansicht einer Drosselspule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist ein Schaltplan einer Stromversorgungsschaltung, die die oben erwähnte Drosselspule beinhaltet.
    • 3 ist eine Vorderansicht der oben erwähnten Drosselspule.
    • 4 ist eine Vorderansicht einer Drosselspule gemäß einem Modifizierungsbeispiel der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 5 ist ein Schaltplan einer Stromversorgungsschaltung, die die oben erwähnte Drosselspule beinhaltet.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, dass die im Folgenden zu beschreibende Ausführungsform lediglich eine von verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist. Verschiedene Modifizierungen können an der folgenden Ausführungsform abhängig von der Konstruktion und anderen derartigen Faktoren vorgenommen werden, sofern das Ziel der vorliegenden Offenbarung erreicht werden kann.
  • Kurzdarstellung
  • Eine perspektivische Außenansicht einer Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform wird in 1 veranschaulicht. Die Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet eine Mehrzahl von (in dieser Ausführungsform zwei) Wicklungen 2, einen Kopplungskern 3 und eine Mehrzahl von (in dieser Ausführungsform zwei) Induktorkernen 4. Wenn die beiden Wicklungen 2 zur Beschreibung unterschieden werden, wird eine Wicklung 2 als „erste Wicklung 21“ beschrieben und wird die andere Wicklung 2 als „zweite Wicklung 22“ beschrieben. Wenn des Weiteren die beiden Induktorkerne 4 zur Beschreibung unterschieden werden, wird ein Induktorkern 4 als „erster Induktorkern 41“ beschrieben und wird der andere Induktorkern 4 als „zweiter Induktorkern 42“ beschrieben.
  • Bei der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform handelt es sich um eine Zweiphasen-Magnetkopplungs-Drosselspule, und sie weist eine Magnetkopplungsfunktion zum magnetischen Koppeln der beiden Wicklungen 2 und eine Induktorfunktion zum Speichern von magnetischer Energie auf.
  • Der Kopplungskern 3 ist zu einer rechteckigen Rahmenform ausgebildet und von den beiden Wicklungen 2 umwickelt. Der Kopplungskern 3 bildet einen geschlossenen Magnetkreis aus, um die beiden Wicklungen 2 magnetisch zu koppeln. Die Induktorkerne 4 weisen eine Eins-zu-Eins-Beziehung zu den Wicklungen 2 auf. Die Induktorkerne 4 sind im Wesentlichen zu einer C-Form ausgebildet und sind so angeordnet, dass sie geschlossene Magnetkreise mit Teilen des Kopplungskerns 3 ausbilden, um den die entsprechenden Wicklungen 2 gewickelt sind. Die Induktorkerne 4 sind dazu gestaltet, magnetische Flüsse, die erzeugt werden, wenn elektrische Ströme durch die entsprechenden Wicklungen 2 fließen gelassen werden, als magnetische Energie zu speichern.
  • Die Drosselspule 1 in dieser Ausführungsform wird in einer Stromversorgungsschaltung 100 verwendet, die zum Beispiel in einer Energieaufbereitungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, ein Wohngebäude oder andere als Wohngebäude, eine elektronische Vorrichtung und dergleichen bereitgestellt wird. Mit anderen Worten, die Stromversorgungsschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet die Drosselspule 1. Ein Schaltplan der Stromversorgungsschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform wird in 2 veranschaulicht.
  • Die Stromversorgungsschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform ist eine Mehrphasen-Hochsetzstellerschaltung, die dazu gestaltet ist, eine Eingangsspannung Vi zu erhöhen und auszugeben. Die Stromversorgungsschaltung 100 beinhaltet die Drosselspule 1, zwei Schaltelemente (ein erstes Schaltelement 111 und ein zweites Schaltelement 112), zwei Dioden (eine erste Diode 121 und eine zweite Diode 122), einen Kondensator 131 und eine Steuereinheit 141.
  • In der Stromversorgungsschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform wird eine Eingangsgleichspannung Vi zwischen einem Paar von Eingangsanschlüssen 151 und 152 angelegt. Zwischen dem Paar von Eingangsanschlüssen 151 und 152 sind eine Reihenschaltung aus der ersten Wicklung 21 der Drosselspule 1 und dem ersten Schaltelement 111 und eine Reihenschaltung aus der zweiten Wicklung 22 der Drosselspule 1 und dem zweiten Schaltelement 112 parallel elektrisch verbunden.
  • Die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 sind durch den Kopplungskern 3 magnetisch aneinandergekoppelt. Des Weiteren sind die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 mit einem hochpotentialseitigen Eingangsanschluss 151 so elektrisch verbunden, dass deren Wicklungsrichtungen einander gegenüberliegen.
  • Das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 sind zum Beispiel jeweils aus einem Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor (metal oxide semiconductor field effect transistor, MOSFET) ausgebildet. Ein Ende des ersten Schaltelements 111 ist über die erste Wicklung 21 mit dem hochpotentialseitigen Eingangsanschluss 151 elektrisch verbunden, und das andere Ende ist mit einem niedrigpotentialseitigen Eingangsanschluss 152 elektrisch verbunden. Ein Ende des zweiten Schaltelements 112 ist über die zweite Wicklung 22 mit dem hochpotentialseitigen Eingangsanschluss 151 elektrisch verbunden, und das andere Ende ist mit dem niedrigpotentialseitigen Eingangsanschluss 152 elektrisch verbunden. Das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 werden durch die Steuereinheit 141 zum Ein-/Ausschalten gesteuert.
  • Zwischen beiden Enden des ersten Schaltelements 111 ist eine Reihenschaltung aus der ersten Diode 121 und dem Kondensator 131 elektrisch verbunden. Zwischen beiden Enden des zweiten Schaltelements 112 ist eine Reihenschaltung aus der zweiten Diode 122 und dem Kondensator 131 elektrisch verbunden. Mit anderen Worten, zwischen beiden Enden des Kondensators 131 sind eine Reihenschaltung aus dem ersten Schaltelement 111 und der ersten Diode 121 und eine Reihenschaltung aus dem zweiten Schaltelement 112 und der zweiten Diode 122 parallel zueinander elektrisch verbunden.
  • Bei dem Kondensator 131 handelt es sich um einen Glättungskondensator, und er ist zwischen einem Paar von Ausgangsanschlüssen 161 und 162 elektrisch verbunden. Die erste Diode 121 weist eine Anode, die mit einem Knoten zwischen der ersten Wicklung 21 und dem ersten Schaltelement 111 elektrisch verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem Kondensator 131 elektrisch verbunden ist. Die zweite Diode 122 weist eine Anode, die mit einem Knoten zwischen der zweiten Wicklung 22 und dem zweiten Schaltelement 112 elektrisch verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem Kondensator 131 elektrisch verbunden ist.
  • Die Steuereinheit 141 ist dazu gestaltet, das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 so zu steuern, dass sie das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 direkt oder über eine Ansteuerschaltung ein-/ausschaltet. Die Steuereinheit 141 steuert das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 so, dass sie das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 ein-/ausschaltet, um dadurch einen elektrischen Strom zu steuern, der jeweils durch die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 fließt. Wenn das erste Schaltelement 111 eingeschaltet ist, wird ein elektrischer Strom durch die erste Wicklung 21 fließen gelassen, und der erste Induktorkern 41, der der ersten Wicklung 21 entspricht, speichert den Magnetfluss, der von der ersten Wicklung 21 erzeugt wird, als magnetische Energie. Wenn das erste Schaltelement 111 ausgeschaltet ist, wird die in dem ersten Induktorkern 41 gespeicherte magnetische Energie entladen, so dass ein elektrischer Strom durch den Kondensator 131 fließen gelassen wird, um den Kondensator 131 zu laden. Ein Vorgang, der durchgeführt wird, wenn das zweite Schaltelement 112 ein-/ausgeschaltet wird, ähnelt dem Vorgang, der durchgeführt wird, wenn das erste Schaltelement 111 ein-/ausgeschaltet wird, und daher wird eine Beschreibung dessen weggelassen. Wenn das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 ein-/ausgeschaltet werden, wird eine Ausgangsspannung Vo, die durch Erhöhen der Eingangsspannung Vi gewonnen wird, zwischen den beiden Enden des Kondensators 131 erzeugt.
  • Die Steuereinheit 141 steuert das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 so, dass sie abwechselnd das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 einschaltet. Mit anderen Worten, die Steuereinheit 141 steuert das erste Schaltelement 111 und das zweite Schaltelement 112 so, dass eine Phase eines Welligkeitsstroms, der durch die erste Wicklung 21 fließt, und eine Phase eines Welligkeitsstroms, der durch die zweite Wicklung 22 fließt, um 180 ° gegeneinander verschoben werden.
  • Die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22, die um den Kopplungskern 3 gewickelt sind, sind so gestaltet, dass deren Wicklungsrichtungen einander entgegengesetzt sind. Daher verlaufen Gleichstrom-Magnetflüsse (Gleichstromkomponenten der Magnetflüsse), die in dem geschlossenen Magnetkreis des Kopplungskerns 3 durch die erste Wicklung 21 erzeugt werden, und Gleichstrom-Magnetflüsse, die in dem geschlossenen Magnetkreis des Kopplungskerns 3 durch die zweite Wicklung 22 erzeugt werden, in einander entgegengesetzten Richtungen, so dass sie einander aufheben. Mit anderen Worten, in der Stromversorgungsschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform dient die Drosselspule 1 als Magnetismusaufhebungs-Drosselspule.
  • In der Stromversorgungsschaltung 100 gemäß dieser Ausführungsform wird der Kondensator 131 in einem Zeitraum, der doppelt so lang wie eine Schaltperiode des ersten Schaltelements 111 und des zweiten Schaltelements 112 ist, wiederholt geladen und entladen. Infolgedessen kann der Kondensator 131 verkleinert werden.
  • Details
  • Im Folgenden wird eine ausführliche Gestaltung der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 und 3 beschrieben. In 3 wird eine Gestaltung der Wicklungen 2 (der ersten Wicklung 21 und der zweiten Wicklung 22) schematisch veranschaulicht.
  • Die Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet die beiden Wicklungen 2 (die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22), den Kopplungskern 3 und die beiden Induktorkerne 4 (den ersten Induktorkern 41 und den zweiten Induktorkern 42).
  • Der Kopplungskern 3 weist von vorn betrachtet eine im Wesentlichen rechteckige äußere Form auf und ist zu einer Rahmenform ausgebildet, die ein Durchgangsloch 30 mit einer im Wesentlichen rechteckigen Öffnungsform aufweist. Der Kopplungskern 3 beinhaltet einen ersten Schaftteil 31 und einen zweiten Schaftteil 32, die einander in einer ersten Richtung D1 gegenüberliegen, und einen ersten Verbindungsteil 33 und einen zweiten Verbindungsteil 34, die einander in einer zweiten Richtung D2 gegenüberliegen, die orthogonal zu der ersten Richtung D1 verläuft. Das Durchgangsloch 30 ist so ausgebildet, dass es den Kopplungskern 3 in einer dritten Richtung D3 durchdringt, die orthogonal zu der ersten Richtung D1 und der zweiten Richtung D2 verläuft.
  • Der erste Schaftteil 31 und der zweite Schaftteil 32 sind entlang der zweiten Richtung D2 jeweils in einer Vierkantsäulenform ausgebildet. Die erste Wicklung 21 ist um den ersten Schaftteil 31 gewickelt. Die zweite Wicklung 22 ist um den zweiten Schaftteil 32 gewickelt. Der erste Verbindungsteil 33 und der zweite Verbindungsteil 34 sind entlang der ersten Richtung D1 jeweils in einer Vierkantsäulenform ausgebildet. Der erste Verbindungsteil 33 ist so ausgebildet, dass er die einen Endabschnitte (in 3 die oberen Endabschnitte) des ersten Schaftteils 31 und des zweiten Schaftteils 32 in der zweiten Richtung D2 miteinander verbindet. Der zweite Verbindungsteil 34 ist so ausgebildet, dass er die anderen Endabschnitte (in 3 die unteren Endabschnitte) des ersten Schaftteils 31 und des zweiten Schaftteils 32 in der zweiten Richtung D2 miteinander verbindet.
  • Der Kopplungskern 3 bildet einen geschlossenen Kopplungsmagnetkreis durch den ersten Schaftteil 31, den zweiten Schaftteil 32, den ersten Verbindungsteil 33 und den zweiten Verbindungsteil 34 aus, um die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 magnetisch zu koppeln.
  • Bei der ersten Wicklung 21 handelt es sich um einen Leitungsdraht (eine Drahtspule), der um den ersten Schaftteil 31 gewickelt ist, wobei der erste Schaftteil 31 als Achse dient. Bei der zweiten Wicklung 22 handelt es sich um einen Leitungsdraht (eine Drahtspule), der um den zweiten Schaftteil 32 gewickelt ist, wobei der zweite Schaftteil 32 als Achse dient. Die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 sind jeweils zu einer Form eines Vierkantrohres gewickelt, so dass sich aus einer Achsenrichtung (der zweiten Richtung D2) davon betrachtet ein im Wesentlichen vierkantiger Rahmen ergibt. Die Anzahl der Windungen der ersten Wicklung 21 und die Anzahl der Windungen der zweiten Wicklung 22 stimmen überein. Die Anzahl der Windungen der ersten Wicklung 21 und der zweiten Wicklung 22 kann, soweit erforderlich, abhängig von der Konstruktions und sonstigen Faktoren jeweils geändert werden.
  • Wie in 1 veranschaulicht, weist die erste Wicklung 21 ein Paar Endabschnitte 211 und 212 auf, die aus einer Seite (in 1 der unteren Seite) in der zweiten Richtung D2 herausgezogen sind. Die zweite Wicklung 22 weist ein Paar Endabschnitte 221 und 222 auf, die aus einer Seite (in 1 der unteren Seite) in der zweiten Richtung D2 herausgezogen sind. Die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 weisen ähnliche Gestaltungen auf. Die Wicklungsrichtungen der ersten Wicklung 21 und der zweiten Wicklung 22 werden durch eine Verbindungsbeziehung mit einer Komponente bestimmt, mit der die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 elektrisch verbunden sind. In dieser Ausführungsform ist von dem Paar von Endabschnitten 211 und 212 ein Endabschnitt 211 der ersten Wicklung 21 mit dem hochpotentialseitigen Eingangsanschluss 151 elektrisch verbunden und ist der andere Endabschnitt 212 mit einem Knoten zwischen dem ersten Schaltelement 111 und der ersten Diode 121 elektrisch verbunden (siehe 2). Des Weiteren ist von dem Paar von Endabschnitten 221 und 222 ein Endabschnitt 221 der zweiten Wicklung 22 mit einem Knoten zwischen dem zweiten Schaltelement 112 und der zweiten Diode 122 elektrisch verbunden und ist der andere Endabschnitt 222 mit dem hochpotentialseitigen Eingangsanschluss 151 elektrisch verbunden (siehe 2). Infolgedessen verlaufen die Wicklungsrichtungen der ersten Wicklung 21 und der zweiten Wicklung 22 einander entgegengesetzt. Mit anderen Worten, eine Richtung des elektrischen Stroms, der durch die erste Wicklung 21 fließt, und eine Richtung des elektrischen Stroms, der durch die zweite Wicklung 22 fließt, sind einander im Hinblick auf den Kopplungskern 3 entgegengesetzt. Daher verlaufen in dem durch den Kopplungskern 3 ausgebildeten geschlossenen Kopplungsmagnetkreis der Gleichstrom-Magnetfluss, der durch die erste Wicklung 21 erzeugt wird, und der Gleichstrom-Magnetfluss, der durch die zweite Wicklung 22 erzeugt wird, einander entgegengesetzt, so dass sie einander aufheben. In 3 wird in dem geschlossenen Kopplungsmagnetkreis eine Richtung des Gleichstrom-Magnetflusses, der durch die erste Wicklung 21 erzeugt wird, konzeptionell durch einen gestrichelten Pfeil Y11 angegeben und wird eine Richtung des Gleichstrom-Magnetflusses, der durch die zweite Wicklung 22 erzeugt wird, konzeptionell durch einen gestrichelten Pfeil Y12 angegeben. In 3 sind die Richtungen der durch die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 erzeugten Gleichstrom-Magnetflüsse, die durch die gestrichelten Pfeile Y11 und Y12 angegeben werden, lediglich ein Beispiel und können die entgegengesetzten Richtungen sein.
  • Um einen magnetischen Widerstand zwischen der ersten Wicklung 21 und der zweiten Wicklung 22 zu verringern, ist der Kopplungskern 3 bevorzugt so ausgebildet, dass er eine größere magnetische Permeabilität aufweist. Unterdessen ist in der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform der geschlossene Kopplungsmagnetkreis, der durch den Kopplungskern 3 ausgebildet ist, so gestaltet, dass der Gleichstrom-Magnetfluss, der durch die erste Wicklung 21 erzeugt wird, und der Gleichstrom-Magnetfluss, der durch die zweite Wicklung 22 erzeugt wird, einander aufheben, und folglich kann eine magnetische Sättigungsflussdichte des Kopplungskerns 3 niedrig sein. Daher ist der Kopplungskern 3 in dieser Ausführungsform zum Beispiel aus einem ferrithaltigen Mangan-Zink (Mn-Zn) oder Nickel-Zink (Ni-Zn) als Material ausgebildet.
  • Die Induktorkerne 4 sind in der ersten Richtung D1 neben dem Kopplungskern 3 angeordnet. Die beiden Induktorkerne 4 entsprechen den beiden Wicklungen 2 in einer Eins-zu-Eins-Beziehung. Im Besonderen entspricht der erste Induktorkern 41 der ersten Wicklung 21, die um den ersten Schaftteil 31 des Kopplungskerns 3 gewickelt ist. Der erste Induktorkern 41 ist auf der Seite des ersten Schaftteils 31 (in 3 auf der linken Seite) des Kopplungskerns 3 in der ersten Richtung D1 angeordnet und bildet zusammen mit dem ersten Schaftteil 31 einen geschlossenen Induktormagnetkreis (einen ersten geschlossenen Induktormagnetkreis) aus. Der zweite Induktorkern 42 entspricht der zweiten Wicklung 22, die um den zweiten Schaftteil 32 des Kopplungskerns 3 gewickelt ist. Der zweite Induktorkern 42 ist auf der Seite des zweiten Schaftteils 32 (in 3 auf der rechten Seite) des Kopplungskerns 3 in der ersten Richtung D1 angeordnet und bildet zusammen mit dem zweiten Schaftteil 32 einen geschlossenen Induktormagnetkreis (einen zweiten geschlossenen Induktormagnetkreis) aus.
  • Der erste Induktorkern 41 weist von vorn betrachtet im Wesentlichen eine äußere C-Form auf und weist in der zweiten Richtung D2 und der dritten Richtung D3 Abmessungen auf, die im Wesentlichen mit Abmessungen des Kopplungskerns 3 in der zweiten Richtung D2 bzw. der dritten Richtung D3 übereinstimmen. Der erste Induktorkern 41 beinhaltet einen Hauptteil 411, einen ersten Vorsprungsteil 412 und einen zweiten Vorsprungsteil 413.
  • Der Hauptteil 411 ist entlang der zweiten Richtung D2 zu einer Vierkantsäulenform ausgebildet und ist in der ersten Richtung D1 von dem ersten Schaftteil 31 zu einer Seite (in 3 der linken Seite) getrennt.
  • Der erste Vorsprungsteil 412 und der zweite Vorsprungsteil 413 sind so ausgebildet, dass sie von beiden Endabschnitten des Hauptteils 411 in der zweiten Richtung D2 zu dem Kopplungskern 3 vorspringen. Der erste Vorsprungsteil412 ist so ausgebildet, dass er von einem Endabschnitt (in 3 dem oberen Endabschnitt) des Hauptteils 411 in der zweiten Richtung D2 zu dem Kopplungskern 3 vorspringt. Der erste Vorsprungsteil 412 ist entlang der ersten Richtung D1 zu einer Vierkantsäulenform ausgebildet und weist eine distale Endfläche 414 (in 3 die rechte Endfläche) auf, die einer Fläche 35 (in 3 der linken Fläche) des Kopplungskerns 3, die sich orthogonal zu der ersten Richtung D1 befindet, gegenüberliegt. Der zweite Vorsprungsteil 413 ist so ausgebildet, dass er von dem anderen Endabschnitt (in 3 dem unteren Endabschnitt) des Hauptteils 411 in der zweiten Richtung D2 zu dem Kopplungskern 3 vorspringt. Der zweite Vorsprungsteil 413 ist entlang der ersten Richtung D1 zu einer Vierkantsäulenform ausgebildet und weist eine distale Endfläche 415 (in 3 die rechte Endfläche) auf, die einer Fläche 35 des Kopplungskerns 3, die sich orthogonal zu der ersten Richtung D1 befindet, gegenüberliegt.
  • Der erste Induktorkern 41 bildet zusammen mit dem Teil des Kopplungskerns 3, um den die erste Wicklung 21 gewickelt ist, den ersten geschlossenen Induktormagnetkreis aus. Im Besonderen bilden der Hauptteil 411, der erste Vorsprungsteil 412 und der zweite Vorsprungsteil 413 des ersten Induktorkerns 41 und der erste Schaftteil 31 des Kopplungskern 3 den ersten geschlossenen Induktormagnetkreis aus, durch den der Magnetfluss verläuft, der durch die erste Wicklung 21 erzeugt wird. Der erste Schaftteil 31 des Kopplungskerns 3 dient sowohl als geschlossener Kopplungsmagnetkreis als auch als erster geschlossener Induktormagnetkreis. In 3 wird in dem ersten geschlossenen Induktormagnetkreis eine Richtung des Gleichstrom-Magnetflusses, der durch die erste Wicklung 21 erzeugt wird, konzeptionell durch einen gestrichelten Pfeil Y21 angegeben.
  • In dem ersten geschlossenen Induktormagnetkreis bilden ein Spalt zwischen der distalen Endfläche 414 des ersten Vorsprungsteils 412 und der einen Fläche 35 des Kopplungskerns 3 und ein Spalt zwischen der distalen Endfläche 415 des zweiten Vorsprungsteils 413 und der einen Fläche 35 des Kopplungskerns 3 Magnetspalte aus. Bei dieser Ausführungsform ist der erste Induktorkern 41 so angeordnet, dass sich die distalen Endflächen 414 und 415 des ersten Vorsprungsteils 412 und des zweiten Vorsprungsteils 413 in unmittelbarer Nähe zu der einen Fläche 35 des Kopplungskerns 3 befinden. Der erste Induktorkern 41 und der Kopplungskern 3 können zum Beispiel mit einem Haftmittel miteinander verbunden sein.
  • Der erste Induktorkern 41 ist dazu gestaltet, den Magnetfluss, der von der ersten Wicklung 21 erzeugt wird, als magnetische Energie zu speichern. Der Gleichstrom-Magnetfluss, der in dem ersten Induktorkern 41 durch die erste Wicklung 21 erzeugt wird, wird nicht aufgehoben. Daher ist der erste Induktorkern 41 bevorzugt so ausgebildet, dass er eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte aufweist. Dagegen kann der erste Induktorkern 41 eine geringe magnetische Permeabilität aufweisen. Daher ist der erste Induktorkern 41 in dieser Ausführungsform aus einem Massekern ausgebildet, der als Material zum Beispiel Eisen-Silicium-Aluminium (Fe-Si-Al), Eisen-Nickel (Fe-Ni), Eisen-Silicium (Fe-Si) oder sonstige Legierungen enthält.
  • Wie oben beschrieben, ist in der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform der Kopplungskern 3 aus dem Ferrit ausgebildet und ist der erste Induktorkern 41 aus dem Massekern ausgebildet. Wenn man den Kopplungskern 3 und den ersten Induktorkern 41 miteinander vergleicht, weist der Kopplungskern 3 eine höhere magnetische Permeabilität als diejenige des ersten Induktorkerns 41 auf. Wenn man den Kopplungskern 3 und den ersten Induktorkern 41 miteinander vergleicht, weist das Material, das den ersten Induktorkern 41 ausbildet, des Weiteren eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als dasjenige auf, das den Kopplungskern 3 ausbildet. Die magnetische Flussdichte und eine Größe einer Induktivität des ersten Induktorkerns 41 können auch durch eine Größe einer Querschnittfläche des ersten Induktorkerns 41 angepasst werden.
  • Der zweite Induktorkern 42 beinhaltet einen Hauptteil 421, einen ersten Vorsprungsteil 422 und einen zweiten Vorsprungsteil 423 und ist auf einer Seite (in 3 auf der rechten Seite) des Kopplungskerns 3 angeordnet, die dem ersten Induktorkern 41 gegenüberliegt. Der zweite Induktorkern 42 weist eine Gestaltung auf, die derjenigen des ersten Induktorkerns 41 ähnelt, und daher wird eine ausführliche Beschreibung dessen weggelassen.
  • Der zweite Induktorkern 42 bildet zusammen mit dem Teil des Kopplungskerns 3, um den die zweite Wicklung 22 gewickelt ist, den zweiten geschlossenen Induktormagnetkreis aus. Im Besonderen bilden der Hauptteil 421, der erste Vorsprungsteil 422 und der zweite Vorsprungsteil 423 des zweiten Induktorkerns 42 und der zweite Schaftteil 32 des Kopplungskerns 3 den zweiten geschlossenen Induktormagnetkreis aus, durch den der Magnetfluss verläuft, der durch die zweite Wicklung 22 erzeugt wird. Der zweite Schaftteil 32 des Kopplungskerns 3 dient sowohl als geschlossener Kopplungsmagnetkreis als auch als zweiter geschlossener Induktormagnetkreis. In 3 wird in dem zweiten geschlossenen Induktormagnetkreis eine Richtung des Gleichstrom-Magnetflusses, der durch die zweite Wicklung 22 erzeugt wird, konzeptionell durch einen gestrichelten Pfeil Y22 angegeben.
  • Vorteile
  • Als Nächstes werden Vorteile der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Zuerst werden Drosselspulen gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel und einem zweiten Vergleichsbeispiel beschrieben, die zum Vergleich mit der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform verwendet werden.
  • Die Drosselspule gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel unterscheidet sich von der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform darin, dass ein Kopplungskern und Induktorkerne, die jeweils zu einer rechteckigen Rahmenform ausgebildet sind, nebeneinander angeordnet sind, und darin, dass die Wicklungen in integrierter Weise sowohl um Schaftteile des Kopplungskerns als auch um Schaftteile der Induktorkerne gewickelt sind. Um zu verhindern, dass die Magnetfelder, die in einem Kopplungskern und in Induktorkernen erzeugt werden, sich nachteilig aufeinander auswirken, beinhaltet die Drosselspule gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel des Weiteren zusätzlich zu der Gestaltung der Drosselspule gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel Magnetisolationselemente, die zwischen dem Kopplungskern und den Induktorkernen bereitgestellt werden.
  • In der Drosselspule gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel sind die Wicklungen sowohl um den Kopplungskern als auch um die Induktorkerne gewickelt. Daher werden in der Drosselspule gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel die Magnetflüsse, die durch die Wicklungen erzeugt werden, in einem Kopplungskern von dem Kopplungskern und den Induktorkernen konzentriert, der eine höhere magnetische Permeabilität aufweist. In der Drosselspule gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel, bei dem die Magnetisolationselemente zwischen den Kopplungskern und die Induktorkerne eingesetzt sind, ist eine Differenz zwischen einer magnetischen Flussdichte eines Magnetflusses, der durch die Wicklungen in dem Kopplungskern erzeugt wird, und einer magnetischen Flussdichte eines Magnetflusses, der durch die Wicklungen jeweils in den Induktorkernen erzeugt wird, verringert.
  • In der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform sind die Wicklungen 2 von dem Kopplungskern 3 und den Induktorkernen 4 nur um den Kopplungskern 3 gewickelt. Daher werden in der Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform die Magnetisolationselemente (Magnetisolationsplatten) der Drosselspule in dem zweiten Vergleichsbeispiel nicht benötigt, und daher kann eine Verkleinerung erreicht werden. Des Weiteren werden in der Drosselspule gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel Magnetflüsse (magnetische Streuflüsse) in den Magnetisolationselementen konzentriert, und es besteht eine Möglichkeit, dass sich die magnetischen Streuflüsse so mit den Wicklungen verbinden, dass ein Wirbelstromverlust erhöht wird. Die Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet keine Magnetisolationselemente, und daher werden keine magnetischen Streuflüsse erzeugt, was zur Folge hat, dass der Wirbelstromverlust der Wicklungen 2 verringert werden kann.
  • <Modifizierungsbeispiel>
  • Als Nächstes wird ein Modifizierungsbeispiel für die Drosselspule 1 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden Komponenten, die mit denjenigen der oben beschriebenen Drosselspule 1 übereinstimmen, durch dieselben Bezugszeichen gekennzeichnet, und eine Beschreibung derer wird weggelassen.
  • Die Anzahl der Wicklungen 2 ist nicht auf zwei beschränkt und kann eine Mehrzahl, zum Beispiel drei oder mehr, sein. Des Weiteren ist die Anzahl der Induktorkerne 4 nicht auf zwei beschränkt und kann eine Mehrzahl, zum Beispiel drei oder mehr, sein. Des Weiteren ist zum Beispiel in einer Stromversorgungsschaltung, die eine Drosselspule beinhaltet, die drei Wicklungen beinhaltet, eine Steuereinheit, die dazu gestaltet ist, elektrische Ströme zu steuern, die durch die drei Wicklungen fließen, bevorzugt so gestaltet, dass sie Phasen von Welligkeitsströmen, die durch die drei Wicklungen fließen, so verschiebt, dass die Phasen voneinander um 120 ° verschieden sind.
  • In der oben beschriebenen Drosselspule 1 stimmt die Anzahl der Wicklungen 2 und die Anzahl der Induktorkerne 4 miteinander überein, kann es sich jedoch bei der Anzahl der Wicklungen 2 und der Anzahl der Induktorkerne 4 um unterschiedliche Anzahlen handeln. Des Weiteren ist die Gestaltung der Stromversorgungsschaltung 100, die die Drosselspule 1 beinhaltet, nicht auf die Mehrphasen-Hochsetzstellerschaltung (siehe 2) beschränkt. 4 ist eine Vorderansicht einer Drosselspule 1A gemäß einem Modifizierungsbeispiel. 5 ist ein Ersatzschaltbild einer Stromversorgungsschaltung 100A, die die Drosselspule 1A gemäß dem Modifizierungsbeispiel beinhaltet.
  • Die Drosselspule 1A beinhaltet zwei Wicklungen 2 (eine erste Wicklung 21 und eine zweite Wicklung 22), einen Kopplungskern 3 und einen Induktorkern 4 (einen ersten Induktorkern 41). Mit anderen Worten, die Drosselspule 1A weist eine Gestaltung auf, bei der der zweite Induktorkern 42 aus der oben beschriebenen Drosselspule 1 (siehe 1 und 3) weggelassen wird.
  • Bei der Stromversorgungsschaltung 100A handelt es sich um eine LLC-Stromresonanzwandlerschaltung, die die Drosselspule 1A und eine Steuereinheit 142 beinhaltet. Die Stromversorgungsschaltung 100A beinhaltet des Weiteren ein erstes Schaltelement 113, ein zweites Schaltelement 114, eine erste Diode 123, eine zweite Diode 124, einen ersten Kondensator 132 und einen zweiten Kondensator 133.
  • Zwischen dem Paar Eingangsanschlüssen 151 und 152, zwischen denen eine Eingangsspannung Vi angelegt wird, ist eine Reihenschaltung aus dem ersten Schaltelement 113 und dem zweiten Schaltelement 114 elektrisch verbunden. Das erste Schaltelement 113 und das zweite Schaltelement 114 sind zum Beispiel jeweils aus einem MOSFET ausgebildet und werden durch die Steuereinheit 142 zum Ein-/Ausschalten gesteuert. Zwischen beiden Enden des zweiten Schaltelements 114 ist eine Reihenschaltung aus dem ersten Kondensator 132 und der ersten Wicklung 21 der Drosselspule 1A elektrisch verbunden. Des Weiteren gibt das Bezugszeichen „171“ in 5 eine Streuinduktivität der Drosselspule 1A an. Eine Größe der Streuinduktivität 171 kann zum Beispiel durch eine Größe einer Querschnittfläche des ersten Induktorkerns 41 der Drosselspule 1A angepasst werden. In der Stromversorgungsschaltung 100A dient die Streuinduktivität 171 als Resonanzinduktor. Der erste Kondensator 132 ist ein Resonanzkondensator.
  • Die Drosselspule 1A weist eine in der zweiten Wicklung 22 bereitgestellte mittige Anzapfung auf. Zwischen einem Ende der zweiten Wicklung 22 und der mittigen Anzapfung ist eine Reihenschaltung aus der ersten Diode 123 und dem zweiten Kondensator 133 elektrisch verbunden, und zwischen dem anderen Ende der zweiten Wicklung 22 und der mittigen Anzapfung ist eine Reihenschaltung aus der zweiten Diode 124 und dem zweiten Kondensator 133 elektrisch verbunden. Bei dem zweiten Kondensator 133 handelt es sich um einen Glättungskondensator, und er ist zwischen einem Paar von Ausgangsanschlüssen 161 und 162 elektrisch verbunden. Die erste Diode 123 weist eine Anode, die mit einem Ende der zweiten Wicklung 22 elektrisch verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem zweiten Kondensator 133 elektrisch verbunden ist. Die zweite Diode 124 weist eine Anode, die mit dem anderen Ende der zweiten Wicklung 22 elektrisch verbunden ist, und eine Kathode auf, die mit dem zweiten Kondensator 133 elektrisch verbunden ist.
  • Die Steuereinheit 142 steuert das erste Schaltelement 113 und das zweite Schaltelement 114 so, dass sie das erste Schaltelement 113 und das zweite Schaltelement 114 ein-/ausschaltet, um einen elektrischen Strom zu steuern, der jeweils durch die erste Wicklung 21 und die zweite Wicklung 22 fließt. Die Steuereinheit 142 steuert das erste Schaltelement 113 und das zweite Schaltelement 114 so, dass sie abwechselnd das erste Schaltelement 113 und das zweite Schaltelement 114 einschaltet. Infolgedessen wird die Ausgangsspannung Vo zwischen beiden Enden des zweiten Kondensators 133 erzeugt.
  • Im Folgenden wird ein weiteres Modifizierungsbeispiel für die Drosselspule 1 beschrieben.
  • Die Drosselspule 1 kann eine Gestaltung aufweisen, bei der zwei Wicklungen 2, ein Kopplungskern 3 und zwei Induktorkerne 4 durch ein Harz oder sonstige Dichtungselemente integral abgedichtet sind. Infolgedessen kann eine Wicklungsverlagerung der Wicklungen 2 unterbunden werden.
  • Des Weiteren kann die Drosselspule 1 eine Gestaltung aufweisen, die einen Spulenkörper beinhaltet. Der Spulenkörper wird so bereitgestellt, dass die Wicklungen 2 um diesen herumgewickelt sind und Schaftteile (ein erster Schaftteil 31 und ein zweiter Schaftteil 32) des Kopplungskerns 3 durch diesen hindurch verlaufen.
  • Darüber hinaus ist die Drosselspule 1 nicht auf die Gestaltung beschränkt, bei der der Kopplungskern 3 und die Induktorkerne 4 jeweils integral ausgebildet sind, sondern kann eine Gestaltung aufweisen, bei der der Kopplungskern 3 und die Induktorkerne 4 jeweils in eine Mehrzahl unterteilt sind. Beispielsweise kann die Drosselspule 1 eine Gestaltung aufweisen, bei der der Kopplungskern 3 und die Induktorkerne 4 in der zweiten Richtung D2 jeweils zweigeteilt sind.
  • Des Weiteren können in der Drosselspule 1 der Kopplungskern 3 und die Induktorkerne 4 aus demselben Material ausgebildet sein. In diesem Fall können der Kopplungskern 3 und die Induktorkerne 4 integral ausgebildet sein.
  • Übersicht
  • Eine Drosselspule (1, 1A) gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Mehrzahl von Wicklungen (2, 21, 22), einen Kopplungskern (3, 3A) und einen Induktorkern (4, 41, 42). Ein Kopplungskern (3, 3A) ist dazu gestaltet, einen geschlossenen Kopplungsmagnetkreis auszubilden, der die Mehrzahl von Wicklungen (2, 21, 22) magnetisch koppelt, wobei die Mehrzahl von Wicklungen (2, 21, 22) um den Kopplungskern (3, 3A) gewickelt ist. Ein Induktorkern (4, 41, 42), der einen Hauptteil (411, 421), einen ersten Vorsprungsteil (412, 422), der von einem Ende des Hauptteils (411, 421) vorspringt, und einen zweiten Vorsprungsteil (413, 423) beinhaltet, der von einem anderen Ende des Hauptteils (411, 421) vorspringt, und der erste Vorsprungsteil (412, 422) und der zweite Vorsprungsteil (413, 423) sind jeweils mit dem Kopplungskern (3, 3A) magnetisch verbunden. Der Induktorkern (4, 41, 42) bildet einen geschlossenen Induktormagnetkreis zusammen mit einem Teil des Kopplungskerns (3, 3A) aus, um den eine Wicklung (2, 21, 22) der Mehrzahl von Wicklungen (2, 21, 22) gewickelt ist.
  • Gemäß dieser Gestaltung sind die Wicklungen (2, 21 und 22) von dem Kopplungskern (3, 3A) und den Induktorkernen (4, 41 und 42) nur um den Kopplungskern (3, 3A) gewickelt, und folglich kann die Drosselspule (1, 1A) verkleinert werden.
  • Die Drosselspule (1) gemäß dem zweiten Aspekt beinhaltet in dem ersten Aspekt eine Mehrzahl der Induktorkerne (4, 41 und 42), und die Anzahl der Mehrzahl von Wicklungen (2, 21 und 22) und die Anzahl der Mehrzahl der Induktorkerne (4, 41 und 42) stimmen überein.
  • Gemäß dieser Gestaltung kann die Induktorfunktion zum Speichern des Magnetflusses, der jeweils durch die Mehrzahl von Wicklungen (2, 21 und 22) erzeugt wird, als magnetische Energie erzielt werden.
  • In der Drosselspule (1) gemäß einem dritten Aspekt beträgt in dem zweiten Aspekt die Anzahl der Mehrzahl von Wicklungen (2, 21 und 22) und die Anzahl der Mehrzahl der Induktorkerne (4, 41 und 42) jeweils zwei.
  • Gemäß dieser Gestaltung kann die Zweiphasen-Magnetkopplungs-Drosselspule erzielt werden.
  • In der Drosselspule (1) gemäß einem vierten Aspekt weisen in dem dritten Aspekt die beiden Wicklungen (2, 21 und 22) dieselbe Anzahl von Windungen auf.
  • Gemäß dieser Gestaltung kann der geschlossene Kopplungsmagnetkreis so gestaltet sein, dass die Gleichstrom-Magnetflüsse, die durch die beiden Wicklungen (2, 21 und 22) erzeugt werden, einander aufheben und der Kopplungskern (3) verkleinert werdenkann.
  • In der Drosselspule (1, 1A) gemäß einem fünften Aspekt weist in einem des ersten bis vierten Aspekts der Kopplungskern (3, 3A) eine höhere magnetische Permeabilität als eine magnetische Permeabilität des Induktorkerns (4, 41 und 42) auf.
  • Gemäß dieser Gestaltung kann der magnetische Widerstand zwischen der Mehrzahl von Wicklungen (2, 21 und 22) verringert werden.
  • In der Drosselspule (1, 1A) gemäß einem sechsten Aspekt sind in einem des ersten bis fünften Aspekts der Kopplungskern (3, 3A) und der Induktorkern (4, 41 und 42) aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet. Der Induktorkern (4, 41 und 42) weist eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als eine magnetische Sättigungsflussdichte des Kopplungskerns (3, 3A) auf.
  • Gemäß dieser Gestaltung kann der Induktorkern (4, 41 und 42) verkleinert werden.
  • Eine Stromversorgungsschaltung (100, 100A) gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Drosselspule (1, 1A) eines des ersten bis sechsten Aspekts und eine Steuereinheit (141, 142). Die Steuereinheit (141, 142) ist dazu gestaltet, elektrische Ströme zu steuern, die durch die Mehrzahl von Wicklungen (2, 21 und 22) fließen.
  • Gemäß dieser Gestaltung kann die Stromversorgungsschaltung (100, 100A), die die Drosselspule (1, 1A) beinhaltet, verkleinert werden.
  • In der Stromversorgungsschaltung (100, 100A) gemäß einem achten Aspekt verschiebt die Steuereinheit (141, 142) in dem siebten Aspekt Phasen von Welligkeitsströmen, die durch die Mehrzahl von Wicklungen (2, 21 und 22) fließen, wobei die verschobenen Phasen von Welligkeitsströmen voneinander verschieden sind.
  • Gemäß dieser Gestaltung kann eine magnetische Sättigung des Kopplungskerns (3, 3A) unterbunden werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 1A
    Drosselspule
    2
    Wicklung
    3, 3A
    Kopplungskern
    4
    Induktorkern
    411,421
    Hauptteil
    412, 422
    erster Vorsprungsteil
    413, 423
    zweiter Vorsprungsteil
    100, 100A
    Stromversorgungsschaltung
    141, 142
    Steuereinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2012054484 A [0006]

Claims (8)

  1. Drosselspule, die aufweist: eine Mehrzahl von Wicklungen; einen Kopplungskern, der dazu gestaltet ist, einen geschlossenen Kopplungsmagnetkreis auszubilden, der die Mehrzahl von Wicklungen magnetisch koppelt, wobei die Mehrzahl von Wicklungen um den Kopplungskern gewickelt ist; und einen Induktorkern, der einen Hauptteil, einen ersten Vorsprungsteil, der von einem Ende des Hauptteils vorspringt, und einen zweiten Vorsprungsteil beinhaltet, der von einem anderen Ende des Hauptteils vorspringt, wobei der erste Vorsprungsteil und der zweite Vorsprungsteil jeweils mit dem Kopplungskern magnetisch verbunden sind, wobei der Induktorkern einen geschlossenen Induktormagnetkreis zusammen mit einem Teil des Kopplungskerns ausbildet, um den eine Wicklung der Mehrzahl von Wicklungen gewickelt ist.
  2. Drosselspule nach Anspruch 1, die eine Mehrzahl der Induktorkerne aufweist, und wobei die Anzahl der Mehrzahl von Wicklungen und die Anzahl der Mehrzahl der Induktorkerne übereinstimmen.
  3. Drosselspule nach Anspruch 2, wobei die Anzahl der Mehrzahl von Wicklungen und die Anzahl der Mehrzahl der Induktorkerne jeweils zwei beträgt.
  4. Drosselspule nach Anspruch 3, wobei die beiden Wicklungen dieselbe Anzahl von Windungen aufweisen.
  5. Drosselspule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kopplungskern eine höhere magnetische Permeabilität als eine magnetische Permeabilität des Induktorkerns aufweist.
  6. Drosselspule nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kopplungskern und der Induktorkern aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sind, und wobei der Induktorkern eine höhere magnetische Sättigungsflussdichte als eine magnetische Sättigungsflussdichte des Kopplungskerns aufweist.
  7. Stromversorgungsschaltung, die aufweist: die Drosselspule nach einem der Ansprüche 1 bis 6; und eine Steuereinheit, die dazu gestaltet ist, elektrische Ströme zu steuern, die durch die Mehrzahl von Wicklungen fließen.
  8. Stromversorgungsschaltung nach Anspruch 7, wobei die Steuereinheit Phasen von Welligkeitsströmen verschiebt, die durch die Mehrzahl von Wicklungen fließen, wobei die verschobenen Phasen von Welligkeitsströmen voneinander verschieden sind.
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