Induktive Komponenten in der Leistungselektronik

Inhalt:
Induktive Bauelemente spielen eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung von Netzgeräten, Wechselrichtern und anderen leistungselektronischen Systemen. Die gegenseitige Abhängigkeit von ausgewählter Schaltung (Topologie und Betriebsart) und induktiver Komponente ermöglicht eine Optimierung des Gesamtsystems nur unter gleichzeitiger Einbeziehung der Spulen und Transformatoren. Zur Erfüllung der Anforderungen im Hinblick auf Volumen, Wirkungsgrad, Temperaturbegrenzung, parasitäre Eigenschaften, EMV-Verhalten usw. stehen dem Entwickler eine Vielzahl von Kernen, unterschieden nach Bauformen und Materialien, sowie verschiedene Querschnittsformen der Leiter, wie z. B. Runddrähte, Litzen oder Folien zur Verfügung. Unabhängig von dieser Auswahl besteht das Hauptproblem in der Festlegung des speziellen Wicklungsaufbaus. Unterschiedliche Kombinationen von Windungszahl und Luftspaltgröße und insbesondere die Positionierung der Windungen im Wickelfenster eröffnen vielfältige Möglichkeiten. Zusätzliche Freiheitsgrade ergeben sich durch die Verwendung planarer Strukturen, wie z. B. geätzter Leiterbahnen auf dünnen Trägermaterialien. Der folgende Beitrag zeigt die vielfältigen Möglichkeiten beim Design induktiver Komponenten und diskutiert einige für die Auslegung wichtige Aspekte.