[发明专利]具有辅助绕组的感应电气组件

说明书

技术领域

本发明涉及包括至少一个绕组的电气组件、包括这样的电气组件的电气电路和操作该电气电路的方法。更具体地，本发明涉及具有主绕组和辅助绕组的电气组件。

背景技术

已知的感应电气组件包括缠绕在线轴、即诸如心轴或圆柱体等的承载部件上的导体的至少一个绕组。这样的电气组件包括例如具有仅一个绕组(即，多匝的导体线)的电感器或传感器线圈，或者具有两个或更多绕组的电气变压器。在这里将称为主绕组的这些绕组提供了电感和/或感应耦合。它们可以用在很多不同的电气电路中。特别是在取决于选取的拓扑的开关模式电源中，电感器或变压器可以被用作能量存储和/或用于电压变换。

DE 10 2009 058 835 Al描述了一种具有包括至少两个绕组隔室的线圈承载件的传感器线圈。通过注射成型制成线圈承载件，并且在其通过MID(成型互连设备)技术制成的表面上直接施加金属导体迹线。导体迹线在承载件的表面上从插头触头基本上平行于轴向方向延伸。

在一些应用中，具有主绕组的感应组件已经与附加的辅助绕组、即与主绕组感应耦合地布置的一个或多个匝的另外的导体一起使用。一般情况下，辅助绕组包括相对少的匝，一般少于电气组件的主绕组。附加的辅助绕组可以在电气电路中用于不同目的，诸如例如用于测量、用于提供附加的电源等等。

这样的辅助绕组可以设置在线圈和变压器上作为与主绕组电气绝缘的一个或多个匝的另外的导体线。然而，必要的电气绝缘可能会增加组件的复杂性，并且辅助绕组的非常少的数量的匝的设置可能会造成其确切布置的问题。

发明内容

可以认为目的是提供具有简单构造的辅助绕组的电气组件。

该目的通过根据权利要求1的电气组件、根据权利要求12的电气电路并通过根据权利要求14的操作方法来解决。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。

本发明人认识到了：如果辅助绕组与主绕组或甚至与多个主绕组一起简单地缠绕在线轴上，则不能确切地限定导线的非常少的匝的定位，并且将造成感应电压的相当大的公差。

根据本发明，提出了提供由设置在线轴的表面上的导体迹线组成的至少一个辅助绕组。这有助于组件的制造，并且可以帮助可靠地实现确切的定位并因此实现降低的公差。

虽然电气组件的主绕组、即线圈的情况中的单个电感器绕组或变压器的情况中的至少初级和次级绕组可以作为缠绕在线轴上的成匝的导体线而设置，但是辅助绕组作为导体迹线设置在其表面。如此设置的辅助绕组可以包括仅一个匝，但也可以形成为包括两个或更多匝，如下面针对优选实施例将说明的。辅助绕组被布置成感应地耦合至至少一个主绕组、即通过该绕组的可变电流在辅助绕组中感应出电流。优选地，主绕组和辅助绕组被围绕共有轴线和/或围绕共有铁磁芯缠绕。

线轴用作用于主绕组的承载件。它由电气非导电材料制成。在优选实施例中，线轴由塑料材料制成、例如通过注射成型制成。导体迹线可以通过称为成型互连设备(MID)的技术设置在其表面上。这样的MID技术的示例是激光直接结构化、双射注射成型或热压印。

根据本发明的一个优选实施例，线轴可以包括由至少一个凸缘轴向定界的一个绕组隔室、优选由在绕组隔室的两个轴向端部处的凸缘轴向定界。绕组隔室提供了用以保持缠绕的导体线的空间。主绕组被卷绕在所述绕组隔室内。优选在绕组隔室的凸缘上提供用于辅助绕组的导体迹线，通过凸缘与主绕组分离。凸缘的外轴向表面允许具有良好的感应耦合的辅助绕组的定位。此外，凸缘的材料提供了电气绝缘。

优选地，电气组件包括铁磁芯，其布置成使得至少主绕组围绕芯缠绕。优选的是，芯设置在线轴的开口内。在具有沿着纵向轴线直着延伸的至少一部分的线轴的情况中，芯优选轴向延伸。

如果超过一个的主绕组缠绕在线轴上，则优选提供通过绝缘体分离的围绕第一绕组缠绕的第二绕组。

在一个优选实施例中，辅助绕组包括至少两个匝的导体迹线。在该情况中，优选通过提供桥接元件来实现两个匝的辅助绕组的绝缘交叉。桥接元件优选在纵向方向上电导通，并且优选与至少一个匝的辅助绕组电气串联地布置，优选在两个匝之间。桥接元件通过提供针对与交叉的导体迹线的电气接触的绝缘(通过空气间隙或非导电材料，或两者)来允许导体迹线的交叉。例如，桥接元件可以是SMD组件。甚至可以利用具有充分低的电阻值、诸如1Ω或以下、优选1mΩ或以下的可用SMD电阻器，以获得充分的导电性。