Die Anforderungen an die Energienetze in Kraftfahrzeugen haben in den letzten Jahren stark zugenommen: Rekuperationssysteme, Energienetzstabilisierung und Energienetze mit mehreren Spannungsebenen werden immer öfter realisiert. Leistungselektronische Gleichspannungswandler sind für die Optimierung der Energienetze eine Schlüsseltechnologie. Die Größe und das Gewicht dieser Wandler werden maßgeblich durch die eingangs-und augangsseitigen Filterbauelemente bestimmt. Durch die Parallelschaltung mehrerer einphasiger Wandler in Kombination mit einer phasenverschobenen Ansteuerung können diese Filter reduziert werden. Die Induktivitäten im Leistungsfilter können durch diese Technik allerdings nicht beliebig verkleinert werden. Das Funktionsprinzip gekoppelter Induktivitäten bei mehrphasigen Wandlersystemen wird erklärt und das Potential zur Optimierung der Wandler wird aufgezeigt. Es werden verschiedene Realisierungen und Aufbautechnologien für gekoppelte Induktivitäten beschrieben und deren Vor- und Nachteile diskutiert. Vorgestellt werden Methoden zur Analyse und Modellierung von mehrphasigen Wandlern mit gekoppelten Induktivitäten und die entwckelteen unterschiedliche Betriebsstrategien.

The requirements on automotive powernets have been rapidly increased during the last few years. Systems to recuperate the braking energy, stabilize the powernet bus voltage or dual voltage powernets will be realized in future automobiles. Power electronic converters are key components for such technology concepts. The size and weight for the required power converters are mainly determined by the input and output filter components. Due to parallel connection of several power converter stages in combination with an interleaving principle, the filter components can be reduced. However, the size of the implemented inductors cannot be reduced by any order. This paper shows the operation principle of coupled inductors in multi-phase dc-dc converters and its potential to reduce filter inductors size and costs. Different realization concepts of coupled inductors are summarized and the resulting merits and limitations of the assembly technologies are discussed. Furthermore methods to model and design coupled inductors and possible control strategies are figured out. The previous made investigations have shown, that implementation of coupled inductors allows converter designs with increased efficiency and power density.