CN101159187B - 具表面散热结构的电感 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具表面散热结构的电感，其是包括有：至少一导线；以及，一具凹凸结构的包覆体，所述包覆体为磁性材料所制成。其中所述凹凸结构的凸起结构是呈一锥形体、矩形体、柱体其中之一或其组合；而所述凹凸结构的任一边长或径长为所述电感的边长或径长的1％～50％；所述凹凸结构的凹凸高度差为所述电感厚度的1％～50％。

Description

具表面散热结构的电感

技术领域

本发明涉及一种具表面散热结构的电感，特别涉及一种可降低电感温度的电感。

背景技术

一般的电子产品皆朝着轻、薄、短、小及整合多项功能的目标迈进，但上述的架构将使得电子组件散热的问题不易解决，因此造成电子产品的稳定性不足，尤其在中央处理器(CPU)芯片趋向低电压及大电流的潮流下，而提供所述中央处理器电源的电感(Power Inductor)亦必须朝向大电流及大功率的方向发展，但是若朝所述方向发展，又会造成其工作电流大增而提高电感本体的温度，连带影响了设置于电感外围电子组件或基板，使其温度随的上升，为解决所述问题，一般的现有技术做法大多为在电感或其外围电子组件上，装设导热管(Heat Pipe)或者是液体冷却是统(Liquid Cooling)来解决散热问题，但是所述现有技艺所利用的装置皆为外加，而非从电感本体来解决散热的问题，故其改善散热问题的成本相对上较为昂贵，不利于产业降低成本以增加竞争力的需求。

因此，如何改善大电流及大功率的电感的散热问题，可有效降低电感本体的温度，确为目前所需面对的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于大电流及大功率的电感，在不需要额外的散热装置下，可有效降低电感本体的温度，且其工作电流及电感量不会因为电感表面所设置规则性散热结构而降低。

为达上述的目的，本发明提供一种具表面散热结构的电感，其是包括有：至少一导线；以及一具凹凸结构的包覆体，所述包覆体为磁性材料所制成。而所述具表面散热结构的电感，其中所述凹凸结构的凸起结构是呈一锥形体、矩形体、柱体其中之一或其组合；而所述凹凸结构的任一边长或径长为所述电感的边长或径长的1％～50％；所述凹凸结构的凹凸高度差为所述电感厚度的1％～50％。

所述具凹凸结构的包覆层的凹凸结构的配置，必须考虑磁性材料的最佳利用率，且亦需考虑磁路设计，使凹下处不会遮住导线内部电流通过时产生的磁力线，以使磁通量保持最低磁阻的完整状态。

所述包覆体可为一长方体，并于长方体的至少一表面设置有凹凸结构；所述包覆体亦可呈一圆柱体，并于所述圆柱体的至少一圆形表面设置有具凹凸面的散热结构。

所述具凹凸结构的包覆层的凸起部分是排列为一放射状结构，而所述放射状结构的中心处更是设置一圆形凸起结构；所述具凹凸结构的包覆层的凸起部分是排列为一长方形结构。

为进一步对本发明有更深入的说明，乃通过以下图示、图号说明及发明详细说明。

附图说明

图1为本发明具表面散热结构的电感第一实施例图；

图2为本发明具表面散热结构的电感第二实施例图；

图3为本发明具表面散热结构的电感第三实施例图；

图4为本发明具表面散热结构的电感第四实施例图；

图5为本发明具表面散热结构的电感第五实施例图；

图6为本发明具表面散热结构的电感内部磁力线分布图。

附图标记说明：11、21、31、41、51、61～导线；12、22、32、42、52、62～磁性材质；13、23、33、43、53、63～散热结构；64～磁力线。

具体实施方式

现配合下列的图式说明本发明的详细结构，及其连接关系。

本发明是提出一种具表面散热结构的电感，为达成上述的目的，本发明提供一种具表面散热结构的电感，其是利用电感的表面结构设计来增加散热的面积，降低电感温度，在包覆体成形时，利用一特殊模面设计的模具冲头，而使电感表面产生具凹凸面的散热结构，其是较一般传统平板表面电感有着更多表面积，有助于必须具有大电流及大功率特性的电感增加其散热面积，包覆体的凹凸结构配置时亦必须考虑磁路设计，使电感于不浪费粉体材料的情况下，能有效维持电感内部的低磁阻及磁通量，因此工作电流不会因为电感表面所设置规则性散热结构而降低，以形成一应用于大电流及大功率的电感表面最佳化散热结构设计。

而以下各图式即为电感表面设计各种散热结构以形成具凹凸面的散热结构的实施例。

请参阅图1，为本发明具表面散热结构的电感第一实施例图，其中电感是包括有两个部份，其一为导线11(图式为一圈导线的剖面)，而导线11是指铜、银、铝、金的其中一者或两者组合的材质所构成，譬如说：内为铜材，而外部为镀有银质的复合导线，另一为包覆于导线外部的磁性材质12，所述磁性材质12的外表面形成有一具凹凸面的散热结构13，所述散热结构13设置原则为凸起处与凹下处的任一边长或径长为所述电感的边长或径长的1％～50％，同时散热结构13凸起处的高度为所述电感厚度的1％～50％。

上述磁性材质12是呈一长矩体，并于长矩体的六侧表面中至少一侧设置有具凹凸面的散热结构13，当然对于本领域技术人员来说不受限于此，举凡长矩体任一侧或多侧(二侧至六侧)设置所述散热结构，甚至于三角体、锥形体、圆形体、椭圆形体及其它不规则多边体，皆为本发明可应用的范围，而磁性材质12的外表面所形成的具凹凸面的散热结构13，为利用一特殊模面设计的模具冲头直接加压磁性材质12表面所形成，而所述磁性材质12是指铁、钴及镍的其中一者、其化合物或其氧化物所构成或上述的组合。所述磁性氧化物是指锰锌系、镍锌系、铜锌系、镍铜锌系、镁锌系及锂锌系的铁氧磁性物其中一者所构成，或上述材质的组合所构成。

图1所呈现的具凹凸面的散热结构13为利用九个方形体的散热结构13平均分布于长矩体的表面，利用所述散热结构13的形成，再利用一热电偶来量测所述电感的表面温度与电流输出的关系数值，与传统表面为平面的电感相较，在相同工作电流值的下可降低电感表面温度10％，足以证明本发明所提出的结构可有效达到目的。

图2为本发明具表面散热结构的电感第二实施例图，其中具凹凸面的散热结构23为利用多个锥体的散热结构23平均分布于长矩体的表面，亦可有效降低电感表面温度15％。

图3、图4、图5为本发明具表面散热结构的电感第三、四、五实施例图，其中具凹凸面的散热结构为自中心处向外延伸的多个放射状散热结构平均分布于长矩体的表面，三个实施例之间的差异仅为中心处有无圆形凸起散热结构，以及放射状凸起的密度及个数，与传统表面为平面的电感相较，平均可提高耐电流值16％以上，或者在相同工作电流值的下可降低电感表面温度10％，相同地，更具有效降低电感表面温度及提高耐电流值的功能。

请参阅图6所示，为本发明表面具凹凸面散热结构的电感内部磁力线分布图，由本图式及上述所揭示图式中可了解，本发明于表面所设计的具凹凸面的散热结构63，其仅于电感表面设计所述散热结构63，而凸出于电感表面散热结构63是有助于磁力线64及磁通量保持于一完整状态，磁力线64的形成及分布方向为遵循安培右手定则。而相较于传统表面为平面的电感可能磁力线64产生时会受到体积不够大而阻断，本发明所提出的具凹凸面的散热结构可更进一步改进所述现象，因此可将电感的功率数向上提升，同时因为电感表面积的增加，有助于降低所述电感的表面温度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围，即大凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (13)

1.一种具表面散热结构的电感，其特征在于，包括：

至少一导线；以及

一具凹凸结构的包覆体，所述包覆体为磁性材料所制成，而且，该具凹凸结构的包覆层的凸起部分的排列方式具有下列特征：

该凸起部分的任一边长或径长为该电感的边长或径长的1％～50％。

2.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述凹凸结构的凸起结构是呈一锥形体、矩形体、柱体其中之一或其组合。

3.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述凹凸结构的凹凸高度差为所述电感厚度的1％～50％。

4.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述磁性材料是选自铁、钴、镍及上述两者或两者以上混合所构成的群族。

5.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述磁性材料是选自铁、钴及镍的化合物所构成的族群。

6.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述磁性材料是选自铁、钴及镍的磁性氧化物所构成的族群。

7.如权利要求7所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述磁性氧化物是选自锰锌系、镍锌系、铜锌系、镍铜锌系、镁锌系及锂锌系的铁氧磁性物所构成的族群。

8.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述具凹凸结构的包覆层，为利用一特殊模面设计的模具冲头直接加压磁性材料表面所形成。

9.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述具凹凸结构的包覆层的凸起部分为多个方形体所构成。

10.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述具凹凸结构的包覆层的凸起部分是由多个锥形体所构成。

11.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述具凹凸结构的包覆层的凸起部分是排列为一放射状结构。

12.如权利要求12所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述放射状的凸起部分结构内部中心处更是设置一圆形凸起结构。

13.如权利要求1所述的具表面散热结构的电感，其特征在于：所述具凹凸结构的包覆层的凸起部分是排列为一长方形结构。

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