CN101447280A - 电子装置的扼流圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子装置的扼流圈。所述扼流圈(1)包括：至少一个导体(2，3)，所述导体缠绕成线圈，使得所述导体的各匝彼此一匝在另一匝之上地缠绕；以及用于冷却所述扼流圈的冷却部件(4)。为了在不损害扼流圈的电特性的情况下实现有效的冷却，所述冷却部件(4)靠着所述线圈放置，以便借助于沿着平行于所述导体(2，3)的方向流过设置在所述冷却部件中的冷却通道的介质来冷却所述扼流圈的缠绕成线圈的导体(2，3)。

Description

电子装置的扼流圈

技术领域

本发明涉及借助于冷却部件来冷却扼流圈的线圈。

背景技术

为了防止电子装置的扼流圈的温度升得太高，必须从扼流圈中消除扼流圈中由于损耗而产生的热负荷。

现有技术的用于冷却扼流圈的方案是：设置与扼流圈连接的冷却部件，使得该冷却部件与扼流圈的线圈接触。这样，可将所述冷却部件放置成与扼流圈的芯连接，或将所述冷却部件放置于已缠绕成线圈的导体的各层之间。在这些公知的方案中，经由设置在冷却部件中的冷却通道将冷却液馈送通过冷却部件。在这种情况下，冷却液在冷却通道中沿着实际上与缠绕成线圈的导体的长度方向几乎垂直的方向而流动。

然而，上述的现有技术方案存在如下的问题：即，实际上其难以在不损害扼流圈的电特性的情况下产生足够的冷却能力。

发明内容

本发明的一个目的在于缓解上述问题，并提供一种新颖的扼流圈结构，该结构使得能够在不损害扼流圈的电特性的情况下为扼流圈提供必要的冷却。这个目的通过根据权利要求1的电子装置的扼流圈来实现。

本发明利用冷却部件，该冷却部件靠着线圈来设置，并具有冷却通道，以使冷却介质能够沿着与线圈的导体平行的方向被馈送通过该冷却通道。这种结构使得能够在线圈和冷却部件之间提供相当大的接触表面，这样，所述接触表面使得能够将所产生的热负荷有效地传递给流动的介质，而不损害扼流圈的电特性。

从属权利要求披露了根据本发明的扼流圈的优选实施例。

附图说明

下文将参考附图，对本发明进行更详细的描述。在附图中：

图1和图2示出了根据本发明的扼流圈的第一优选实施例，

图3示出了根据本发明的扼流圈的第二优选实施例，及

图4示出了根据本发明的扼流圈的第三优选实施例。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本发明的扼流圈的第一优选实施例。图1示出了从上方以倾斜的角度来观看的这种扼流圈1，而图2示出了其截面图。

扼流圈1包括至少一个导体2，所述导体2缠绕成线圈，使得导体2的各匝彼此一匝在另一匝之上地缠绕。图1和图2示出了缠绕成线圈的两个导体2、3以及放置在这些导体形成的线圈之间的冷却部件4。

冷却部件4具有冷却通道，通过该冷却通道来馈送用于冷却线圈的介质，在该示例中，冷却通道是由缠绕成线圈并设置成沿着导体2、3延伸的管而形成的。因此，可使冷却介质沿着与导体平行的方向流动。

图1和图2的设置使得冷却部件4实际上几乎在导体2、3的整个长度上与所述导体接触。大的接触表面面积使得线圈中由于损耗而产生的热负荷能够借助于流过冷却部件4的介质而有效地散发出去。

在图1和图2的实施例中，冷却部件4可以用缠绕成线圈的塑料管制成。在这种情况下，冷却部件与导体之间无需单独的电绝缘，另外，由于塑料管易于适当地变形，因此冷却部件的制造变得相对简单。与图中所示的示例不同的是，塑料管还可以延伸到线圈的外表面，以实现更为有效的冷却。

塑料管的导热性较差。因此，在塑料管与要冷却的导体之间要设置尽可能大的接触表面面积。通过将导体和塑料管设计成彼此匹配，即，例如当利用与图1和图2所示的导体相似的长方体导体时，通过使得塑料管与导体接触的表面为平面，可以实现这样的较大的接触表面面积。一种可能的方式是，在制造过程中，当线圈与冷却部件彼此靠着放置时在柔性的塑料管中吸真空。或者，可将高度导热的电绝缘材料(如环氧树脂)填充在导体与管之间的空区中，以便获得尽可能大的接触表面面积。

冷却部件4可以用导热性优于塑料的金属材料制成，以替代塑料。在这种情况下，冷却部件的制造较难，但冷却变得更有效。与导电的冷却部件有关地，在冷却部件与线圈之间设置绝缘材料。尽管如此，导电的冷却部件仍会影响扼流圈1的电特性。在高频率，导电的冷却部件中会感应涡流。在低于1kHz的频率，就已经能够观察到这种现象了。在更高的频率，涡流会降低扼流圈的电感。同时，金属会遭受涡流损耗，这会提高对冷却能力的要求。由于导电材料对扼流圈的电气值的不利影响在线圈的芯中最强，因此，在磁通量的密度最高的线圈的芯中应避免导电材料。

按照本发明，优选地根据扼流圈1的用途，实际上根据扼流圈1的频率，来选择冷却部件4的材料。在50Hz的频率，如果冷却部件是用塑料制成的，则图1和图2的扼流圈电感为大约5.4μH；如果冷却部件是用铝制成的，则图1和图2的扼流圈电感为大约5.0μH。因此，在低频率，可以用导电材料来制造冷却部件，而对扼流圈的电特性没有显著的损害。例如，变频器的输入扼流圈的电流是低频电流，因此，可以用导电的金属材料来制造输入扼流圈的冷却部件。但是，在较高的频率，情况则不同。在100kHz的频率，如果冷却部件是用塑料制成的，则图1和图2的扼流圈电感为大约3.7μH；如果冷却部件是用铝制成的，则图1和图2的扼流圈电感为大约0.5μH。因此，在较高频率应避免在冷却部件中使用导电材料。例如，由于变频器的输出扼流圈的频率，最好用不导电的材料(如适当的塑料或陶瓷)来制造其冷却部件。

图3示出了根据本发明的扼流圈的第二优选实施例。图3的实施例与图1和图2的实施例非常相似。因此，下文主要通过揭示这些实施例之间的区别来描述图3的实施例。

在图3中，与图2示出扼流圈的方式相似，示出了扼流圈11的截面图。然而，为了获得更高的冷却能力，形成冷却部件的管14相对于形成线圈的导体12、13和15不同地放置。因此，所述导体从多个方向得到冷却。

图4示出了根据本发明的扼流圈的第三优选实施例。图4的实施例与图1和图2的实施例非常相似。因此，下文主要通过揭示这些实施例之间的区别来描述图4的实施例。

在图4的实施例中，借助于形成环的冷却部件24，对扼流圈21的缠绕成线圈的导体22进行冷却。如图4所示，可以看见，在冷却部件24的上方，还设置了缠绕成线圈的第二导体，通过用于冷却导体22的同一冷却部件24来冷却该第二导体。

图4的形成为环的冷却部件24具有盘的形状，在其中心具有开口。根据前述实施例，可以用塑料或金属来制造冷却部件24。特别是对于金属，由于不必将金属管缠绕成线圈，因此本实施例是优选的。

通过馈送开口25将冷却介质馈送到冷却部件，相似地，通过排放开口26将冷却介质从冷却部件24中排放出来。提供了设置在冷却部件内部的壁27(用虚线示出)，以保证冷却介质在从冷却部件24中排放出来之前沿着平行于导体的方向循环通过整个环。因此，形成线圈的导体22几乎在其整个长度上与冷却部件接触，从而实现有效的冷却。

在图4中，用虚线表示扼流圈的铁芯28。取决于实施方式，在图4的实施例中可以使用这样的铁芯，或者，可以省略该铁芯。这同样适用于本发明的其他实施例，即它们也可以实施为具有芯或没有芯(空芯)。当使用芯时，其可以用任何适用于扼流圈的芯中的材料来制造。

应该理解，上述描述及相关附图仅仅旨在示例性地描述本发明。对本领域普通技术人员明显的是，可以在不偏离本发明的范围的情况下对本发明进行修改或改变。

Claims (7)

1.一种电子装置的扼流圈(1，11，21)，包括：

至少一个导体(2，3)，所述导体缠绕成线圈，使得所述导体的各匝彼此一匝在另一匝之上地缠绕，及

冷却部件(4)，用于冷却所述扼流圈，特征在于：

所述冷却部件(4)由细长的管形成且缠绕成线圈，其中所述管沿着缠绕成线圈的所述至少一个导体(2，3)延伸，并且其中所述管的各匝彼此一匝在另一匝之上地缠绕，所述冷却部件(4)靠着所述线圈放置，以便借助于在平行于所述导体(2，3)的方向上流过设置在所述冷却部件中的冷却通道的介质来冷却所述扼流圈的缠绕成线圈的导体(2，3)。

2.根据权利要求1所述的扼流圈，特征在于所述冷却部件(4)由塑料或陶瓷材料制成。

3.根据权利要求2所述的扼流圈，特征在于所述扼流圈(1，11，21)是变频器的输出扼流圈。

4.根据权利要求1所述的扼流圈，特征在于所述冷却部件(4)由金属制成。

5.根据权利要求2或4所述的扼流圈，特征在于所述扼流圈(1，11，21)是变频器的输入扼流圈。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的扼流圈，特征在于所述扼流圈(1，11，21)是具有空芯的扼流圈。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的扼流圈，特征在于所述扼流圈(1，11，21)包括铁芯(28)。

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