CN105097209A - 磁性元件 - Google Patents

Abstract

一种磁性元件，包含一磁芯、至少一绕组与至少一导热管。磁芯包含二相对配置的磁芯柱与二相对配置的磁芯板。每一磁芯柱包含多个相互层叠的第一磁芯块。这二磁芯板分别覆盖此二磁芯柱的二相对端面，并与这些磁芯柱共同构成一闭合的磁通路径，每一磁芯板包含多个相互层叠的第二磁芯块。绕组环绕其中一磁芯柱。导热管位于其中一磁芯柱的内部。

Description

磁性元件

技术领域

本发明是关于一种磁性元件，且特别是关于一种可增进散热效能的磁性元件。

背景技术

随着电力电子系统，例如，风电、太阳能逆变器、中/高压变频器、不间断电源(uninterruptiblepowersystem，UPS)以及电源质量管理等设备受到普遍应用，电力电子系统的散热效能也越来越受到重视。

磁性元件是电力电子系统中的关键元件，主要功能包括隔离、限制短路电流、无功补偿和平波等。由于磁性元件工作时都会消耗一定的功率，这些功率会转化为热能，而磁性元件于过热环境下将受高温影响而无法正常工作。如此，为了使磁性元件正常工作，一般都要对磁性元件进行散热冷却，例如透过液冷或气冷散热器降低磁性元件的外部温度。

然而，为了更有效地提高磁性元件的散热性能，相关领域莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的方式被发展完成。因此，如何能有效提升散热效率，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改进的目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的一目的在于提供一种磁性元件，以提升磁性元件的散热能力，从而解决以上先前技术所提到的困难。

本发明所提供的磁性元件适用于所有电力电子系统的产品(如：电抗器或变压器)，或广泛的应用在相关的技术环节中。无论本发明磁性元件本身的导热系数高低与否，借此架构均可提高磁性元件的散热效能，进而减少磁性元件受热故障的风险，增加磁性元件的负载能力、使用寿命与可靠性。

为了达到上述目的，依据本发明的一实施方式，一种磁性元件包含一磁芯、至少一绕组与至少一导热管。磁芯包含至少二磁芯柱与至少二磁芯板。这二磁芯柱相对配置，每一磁芯柱包含多个相互层叠的第一磁芯块。这二磁芯板相对配置，且分别覆盖这二磁芯柱的二相对端面，并与这些磁芯柱共同构成一闭合的磁通路径。每一磁芯板包含多个相互层叠的第二磁芯块。绕组环绕至少其中一磁芯柱。导热管位于其中一磁芯柱的内部。

依据本发明的一或多个实施方式，至少其中一磁芯柱与磁芯板为导热管所贯穿。

依据本发明的一或多个实施方式，位于同一个磁芯柱内部的导热管的数量为多个。

依据本发明的一或多个实施方式，为同一个导热管所贯穿的这些第一磁芯块具有一层叠方向。层叠方向与导热管的长度方向相同。

依据本发明的一或多个实施方式，这些第一磁芯块分别具有沿层叠方向延伸的至少一通孔，沿此层叠方向的这些通孔彼此接通，并且导热管穿过这些通孔。

依据本发明的一或多个实施方式，磁芯包含一导热胶，导热管通过导热胶结合于这些通孔内。

依据本发明的一或多个实施方式，导热管于这些通孔内涨接，使导热管与其所贯穿的这些第一磁芯块紧密结合。

依据本发明的一或多个实施方式，每一通孔包含一中间段与二开口。中间段位于第一磁芯块中。这些开口分别位于中间段的二相对端，以及第一磁芯块的二相对端表面。每一开口的一最大口径大于中间段的一口径。更具体地，每一开口具有倒角。

依据本发明的一或多个实施方式，这些第一磁芯块并排地层叠成这些磁芯柱。导热管位于并排的二相邻第一磁芯块之间。这些第一磁芯块的并排方向与导热管的长度方向相正交。

依据本发明的一或多个实施方式，这些第一磁芯块并排地层叠成这些磁芯柱，并排的二相邻第一磁芯块彼此相面对的侧边分别具有一凹沟，此二凹沟共同组成一通道于相互并排的二相邻磁芯块之间。导热管位于通道中。这些第一磁芯块的并排方向与通道的一长度方向相正交。

依据本发明的一或多个实施方式，磁芯包含一导热胶。导热管通过导热胶结合于通道内。

依据本发明的一或多个实施方式，导热管于通道内涨接，使导热管直接接触这些凹沟内壁，与并排的二相邻第一磁芯块紧密结合。

依据本发明的一或多个实施方式，导热管包含一管体与一工作液体。管体包含一密封腔体。工作液体位于密封腔体的部分空间内。

依据本发明的一或多个实施方式，导热管包含一多孔毛细结构。此多孔毛细结构位于管体的密封腔体的一内壁面。

更进一步地，此多孔毛细结构例如为金属粉末烧结的多孔毛细结构、金属丝网毛细结构、沟槽式毛细结构或至少二个所述的组合。

依据本发明的一或多个实施方式，导热管为一热管、一液冷管、一固态高导热管与一磁流体管其中一者。

依据本发明的一或多个实施方式，磁性元件还包含一接触导热管的散热片组。

依据本发明的一或多个实施方式，磁性元件还包含一上夹件、一下夹件与多个螺杆。上夹件与磁芯的其中一磁芯板相接。下夹件相对上夹件，与磁芯的另一磁芯板相接。这些螺杆连接上夹件与下夹件，使得磁芯被夹在上夹件与下夹件之间。

依据本发明的一或多个实施方式，绕组包含多个线圈，这些线圈环绕磁芯柱。任二相邻的这些线圈之间具有一间隔。

依据本发明的一或多个实施方式，任二相邻的这些第一磁芯块之间保持一第一间隙，且任二相邻的这些第二磁芯块之间保持一第二间隙。

依据本发明的一或多个实施方式，磁性元件还包含一第一非导磁层与一第二非导磁层。第一非导磁层位于第一间隙内，且夹设于此二第一磁芯块之间。第二非导磁层位于第二间隙内，且夹设于此二第二磁芯块之间。

依据本发明的一或多个实施方式，任一个第一磁芯块及第二磁芯块包含一粘合胶体、多个金属磁性粉粒与一绝缘包覆层。金属磁性粉粒分布于粘合胶体内。绝缘包覆层包覆于粘合胶体的外表面。

依据本发明的一或多个实施方式，每一第一磁芯块的尺寸与每一第二磁芯块的尺寸相同。

通过磁性元件的上述架构，导热管位于磁芯柱的内部，此磁芯柱内部的热能可从导热管快速传导至磁性元件的外部，再由冷却空气或液体带走，无需传导至磁芯柱的外部表面才能由冷却空气或液体带走，快速降低磁性元件的温度，进而大大提高了散热能力以及增加磁性元件的负载能力、使用寿命与可靠性。

以上所述仅是用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关附图中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1绘示依据本发明第一实施方式的磁性元件的立体图；

图2绘示图1的A-A剖面图；

图3绘示图2的局部M的局部放大图；

图4绘示依据本发明第二实施方式的磁性元件的局部放大图，其局部位置与图2的局部M相同；

图5绘示依据本发明第三实施方式的磁性元件的立体图；

图6绘示图5的B-B剖面图；

图7绘示依据本发明第四实施方式的磁性元件的立体图；

图8绘示图7的C-C剖面图；

图9绘示图7的第一磁芯块、第二磁芯块与导热管的局部分解图；以及

图10绘示依据本发明第五实施方式的磁性元件的立体图。

具体实施方式

以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，熟悉本领域的技术人员应当了解到，在本发明另一实施例中，这些实务上的细节并非必要的，因此不应用以限制本发明。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。

于实施方式与权利要求书中，除非内文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指单一个或多数个。

本文中所使用的“约”、“大约”或“大致”是用以修饰任何可些微变化的数量，但这种些微变化并不会改变其本质。于实施方式中若无特别说明，则代表以“约”、“大约”或“大致”所修饰的数值的误差范围一般是容许在百分之二十以内，较佳地是于百分之十以内，而更佳地则是于百分之五以内。

第一实施方式

图1绘示依据本发明第一实施方式的磁性元件10的立体图，图2绘示图1的A-A剖面图。如图1与图2所示，一种磁性元件10包含磁芯100、绕组200与导热管300。磁芯100包含至少二磁芯柱110与至少二磁芯板120。这二磁芯柱110间隔地相对配置，每一磁芯柱110包含多数个相互层叠的第一磁芯块111(图2)。这二个磁芯板120间隔地相对配置，且分别覆盖这二个磁芯柱110的二相对端面，并与这些磁芯柱110共同构成一闭合的磁通路径P。磁芯板120包含多数个相互层叠的第二磁芯块121。每一绕组200环绕其中一磁芯柱110。导热管300至少位于其中一磁芯柱110的内部。

如此，上述架构中，由于导热管300贯设于磁芯柱110的内部，此磁芯柱110内部的热能可通过导热管300的传导，快速地自磁芯柱110的内部离开磁芯柱110，以便由冷却空气或液体带走，不需等到热能被传导至磁芯柱110的外部表面才能由冷却空气或液体带走。故，无论磁芯100本身的导热系数高低与否，借此架构得以提高磁性元件10的散热效能，进而减少磁性元件10受热故障的风险，增加磁性元件10的负载能力、使用寿命与可靠性。

第一实施方式中，每一磁芯柱110的这些第一磁芯块111(例如4个，图2)依单列方式相互层叠地拼接为此磁芯柱110。每一磁芯板120的这些第二磁芯块121(例如4个，图1)依单行方式相互层叠地拼接为此磁芯板120。如此，每一磁芯板120的最外侧的二个第二磁芯块121分别覆盖这二个磁芯柱110同一外侧的第一磁芯块111，使得磁芯柱110与磁芯板120可以共同构成一呈矩形环的磁通路径P。磁芯柱110中的任二相邻的第一磁芯块111与第一磁芯块111通常是通过结合胶体112(例如环氧胶、导热胶或耐热胶)彼此结合在一起。磁芯柱110与磁芯板120通过结合胶体112(例如环氧胶、导热胶或耐热胶)彼此结合在一起。更具体地，磁芯柱110的第一磁芯块111与相邻的第二磁芯块121通过结合胶体112彼此结合在一起。磁芯板120中的任二相邻的第二磁芯块121与第二磁芯块121通过结合胶体(例如环氧胶、导热胶或耐热胶)彼此结合在一起。然而，本发明不限于此，亦可以通过其他已知结合方式将磁芯块组合在一起。

如图2，在任二相邻的第一磁芯块111与第一磁芯块111之间分别设置第一非导磁层111S，每一第一非导磁层111S夹设于两相邻的第一磁芯块111之间，使得两相邻的第一磁芯块111之间得以保持一定距离的第一间隔111G作为气隙。第一非导磁层111S包含不导磁材料，例如绝缘纸或环氧板等。同样地，如图1，在任两相邻的第二磁芯块121之间亦设置第二非导磁层121S，第二非导磁层121S夹设于两相邻的第二磁芯块121之间，使得两相邻的第二磁芯块121之间得以保持一定距离的第二间隔121G作为气隙。第二非导磁层121S包含不导磁材料，例如绝缘纸或环氧板等。如此，当第一磁芯块111之间与第二磁芯块121之间具有多数个气隙时，磁芯100可借此调整原有的电感量，降低漏磁率，进而减少损耗。

图3绘示图2中局部M的放大图。如图3，更细部地，任一第一磁芯块111包含一粘合胶体117、多数个金属磁性粉粒118与一绝缘包覆层119。金属磁性粉粒118分布于粘合胶体117内。绝缘包覆层119包覆于粘合胶体117的外表面，可隔绝涡流，不发生集肤效应。举例来说，任一第一磁芯块111是由多数个金属磁性粉粒118与粘合胶剂混合压制并经热处理，再经绝缘原料包覆其外表面而成的一种软磁块状材料。此外，第二磁芯块的材料与制成方式与第一磁芯块相同，请参考上述第一磁芯块，故，在此不再加以赘述。

此外，在第一实施方式中，第一磁芯块与第二磁芯块的尺寸与外型可设计成彼此相同，以方便制造与库存，进而降低生产制造的成本。然而，若非成本的考量，第一磁芯块与第二磁芯块的尺寸与外型也可以不相同。又，本发明并不限第一磁芯块与第二磁芯块的外形，本发明所属技术领域中具有通常知识者，应视实际需要，弹性选择第一磁芯块与第二磁芯块的外形为矩形、圆柱形或半圆柱形的实施方式。

如图2所示，导热管300贯穿磁芯柱110的这些第一磁芯块111，换句话说，相互层叠的这些第一磁芯块111皆为同一个导热管300所贯穿。同一个导热管300所贯穿的这些第一磁芯块111具有一层叠方向S，导热管300呈笔直状，具有一长度方向L。这些第一磁芯块111的层叠方向S与导热管300的长度方向L相同，以确保导热管300穿过每一磁芯柱110中同一列的所有第一磁芯块111，进而将这些第一磁芯块111内部的热能带离第一磁芯块111。如此，尽管本实施方式的磁芯100的导热系数不高，使得磁芯柱110内不易被传导至磁芯柱110外表面的内部热能更可通过导热管300的传导从磁芯柱110的内部离开磁芯100。

此外，由于磁芯柱110的内部热能不易通过第一磁芯块111本身被传导至磁芯柱110外部表面，只有磁芯柱110外部表面的热能才能快速地从磁芯柱110的外部表面散去，故，为了更加提高导热管300的散热效能，更进一步地，导热管300大约穿过磁芯柱110的所有第一磁芯块111的形心，使得导热管300得以位于各第一磁芯块111的中心(即最内部位置)，以便确实带走第一磁芯块111内更多的内部热能。

如图2所示，为了增加散热功效，磁芯柱110与磁芯板120皆为导热管300所贯穿，使得磁芯板120的内部热能也得以通过导热管300的传导，从磁芯板120的第二磁芯块121的内部快速地传导至磁芯板120的外部。更详细地，贯穿这些第一磁芯块111的导热管300的二相对端分别穿过各磁芯板120的第二磁芯块121的内部。

然而，应了解到，以上所举的导热管的数量、位置与形状均仅为例示，而非用以限制本发明，本发明所属技术领域中具有通常知识者，应视实际需要，弹性选择磁芯柱内所含导热管的数量(如多数个)、位置(如偏离形心的位置)与形状(如弯弧形)的实施方式。

现实中，如图2所示，为了让导热管300顺利穿过每一第一磁芯块111与覆盖第一磁芯块111的各第二磁芯块121，每一第一磁芯块111具有一沿层叠方向S延伸的第一通孔113，覆盖第一磁芯块111的第二磁芯块121分别具有一沿层叠方向S延伸的第二通孔123。这些第一磁芯块111的这些第一通孔113上下接通，且其尺寸彼此相同，或至少大致相同。同样地，这些第二通孔123分别与第一磁芯块111的这些第一通孔113上下接通，且其尺寸与第二通孔123彼此相同，或至少大致相同。如此，导热管300便可顺利地穿过同一磁芯柱110中所有的第一通孔113以及与其接通的第二通孔123，并位于同一磁芯柱110中彼此接通的第一通孔113及第二通孔123内。

本实施方式中，如图3所示，每一第一通孔113包含一中间段114与二开口115。中间段114位于第一磁芯块111中，具有单一尺寸的口径114D。这些开口115分别位于中间段114的二相对端，以及第一磁芯块111的二相对端表面。每一开口115的一最大口径115D大于中间段114的口径114D。此外，第二通孔与第一通孔具有相同的结构，请参考上述中间段与开口，故，在此不再加以赘述。

进一步地说，每一第一通孔113的每一开口115皆包含倒角116，更具体地，每一第一通孔113的每一开口115的横截面皆具有一倒角116，使得每一开口115的一最大口径115D大于中间段114的口径114D。在磁芯块的第一通孔113上设置倒角116时，有助减小导热管300与气隙(即第一间隔111G)结合处所产生的扩散磁通强度，进而减小漏磁对导热管300的感应加热，以降低损耗。

第一实施方式中，如图2所示，通过机械涨接方式，导热管300与这些第一通孔113与第二通孔123相结合，使得导热管300于这些第一通孔113与第二通孔123内直接紧密接触这些第一磁芯块111与第二磁芯块121。如此，工作时，这些第一磁芯块111与第二磁芯块121所产生的热能可以直接被传导至导热管300上，以加强导热管300将热能传导出去的效能。

如图1所示，这两个磁芯柱110中，每个磁芯柱110皆穿过一个绕组200的中心，且为此绕组200所围绕。绕组200包含多数个线圈211，这些线圈211环绕磁芯柱110。

更具体地，如图2所示，绕组200包含组线圈210S和组线圈210S两端的接线端210E。组线圈210S通过扁平线220以立式盘旋缠绕的方式持续围绕磁芯柱110以形成多数个线圈211。扁平线220的外表面设有绝缘层221。此绝缘层221通常为绝缘漆涂层或包覆绝缘带，使任二相邻的线圈211之间形成电气绝缘。扁平线220的材质通常为铜或铝。工作时，绕组200产生的热能主要通过冷却空气吹过绕组200外表面来带走热量，实现绕组200散热冷却目的。

此外，为了强化散热，任二相邻的这些线圈211之间具有一线圈间隔221G，以增加绕组200与外部冷却空气的接触散热面积，提升绕组200的散热能力。

第二实施方式

图4绘示依据本发明第二实施方式的磁性元件20的局部放大图，其局部位置与图2的局部M相同。如图4所示，本发明第二实施方式的磁性元件20与第一实施方式的磁性元件10大致相同，只是第二实施方式的导热管300是通过导热胶800结合于这些第一通孔113内。换句话说，导热胶800与导热管300同时位于这些第一通孔113内，并且导热胶800介于导热管300与第一磁芯块111之间，通过导热胶800将导热管300固定于这些第一通孔113内。如此，导热胶800一方面用以将导热管300固定于这些第一通孔113内，另一方面通过导热胶800将热能传导至导热管300上。第二实施方式亦通过导热胶将导热管固定于第二通孔内，请参考上述描述，故，在此不再加以赘述。

第三实施方式

图5绘示依据本发明第三实施方式的磁性元件30的立体图。图6绘示图5的B-B剖面图。如图5与图6所示，第三实施方式的磁性元件30的磁芯101是由多个第一实施方式的磁芯100所形成，例如本发明第三实施方式的磁性元件30的磁芯柱110是由多列的第一磁芯块111所并排而成，以及磁芯板120是由多行的第二磁芯块121所并排而成。此外，第一实施方式的磁芯、绕组以及导热管的特征仍可沿用于第三实施方式中。

第三实施方式中，具体来说，每一磁芯柱110包含多数个相互并排(例如2个，图5)的列结构110R，每一列结构110R是由多数个第一磁芯块111(例如4个，图6)依单列方式所层叠而成，即每一磁芯柱110是由这些第一磁芯块111并排地层叠而成。每一磁芯板120包含多数个相互并排(例如2个，图5)的行结构120L，每一行结构120L是由多数个第二磁芯块121(例如4个，图5)依单行方式所层叠而成，即每一磁芯板120是由这些第二磁芯块121并排地层叠而成。如此，各行结构120L的最外侧的二个第二磁芯块121分别覆盖这些列结构110R同一外侧的第一磁芯块111，使得磁芯柱110与磁芯板120共同构成一呈矩形环的磁通路径(参考图1的磁通路径P)。同样地，任二相邻的行结构120L之间，或任二相邻的列结构110R之间是通过结合胶体112(例如环氧胶、导热胶或耐热胶)彼此结合在一起。然而，本发明不限于此，亦可以通过其他已知结合方式组合。

此外，每一列结构110R与其对应的行结构120L中同一外侧的第二磁芯块皆被同一导热管300所贯穿，所以由图5可知，位于同一个磁芯柱110内部的导热管300的数量为多数个，故，更可强化磁性元件30的散热效能。

又，第三实施方式中，磁性元件30并不限通过导热胶或机械涨接的方式，使导热管300固定于第一磁芯块111与第二磁芯块121内。

第四实施方式

图7绘示依据本发明第四实施方式的磁性元件40的立体图。图8绘示图7的C-C剖面图。如图7与图8所示，本发明第四实施方式的磁性元件40与第三实施方式的磁性元件30大致相同，只是第四实施方式的导热管300设置于并排的二相邻列结构110R之间与并排的两相邻行结构120L之间。换句话说，导热管300位于并排的二相邻第一磁芯块111之间以及并排的二相邻第二磁芯块121之间，且这些第一磁芯块111与第二磁芯块的并排方向K与导热管300的长度方向L相正交。

图9绘示图7的第一磁芯块111、第二磁芯块121与导热管300的局部分解图。如图9所示，更进一步地，并排的二相邻第一磁芯块111彼此相面对的侧边111F分别具有第一凹沟131。当这两个第一磁芯块111合并后，这两个第一凹沟131共同组成一沿层叠方向S延伸的第一通道130(图8)。同样地，并排的二相邻第二磁芯块121彼此相面对的侧边也分别具有第二凹沟141。当这两个第二磁芯块121合并后，这两个第二凹沟141共同组成一沿层叠方向S延伸的第二通道140(图8)，且覆盖于同一磁芯柱110的任一磁芯板120的第二通道140接通这个磁芯柱110中所有的第一通道130。如此，同一磁芯柱110的此二列结构110R并排，且覆盖于同一磁芯柱110的任一磁芯板120的此二行结构120L并排时，导热管300便可穿过同一磁芯柱110中所有的第一通道130以及与这些第一通道130接通的第二通道140，并同时位于同一磁芯柱110中所有的第一通道130以及与这些第一通道130接通的第二通道140内。

又，第四实施方式中，磁性元件40并不限通过导热胶800的方式，使导热管300固定于并排的二相邻列结构110R与行结构120L之间。例如，导热管300通过导热胶800结合于第一通道130内。更具体地，导热管300通过导热胶800结合于同一磁芯柱110的所有并排的二相邻第一磁芯块111之间的第一通道130内。第四实施方式亦通过导热胶800将导热管300固定于第二通道140内，请参考上述描述，故，在此不再加以赘述。

然而，本发明所属技术领域中具有通常知识者，亦可依据第一实施方式的教示，选择使磁性元件40通过机械涨接的方式，使导热管300固定于并排的二相邻列结构110R与行结构120L之间。例如，导热管300于第一通道130内通过机械涨接方式，使导热管直接接触这些凹沟内壁，与相互并排的二相邻第一磁芯块111紧密结合。第四实施方式亦将导热管300于第二通道140内通过机械涨接方式，使导热管直接接触这些凹沟内壁，与相互并排的二相邻第二磁芯块121紧密结合，请参考上述描述，故，在此不再加以赘述。

第五实施方式

图10绘示依据本发明第五实施方式的磁性元件50的立体图。如图10所示，第五实施方式的磁性元件50可应用于上述所有实施方式中，包含一上夹件400、一下夹件500与多数个螺杆600。上夹件400与磁芯100的其中一磁芯板120相接。下夹件500相对上夹件400，与磁芯100的另一磁芯板120相接。这些螺杆600连接上夹件400与下夹件500，使得磁芯100被夹在上夹件400与下夹件500之间，进而被固定于上夹件400与下夹件500之间。

此外，磁性元件50还包含至少一散热片组700。每一导热管300皆装设有一散热片组700，并且导热管300接触此散热片组700。如此，从导热管300所传出的热能皆可通过散热片组700快速地散布至空气中。

第五实施方式中，磁性元件50各部件的组装次序依次如下。1.参考图5，将多数个第二磁芯块121通过结合胶体112(例如环氧胶)制作出图5中下方的磁芯板120。2.参考图6，将二导热管300分别插入下方的磁芯板120的最外侧的二第二磁芯块121的第二通孔123内。3.将多数个第一磁芯块111相互叠合后制作出图5中设置于二侧的磁芯柱110，参考图6，其中第一磁芯块111上预留的第一通孔113要从上往下接近对应的导热管300，使得此对应的导热管300得以插入第一通孔113中，并在第一磁芯块111之间的间隙内涂布导热胶800，以便形成列结构110R。在磁芯柱110的任两个相互层叠的第一磁芯块111之间插入第一非导磁层111S(如环氧板或绝缘纸等)以留出气隙。4.参考图5，将二个绕组200分别套装在此二磁芯柱110上。5.制作出图5中的上方的磁芯板120，并组装至此二磁芯柱110上，并让导热管300穿出上方的磁芯板120的二最外侧的第二磁芯块121的第二通孔123。6.通过机械涨接的方式将导热管300同时于第一通孔113内紧密结合第一磁芯块111，以及于第二通孔123内紧密结合第二磁芯块121；或者，也可于步骤2、3与5中依序于第二通孔内涂布导热胶、于第一通孔内涂布导热胶，使导热管分别与第二磁芯块和第一磁芯块紧密结合。7.如图10，用上夹件400、固定螺杆600和下夹件500将磁芯101固定。8.在导热管300上压装散热片组700。散热片组700与导热管300的接合不限由机械压接方式或用导热胶加以固定。在整个组装工序中，导热管可当作定位柱，保证磁芯组装的可靠性，并确保第一磁芯块(或第二磁芯块)与导热管之间的良好接合。

上述各实施方式中，回图3，导热管300包含一管体310与一工作液体314。管体310包含一密封腔体311。工作液体314位于密封腔体311的部分空间内。工作液体可以是水、或丙酮、或冷媒(如R134a)，或液氨等。

此外，导热管300还包含一多孔毛细结构312。此多孔毛细结构312位于管体310的密封腔体311的一内壁面。更进一步地，此多孔毛细结构312例如为金属粉末烧结的多孔毛细结构、金属丝网毛细结构、沟槽式毛细结构或至少二个所述的组合。举例来说，导热管例如可以为热管、液冷管或磁流体管。然而，上述各实施方式中所述的导热管300并未限制于种类。

分别来说，所述导热管为热管时，热管包含两端密封的真空金属腔体，真空金属腔体的内壁面上设有多孔毛细结构。多孔毛细结构可以是金属粉末烧结多孔结构、金属丝网毛细结构、沟槽式毛细结构、或是上述至少二种毛细结构的组合。此外，真空金属腔体的内部还充装有少量工作液体。当磁性元件工作时，磁芯产生的热量传导给热管，真空金属腔体的内壁面的毛细结构所吸附的工作液体受热而变成蒸汽，蒸汽于真空金属腔体内流向冷凝段，并冷凝成液体，再利用毛细结构返回到热管的吸热段，以实现导热管为磁芯散热的目的。热管设置在磁芯内部的部分叫做吸热段，伸出磁芯外的部分称做冷凝段。

所述导热管为液冷管时，液冷管为导热良好的金属管道连接至液冷循环系统，以便冷却液体在液冷管内循环地流动。如此，当磁性元件工作时，磁芯产生的热量传导至液冷管，通过金属管道传导至管内流动的冷却液体，再由冷却液体带走，以实现导热管为磁芯散热的目的。

所述导热管为磁流体管时，磁流体管为磁流体充装于导热良好的密封金属管体内，利用磁流体的温度特性(即磁流体温度高时磁性减弱，温度低时磁性增强的特性)，和磁流体管外部磁芯柱的磁力，驱动磁流体管内部磁流体的流动以便将热能引导至磁芯外，以实现导热管为磁芯散热的目的。

上述各实施方式中，除了内含工作液体的导热管外，导热管还可以为固态高导热管。固体高导热管的材质是铜、铝、石墨或上述至少二种材料的组合。如此，当磁性元件工作时，磁芯产生的热量传导至固体高导热管，固体高导热管将热能以热传导方式传导至磁芯外，以实现导热管为磁芯散热的目的。

应了解到，上述各实施方式的磁性元件不仅可为电抗器或应用于电抗器的领域上，只要含有本发明上述架构，磁性元件亦可以为变压器、逆变器、中/高压变频器、不间断电源或电源质量管理设备等等。

此外，虽然上述各实施方式的磁芯仅以由两个磁芯柱和上、下的两个磁芯板组成的单相双柱磁芯呈现，然而，本发明不限于此，其他实施方式中，例如由两个侧边的磁芯柱和一个中间磁芯柱以及上、下的两个磁芯板所组成的三相三柱磁芯，或是由两个侧边的磁芯柱和三个中间磁芯柱以及上、下的两个磁芯板所组成的三相五柱磁芯皆属于本发明磁性元件的磁芯所属的范围。

此外，说明书所述的“层叠”不限于直向地(如上、下方向)叠放磁芯块，也包含横向地(如左、右方向)叠放磁芯块，或其他方向地叠放磁芯块。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (26)

1.一种磁性元件，其特征在于，包含：

一磁芯，包含：至少二磁芯柱，相对配置，每一所述磁芯柱包含多个相互层叠的第一磁芯块；以及至少二磁芯板，相对配置，且分别覆盖该二磁芯柱的二相对端面，并与所述磁芯柱共同构成一闭合的磁通路径，每一所述磁芯板包含多个相互层叠的第二磁芯块；

至少一绕组，环绕该二磁芯柱至少其中一者；以及

至少一导热管，位于该二磁芯柱其中一者的内部。

2.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述磁芯柱中至少一者与所述磁芯板为该导热管所贯穿。

3.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，位于同一个该磁芯柱的该内部的该导热管的数量为多个。

4.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，为同一个该导热管所贯穿的所述第一磁芯块具有一层叠方向，其中该层叠方向与该导热管的长度方向相同。

5.根据权利要求4所述的磁性元件，其特征在于，所述第一磁芯块分别具有沿该层叠方向延伸的至少一通孔，沿该层叠方向的所述通孔彼此接通，并且该导热管穿过所述通孔。

6.根据权利要求5所述的磁性元件，其特征在于，该磁芯包含一导热胶，该导热管通过该导热胶结合于所述通孔内。

7.根据权利要求5所述的磁性元件，其特征在于，该导热管于所述通孔内涨接，使该导热管与其所贯穿的该第一磁芯块紧密结合。

8.根据权利要求5所述的磁性元件，其特征在于，每一所述通孔包含：

一中间段，位于该第一磁芯块中；以及

二开口，分别位于该中间段的二相对端，以及该第一磁芯块的二相对端表面，其中每一所述开口的一最大口径大于该中间段的一口径。

9.根据权利要求8所述的磁性元件，其特征在于，每一所述开口具有倒角。

10.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述第一磁芯块并排地层叠成所述磁芯柱，该导热管位于并排的二相邻所述第一磁芯块之间，其中该二第一磁芯块的并排方向与该导热管的长度方向相正交。

11.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述第一磁芯块并排地层叠成所述磁芯柱，并排的二相邻所述第一磁芯块彼此相互面对的侧边分别具有一凹沟，该二凹沟共同组成一通道于该并排的二相邻第一磁芯块之间，该导热管位于该通道中，其中该二第一磁芯块的并排方向与该通道的一长度方向相正交。

12.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，该磁芯包含一导热胶，该导热管通过该导热胶结合于该通道内。

13.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，该导热管于该通道内涨接，使该导热管直接接触所述凹沟内壁，与并排的二相邻第一磁芯块紧密结合。

14.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，该导热管包含：

一管体，包含一密封腔体；以及

一工作液体，位于该密封腔体的部分空间内。

15.根据权利要求14所述的磁性元件，其特征在于，该导热管包含：

一多孔毛细结构，位于该管体的该密封腔体的一内壁面。

16.根据权利要求15所述的磁性元件，其特征在于，该多孔毛细结构为金属粉末烧结的多孔毛细结构、金属丝网毛细结构、沟槽式毛细结构或至少二个所述的组合。

17.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，该导热管为一热管、一液冷管、一固态高导热管与一磁流体管其中一者。

18.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，还包含：

一散热片组，接触该导热管。

19.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，还包含：

一上夹件，与该磁芯的一所述磁芯板相接；

一下夹件，相对该上夹件，与该磁芯的另一所述磁芯板相接；以及

多个螺杆，连接该上夹件与该下夹件，使得该磁芯被夹在该上夹件与该下夹件之间。

20.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，该绕组包含多个线圈，所述线圈环绕该磁芯柱。

21.根据权利要求20所述的磁性元件，其特征在于，任二相邻的所述线圈之间具有一间隔。

22.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，任二相邻的所述第一磁芯块之间保持一第一间隙，且任二相邻的所述第二磁芯块之间保持一第二间隙。

23.根据权利要求22所述的磁性元件，其特征在于，还包含：

一第一非导磁层，位于该第一间隙内，且夹设于该二第一磁芯块之间；以及

一第二非导磁层，位于该第二间隙内，且夹设于该二第二磁芯块之间。

24.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，任一所述第一磁芯块及所述第二磁芯块包含：

一粘合胶体；

多个金属磁性粉粒，分布于该粘合胶体内；以及

一绝缘包覆层，包覆于该粘合胶体的外表面。

25.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，每一所述第一磁芯块的尺寸与每一所述第二磁芯块的尺寸相同。

26.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，该磁性元件为一电抗器或一变压器。