CN108154992A - 电感组件及电路板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电感组件及电路板，包括：电感本体以及散热块，电感本体的底端用于与电路板连接，散热块的底面与电感本体接触；散热块的其他表面至少部分设置有散热部。本发明实现了增大电感组件与空气的接触面，进而增强了对电感本体的冷却效果，解决了现有技术中电感与空气的接触面积较小，不能及时释放热量，使得电感的温度超出其正常工作的温度范围，容易导致电感失效或烧毁技术问题。

Description

电感组件及电路板

技术领域

本发明涉及电子器件制造技术领域，尤其涉及一种电感组件及电路板。

背景技术

电感是一种利用电磁感应原理工作的电子器件，用于对电路中的交流信号进行隔离、滤波等，还可以与电容、电阻等组成谐振电路。

现有技术中，电感主要由电感线圈构成，电感线圈的两端分别与电路板上的接线端子连接，进而保证在电路板工作时电流可以流过电感线圈。当电流经过时，电感线圈的周围会产生磁场；如果电感线圈内的电流发生变化，其周围的磁场也会发生变化，变化的磁场会在电感线圈上产生感应电动势，进而产生感应电流以阻止线圈内电流的变化，以实现对交流信号进行隔离、滤波等作用。

但是现有技术中，由于电感线圈存在电阻，电流流过电感时，会发热。当电感长时间工作或者电感的瞬时电流较大时，电感的发热量很大，由于电感与空气的接触面积较小，不能及时释放热量，这种情况下，电感的温度极易超出其正常工作的温度范围，使得电感失效或者烧毁。

发明内容

本发明的第一个方面是提供一种电感组件，包括：电感本体以及散热块，所述电感本体的底端用于与电路板连接，所述散热块的底面与所述电感本体接触；所述散热块的其他表面至少部分设置有散热部。

如上所述的电感组件，优选地，所述散热部包括由所述散热块背离所述电感本体的顶面向内凹陷形成的凹陷部。

如上所述的电感组件，优选地，所述凹陷部为多个，多个所述凹陷部间隔设置。

如上所述的电感组件，优选地，所述散热块的底面向内部凹陷形成有容置槽，所述电感本体容置在所述容置槽内。

如上所述的电感组件，优选地，所述散热块的内部开设有容纳腔，所述容纳腔内填充有冷却液；其中，所述容纳腔的高度与所述冷却液的气液转化距离匹配。

如上所述的电感组件，优选地，所述冷却液包括热硅脂。

如上所述的电感组件，优选地，还包括：风机，所述风机的出口方向正对所述散热块。

如上所述的电感组件，优选地，所述散热块自顶面到底面开设有贯穿所述散热块的散热孔。

如上所述的电感组件，优选地，还包括：温度传感器以及控制器；所述温度传感器设置在所述电感本体上，用于检测所述电感本体的温度；所述温度传感器与所述控制器电连接，所述控制器与所述风机电连接；所述控制器用于根据所述温度传感器检测到的所述电感本体的温度来控制所述风机的转速。

本发明的另一个方面是提供一种电路板，包括：基板以及如上所述的电感组件，所述电感本体与所述基板上的引线电连接，所述散热块与所述基板之间通过螺栓连接

本发明(一个方面)的技术效果是：增大了电感组件与空气的接触面，进而增强了对电感本体的冷却效果；电感本体的温度不会超出正常工作的温度范围，避免了电感失效或烧毁。

本发明(另一个方面)的技术效果是：避免了因电感组件的散热效果不好，导致电感组件的温度过高，进而烧毁电路板或者电路板上的其他电子器件；延长了电路板的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的电感组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，除非另有明确的规定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸的连接，或一体成型，可以是机械连接，也可以是电连接或者彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒体间接连接，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的互相作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

电感是利用电磁感应原理工作的电子器件，一般包括电感线圈，电感线圈由导线沿同一方向绕制而成，并且具有一定的匝数，电感线圈的匝数需根据电路的属性进行设置。电感主要用于对交流信号进行隔离、滤波等，还可以与电阻器和电容器共同组成谐振电路；当电感线圈中有电流通过时，线圈的周围会产生磁场，当线圈中的电流变化时，电感线圈周围的磁场也会发生变化，与此同时变化的磁场会在电感线圈中产生感应电动势，进而产生感应电流以阻止电感线圈内电流的变化。为了增强电感的效果，可在电感线圈中穿设由铁磁性材料制成的磁芯，以把电感线圈产生的磁场约束在电感线圈的周围。一些小的电感可以直接蚀刻在电路板上，还有一些电感可以用制造晶体管的工艺进行制造，以缩小电感的体积，便于电路的集成。

图1为本发明实施例提供的电感组件的结构示意图，请参照图1。本实施例提供一种电感组件，包括：电感本体10以及散热块20，电感本体10的底端用于与电路板连接，散热块20的底面与电感本体10接触；散热块20的其他表面至少部分设置有散热部。

具体地，电感本体10可以包括任意能够实现电感功能的电子器件，本实施例对此不做限制；例如：电感本体10可以包括电感线圈以及穿设在电感线圈内的磁芯，或者电感本体10包括能够实现电感功能的晶体管。电感本体10与电路板上的引线电连接，当然电感本体10还可以通过螺栓或者粘接胶固定在电路板上，以免电感本体10相对于电路板移动，导致电感本体10与引线之间接触不良。

电路板可以是主要由玻纤布或玻璃纤维浸泡树脂后形成的板，电路板上印刷有不同图形的线路，电子器件与电路板上的引线连接，以形成具有一定功能的电路，进而实现将各电子器件集成在一起，以使各电子器件排列有序，进而减小电器设备的体积。

具体地，散热块20可以为呈任意形状且能够导热的装置，以便吸收电感本体10产生的热量，并且将吸收的热量传递至其周围的空气，实现对电感本体10的冷却；例如：散热块20可以包括一散热板，散热板的侧面可以呈矩形、圆形、三角形等规则形状，也可以呈其他的不规则形状；散热板的下侧面与电感本体10的顶端接触，以便吸收电感本体10上的热量，进而将吸收的热量传递给与散热板接触的空气。另外，本实施例对散热块20的材质不做限制，只要具有一定的导热性能即可；例如：散热块20可以主要由铁、铜、铝等金属构成，也可以主要由其他的能够导热的非金属材质构成。

具体地，散热块20的底面与电感本体10之间的接触可以为直接接触或者间接接触，本实施例对此不做限制；例如：散热块20的底面与电感本体10的顶面抵接，以将电感本体10上的热量传递至散热块20上，进而实现散热块20与电感本体10之间的直接接触；另外，可以在电感本体10与散热块20的底面之间设置有导热胶，进而实现散热块20与电感本体10之间的间接接触，优选地，导热胶可以主要由有机硅构成，以使导热胶具有较好的导热性。

具体地，散热部可以为任意能够增加散热块20表面积的结构，本实施例对散热部的结构不做限制，例如：散热部可以包括设置在散热块20除底面以外的其他表面上的散热片，散热片的一端可以通过焊接的方式与散热块20连接，也可以通过铸造的方式与散热块20一体成型；散热部还可以包括散热柱，散热柱的一端可以通过焊接的方式与散热块20连接，也可以通过铸造的方式与散热块20一体成型。优选地，散热部可以设置在散热块20除底面以外的一个或多个侧面，本实施例对此不做限制，为了增强电感组件的冷却效果，可以在散热块20除底面以外每一侧面上均设置散热部。

优选地，当电感本体10体积较大而且发热量较多时，可在散热块20的底面形成凹槽，吸热管设置在凹槽内，放热管设置在散热块20的顶面；吸热管的前端与放热管的后端连通，吸热管的后端与输送泵的进口连通，输送泵的出口与放热管的前端连通，在吸热管和放热管内填充有导热液体；当电感本体10发热时，吸热管内的导热液体吸收热量，进而温度升高，此时使输送泵工作，并将吸热管内温度较高的导热液体输入放热管内，与此同时放热管内温度较低的导热液体进入吸热管内，以对电感本体10进行降温；进入放热管内温度较高的导热液体在散热块20的顶面将热量释放到空气中，温度降低后，再次进入吸热管内；通过导液体的流动实现将散热块20顶面与底面之间的热量传递，提高的热量传递速率，进而增强了电感组件的冷却效果。另外，导热液体可以为水、油等能够吸收热量的液体，本实施例优选采用水作为导热液体，由于水的比热容较大，相同体积且温度变化量相同时水吸收或者释放的热量较多，因此可使输送泵间歇工作或者低功率工作，即可满足对电感本体10的降温，以使电感本体10的温度保持在合理的范围内。

本实施例提供的电感组件的工作过程为：当电感本体10中有电流流过时，电感本体10发热，导致电感本体10温度升高；电感本体10能够将热量传递至散热块20中，进而散热块20以及散热块20上的散热部能够将热量传递至周围的空气中，进而实现对电感本体10的降温。

本实施例提供的电感组件，通过使散热块20的底面与电感本体10接触，并且在散热块20的其他表面至少部分上设置散热部，使得电感本体10的热量能够传递至散热块20以及散热块20上的散热部上，进而散热块20以及散热部将热量传递至周围的空气，增大了电感组件与空气的接触面，进而增强了对电感本体10的冷却效果；电感本体10的温度不会超出正常工作的温度范围，避免了电感失效或烧毁。

继续参照图1。具体地，散热部包括由所述散热块20背离电感本体的顶面向内凹陷形成的凹陷部30。避免散热部凸出于散热块20，导致的电感组件体积过大。

继续参照图1。优选地，凹陷部30为多个，多个凹陷部30间隔设置。进一步增大了散热部与空气的接触面积，进而增强电感组件的冷却效果。进一步优选地，凹陷部30包括凹槽，凹槽的横截面可以呈圆形、三角形、矩形等规则形状，也可以呈其他的不规则形状，本实施例对此不做限制。

继续参照图1。具体地，散热块20的底面向内部凹陷形成有容置槽，电感本体10容置在容置槽内。以免电感本体10暴露在外，使得电路板上的导线或其他的电子器件与电感本体10接触，导致电感本体10损坏。另外，当散热块20为金属块时，电感本体10容置在容置槽内，还能对电感本体10起到屏蔽作用，以免外界的电场和/或磁场对电感本体10造成影响。

具体地，散热块20的内部开设有容纳腔，容纳腔内填充有冷却液40；其中，容纳腔的高度与冷却液40的气液转化距离匹配。使得冷却液40能够在容纳腔朝向电感本体10的侧壁上受热后气化，并且在容纳腔背离电感本体10的侧壁液化；通过冷却液40状态的改变，进而实现将散热块20底面的热量传递至散热块20的顶面及其他侧面，加快了热量传递速率，进而提高了电感组件的冷却效果。优选地，气液转化距离可以为任意能够使，容纳腔朝向电感本体10的侧壁与容纳腔背离电感本体10的侧壁之间具有足够的温度差，以满足冷却液40气液转化的距离，本实施例对此不做限制，本领域技术人员可以根据冷却液40的材质合理的设置气液转化距离。

具体地，此时散热块20的底面朝向地面设置，顶面背离地面设置，散热块20位于电感本体10的顶面上；这样冷却液40位于容置槽朝向散热块20底面的一端，散热块20底面吸收电感本体10的热量，使冷却液40受热后气化形成冷却液蒸气、并吸收热量，冷却液蒸气在遇到温度较低的容置槽其他侧壁时，液化形成冷却液40，并将气化时吸收的热量释放到容置槽的其他侧壁上，进而热量由散热块20的顶面或者其他侧面释放到空气中，实现对电感本体10的冷却；液化后的冷却液40会沿着容置槽的侧壁流回至朝向散热块20底面的一端。优选地，冷却液40可以为任意一种能够在受热后气化，并且遇冷后液化的液体，本实施例对冷却液40不做限制，例如：冷却液40可以包括水或者其他的有机物。本领域技术人员可以根据电感本体10的工作温度以及发热情况，合理的选择冷却液40的材质。

优选地，冷却液40包括热硅脂。热硅脂具有较高的导热效果，可以缩短冷却液40的气化时间，进而增强电感组件的冷却效果。

优选地，本实施例提供的电感组件还包括：风机，风机的出风方向正对散热块20。风机用于设置在电路板上，以加快散热块20周围的空气流速；进而加快了热量由散热块20传递至周围空气的速率，进一步增强电感组件的冷却效果。

进一步优选地，风机包括一电机以及与电机传动连接的风扇，风扇可以设置在电路板上，而且风扇的出气方向正对散热块20，以便在电机工作时，由风扇吹出空气可以直接与散热块20接触；另外也可以使风扇的出气方向背离散热块20设置，这样在风扇工作时，风扇能够将散热块20周围的高温空气吸走，进而使其他地方的低温空气与散热块20接触，以实现对散热快的降温。电机可与电路板的电源连接，以便在电路板工作时，电机也开始转动，进而对散热块20进行降温。

优选地，散热块20自顶面到底面开设有贯穿散热块20的散热孔。进一步增大散热块20与空气的接触面积，增强电感组件的冷却效果。进一步优选地，散热孔的轴线与风机的主轴平行，这样当风机工作时，空气能够流过散热孔，进一步加快了散热块20与空气之间热量的传递速率，以进一步加强电感组件的冷却效果。

进一步优选地，还包括：温度传感器以及控制器；温度传感器设置在电感本体10上，用于检测电感本体10的温度；温度传感器与控制器电连接，控制器与风机电连接，控制器用于根据温度传感器检测到的电感本体10的温度来控制风机的转速。可以准确的控制电感本体10的温度，避免电感本体10的温度过高。

具体地，风机的电机可以为步进电机，此时控制器只需控制驱动步进电机转动的信号频率，即可实现对风机转速的控制。温度传感器时刻检测电感本体10的温度，并将温度信号传递至控制器，当电感器本体的温度超出其正常工作的最高温度时，控制器驱动风机转动，进而加快散热块20周围空气的流动速率，以提高散热块20与空气之间热量的传递速率，进而增强了电感组件的冷却效果，以降低电感本体10的温度；并且电感本体10的温度越高，控制器控制风机的转速越快，进而使电感本体10的温度在短时间内降低至合理的范围内。

具体地，电感组件的工作过程为：当电流流经电感本体10时，电感本体10发热，进而将热量传递至散热块20的底面以及容纳腔内的冷却液40，冷却液40受热后气化形成冷却液蒸气，并吸收散热块20底部的热量，当冷却液蒸气遇到温度较低的容置槽的其他侧壁时，液化形成冷却液40，并将气化时吸收的热量释放到容置槽的其他侧壁上，进而由散热块20的顶面或者其他侧面释放到空气中，实现对电感本体10的冷却。当温度传感器检测到电感本体10的温度超出其正常工作的最高温度时，控制器控制风机工作，以加快散热块20周围空气的流动速率，进而使提高了散热块20与空气之间的热量传递速度，以提高电感组件的冷却效果。另外，控制器能够根据电感本体的温度变化调节风机的转速，即当电感本体的温度较高，而且逐渐升高时，控制器控制风机的转速逐渐升高；当电感本体的温度较低，而且逐渐下降时，控制器控制风机的转速逐渐降低。优选地，上述风机的控制过程可以通过程序指令相关的硬件来完成，程序可以存储于控制器的可读取存储介质中，程序在执行时，执行风机的控制过程；而存储介质可以包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在其他实施例中还提供一种电路板，包括：基板以及如上所述的电感组件，电感本体10与基板上的引线电连接，散热块20与基板之间通过螺栓连接。具体地，基板板上还设置有其他的电子器件，电子器件与基板上的引线电连接，以使电感组件与其他电子器件构成具有一定功能的电路。

其中，电感组件包括：电感本体10以及散热块20，电感本体10的底端用于与电路板连接，散热块20的底面与电感本体10接触；散热块20的其他表面至少部分设置有散热部。

具体地，电感本体10可以包括任意能够实现电感功能的电子器件，本实施例对此不做限制；例如：电感本体10可以包括电感线圈以及穿设在电感线圈内的磁芯，或者电感本体10包括能够实现电感功能的晶体管。电感本体10与电路板上的引线电连接，当然电感本体10还可以通过螺栓或者粘接胶固定在电路板上，以免电感本体10相对于电路板移动，导致电感本体10与引线之间接触不良。

电路板可以是主要由玻纤布或玻璃纤维浸泡树脂后形成的板，电路板上印刷有不同图形的线路，电子器件与电路板上的引线连接，以形成具有一定功能的电路，进而实现将各电子器件集成在一起，以使各电子器件排列有序，进而减小电器设备的体积。

具体地，散热块20可以为呈任意形状且能够导热的装置，以便吸收电感本体10产生的热量，并且将吸收的热量传递至其周围的空气，实现对电感本体10的冷却；例如：散热块20可以包括一散热板，散热板的侧面可以呈矩形、圆形、三角形等规则形状，也可以呈其他的不规则形状；散热板的下侧面与电感本体10的顶端接触，以便吸收电感本体10上的热量，进而将吸收的热量传递给与散热板接触的空气。另外，本实施例对散热块20的材质不做限制，只要具有一定的导热性能即可；例如：散热块20可以主要由铁、铜、铝等金属构成，也可以主要由其他的能够导热的非金属材质构成。

具体地，散热块20的底面与电感本体10之间的接触可以为直接接触或者间接接触，本实施例对此不做限制；例如：散热块20的底面与电感本体10的顶面抵接，以将电感本体10上的热量传递至散热块20上，进而实现散热块20与电感本体10之间的直接接触；另外，可以在电感本体10与散热块20的底面之间设置有导热胶，进而实现散热块20与电感本体10之间的间接接触，优选地，导热胶可以主要由有机硅构成，以使导热胶具有较好的导热性。

具体地，散热部可以为任意能够增加散热块20表面积的结构，本实施例对散热部的结构不做限制，例如：散热部可以包括设置在散热块20除底面以外的其他表面上的散热片，散热片的一端可以通过焊接的方式与散热块20连接，也可以通过铸造的方式与散热块20一体成型；散热部还可以包括散热柱，散热柱的一端可以通过焊接的方式与散热块20连接，也可以通过铸造的方式与散热块20一体成型。优选地，散热部可以设置在散热块20除底面以外的一个或多个侧面，本实施例对此不做限制，为了增强电感组件的冷却效果，可以在散热块20除底面以外每一侧面上均设置散热部。

优选地，当电感本体10体积较大而且发热量较多时，可在散热块20的底面形成凹槽，吸热管设置在凹槽内，放热管设置在散热块20的顶面；吸热管的前端与放热管的后端连通，吸热管的后端与输送泵的进口连通，输送泵的出口与放热管的前端连通，在吸热管和放热管内填充有导热液体；当电感本体10发热时，吸热管内的导热液体吸收热量，进而温度升高，此时使输送泵工作，并将吸热管内温度较高的导热液体输入放热管内，与此同时放热管内温度较低的导热液体进入吸热管内，以对电感本体10进行降温；进入放热管内温度较高的导热液体在散热块20的顶面将热量释放到空气中，温度降低后，再次进入吸热管内；通过导液体的流动实现将散热块20顶面与底面之间的热量传递，提高的热量传递速率，进而增强了电感组件的冷却效果。另外，导热液体可以为水、油等能够吸收热量的液体，本实施例优选采用水作为导热液体，由于水的比热容较大，相同体积且温度变化量相同时水吸收或者释放的热量较多，因此可使输送泵间歇工作或者低功率工作，即可满足对电感本体10的降温，以使电感本体10的温度保持在合理的范围内。

本实施例提供的电感组件的工作过程为：当电感本体10中有电流流过时，电感本体10发热，导致电感本体10温度升高；电感本体10能够将热量传递至散热块20中，进而散热块20以及散热块20上的散热部能够将热量传递至周围的空气中，进而实现对电感本体10的降温。

本实施例提供的电感组件，通过使散热块20的底面与电感本体10接触，并且在散热块20的其他表面至少部分设置散热部，使得电感本体10的热量能够传递至散热块20以及散热块20上的散热部上，进而散热块20以及散热部将热量传递至周围的空气，增大了电感组件与空气的接触面，进而增强了对电感本体10的冷却效果；电感本体10的温度不会超出正常工作的温度范围，避免了电感失效或烧毁。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电感组件，其特征在于，包括：电感本体以及散热块，所述电感本体的底端用于与电路板连接，所述散热块的底面与所述电感本体接触；所述散热块的其他表面至少部分设置有散热部。

2.根据权利要求1所述的电感组件，其特征在于，所述散热部包括由所述散热块背离所述电感本体的顶面向内凹陷形成的凹陷部。

3.根据权利要求2所述的电感组件，其特征在于，所述凹陷部为多个，多个所述凹陷部间隔设置。

4.根据权利要求1所述的电感组件，其特征在于，所述散热块的底面向内部凹陷形成有容置槽，所述电感本体容置在所述容置槽内。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电感组件，其特征在于，所述散热块的内部开设有容纳腔，所述容纳腔内填充有冷却液；其中，所述容纳腔的高度与所述冷却液的气液转化距离匹配。

6.根据权利要求5所述的电感组件，其特征在于，所述冷却液包括热硅脂。

7.根据权利要求1-4任一项所述的电感组件，其特征在于，还包括：风机，所述风机的出风方向正对所述散热块。

8.根据权利要求7所述的电感组件，其特征在于，所述散热块自顶面到底面开设有贯穿所述散热块的散热孔。

9.根据权利要求7所述的电感组件，其特征在于，还包括：温度传感器以及控制器；所述温度传感器设置在所述电感本体上，用于检测所述电感本体的温度；所述温度传感器与所述控制器电连接，所述控制器与所述风机电连接；所述控制器用于根据所述温度传感器检测到的所述电感本体的温度来控制所述风机的转速。

10.一种电路板，其特征在于，包括：基板以及权利要求1-9任一项所述的电感组件，所述电感本体与所述基板上的引线电连接，所述散热块与所述基板之间通过螺栓连接。