CN1809903A - 用于冷却磁路元件的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

揭示了为磁路元件提供冷却的一种装置和方法，其中所述磁路元件具有放置在位于中央的至少一个芯支架构件壁的芯支架构件周围的磁芯，还可包括：芯支架冷却剂入口；芯支架冷却剂出口；包含在所述芯支架构件壁内并相互连接的多个互连的冷却剂流动通道，并被设置成使得冷却剂沿着从所述芯支架冷却剂入口到所述芯支架冷却剂出口的至少部分芯支架构件壁内的冷却剂流动通路，在所述芯支架构件壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。所述装置还包括在各自芯支架冷却剂流动通道的每一端处每个芯支架冷却剂流动通道与液体连通压力流通装置液体连通，其中各自的液体连通压力流通装置沿着从芯支架冷却剂入口到芯支架冷却剂出口的冷却剂流动通路形成了用于各芯支架冷却剂流动通道的至少第一一个的出口压力流通装置以及用于各芯支架冷却剂流动通道的至少第二一个的入口压力流通装置。所述芯支架构件可以包括从所述芯支架构件延伸的凸缘，具有内部尺寸和外部尺寸的所述凸缘包括在所述芯支架冷却剂入口和所述芯支架冷却剂出口之间交替朝向内部尺寸并远离外部尺寸随后朝向外部尺寸并远离内部尺寸延伸的多个互连的凸缘冷却剂流动通道。包括有所述芯和芯支架的外壳包括外壳壁；外壳冷却剂入口；外壳冷却剂出口；以及多个互连的外壳冷却剂流动通道包含在外壳壁内，并被互连和设置成使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的至少一部分外壳壁内的冷却剂流动通路，在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。所述外壳和芯支架形成至少一部分的电流流动通路，它们形成围绕磁芯的两匝。在本发明的另一个方面，可由导电材料薄膜涂敷总线工件(buswork)。

Description

用于冷却磁路元件的方法和装置
相关申请
本发明涉及由Partlo等人在1998年6月18号提交的申请号为No.09/118,773并于1999年10月10日获取的标题为HIGH PULSE RATE PULSEPOWER SYSTEM，美国专利号为No.5,936,988的专利，该专利是Partlo等人于1997年12月15日提交的序列号为No.08/990,848,99，并于1999年8月17日获取的标题为CURRENT REVERSAL PREVENTION CIRCUIT FOR APULSED GAS DISCHARGE LASER，美国专利号为No.5,940,421的专利的CIP；本发明还基于作为由Partlo等人在1997年12月13日提交的申请号为08/990,848，并在1999年8月17日获取的标题为CURRENT REVERSALPREVENTION CIRCUIT FOR A PULSED GAS DISCHARGE LASER，美国专利号为No.5,940,421的专利的延续部分的在1999年8月9日提交的申请号为No.09/370,739的申请，涉及由Partlo等人提交的并于2000年11月21日授权的标题为HIGH PULSE RATE PULSE POWER SYSTEM WITH FAST RISETIME AND LOW CURRENT的美国专利号为No.6,151,346的专利，它们都由本发明的代理人代理，并全文合并在此作为参考。本申请还涉及与本申请同天提交并由同一代理人代理的律师记要号码为No.2003-0042-01，发明人为Saethre等人，标题为Method and Apparatus for Electrically Interconnecting High VoltageModules Positioned in Relatively Close Proximity的申请，该申请全文合并在此作为参考。
技术领域
本发明涉及诸如感应电抗器和变压器的高速和高功率磁路元件，以及用于充分冷却这些装置的方法和装置。
背景技术
现在转向图1，示出的是本领域内已知的脉冲功率电路。脉冲功率电路可包括，例如高电压谐振供电源30、换向器模块40、压缩头模块60和激光腔模块80。高电压供电源20可包括，例如将来自电源23和10的208伏三相普通动力装置转换成300伏DC的300伏特整流器22。反相器24例如可将整流器22的输入转换成100kHz到200KHz范围内的300伏高频脉冲。反相器24上的频率和工作周期可由HV供电源控制板(未示出)控制，以便基于包括了带有电阻VDR1和VDR2的分压器的电压监视器44的输出，提供所述系统的最终输出脉冲能量的过程调整。
反相器24的输出可在阶跃变压器26中阶跃至约1200伏特。例如可包括标准桥式整流器电路28和滤波器电容32的整流器28可将变压器26的输出转换成1200伏特DC。电路20的DC输出可用于对换向器模块40内的8.1μF充电电容C042的充电，正如通过例如可以控制反相器24的操作的HV供电源控制板(未示出)的控制。HV供电源控制板(未示出)内的设定点可由激光系统控制板(未示出)提供。在讨论的实施例中，例如可由所述供电源模块20提供用于所述激光系统的脉冲能量控件。
换向器模块40和压缩头模块60内的电路例如可以用于放大电压以及压缩由供电源模块20提供的存储在充电电容C042上的电能，例如提供700伏特给在充电循环期间可通过例如固态开关46与下游电路绝缘的充电电容C042。
换向器模块40内，包括了并联连接的提供(例如8.1μF)总电容的一排电容(未示出)的充电电容C042，以及分压器44，它为了提供反馈电压信号给HV供电源控制板(未示出)，由控制板(未示出)使用该信号来限制充电电容C042对一电压(所谓的“控制电压”)充电，并且当该信号形成电脉冲并且在换向器40和压缩头60内压缩并放大时，就可在峰化电容Cp82上并且跨过电极83和84的两端产生期望的放电电压。
正如本领域内已知的那样，图1的现有技术电路可用于提供范围在3或者更多焦耳、大于14000伏特并且脉冲速率在2000-4000或者更多脉冲/每秒的脉冲。在这一电路中，例如可用约250微秒的时间由DC供电源模块20为充电电容C042充电至例如700伏特。因此充电电容C042能够被完全充电并且稳定在期望的电压处，而当来自换向器控制板(未示出)的信号被提供用于闭合固态开关46时，就会启动将存储在充电电容C042上的3焦耳电能快速转换为峰化电容Cp82上充电的14000伏特或更多的步骤，用于产生通过电极83和84的放电。固态开关46可以是诸如IGBT开关或者其他适用于高速运行的高功率固态开关，例如SCR、GTO、MCT、高功率MOSFET等等。当闭合固态开关46以将存储在充电电容C042上的电荷放电至第一级电容C152例如用于形成脉冲压缩50的第一级时，与固态开关46串联的600nH充电电感Lo48也可用于暂时限制通过固态开关46的电流。
至于脉冲生成和压缩的第一级50，充电电容C042上的电荷于是在例如5μs内切换至例如8.5μF的电容C152。饱和电感54保持电容C152上的电压直到其饱和，随后便对来自电容C152的电流表现出基本为零的阻抗，例如允许来自电容C152的电荷通过例如1∶23阶跃脉冲变压器56传递至在压缩头模块60内的充电电容Cp-162，而且包括压缩的第一级的传递时间周期约为550ns。
脉冲变压器56的设计在由本代理人之前代理的许多专利中都有所描述，包括上述5,936,988。该变压器是高效脉冲变压器，例如可以将700伏特17500安培，550ns脉冲转换成16100伏特760安培550ns脉冲，例如可将该脉冲短暂存储在压缩头模块电容Cp-162(例如，该电容也可由一组电容组成)。例如，压缩头模块60还可以压缩该脉冲。(例如约为125nH饱和电感的)饱和反应电感Lp-164可以在大约550ns的时间内保持电容Cp-162上的电压，例如用于允许Cp-1上的电荷在约为100ns的时间内流入峰化电容Cp82，该电容可以是在激光腔(未示出)顶部的16.5nF电容并且该峰化电容Cp82在电学上是与电极83和84并联连接的。这一550ns长度脉冲到100ns长度脉冲以充电峰化电容Cp82的转换可以组成压缩的第二和最后阶段。在电荷流入位于激光腔模块80内的激光腔(未示出)顶部并作为其一部分的峰化电容Cp82之后约100ns时，峰化电容Cp82上的电压可达到约为14000伏特并且开始在电极83和84之间放电。放电可以持续约50ns，在此期间会在例如受激准分子激光器的谐振腔(未示出)内产生激光。
现有技术图1的电路可包括例如由偏置电流源I-和偏置电流I+定义的偏置电流。例如电感LB1和LB2的偏置电感可以分别连接至偏置电流源I-和I+，并且还可以分别在在固态开关46输出端的二极管47和充电电感Lo48之间以及在压缩头电容Cp-162和压缩头饱和电感Lp-164之间连接至第一级压缩器电路50。例如偏置电流源I-可以提供能够预饱和饱和电感L1的偏置。例如电感LB1可以具有相对较高的电感值用以相对于压缩头模块60的那些时间常数，在所述偏置电路中提供相对较长的时间常数，从而例如将偏置电流源I+与脉冲源隔离。类似地，偏置电流源I+可以偏置压缩头饱和电感Lp-164(通过偏置电感LB3回到接地)和脉冲变压器56偏置成接地(通过变压器56的次级线圈回到接地)。
在电极83和84之间放电之后，因为电路40、50、60、80和激光腔模块电极83、83之间的阻抗不匹配并且因为电感Lp-1已经参考由电容Cp-1流向电容Cp的正向电流64电容Cp被预饱和，所以可将电容Cp驱动至负极性电荷；代替在电极83和84之间的能量振荡(ringing)(例如对电极83和84的侵蚀)，可以代替地将电容Cp上的反向电荷谐振地传递回电容Cp-1以及传递回电容C0，在为下一个脉冲使用供电源20充电之前预充电电容C0。在此情况下，例如电子电路可以从前一脉冲恢复充电电容C042上的过剩能量，这就从基本上降低了能量的浪费并且有效避免了激光腔模块80内的拖尾振荡。
包含有能量恢复电容58和能量恢复二极管59的能量恢复电路57也能起到一定作用。与充电电容C042的并联的这两个串接组合可以例如因为脉冲功率系统的阻抗与所述腔的阻抗不是精确匹配并且由于所述腔的阻抗在脉冲放电期间在若干数量级上发生变化的事实，从通过电极83和84的主脉冲中生成负向离去的“反射”并且它可以朝向脉冲发生系统40、50、60和80的前端传播回来。
在过剩能量通过压缩头60和换向器40传播回来之后，由于通过控制器(未示出)移除用于固态开关46的触发信号就断开固态开关46。能量恢复电路57例如可以倒转反射的极性，该反射通过谐振惯性(由充电电容C042和能量恢复电感59组成的L-C电路的半周期的振荡作为对由二极管59引起的电感58内电流倒转的筘位)已在充电电容C042上生成负电压。最终结果可以是可从每一脉冲中基本恢复来自所述腔模块80的全部反射能量并将其存储在充电电容C042上作为准备用于下一个脉冲的正电荷。
上述提及的DC偏置可以用于帮助更充分地利用在饱和电感和脉冲变压器中使用的磁性材料的完整B-H曲线摆动。以上还提到，为饱和电感Lo48、L154和Lp-164都提供偏置电流，使得在通过闭合固态开关46启动脉冲的时刻电感Lo48、L154和Lp-164都反向饱和。在换向器模块40饱和电感Lo48和L154的情况下，可以通过提供约为15A反向偏置电流达到上述情形，所述电流与普通脉冲电流，即通过电感Lo48和L154来自电流源120的I-方向相比是反向的。来自供电源并通过换向器的接地连接、脉冲变压器56的初级线圈、饱和电感L154、饱和电感Lo48以及绝缘电感LB1回到偏置电流源120的实际电流如箭头B1所示。在压缩头饱和电感的情况下，例如可从第二偏置电流源126提供通过绝缘电感LB2的约为5A的偏置电流B2。在压缩头模块60处，分流所述电流并且所述电流的一部分通过饱和电感Lp-164以及绝缘电感LB3回到第二偏置电流源126。剩下的电流B2-2通过与压缩头模块60和换向器40连接的HV电缆，以及通过接地的脉冲变压器56的次级线圈、偏置电阻(未示出)回到第二偏置电流源126。所述第二电流可用于偏置脉冲变压器56，使其可以为了脉冲操作进行重置。被分流成两份的电流流量可由每一路径上的阻值确定并且可被调制以使每条路径都接收到正确大小的偏置电流。
来自电站电源23并通过系统40、50、60和80流至电极83和84并且远离电极84接地的脉冲能量电流可被称为“正向电流”并且这一方向被认为是正向。当提及诸如饱和电感的电气组件是正向传导时，就意味着偏置进入饱和用于传导“脉冲能量”的电流是朝着所述电极的方向，即正向。当其反向传导时，电流就以相反方向进入饱和并且在这一方向上被偏置。通过所述系统的电流(或电子流)的实际方向依赖于系统内的观察点以及观察时间。
例如可使用700伏特正电压对充电电容C042进行充电，使得在固态开关46闭合时，来自充电电容C042并通过充电电感Lo48和第一级压缩电感L1的电流的方向是朝着第一级压缩电容C152的。类似地，来自充电电容C152并通过脉冲变压器56初级线圈的所述电流是朝向接地端的。这样，电流和脉冲能量的方向是相同的，都是从充电电容C042到脉冲变压器56。在脉冲变压器56的初级线圈和初级线圈内的电流例如都是朝向接地端的。
固态开关46可以是由Powerex，Inc.of Youngwood，Pa.提供的P/N CM 1000HA-28H IGBT开关。
显而易见的是在如此高电压和电流下工作的电路，尤其是包括在如此高脉冲重复速率(例如4000Hz或更高)下工作的磁路元件的电路会产生大量的热。这对于压缩头磁性饱和电感/电抗器Lp-1尤为严重，但是这对于脉冲供电源系统40，50，60，80内的所有饱和电感/电抗器来说也是一样的。这也是阶跃脉冲变压器56操作中的一个关键因素。过去使用例如板上带有一个或多个通道的冷却板对这些磁路元件进行冷却，而这些板通常通过被这些通道之间的冷却板的大致展开隔离，这些描述可参考由Birx等人在1994年7月5日提交的申请号为No.270,718，标题为AIR AND WATER COOLED MODULATOR，并于1995年9月5日授权的专利号为No.5,448,580的美国专利。冷却也可由传导耦合实现，例如使用包括冷却剂(例如水)的一导管线圈与这一磁路元件的外壳接触而实现，这些可参考由Oliver等人在2000年10月6日提交的申请号为No.09/684,629，标题为EXTREME REPETITION RATE GAS DISCHARGELASER，并于2002年8月27日授权的专利号为No.6,442,181的美国专利，该专利是1999年8月9日提交的申请号为No.09/370,739，现在的美国专利号No.6,151,346的专利的继续分案申请，而上述专利是于1998年7月18日提交的申请号为No.09/118,773，现在的美国专利号为No.5,936,988以及于2000年6月30日提交的申请号为No.09/608,543的专利申请的继续分案申请，它们都是由本申请的代理人代理的，并且全文合并在此作为参考。本发明还示出了使用在该磁路元件外壳上吸热型冷却扇的不那么有效的方法。当然仍旧将液体放入外壳内与导体和磁芯部分接触，显而易见这些液体必须是电介质，例如变压器油或者其他合适的电介质冷却剂，例如Castrol生成的Brayco Micronic 889或者任何已知的多个Fluorinert化合物。该液体绝缘体证明是不可接收的，部分是因为固体微粒、水或者杂质有随时间分解的趋势。由Nakajima等人于1991年1月8日提交的标题为MAGNETIC DEVICE FOR HIGH-VOLTAGE PULSEGENERATING APPARATUSES，专利号No.4,983,859的美国专利中也描述了使用该液体并且在外壳内部循环该液体的方法。这些系统都有不少缺点，其中之一就是因为需要抽取和循环所述冷却油，所以无法在要求高洁净空间的设备，即半导体生产设备中使用。如上所述，现有技术的其他使用包括将该液体静态地封入所述外壳，这样就由液体内的对流引发外壳内的循环反应，至少有助于把导体和磁性部分产生的大部分热量带出外壳用于热交换。
随着对电压和脉冲重复速率以及突发脉冲串之间时间的减少(即更高的占空因数)的更高要求，该磁路元件中对热量释放的考虑也就越发的困难。该现象在诸如激光源的机器中更为严重，这些激光源由于例如对于UV和EUV或者更短波长光，要求在脉冲与脉冲间变化偏差很小的1ns或者更短脉冲持续期的量级上的更窄更高脉冲重复速率的高脉冲，由于在此种脉冲发生设备中使用的磁路元件的临界磁性对温漂十分敏感，所以必须至少能比之前的情况更严格地控制温度才能使得合适的性能不致失效。上述讨论的现有方法和设备以及它们的等效物都用于过去的设备，但是会很快(如果不是已经的话)落伍。因此在此磁路元件的领域中，需要一种用于移除由导体、磁性部分等等产生的热量同时保持被冷却部件之间的绝缘并且不使用能够潜在损害无尘室环境的诸如油的循环液的改进的方法和装置。
所述脉冲阶跃变压器的物理结构在本代理人代理的多个先前专利中都有所描述，这次专利包括：由申请Partlo等人的，并于2000年11月21日授权的标题为HIGH PULSE RATE PULSE POWER SYSTEM WITH FAST RISE TIMEAND LOW CURRENT，专利号为No.6,151,346的美国专利以及由Partlo等人申请的，并于1999年8月17日授权的标题为CURRENT REVERSALPREVENTION CIRCUIT FOR A PULSED GAS DISCHARGE LASER，专利号为No.5,940,421的美国专利。
在诸如上述讨论的高压应用中，需要一种在两个导电金属部件之间的电绝缘体以保持在独立部分之间所施电压具有一电位差。在只有空气的许多情况下，虽然空气是绝缘体，但是却绝缘不够充分。此外在这些金属部件之间的绝缘可能需要存在于多于一根的轴上。在如上所述用于已知电路的已知电感中，诸如Kapton(聚酰亚胺)的绝缘体可用于对金属组件的绝缘。在此情况下，例如在上述参考美国专利No.5,936,988的图8B中示出的电感外壳内，例如Kapton的一片绝缘体可用于通过插在图中示出的外壳的内壁与例如图中示出的磁性301和302的金属元件之间形成大致与电感外壳内壁邻接的圆柱体。同样在已知的电感中，该薄片可形成邻接于在外壳内部形成的另一圆柱形内壁(未示出)的圆柱。一片所述材料也可被切割成合适的形状和大小，并且插入外壳用于覆盖例如外壳的底板并将所述外壳底板与外壳内邻近的带电金属元件隔开。这种安排不令人满意是出于各种原因，包括不恰当安装的倾向和/或变形的存在引起例如覆盖的空隙导致拱起和其他非期望的效果(例如绝缘体层和外壳间也可形成气泡，导致会在随后引发电击穿的电介质的不匹配条件以及电场增强)。
另外，在并不总是发生的形成和安装允许的情况下，可以加工开口端呈环状的绝缘材料片并且在开口中放置形状类似的环状材料。然而因为经机械加工后的例如Mylar或Kapton的绝缘材料只能简单地废弃，就使得成本很高。此外，在使用另一片绝缘材料来试图闭合开口环状绝缘结构顶部的开口的情况下，仍会出现空隙以及随之出现的问题。
因此，就需要找到一种解决高功率高脉冲速率磁路元件中所存在的这些问题的方法。
发明内容
揭示了为磁路元件提供冷却的一种装置和方法，其中所述磁路元件具有放置在位于中央的至少一个芯支架构件壁的芯支架构件周围的磁芯，还可包括：芯支架冷却剂入口；芯支架冷却剂出口；包含在所述芯支架构件壁内并相互连接的多个互连的冷却剂流动通道，并被设置成使得冷却剂沿着从所述芯支架冷却剂入口到所述芯支架冷却剂出口的至少部分芯支架构件壁内的冷却剂流动通路，在所述芯支架构件壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。所述装置还包括在各自芯支架冷却剂流动通道的每一端处每个芯支架冷却剂流动通道与液体连通压力流通装置液体连通，其中各自的液体连通压力流通装置沿着从芯支架冷却剂入口到芯支架冷却剂出口的冷却剂流动通路形成了用于各芯支架冷却剂流动通道的至少第一一个的出口压力流通装置以及用于各芯支架冷却剂流动通道的至少第二一个的入口压力流通装置。所述芯支架构件可以包括从所述芯支架构件延伸的凸缘，具有内部尺寸和外部尺寸的所述凸缘包括在所述芯支架冷却剂入口和所述芯支架冷却剂出口之间交替朝向内部尺寸并远离外部尺寸随后朝向外部尺寸并远离内部尺寸延伸的多个互连的凸缘冷却剂流动通道。包括有所述芯和芯支架的外壳包括外壳壁；外壳冷却剂入口；外壳冷却剂出口；以及多个互连的外壳冷却剂流动通道包含在外壳壁内，并被互连和设置成使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的至少一部分外壳壁内的冷却剂流动通路，在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。所述外壳和芯支架形成至少一部分的电流流动通路，它们形成围绕磁芯的两匝。在本发明的另一个方面，可由导电材料薄膜涂敷总线工件(buswork)。
附图说明
图1示出了使用磁性电感电抗器的现有脉冲功率电路；
图2示出了根据本发明一个实施例的磁性电感电抗器外壳的透视图；
图3示出了沿着图2中线3-3的图2所示外壳的横截面图；
图4示出了在图2和图3中示出的外壳的侧壁部分的更为详细的横截面图；
图5示出了为了描述清楚移除外壳上部的图1-3所示外壳的顶视图；
图6示出了根据本发明一个实施例的磁芯篮组装件的沿着线6-6剖开的部分剖视图；
图7示出了根据本发明一个实施例，在形成了图6中磁芯篮组装件部分的铁芯内形成的冷却剂通道的示意图；
图8示出了根据本发明一个实施例，形成了图6中磁芯篮组装件部分的铁芯的顶视图；
图9示出了根据本发明一个实施例应用在脉冲功率变压器线圈护罩和铁芯的本发明一个可选实施例。
具体实施例
现在转向图2，示出的是根据本发明一个实施例的磁性电感电抗器外壳的透视图。外壳200通常是圆柱形的并且包括例如底部部件202、中间部件204和上部部件206。突出部分218如图4所示可以具有环形密封凹槽232，其中可以插入由“viton”制成的O形环形密封环(未示出)。外壳盖230可以通过在盖230上安装环形凸缘(未示出)的环形定位环(未示出)附在侧壁210上，并且还可以通过将螺丝钉螺旋入在突出部分218内形成的螺纹口220以形成上部部件206的一部分将外壳盖230附在侧壁210上。外壳200还可具有(例如通过焊接以及利用本领域已知的任何技术的真空焊接)附在外壳200底盘216上的中央柱212。可选地，底部部件202的全部连同底盘216和中央柱212可被加工成单件材料。中央柱212可以具有例如通过多个螺丝钉(未示出)将外壳200的盖子230附加在外壳200上的多个螺纹口214，所述螺丝钉可用作外壳盖230和中央柱212中间的电触件。如图3所示，外壳200可具有形成外壳200封口的一部分的顶盖208。
现在转向图4，详细示出了外壳200的侧壁210，其中侧壁210的内表面211在图4的左边示出。外壳200的侧壁210的底部部件202可以通过真空焊接连接224附在中间部件244上。中央部件204同样通过真空焊接连接224与上部部件206相联。正如在图4中的截面图中所示，外壳200的侧壁210的中央部件202可在其中形成多个大致垂直的冷却剂通道240，每个通道都可与外壳壁冷却剂上部压力流通装置242和外壳壁冷却剂下部压力流通装置244液体流动。
现在转向图5，示出了为了描述清楚移除可外壳200侧壁210的上部部件206的外壳200的顶视图。图5示出了在外壳200侧壁210的中间部件204内的冷却剂通道240都通过在中间部分204的顶部凸缘内加工的凹槽形成的外壳200的冷却剂上部压力流通装置242或者通过在外壳200中间部分的底部凸缘内加工的凹槽形成的外壳冷却剂下部压力流通装置244(由图5中透视线示出)，与其相邻的冷却剂通道240液体连接。只有两个冷却剂通道没有这样连接，而是分别与入口管246和出口管248连接。与冷却剂入口管246和冷却剂出口管248连接的这两个冷却剂通道可由中空真空填充孔245隔离。可以理解例如水的冷却剂可用作外壳200散热系统，用于移除由操作将在以下做成更详细描述的包括在外壳内的磁性电抗电感电路元件在外壳200内产生并进入外壳侧壁210、底盘216和顶盘208和/或盖230的热量。
如图5所示，可通过入口管246将冷却剂引入分别与入口管246液体连接的冷却剂通道240，随后冷却剂通过各自的冷却剂通道到达图5中所示的模型内的外壳壁冷却剂下部压力流通装置。在此下部冷却剂压力流通装置处，分别放置冷却剂通道240使其与将冷却剂返回给外壳壁冷却剂上部压力流通装置的下一个冷却剂通道240液体连接，分别轮流放置所述下一个冷却剂通道240使其与再下一个冷却剂通道240液体连接，重复该过程直到冷却剂分别通过各个冷却剂通道240与冷却剂出口管248液体相联，所述冷却剂可通过出口管返回合适的散热单元(未示出)，例如合适的热交换器。
还应理解在下部部件202和上部部件206如上所述附加至中央部件之前，冷却剂通道240与其各自的外壳壁冷却剂上部压力流通装置242和外壳壁冷却剂下部压力流通装置244可被加工入外壳200侧壁210的所述中央部件204。
现在转向图6，示出了根据本发明一个实施例的磁芯篮组装件150的沿着线6-6剖开的部分剖视图。磁芯篮组装件150例如可包括铁芯250，所述铁芯250例如可包括大致呈圆柱形的铁芯下部部件252、包括有完整成形的铁芯凸缘底部部分256的大致呈圆柱形的铁芯中间部件254(应该理解在此使用的诸如顶部和底部的方向仅用于方便参考图中示出的定向)。铁芯250还包括铁芯凸缘顶部部分258。铁芯250的下部部件252、中间部件254以及铁芯凸缘底部部分256和顶部部分258限定了大致呈圆柱形的中央开口260。铁芯下部部件例如可通过真空焊接附在铁芯中间部件254上，而铁芯凸缘底部部分256也可类似地通过真空焊接附在铁芯凸缘顶部部分258上。
例如通过真空焊接附在铁芯凸缘顶部部分258上的可以是多个(例如六个)固定器280，如图6横截面所示其中的两个可以通过与各自固定器内的入口/出口压力流通装置284相通的铁芯入口管282可铁芯出口管283与冷却剂系统(未示出)相联。还如图6所示，各自的铁芯入口或出口压力流通装置284可与各自四个一组的入口/出口压力流通装置指形物276相通，所述指形物可通过加工在铁芯凸缘底部部分256的上表面内的凹槽在铁芯凸缘底部部分256中形成，并如上所述在其后将铁芯凸缘顶部部分258附在铁芯凸缘底部部分256上。应该理解将凹槽匹配至凹槽形成的入口/出口指形物276也可以在铁芯凸缘顶部部分258的下侧内形成，但是在此示出的实施例中，仅仅示出了铁芯凸缘底部部分256具有各自的凹槽。铁芯下部部件252和铁芯中间部件254也可形成带有内侧壁262和外侧壁264的大致呈圆柱形的铁芯壁。正如图6中的截面图所示，铁芯中间部件254可以包括在铁芯中间部件254内大致垂直延伸的多个铁芯冷却剂通道270。如图7所示，每个铁芯冷却剂通道270都与铁芯中间部件上部冷却剂混合压力流通装置272和铁芯中间部件冷却剂混合压力流通装置274液体相通，除了两个铁芯冷却剂通道270与从铁芯冷却剂入口压力流通装置284延伸出的两个指形物276液体相通，其中所述压力流通装置284分别与铁芯冷却剂入口管282和铁芯冷却剂出口管283液体相通。
图7示出了在围绕铁芯中间部件256延伸了大约180°的铁芯中间部件254中形成的冷却剂通道270的示意图，其中铁芯中间部件256形成了从入口管282到出口管283的两个平行流动通道，用于在铁芯冷却剂上部混合压力流通装置272和铁芯冷却剂下部混合压力流通装置274中的各自混合。例如冷却剂可以通过在压力流通装置284(如图7中右侧所示)内的各自的固定器280进入与入口管282液体流通的指形物276，并且平行进入分别与各自指形物276液体流通的两个铁芯冷却剂通道270中。这两个铁芯冷却剂通道270分别轮流液体连接多个铁芯冷却剂下部混合压力流通装置274中的一个，所述冷却剂在其中混合并在随后平行通过两个附加的冷却剂通道270各自进入多个铁芯冷却剂上部混合压力流通装置272中的一个，如此这般直到所述冷却剂如图7左侧所示到达彼此液体流通的多个铁芯冷却剂下部混合压力流通装置274中的一个、各自成对的冷却剂通道270、各自的固定器出口压力流通装置284和固定器出口管283。
应该理解指形物276、冷却剂通道270、冷却剂上部混合压力流通装置272以及冷却剂下部混合压力流通装置274的等同系统例如可以如图8顶视图所示，将来自入口管282的冷却剂沿着铁芯中间部件254的另一个180°送至出口管283。
现在转到结合了图7的铁芯250部分顶部截面图的图8，示出的是铁芯中间部件凸缘底部部件256盘旋凸缘冷却通道330。盘旋凸缘冷却通道332通过形成从十分接近的铁芯凸缘256和258的内部半径到十分接近的铁芯凸缘256和258的外部半径的大致对称的环路，平衡从所述凸缘的内部半径到其外部半径的冷却。这仅在用于将冷却剂送至凸缘256和258内部半径的指形物276的邻近区域内变化。还应该理解，当带有外壳中央部分204时，冷却剂通道270和压力流通装置272和274以及形成指形物276的凹槽和盘旋凸缘冷却通道330可以在铁芯下部部件252和凸缘上部部分258分别(例如通过真空焊接)附着铁芯中间部件254和凸缘底部部分256之前就被加工成形。
磁芯篮组装件150也可附着于铁芯下部部分大致呈圆形的底盘300，所述底盘300例如可通过穿过其中以旋入铁芯下部部分螺纹孔303的螺丝钉(未示出)附着于铁芯下部部分252。磁芯篮组装件150包括围绕凸缘256和258和底盘300间隔分布并且通过各自的螺纹开口308和306附着于所述凸缘256和258和底盘300的多个固定器302，用于固定一个或多个磁芯(未示出)。所述磁芯例如可由一个或多个螺旋管形的磁性材料件组成。这些磁芯例如可通过螺旋管形的金属(例如铝)形成，它们可以像一卷磁带那样其上带有(例如由镍或铁和铁镍合金组成的)绕线，从而形成的芯适用于与铁芯底部部分252或中间部分254或者与以上两部分都电学接触的铝制铁芯250。在某些实施例中，例如因为制造容差，为了确保铁芯250底部部分252和/或中间部分254之间的良好电接触，例如以薄片磁带形式的恰当传导材料垫片(例如铜垫片)可插入铝制螺旋(未示出)和铁芯250之间。磁芯(未示出)例如可插入铁芯250底部部分252和中间部分254之上并且可由底盘300保持在恰当位置。篮组装件150也可带有例如装配在固定器280延伸提供的孔上的顶盘304。顶盘304也可(例如由旋入螺纹孔214的螺丝钉)附着于中央柱212。
包括凸缘256和258以及固定器280的磁芯250可由镀镍铜组成并且其顶盘和底盘也可由镀镍铜组成。固定器302可由铝组成。底盘300和顶盘304以及包括固定器280延伸穿过的开口内部，可由合适的电介质材料涂敷(例如喷涂一层聚对二甲苯)。外壳200内壁以及其向上延伸至凸出234和向下延伸至密封凹槽218的部分侧壁也可出于绝缘的目的涂敷上聚对二甲苯。应该理解在操作中磁性电感电抗器可连接至图1的电路，其中盖230可与例如在压缩头模块60内的例如电容Cp-1电接触，这就使得电路通过盖230并流入与盖230电接触的固定器280，随后流经铁芯中间部分254和底部部分252并进入底盘，在通过孔303内的螺丝钉以及向上流入固定器302，通过孔306内螺丝钉电学连接至底盘300并由此通过孔308内的螺丝钉流入顶盘，其后通过孔214内的螺丝钉流入中央柱并且流出在电路内被电连接的外壳200的底部，再流至流入下一级电容(例如Cp)。因此外壳200和包括在磁芯篮组装件150内的磁芯(未示出)例如可以形成两匝电感元件，例如Lp-1。
现在转向图9，示出的是本发明的另一个实施例，其中具体表达了变压器(例如图1中的变压器56)中各自的绕组单元350。绕组单元350可以是带有右护罩壁352和左护罩壁354的护罩以及形成在右护罩壁352和左护罩壁354之间延伸的铁芯358，其中所述右护罩壁352和左护罩壁354可以各自形成铁芯358上的凸缘。铁芯具有能够让变压器56的次级线圈伸入的中央开口356。作为本发明对变压器56的一个应用实例，绕组单元350的右壁352上可以形成冷却入口通道372(在右壁352的部分截面部分370中示出)，通向冷却剂压力流通装置371通向冷却剂垂直通道376。如图9所示，冷却剂通道376可以在铁芯358内以与外壳200侧壁冷却剂通道240类似的方式形成，并且它们的互相连接是通过位于外壳200中间部分204之中的上部压力流通装置242和下部压力流通装置244的铁芯内的冷却剂右侧压力流通装置374和冷却剂左侧压力流通装置375。
本发明利用了在形成外壳200的邻近组件(例如内壁211。外壳底部216的内部和盖230的内部、)以及外壳内部组件(例如中央柱212、通路260的内壁262以及铁芯250的凸缘部分256和258)的表面上绝缘材料涂层。这一电绝缘涂层的应用可用高度的覆盖直接施加于所论的金属表面，即从电气绝缘的观点是本质上是理想的覆盖。被选用于涂敷的电绝缘材料具有至少与Mylar或Kapton同样良好的介电强度性能，但是同时还要具有相对较高的热传导性能(许多电绝缘体同样也是热绝缘体)。这就改善了对电路元件热聚积的管理，所述元件例如在高脉冲速率下运行并导致高平均功率的磁性电感。
可使用任何数量的已知沉积技术来沉积材料，例如等离子涂敷、火焰或热喷涂涂敷、化学或物理气相沉积到达，所有这些都可用于沉积具有可选厚度(例如范围在10-500μm)的薄膜。材料可从一组电绝缘同时热传导的材料中选取，诸如聚对二甲苯、氧化铝或者其他类似的陶瓷材料，包括蓝宝石、氮化铝或者氮氧化铝和金刚石或者类金刚石碳(“DLC”)涂层、带有金刚石键的无定形碳。用于这些材料的例如阿尔法氧化铝(无定形氧化铝)、氧化钇稳定的氧化锆和McrAlY之类涂敷的沉积过程可以分子键合至沉积所在的基底上，形成的极薄膜还是无气孔和空隙的但却显示了必须的电阻率和热传导性。例如可通过Coatings，Inc.of Columbus，Oh研发的涂敷法得以应用。
例如作为DLC涂层的实例，由Diamonex of Allentown Pa.，提供的Diamonex可以提供范围在0.001到10μm，电阻率为106-1012ohms/cm热传导率类似于玻璃或金属的涂层。在本发明实施例中适用的聚对二甲苯同样也是众所周知并且是由可组成任何形状的聚合体涂层组成，而且也可通过例如真空沉积工艺在分子水平上得以应用。初始地，气相的对二甲苯，例如聚对二甲苯蒸汽首先被热分解并且随后在真空的沉积室内沉积形成聚合体涂层。聚对二甲苯还具有约在1016范围的电阻率并且是相当不错的热导体。也可使用来自Coating of Rancho Cucamonga，Ca的诸如聚对二甲苯C、聚对二甲苯D以及聚对二甲苯D的其他已知的聚对二甲苯遮光器。
在本发明的另一个方面，包括在外壳200内的电抗器铝的总线工件，例如连接磁芯篮150顶盘298和底盘300的固定器302以及其他在外壳200外部的类似固定器(未示出)会遭受例如传导率特别是与其他金属导体在例如螺纹孔304和306处交接的地方传导率的劣化。已经发现这是由于目前用于该总线工件裸露在外的铝所引起的，这裸露的铝部分由于总线工件所处环境和/或部分由于通过该接口的电流可在交接处已被发现形成例如氧化铝的绝缘体非期望涂层。在某些情况下，绝缘涂层可以导致交接处的电弧和/或碳化，最终会例如因为变得更为强烈的电弧而导致组装件的失效。
已经有人建议通过在总线工作的暴露表面上放置用于帮助确保总线工件的表面导电并不易被腐蚀的例如铬酸盐转化涂层(例如由Sheffield Plates提供的规范MIL-C-5541的Chem Film)的一层涂层。然而例如Chem Film的这些涂层很难提供足够的厚度、相当易碎并且容易遭受由擦痕和磨损引起的破坏。随后这将导致用于计划目的涂层的无效。
本申请人已经找到了能够利用例如具有Chem Film涂层诸如低电阻率和高抗腐蚀能力之类优点却没有使用Chem Film或类似涂层的隐含缺点的无电镀镍涂层的无电镀金属涂层的方法。例如对生产过程中对施加诸如无电镀镍的材料涂敷的更精确控制(该控制为本领域所熟知)能够形成非常稳健的涂层，能够防止由擦痕或磨损所引起的退化同时又可精确控制电阻(例如表面电阻)从而大大改善了高脉冲功率电路总线工作元件的效率和可靠性。
本发明的所述实施例仅出于解释和说明的目的，并非用于限定本发明的范围。本领域普通技术人员应该理解能够对描述的实施例做出许多修改和改变而不改变本发明意图和精神。例如没有必要如实施例中所述对应于外壳或铁芯的中心轴轴向形成冷却剂通道并且在使用过程中形成外壳或铁芯中央部分的多个部分可以加工围绕在外壳或铁芯中央部分的延伸通道，或者不是图中示出的垂直通道而是与垂直方向呈一定角度的通道或者其他类似的修改。也可在结构的某些方面内修改所述实施例，例如利用除了焊接之外的例如简单通过与合适密封O形环相联的螺纹或者拴结的其他装配技术。因此本发明的范围仅由所附权利要求与其等效物确定。

Claims (50)

1.一种具有一磁芯的磁路元件，该磁芯放置在具有至少一个芯支架构件壁的位于中央的芯支架构件周围，所述磁路元件包括：
芯支架冷却剂入口；
芯支架冷却剂出口；
包含在所述芯支架构件壁内并相互连接的多个互连的冷却剂流动通道，并被设置成使得冷却剂沿着从所述芯支架冷却剂入口到所述芯支架冷却剂出口的至少部分芯支架构件壁内的冷却剂流动通路，在所述芯支架构件壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
在各自芯支架冷却剂流动通道的每一端处每个芯支架冷却剂流动通道与液体连通压力流通装置液体连通，其中各自的液体连通压力流通装置沿着从芯支架冷却剂入口到芯支架冷却剂出口的冷却剂流动通路形成了用于各芯支架冷却剂流动通道的至少第一一个的出口压力流通装置以及用于各芯支架冷却剂流动通道的至少第二一个的入口压力流通装置。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
所述各冷却剂流动通道中的至少第一一个是单芯支架冷却剂流动通路并且所述各冷却剂流动通道中的至少第二一个是单芯支架冷却剂流动通路。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
所述各冷却剂通道中的至少第一一个是多个芯支架冷却剂流动通道并且所述各芯支架冷却剂流动通道中的至少第二一个是多个芯支架冷却剂流动通道。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
所述芯支架构件包括从所述芯支架构件延伸的凸缘，所述凸缘具有内部尺寸和外部尺寸，包括：
在所述芯支架冷却剂入口和所述芯支架冷却剂出口之间交替朝向内部尺寸并远离外部尺寸随后朝向外部尺寸并远离内部尺寸延伸的多个互连的凸缘冷却剂流动通道。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
多个互连的外壳冷却剂流动通道包含在外壳壁内，并被互连和设置成使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的至少一部分外壳壁内的冷却剂流动通路，在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
多个互连的外壳冷却剂流动通道包含在外壳壁内，并被互连和设置成使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的至少一部分外壳壁内的冷却剂流动通路，在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
多个互连的外壳冷却剂流动通道包含在外壳壁内，并被互连和设置成使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的至少一部分外壳壁内的冷却剂流动通路，在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
9.如权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
多个互连的外壳冷却剂流动通道包含在外壳壁内，并被互连和设置成使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的至少一部分外壳壁内的冷却剂流动通路，在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
10.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
多个互连的外壳冷却剂流动通道包含在外壳壁内，并被互连和设置成使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的至少一部分外壳壁内的冷却剂流动通路，在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
11.如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成至少一部分的电流流动通路，它们分别形成围绕磁芯的两匝中的各自一个的至少一部分。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成至少一部分的电流流动通路，它们分别形成围绕磁芯的两匝中的各自一个的至少一部分
13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成至少一部分的电流流动通路，它们分别形成围绕磁芯的两匝中的各自一个的至少一部分
14.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成至少一部分的电流流动通路，它们分别形成围绕磁芯的两匝中的各自一个的至少一部分
15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成至少一部分的电流流动通路，它们分别形成围绕磁芯的两匝中的各自一个的至少一部分
16.一种具有一磁芯的磁路元件，所述磁芯放置在具有至少一个芯支架构件壁的位于中央的芯支架构件周围，包括：
芯支架冷却剂入口；
芯支架冷却剂出口；
芯支架构件冷却装置，它包括多个包含在所述芯支架构件壁内的多个互连的芯支架冷却剂流动通道，它们用于使冷却剂沿着从芯支架冷却剂入口到芯支架冷却剂出口的芯支架构件壁的至少一部分内的冷却剂流动通路传递通过所述多个互连的芯支架冷却剂流动通道。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：
在各芯支架冷却剂流动通道中的每一个的每一端处，每个冷却剂流动通道都与液体连通压力流通装置液体连通，其中各液体连通压力流通装置中的每一个都沿着从芯支架冷却剂入口到芯支架冷却剂出口的冷却剂流动通路形成了用于所述各芯支架冷却剂流动通道的至少第一一个的出口压力流通装置以及用于所述各芯支架冷却剂流动通道的至少第二一个的入口压力流通装置。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，还包括：
所述各芯支架冷却剂流动通道中的至少第一个是单芯支架冷却剂流动通路并且所述各芯支架冷却剂流动通道中的至少第二一个是单芯支架冷却剂流动通路。
19.如权利要求17的装置，其特征在于，还包括：
所述各芯支架冷却剂流动通道中的至少第一一个是多个芯支架冷却剂流动通路并且所述各芯支架冷却剂流动通道中的至少第二一个是多个芯支架冷却剂流动通路。
20.如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：
所述芯支架构件包括从所述芯支架构件延伸的凸缘，所述凸缘具有内部尺寸和外部尺寸，包括：
在所述芯支架冷却剂入口和所述芯支架冷却剂出口之间交替朝向内部尺寸并远离外部尺寸且随后朝向外部尺寸并远离内部尺寸延伸的多个互连的凸缘冷却剂流动通道。
21.如权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
外壳冷却装置，它包括了包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道，用于将冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路，在外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递到下一个。
22.如权利要求17所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
外壳冷却装置，它包括了包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道，用于将冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路，在外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递到下一个。
23.如权利要求18所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
外壳冷却装置，它包括了包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道，用于将冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路，在外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递到下一个。
24.如权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
外壳冷却装置，它包括了包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道，用于将冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路，在外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递到下一个。
25.如权利要求20所述的装置，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
外壳冷却装置，它包括了包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道，用于将冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路，在外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递到下一个。
26.如权利要求21所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成电流流通路径的至少一部分，它们各自形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一匝的至少一部分。
27.如权利要求22所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成电流流通路径的至少一部分，它们各自形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一匝的至少一部分。
28.如权利要求23所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成电流流通路径的至少一部分，它们各自形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一匝的至少一部分。
29.如权利要求24所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成电流流通路径的至少一部分，它们各自形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一匝的至少一部分。
30.如权利要求25所述的装置，其特征在于，还包括：
所述外壳和芯支架构件分别形成电流流通路径的至少一部分，它们各自形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一匝的至少一部分。
31.一种冷却磁路元件的方法，所述磁路元件具有一磁芯，所述磁芯放置在具有至少一个芯支架构件壁的位于中央的芯支架构件周围，所述方法包括：
提供芯支架冷却剂入口；
提供芯支架冷却剂出口；
利用包含在所述芯支架构件壁内的多个互连的芯支架冷却剂流动通道冷却所述芯支架构件，所述多个互连的芯支架冷却剂流动通道使得冷却剂沿着从芯支架冷却剂入口到芯支架冷却剂出口的芯支架构件壁的至少一部分内的冷却剂流动通路传递通过所述多个互连的芯支架冷却剂流动通道。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括：
在各芯支架冷却剂流动通道中的每一个的每一端处，放置与液体连通压力流通装置液体连通的每个芯支架冷却剂流动通道，其中各液体连通压力流通装置中的每一个都沿着从芯支架冷却剂入口到芯支架冷却剂出口的冷却剂流动通路形成了用于所述各芯支架冷却剂流动通道的至少第一一个的出口压力流通装置以及用于所述各芯支架冷却剂流动通道的至少第二一个的入口压力流通装置。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，还包括：
所述各芯支架冷却剂流动通道中的至少第一一个是单芯支架冷却剂流动通路并且所述各冷却剂流动通道中的至少第二一个是单芯支架冷却剂流动通路。
34.如权利要求32所述的方法，其特征在于，还包括：
所述各冷却剂流动通道中的至少第一一个是多个芯支架冷却剂流动通路并且所述各冷却剂流动通道中的至少第二一个是多个芯支架冷却剂流动通路。
35.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括：
为所述芯支架构件提供从所述芯支架构件延伸出的凸缘，所述凸缘具有内部尺寸和外部尺寸，包括：
利用在所述芯支架冷却剂入口和所述芯支架冷却剂出口之间交替朝向内部尺寸并远离外部尺寸且随后朝向外部尺寸并远离内部尺寸延伸的多个互连的凸缘冷却剂流动通道冷却所述凸缘。
36.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括：
提供包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
利用包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道冷却所述外壳，所述通道使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
37.如权利要求32所述的方法，其特征在于，还包括：
提供包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
利用包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道冷却所述外壳，所述通道使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
38.如权利要求33所述的方法，其特征在于，还包括：
提供包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
利用包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道冷却所述外壳，所述通道使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
39.如权利要求34所述的方法，其特征在于，还包括：
提供包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
利用包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道冷却所述外壳，所述通道使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
40.如权利要求35所述的方法，其特征在于，还包括：
包括所述磁芯和芯支架构件的外壳，所述外壳包括：
外壳壁；
外壳冷却剂入口；
外壳冷却剂出口；
利用包含在外壳壁内的多个互连的外壳冷却剂流动通道冷却所述外壳，所述通道使得冷却剂沿着从外壳冷却剂入口到外壳冷却剂出口的外壳壁的至少一部分内的冷却剂流动通路在所述外壳壁内从一个冷却剂流动通道传递至下一个。
41.如权利要求36所述的方法，其特征在于，还包括：
每个所述外壳和芯支架构件都形成至少一部分的电流流通路径，它们分别形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一个的至少部分。
42.如权利要求37所述的方法，其特征在于，还包括：
每个所述外壳和芯支架构件都形成至少一部分的电流流通路径，它们分别形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一个的至少部分。
43.如权利要求38所述的方法，其特征在于，还包括：
每个所述外壳和芯支架构件都形成至少一部分的电流流通路径，它们分别形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一个的至少部分。
44.如权利要求39所述的方法，其特征在于，还包括：
每个所述外壳和芯支架构件都形成至少一部分的电流流通路径，它们分别形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一个的至少部分。
45.如权利要求40所述的方法，其特征在于，还包括：
每个所述外壳和芯支架构件都形成至少一部分的电流流通路径，它们分别形成围绕所述磁芯的两匝中的各自一个的至少部分。
46.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
所述磁路元件的至少一个高电压物理组件，该组件在所述磁路元件的至少一部分操作期间电气上附加到高电压；
至少一个公共电压物理组件，该组件在所述磁路元件的至少一部分操作期间电气上附加到公共电压或者接地电压；
彼此相对地放置所述至少一个高电压组件和至少一个公共电压组件，使得所述高电压组件和公共电压组件中每一个的至少部分表面区域需要相互绝缘；
在所述至少一个高电压组件和公共电压组件中每一个的表面区域的各部分上涂敷高电阻率和高导热材料的薄膜。
47.如权利要求46所述的装置，其特征在于，还包括：
所述薄膜由选自具有足够高的电阻率和足够高的导热性的分子键合的有机和无机化合物的材料构成。
48.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
电气互连所述磁路元件的电气组件的总线工件，其中所述磁路元件具有涂敷了无电金属化合物薄膜的外部表面。
49.如权利要求48所述的装置，其特征在于，还包括：
所述无电金属化合物是通过电镀沉积的。
50.如权利要求47所述的装置，其特征在于，还包括：
所述薄膜由氧化铝、氮氧化铝、氮化铝、蓝宝石、金刚石、类金刚石碳(DLC)或聚对二甲苯组成。
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