CN207319887U - 电气组件和筒管 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电气组件和筒管。组件包括金属外壳、电磁(EM)装置和电磁装置支撑在其中的筒管。筒管具有非金属的内筒管体、非金属的外筒管体和夹在内筒管体与外筒管体之间的金属屏蔽件。电磁装置和筒管安装在外壳中，筒管处于电磁装置和外壳之间，以用于使来自电磁装置的热量穿过内筒管体和外筒管体以及屏蔽件热传导到外壳，同时屏蔽件将电磁装置的噪声与外壳隔离。

Description

电气组件和筒管

技术领域

本实用新型涉及用于屏蔽由电磁装置产生的电磁噪声的装置。

背景技术

电感器和变压器是电磁(“EM”)装置的例子。电磁装置在运行时可能会产生电磁噪声。可能需要将由电磁装置产生的电磁噪声与外部环境隔离。

实用新型内容

一种组件，包括金属外壳、电磁(EM)装置和筒管(bobbin)，筒管具有非金属的内筒管体(non-metallic,inner bobbin body)、非金属的外筒管体以及夹在内筒管体和外筒管体之间的金属屏蔽件。电磁装置支撑在筒管中。电磁装置与筒管安装在外壳中，筒管处于电磁装置和外壳之间，以用于使来自电磁装置的热量穿过内筒管体和外筒管体以及屏蔽件热传导到外壳，同时屏蔽件将电磁装置的噪声与外壳隔离。

在实施方案中，内筒管体和外筒管体具有导热塑料。屏蔽件可以是镍、钨、铜、铝和铁中的至少一种。屏蔽件可以是电镀品(electro-plate)或丝网(wire mesh)。屏蔽件具有厚度，该厚度取决于屏蔽件的金属并取决于由电磁装置产生的电磁噪声的频率。可以提供导热灌封材料以填充在外筒管体与外壳之间的空间中。外壳还可以包括金属袋形部(pocket)，电磁装置和筒管安装在外壳的袋形部中。

一种筒管，包括非金属的内筒管体、非金属的外筒管体和金属屏蔽件，非金属的内筒管体配置成接纳电磁(EM)装置，金属屏蔽件夹在内筒管体与外筒管体之间。

在实施方案中，外筒管体包括开口，屏蔽件穿过开口露出。筒管还可以包括填充在外筒管体的开口中的导热灌封材料。

一种组件，包括金属外壳、电磁装置和筒管，筒管具有内金属屏蔽件和非金属的外筒管体。电磁装置支撑在筒管中。电磁装置和筒管安装在外壳中，筒管处于电磁装置和外壳之间，以用于使来自电磁装置的热量穿过屏蔽件和外筒管体热传导到外壳，同时屏蔽件将电磁装置的噪声与外壳隔离。外筒管体可以包括开口，屏蔽件穿过开口露出。

附图说明

图1A图示了具有外壳、电磁(“EM”)装置和筒管的电气组件的透视图，电磁装置支撑在筒管中的适当位置，并且电磁装置与筒管安装在外壳的袋形部中，筒管具有内筒管体、外筒管体、夹在内筒管体与外筒管体之间的电磁干扰(“EMI”)屏蔽件；

图1B图示了图1A的被包围的区域1B的放大图；

图2A和图2B分别图示了处于初始部分组装状态下的筒管的顶侧倾斜视图和底侧倾斜视图，处于初始部分组装状态下的筒管具有内筒管体；

图3A和图3B分别图示了处于中间部分组装状态下的筒管的顶侧倾斜视图和底侧倾斜视图，处于中间部分组装状态下的筒管具有内筒管体和内筒管体的外表面上的电磁干扰屏蔽件；

图4A和图4B分别图示了处于完全组装状态下的筒管的顶侧倾斜视图和底侧倾斜视图，处于完全组装状态下的筒管具有内筒管体、内筒管体外表面上的电磁干扰屏蔽件和外筒管体，其中电磁干扰屏蔽件夹在内筒管体和外筒管体之间；

图5A图示了电磁装置和筒管的顶侧倾斜视图，其中电磁装置支撑在筒管中的适当位置中；

图5B图示了图5A的被包围的区域5B的放大图；

图6图示了电磁装置和筒管的详细的顶侧倾斜视图，其中电磁装置支撑在筒管中的适当位置中；

图7图示了电磁装置、筒管和外壳的袋形部的详细的顶侧倾斜视图，其中电磁装置支撑在筒管中的适当位置中，并且电磁装置与筒管安装在外壳的袋形部中；

图8图示了电磁装置和另一种类型的筒管的顶侧倾斜视图，电磁装置支撑在筒管中的适当位置中，并且电磁装置与筒管安装在外壳的袋形部中，筒管具有电磁干扰屏蔽件和外筒管体，但不具有内筒管体；以及

图9图示了图8中所示的筒管的底侧倾斜视图。

具体实施方式

本文公开了本实用新型的详细的实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅是本实用新型的示例，本实用新型可以以各种形式和可选的形式来实施。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为代表性基础，用于教导本领域中的技术人员以各种方式利用本实用新型。

电磁(“EM”)装置(例如，电感器、变压器等)可以是具有电磁装置安装在其中的金属外壳的电气组件的一部分。电磁装置在运行时产生电磁噪声。一个问题是，电磁噪声可以被外壳接收，对于外部环境而言，外壳进而充当电磁噪声的辐射器。如本文中所公开的具有电磁干扰(“EMI”)屏蔽件的筒管将由电磁装置产生的电磁噪声与外壳隔离。因此，外壳不会充当由电磁装置产生的电磁噪声的辐射器。

电磁装置包括芯部和绕组。芯部通常由铁氧体家族的材料(the ferrite familyof materials)制成，特别是在高频AC系统中。绕组中的欧姆损耗和芯部中的磁滞损耗使它们自身表现为热损失。特别是在高功率密度电磁装置中的热损失可以导致过高的温度，造成电磁装置过早失效。

如本文所公开的具有电磁干扰屏蔽件的筒管还用作电磁装置和外壳之间的热界面，以使来自电磁装置的热量传导到外壳，同时将由电磁装置产生的电磁噪声与外壳隔离。热量进而从外壳辐射出来。因此，电磁装置的温度保持在过高的温度以下。

现在参照图1A和图1B，将描述具有金属外壳12、电磁装置14和筒管16的电气组件10。筒管16是具有上述电磁干扰屏蔽件的筒管。电磁装置14支撑在筒管16中的适当位置。电磁装置14与筒管16安装在外壳12的金属袋形部18(即，接纳区域)中。

如图1B中所示，筒管16包括内筒管体20、电磁干扰屏蔽件22和外筒管体24。内筒管体20和外筒管体24是非金属的导热部分。例如，内筒管体20和外筒管体24由导热的塑料构成。电磁干扰屏蔽件22是以金属(例如，如铝)的薄涂层形式的金属屏蔽件。电磁干扰屏蔽件22夹在内筒管体20和外筒管体24之间。因此，筒管16是导热的塑料筒管，该导热的塑料筒管具有嵌入在其中的金属屏蔽件。

如图1A和图1B中所示，电磁装置14支撑在筒管16中的适当位置，电磁装置和筒管安装在金属外壳12的金属袋形部18中。例如，外壳12是由铝构成的金属外壳。筒管16物理地位于电磁装置14和外壳12之间。因此，筒管16用作电磁装置14和外壳12之间的热界面。筒管16将来自电磁装置14的热量传导到外壳12，以使由电磁装置产生的热量远离外壳辐射到外部环境中。筒管16将来自电磁装置14的热量传导到外壳12，因为筒管的部件都是导热的。由于内筒管体20和外筒管体24由导热的塑料构成，因此它们是导热的，并且电磁干扰屏蔽件22由于其由金属构成，因此是导热的。

接地(未示出)的筒管16的电磁干扰屏蔽件22不与电磁装置14直接接触，因为内筒管体20位于电磁装置和电磁干扰屏蔽件之间。因此，电磁干扰屏蔽件22通过非金属的内筒管体20与电磁装置14电隔离。

由于外筒管体24位于电磁干扰屏蔽件和外壳之间，所以筒管16的电磁干扰屏蔽件22不与外壳12直接接触。因此，电磁干扰屏蔽件22通过非金属的外筒管体24与外壳12电隔离。因此，金属电磁干扰屏蔽件22将不使外壳12的部分用作电磁噪声的辐射器。

筒管16的电磁干扰屏蔽件22充当电磁装置14和金属外壳12之间的电磁隔离器，并且防止由电磁装置产生的电磁噪声到达外壳，电磁装置支撑在筒管16中并且筒管安装在外壳的袋形部18中。因此，具有其电磁干扰屏蔽件22的筒管16屏蔽由电磁装置14产生的电磁噪声抵达外壳12。以这种方式，从电磁装置14到其周围的电磁噪声的传送以及通过外壳12的电磁噪声的强化被防止或至少减少。

如所描述的，具有非金属的导热的内筒管体20和外筒管体24以及嵌入在内筒管体和外筒管体之间的金属电磁干扰屏蔽件22的筒管16将由电磁装置14产生的电磁噪声与外壳12隔离，并将由电磁装置产生的热量热传导到外壳。

现在参考图2A和图2B、图3A和图3B以及图4A和图4B，将描述一种用于将筒管16形成为导热塑料筒管的方法，其中电磁干扰屏蔽件22嵌入在该导热塑料筒管中。用于形成筒管16的方法包括三个步骤。用于形成筒管16的第一步骤包含模制筒管16的内半部厚度(即，筒管的第一次注料(shot))。即，第一步骤包含形成内筒管体20。内筒管体20表示筒管16的初始部分组装状态。图2A和图2B分别图示了处于初始部分组装状态的筒管16的顶侧倾斜视图和底侧倾斜视图。如所描述的，处于初始部分组装状态的筒管16仅具有内筒管体20。

用于形成筒管16的第二步骤包含用薄层的金属材料(如镀层)涂覆所模制的内筒管体20。薄层的金属材料可以是电镀品或丝网。电磁干扰屏蔽件22是薄层的金属材料。电磁干扰屏蔽件22涂覆在内筒管体20的外侧上。内筒管体20和电磁干扰屏蔽件22代表筒管16的中间部分组装状态。图3A和图3B分别图示了处于中间部分组装状态的筒管16的顶侧倾斜视图和底侧倾斜视图。如所描述的，处于中间部分组装状态的筒管16仅具有内筒管体20和电磁干扰屏蔽件22。

电磁干扰屏蔽件22的厚度取决于用于电磁干扰屏蔽件的金属选择并取决于经过电磁装置14的AC(交流)频率。电磁干扰屏蔽件22的金属层的厚度可以在亚微米到数十微米的范围内。感兴趣的金属包括镍、钨、铜、铝和铁等合金材料。在某些情况下，金属层可以由具有基于交流频率和丝网的材料所选择的网孔和丝尺寸的丝网替代。

用于形成筒管16的第三步骤包含将镀金属的内筒管体20放置在第二模制工具中，在该第二模制工具中筒管被赋予其完全预期厚度(即，筒管的第二次注料)。即，第三步骤包含将外筒管体24形成到镀金属的内筒管体20上。内筒管体20和外筒管体24以及在其间的电磁干扰屏蔽件22代表筒管16的完全组装状态。图4A和图4B分别图示了处于完全组装状态的筒管16的顶侧倾斜视图和底侧倾斜视图。如所描述的，处于完全组装状态的筒管16具有内筒管体20、电磁干扰屏蔽件22和外筒管体24，其中电磁干扰屏蔽件夹在内筒管体和外筒管体之间。

现在参考图5A，并且继续参考图1B，示出了电磁装置14和筒管16的顶侧倾斜视图，其中电磁装置支撑在筒管中的适当位置。图5B图示了图5A的被包围的区域5B的放大图。如图5A和图5B中所示，筒管16包围电磁装置14，其中电磁干扰屏蔽件22处于内筒管体20和外筒管体24之间。

现在参考图6，示出了电磁装置14和筒管16的详细顶侧倾斜视图，其中电磁装置支撑在筒管中的适当位置。电磁装置14的绕组26在图6的详细视图中示出。绕组26例如是漆包铜(enameled copper)。绕组26缠绕在电磁装置14的铁氧体芯部(未示出)周围。在该实例中，电磁装置14是缠绕在环形铁氧体之上的螺旋线圈形式的电感器。绕组26(即，电感器线)在图6中未被修整到适当的长度。

在图6的详细视图中示出的筒管16是塑料安装组件单元28的一部分。塑料安装组件单元28由与塑料成型的外筒管体24相同的导热塑料形成。塑料安装组件单元28被模制以适当地配合在外壳12的金属袋形部18内。塑料安装组件单元28包括用于接纳端子的端子袋形部30(在图6中，端子还未安装)。

现在参考图7，并且继续参照图6，示出了电磁装置14、筒管16和外壳12的金属袋形部18的详细的顶侧倾斜视图，其中电磁装置支撑在筒管中的适当位置，并且电磁装置与筒管安装在外壳的袋形部中。

如图7中所示，气隙(air gap)32(即，空的空间)处于电磁装置14(特别是绕组26)和筒管16(特别是筒管的内筒管体20)之间。为了改善电磁装置14和筒管16之间的热接触，可以使用热界面材料来填充气隙32。例如，可以提供导热灌封材料填充气隙32，以便改善电磁装置14和筒管16之间的热接触。灌封材料增强了从电磁装置14到筒管16的热传递。如所描述的，由电磁装置14产生的热量经由筒管16热传导到外壳12，以从外壳辐射到外部环境中。灌封材料可以是适合于任何这样的目的的本领域中已知的任何材料(例如，填充环氧树脂或填充硅胶)。

如所示出的，图6和图7中所示的电磁装置14是缠绕在环形铁氧体之上的螺旋线圈形式的电感器。具有嵌入式电磁干扰屏蔽件的筒管的电磁干扰屏蔽的相同概念可以应用于环形变压器。

现在参考图8，示出了电磁装置14和另一种类型的筒管33的顶侧倾斜视图。电磁装置14支撑在筒管33中的适当位置。电磁装置14和筒管33安装在外壳12的金属袋形部18中。筒管33包括电磁干扰屏蔽件34和外筒管体36。筒管33不具有内筒管体。因此，电磁干扰屏蔽件34处于电磁装置14和外筒管体36之间。

筒管33的电磁干扰屏蔽件34是如同筒管16的电磁干扰屏蔽件22一样的金属屏蔽件。电磁干扰屏蔽件34用于与电磁干扰屏蔽件22相同的电磁噪声屏蔽和导热目的。电磁干扰屏蔽件34可以具有与电磁干扰屏蔽件22相同的类型和形式。

筒管33的外筒管体36如同筒管16的外筒管体24一样是非金属的。由于外筒管体36位于电磁干扰屏蔽件和外壳之间，所以筒管33的电磁干扰屏蔽件34不与外壳12直接接触。电磁干扰屏蔽件34因此通过非金属的外筒管体36与外壳12电隔离。因此，金属电磁干扰屏蔽件34将不使外壳12的一部分用作电磁噪声的辐射器。

筒管33的外筒管体36可以如同筒管16的外筒管体24一样由导热塑料形成。然而，外筒管体36可以由其它非金属材料形成，这些非金属材料可能不一定导热或者可能导热性差。在这方面，如图9中所示，外筒管体36还包括分布在外筒管体的整个表面区域的多个开口38。电磁干扰屏蔽件34的对应部分穿过开口38露出。来自电磁装置14的热量可以从电磁干扰屏蔽件34穿过外筒管体36的开口38出来传导到外壳12。因此，即使外筒管体36通过不由导热塑料形成而可以不是相对较高的热导体，筒管33仍然可用作电磁装置14和外壳12之间所需类型的热界面。

可以提供导热灌封材料以填充外筒管体36的开口38。灌封材料将在电磁干扰屏蔽件34和外壳12之间提供热传递路径，并且由此增强从电磁装置14经由电磁干扰屏蔽件到外壳12的热传递。如上面所提及的，灌封材料可以是适合于这样的目的的本领域中已知的任何材料(例如，填充环氧树脂或填充硅胶)。

当然，外筒管体36可以由导热塑料形成，并且具有开口38，开口38可以被灌封材料填充或可以不被灌封材料填充。同样地，由导热塑料形成的筒管16的外筒管体24也可以具有开口，该开口可以填充或可以不填充灌封材料。

已经公开了用于屏蔽由电磁装置产生的电磁噪声的具有内置电磁噪声屏蔽(即，电磁干扰屏蔽件)的筒管。筒管屏蔽了由电磁装置产生的电磁噪声，以防止电磁噪声到达电磁装置安装在其中的金属外壳。具有电磁装置和其它部件的金属外壳是电气组件的一部分。例如，电气组件可以是用于交通工具的牵引电池的充电系统的电池充电器。这样的充电系统可以是无线充电系统。

尽管上面描述了示例性的实施方案，但是并不意味着这些实施方案描述了本实用新型的所有可能的形式。而是，在说明书中使用的词语是描述性而不是限制性的词语，并且应理解，可以做出各种变化而不偏离本实用新型的精神和范围。另外，各种实施的实施方案的特征可被组合以形成本实用新型的另外的实施方案。

Claims (20)

1.一种电气组件，包括：

金属外壳；

电磁(EM)装置；

筒管，其具有非金属的内筒管体、非金属的外筒管体和夹在所述内筒管体和所述外筒管体之间的金属屏蔽件；并且

其中，所述电磁装置支撑在所述筒管中，所述电磁装置与所述筒管安装在所述外壳中，并且所述筒管处于所述电磁装置和所述外壳之间，以用于使来自所述电磁装置的热量穿过所述内筒管体和所述外筒管体以及所述屏蔽件热传导到所述外壳，同时所述屏蔽件将所述电磁装置的噪声与所述外壳隔离。

2.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述内筒管体和所述外筒管体具有导热塑料。

3.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述屏蔽件具有镍、钨、铜、铝和铁中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述屏蔽件是电镀品和丝网中的一种。

5.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述屏蔽件具有厚度，所述厚度取决于所述屏蔽件的金属并取决于由所述电磁装置产生的电磁噪声的频率。

6.根据权利要求1所述的组件，还包括：

导热灌封材料，其填充在所述外筒管体和所述外壳之间的空间中。

7.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述外壳还包括金属袋形部；并且

所述电磁装置与所述筒管安装在所述外壳的所述袋形部中。

8.根据权利要求1所述的组件，其中：

所述组件是用于交通工具的电池充电器。

9.一种筒管，包括：

非金属的内筒管体，其配置成接纳电磁(EM)装置；

非金属的外筒管体；和

金属屏蔽件，其夹在所述内筒管体和所述外筒管体之间。

10.根据权利要求9所述的筒管，其中：

所述内筒管体和所述外筒管体具有导热塑料。

11.根据权利要求9所述的筒管，其中：

所述屏蔽件具有镍、钨、铜、铝和铁中的至少一种。

12.根据权利要求9所述的筒管，其中：

所述屏蔽件是电镀品和丝网中的一种。

13.根据权利要求9所述的筒管，其中：

所述屏蔽件具有厚度，所述厚度取决于所述屏蔽件的金属并取决于由所述电磁装置产生的电磁噪声的频率。

14.根据权利要求9所述的筒管，其中：

所述外筒管体包括多个开口，所述屏蔽件穿过所述开口露出。

15.根据权利要求14所述的筒管，还包括：

导热灌封材料，其填充在所述外筒管体的所述开口中。

16.一种电气组件，包括：

金属外壳；

电磁(EM)装置；

筒管，其具有内金属屏蔽件和非金属的外筒管体；并且

其中，所述电磁装置支撑在所述筒管中，所述电磁装置与所述筒管安装在所述外壳中，并且所述筒管处于所述电磁装置和所述外壳之间，以用于使来自所述电磁装置的热量穿过所述屏蔽件和所述外筒管体热传导到所述外壳，同时所述屏蔽件将所述电磁装置的噪声与所述外壳隔离。

17.根据权利要求16所述的组件，其中：

所述外筒管体具有导热塑料。

18.根据权利要求16所述的组件，其中：

所述外筒管体包括多个开口，所述屏蔽件穿过所述多个开口露出。

19.根据权利要求16所述的组件，其中：

所述屏蔽件具有镍、钨、铜、铝和铁中的至少一种。

20.根据权利要求16所述的组件，其中：

所述屏蔽件是电镀品和丝网中的一种。