CN209401428U - 一种散热型磁性元器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种散热型磁性元器件，包括磁性元器件本体、金属外壳和散热底座，所述磁性元器件本体包括磁芯和绕制于所述磁芯上的线包，所述金属外壳内设有用于容置所述磁性元器件本体的散热腔；所述金属外壳的底部固定于所述散热底座上，所述线包的内侧设有散热部件，所述散热部件与所述金属外壳连接，所述散热腔内的空隙处填充有导热灌封胶。采用本实用新型实施例，能够避免磁性元器件的线包内侧和外侧散热不均衡的问题，提高线包的散热效率，从而提高磁性元器件的散热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种散热型磁性元器件。
背景技术
现代电力电子转换系统领域中追求更高功率密度已成为主流趋势，随着电子设备功率不断地增大、体积不断地减小，电子设备中各个器件的应用空间变的越来越紧凑。例如电动汽车充电、电机驱动等设备，采用高开关频率的半导体器件有效地降低磁性元器件，如电感，变压器的参数(如电感量)要求，从而达到缩小体积，提高功率密度的目标。但是提高开关频率后，会导致电感，变压器等磁性元器件的损耗急剧增加，而因为高功率密度的要求，磁性元器件的体积又需要缩小，导致整体器件散热面积的降低，因此如何进行有效散热，避免磁性元器件过热成为高频小型化必须解决的关键问题。
现有技术一般使用强制冷却的方式进行散热，如强制风冷或者水冷等，甚至使用高导热的灌封胶，改善热交换条件，即提高单位时间、单位面积交换的热能。但是一方面由于现有技术使用的外壳只具备封装作用，因此导致磁性元器件散热效果差；另一方面磁性元器件局部位置散热困难，导致磁性元器件整体散热不均衡，比如使用环状磁芯的电感，或者使用双U型磁芯的电感，电感外表面温度较线包内侧的温度低很多。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种散热型磁性元器件，能够避免磁性元器件的线包内侧和外侧散热不均衡的问题，提高线包的散热效率，从而提高磁性元器件的散热效率。
为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种散热型磁性元器件，包括磁性元器件本体、金属外壳和散热底座，所述磁性元器件本体包括磁芯和绕制于所述磁芯上的线包，所述金属外壳内设有用于容置所述磁性元器件本体的散热腔；
所述金属外壳的底部固定于所述散热底座上，所述线包的内侧设有散热部件，所述散热部件与所述金属外壳连接，所述散热腔内的空隙处填充有导热灌封胶。
进一步地，所述散热部件距离线包内侧壁的距离小于5mm。
进一步地，所述散热部件为散热柱或者散热片。
进一步地，所述金属外壳内的所述散热腔与所述磁性元器件本体外形匹配。
进一步地，所述磁性元器件本体的外表面与所述散热腔的内壁之间的距离小于10mm。
进一步地，所述散热底座为风冷板或水冷板。
在一种优选实施例中，所述散热型磁性元器件还包括网状绝缘板，所述网状绝缘板设于所述磁性元器件本体的底部与所述金属外壳之间，所述网状绝缘板的网孔内填充有导热灌封胶。
进一步地，所述网状绝缘板的网孔的形状为圆形、方形和菱形中的任意一种。
进一步地，所所述网状绝缘板的厚度大于0.1mm。
在另一种优选实施例中，所述散热型磁性元器件还包括网状绝缘外壳，所述网状绝缘外壳包括底壳、外壳体和内壳体，所述底壳、外壳体和内壳体分别贴合于所述磁性元器件本体的底部、外侧壁和内侧壁，所述网状绝缘外壳的网孔内填充有导热灌封胶。
本实用新型提供的散热型磁性元器件，磁性元器件本体固定于金属外壳内的散热腔中，金属外壳的底部固定于所述散热底座上，散热腔内的空隙处填充有导热灌封胶，通过线包的外侧壁和散热腔的内壁之间的导热灌封胶，将线包外侧的热量传导至金属外壳，利用金属外壳的高导热性将热量传导至散热底座散热；在磁性元器件本体的线包的内侧设有散热部件，散热部件与金属外壳连接，散热腔内的空隙处填充有导热灌封胶，通过线包内侧壁与散热部件之间的导热灌封胶，将线包内侧的热量传导至金属外壳，利用金属外壳的高导热性将热量传导至散热底座散热，使得磁性元器件的线包内侧和外侧的热量能均衡传导至散热底座散热，提高线包的散热效率，从而提高磁性元器件的散热效率。
附图说明
图1是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第一个实施例的爆炸图；
图2是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第一个实施例的剖视图；
图3是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第二个实施例的爆炸图；
图4是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第二个实施例的剖视图；
图5是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第三个实施例的爆炸图；
图6是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第四个实施例的剖视图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型二部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第一个实施例的爆炸图，参见图2，是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第一个实施例的剖视图。
本实施例提供了一种散热型磁性元器件，包括磁性元器件本体1、金属外壳2和散热底座3，磁性元器件本体1包括磁芯12和绕制于磁芯12上的线包11，金属外壳2内设有用于容置磁性元器件本体1的散热腔21；
金属外壳2的底部固定于散热底座3上，线包11的内侧111设有散热部件22，散热部件22与金属外壳2连接，散热腔21内的空隙处填充有导热灌封胶4a。
具体实施时，磁性元器件本体1固定于金属外壳2内的散热腔21中，金属外壳2的底部固定于散热底座3上，散热腔21内的空隙处填充有导热灌封胶4a，通过线包11的外侧壁和散热腔21的内壁之间的导热灌封胶4a，将线包11外侧的热量传导至金属外壳2，利用金属外壳2的高导热性将热量传导至散热底座3散热；在磁性元器件本体1的线包11的内侧111设有散热部件22，散热部件22与金属外壳2连接，散热腔21内的空隙处填充有导热灌封胶4a，通过线包11的内侧壁与散热部件22之间的导热灌封胶4a，将线包11内侧111的热量传导至金属外壳2，利用金属外壳2的高导热性将热量传导至散热底座3散热，使得磁性元器件的线包11内侧和外侧的热量能均衡传导至散热底座3散热，提高线包11的散热效率，从而提高磁性元器件的散热效率。
需要说明的是，线包11的内侧111距离散热面远，功率密度大，是整个器件工作中的最热点，利用金属材料高导热的特性，采用金属外壳2作为散热器，同时在散热效果差的线包11的内侧部位增加散热部件22，缩短线包11的内侧部位热传导距离，增加散热面积，从而提高线包的散热效率，提高磁性元器件的散热效率。
进一步地，散热部件22距离线包11内侧壁的距离小于5mm，兼顾了绝缘安全和优化了热传导路径。
进一步地，散热部件22为散热柱或者散热片。
需要说明的是，当散热部件22是散热柱时，可以将散热柱的直径设置为大于1mm，当散热部件22是散热片时，可以将散热片的厚度设置为大于1mm，从而增大散热面积，提高散热柱或散热片加工可行性。
进一步地，金属外壳2内的散热腔21与磁性元器件本体1外形匹配。其中，将金属外壳2内的散热腔21设置为与磁性元器件本体1的外形匹配的结构，缩短金属外壳2与外露磁芯12以及线包11外侧壁之间的距离，降低热阻，提高了磁性元器件的散热效率。
进一步地，磁性元器件本体1的外表面与散热腔21的内壁之间的距离小于10mm，兼顾了绝缘安全和优化了热传导路径。
进一步地，散热底座3为风冷板或水冷板。
参见图3，是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第二个实施例的爆炸图。参见图4，是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第二个实施例的剖视图。如图3和图4所示，散热型磁性元器件还包括网状绝缘板5，网状绝缘板5设于磁性元器件本体1的底部114与金属外壳2之间，网状绝缘板5的网孔51内填充有导热灌封胶4b。
需要说明的是，如果磁性元器件本体1的线包11距离金属外壳2的内壁较远时(例如大于3mm),而磁性元器件本体1的底部114需要加强绝缘时，在磁性元器件本体1的底部114与金属外壳2之间设置网状绝缘板5,在提高散热效率的同时保证绝缘特性不受影响。其中，网状绝缘板5的网孔51内填充的导热灌封胶4b有利于散热。
进一步地，网状绝缘板5的网孔51的形状为圆形、方形和菱形中的任意一种。其中，当网状绝缘板5的网孔51的形状为圆形时，网孔51的直径大于2mm。
进一步地，网状绝缘板5的的厚度大于0.1mm。
参见图5，图5是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第三个实施例的爆炸图，参见图6，是本实用新型提供的散热型磁性元器件的第三个实施例的剖视图。如图5和图6所示，散热型磁性元器件还包括网状绝缘外壳6，网状绝缘外壳6包括底壳61、外壳体62和内壳体63，底壳61、外壳体62和内壳体63分别贴合于磁性元器件本体1的底部114、外侧壁112和内侧壁113，网状绝缘外壳6的网孔64内填充有导热灌封胶4c。
需要说明的是，如果磁性元器件本体1的线包11距离金属外壳2内壁较近时(例如小于3mm),而磁性元器件本体1的底部114需要加强绝缘时，将网状绝缘外壳6的底壳61、外壳体62和内壳体63分别贴合于磁性元器件本体1的底部114、外侧壁112和内侧壁113，在提高散热效率的同时保证绝缘特性不受影响。其中，网状绝缘外壳6的网孔64的形状包括但不限于圆形、方形和菱形，当网状绝缘外壳6的网孔64的形状为圆形时，可以将网孔的直径设置为大于2mm。另外，网状绝缘板5的网孔51内填充的导热灌封胶4b有利于散热。
进一步地，网状绝缘外壳6的厚度大于0.1mm。
进一步地，磁芯12的类型包括但不限于E型磁芯，U型磁芯，EI型磁芯，UI型磁芯，PQ型磁芯，PM型磁芯，梯型磁芯，纺锤形磁芯和环形磁芯。
本实用新型提供的散热型磁性元器件，磁性元器件本体固定于金属外壳内的散热腔中，金属外壳的底部固定于所述散热底座上，散热腔内的空隙处填充有导热灌封胶，通过线包的外侧壁和散热腔的内壁之间的导热灌封胶，将线包外侧的热量传导至金属外壳，利用金属外壳的高导热性将热量传导至散热底座散热；在磁性元器件本体的线包的内侧设有散热部件，散热部件与金属外壳连接，散热腔内的空隙处填充有导热灌封胶，通过线包内侧壁与散热部件之间的导热灌封胶，将线包内侧的热量传导至金属外壳，利用金属外壳的高导热性将热量传导至散热底座散热，使得磁性元器件的线包内侧和外侧的热量能均衡传导至散热底座散热，提高线包的散热效率，从而提高磁性元器件的散热效率。
以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种散热型磁性元器件，其特征在于，包括磁性元器件本体、金属外壳和散热底座，所述磁性元器件本体包括磁芯和绕制于所述磁芯上的线包，所述金属外壳内设有用于容置所述磁性元器件本体的散热腔；
所述金属外壳的底部固定于所述散热底座上，所述线包的内侧设有散热部件，所述散热部件与所述金属外壳连接，所述散热腔内的空隙处填充有导热灌封胶。
2.如权利要求1所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述散热部件距离线包内侧壁的距离小于5mm。
3.如权利要求1所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述散热部件为散热柱或者散热片。
4.如权利要求1所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述金属外壳内的所述散热腔与所述磁性元器件本体外形匹配。
5.如权利要求4所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述磁性元器件本体的外表面与所述散热腔的内壁之间的距离小于10mm。
6.如权利要求1所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述散热底座为风冷板或水冷板。
7.如权利要求1至6任一项所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述散热型磁性元器件还包括网状绝缘板，所述网状绝缘板设于所述磁性元器件本体的底部与所述金属外壳之间，所述网状绝缘板的网孔内填充有导热灌封胶。
8.如权利要求7所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述网状绝缘板的网孔的形状为圆形、方形和菱形中的任意一种。
9.如权利要求7所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述网状绝缘板的厚度大于0.1mm。
10.如权利要求1至6任一项所述的散热型磁性元器件，其特征在于，所述散热型磁性元器件还包括网状绝缘外壳，所述网状绝缘外壳包括底壳、外壳体和内壳体，所述底壳、外壳体和内壳体分别贴合于所述磁性元器件本体的底部、外侧壁和内侧壁，所述网状绝缘外壳的网孔内填充有导热灌封胶。
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