CN219958728U - 一种磁芯结构及液冷磁性器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种磁芯结构及液冷磁性器件，磁芯结构包括：底板；边柱，设有两个，两个边柱分别固定于底板的两端；中柱，固定于底板且位于两边柱之间，中柱的外侧朝内凹陷形成收容槽，收容槽的开口与边柱错开设置；散热件，固定于收容槽内且与收容槽相适配，散热件用于与绕设于中柱的绕组相接触以及与散热罐相接触。由于散热件固定在收容槽内，即散热件耦合进中柱内，利用散热件的高导热能力，缩小长中柱内侧与外侧温差，而且散热件还与散热罐及绕组相接触，不仅可以缩短中柱的散热路径，降低磁芯结构的温升和热风险，还可以间接给绕组散热，使得整个磁芯结构的中柱散热路径更短、温度更低、热量更加均衡且整个磁芯结构的功率密度更高。

Description

一种磁芯结构及液冷磁性器件

技术领域

本实用新型涉及磁性器件技术领域，尤其涉及一种液冷磁性器件。

背景技术

大功率液冷磁性器件在液冷电源中充当能量存储，传输以及隔离角色。随着液冷充电电源功率进一步提升，磁性器件的功率等级越来越大，体积越来越大，其磁芯中柱长度与体积将会越来越大，由于磁芯比热容较大，传热系数低，长的磁芯中柱将导致背离散热罐体的部位与靠近散热罐体部位的温差非常大，即使磁性器件外面罐体温度较低，由于磁芯中柱较长，截面积较大，温差也将非常大，最终导致磁性器件磁芯温升过高，引起热风险。

在相关技术中，通过多个磁性器件来代替一个大的磁性器件，通过分立磁性器件可以有效降低单体磁性器件功率密度，但是随着功率密度进一步增加，还是会遇到中柱传热路径过长的问题，另外，多个分立磁性器件的液冷方案需要的散热罐体较复杂，功率密度不高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种磁芯结构及液冷磁性器件，旨在解决相关技术中液冷磁性器件容易引起热风险的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供了一种磁芯结构，包括：

底板；

边柱，设有两个，两个所述边柱分别固定于所述底板的两端；

中柱，固定于所述底板且位于两所述边柱之间，所述中柱的外侧朝内凹陷形成收容槽，所述收容槽的开口与所述边柱错开设置；

散热件，固定于所述收容槽内且与所述收容槽相适配，所述散热件用于与绕设于所述中柱的绕组相接触以及与散热罐相接触。

优选地，所述收容槽的的一端延伸至贯穿所述底板，另一端延伸至与所述中柱远离所述底板的一端相齐平。

优选地，所述收容槽位于所述中柱的中部。

优选地，所述散热件和所述中柱之间以及所述散热件和所述底板之间的间隙均设有绝缘体。

优选地，所述散热件的制成材料包括铜、铝、金和银中的任一种。

优选地，所述中柱开设以所述中柱的中心轴线为对称轴对称设置的两个散热孔，所述散热孔贯穿所述中柱的两端。

本实用新型第二方面提供了一种液冷磁性器件，包括如上任一项所述的磁芯结构、绕组和散热罐，所述绕组绕设于所述磁芯结构，所述磁芯结构收容于所述散热罐的内腔中，且所述磁芯结构和所述绕组均与所述散热罐的内壁相接触。

优选地，所述散热罐的内腔开口设置，所述绕组的引线端位于所述散热罐的开口处。

优选地，所述液冷磁性器件还包括固定于所述磁芯结构的连接板，所述连接板位于所述散热罐的开口处。

优选地，所述磁芯结构设有散热孔，所述散热孔为椭圆孔，所述散热孔的两个焦点连接线垂直于所述散热罐的底壁。

本实用新型中一种磁芯结构及液冷磁性器件与相关技术相比，有益效果在于：由于散热件固定在收容槽内，即散热件耦合进中柱内，利用散热件的高导热能力，缩小长中柱内侧与外侧温差，而且散热件还与散热罐及绕组相接触，不仅可以缩短中柱的散热路径，整体降低磁芯结构的温升和热风险，还可以间接给绕组散热，使得整个磁芯结构的中柱散热路径更短、温度更低、热量更加均衡且整个磁芯结构的功率密度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例磁芯结构的部分结构示意图；

图2是本实用新型实施例磁芯结构的剖视图；

图3是本实用新型实施例液冷磁性器件的剖视图。

在附图中，各附图标记表示：1、底板；2、边柱；3、中柱；31、收容槽；32、散热孔；4、散热件；10、磁芯结构；20、绕组；201、引线端；30、散热罐；40、连接板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例：

请参阅图1、图2和图3，本实用新型实施例提供了一种液冷磁性器件，包括磁芯结构10、绕组20和散热罐30，绕组20绕设于磁芯结构10，磁芯结构10收容于散热罐30的内腔中，且磁芯结构10和绕组20均与散热罐30的内壁相接触。应当理解，磁芯结构10和绕组20产生的热量可以通过散热罐30传导至外界，从而降低磁性器件的温升。

请参阅图2和图3，在一些实施例中，散热罐30的内腔开口设置，绕组20的引线端201位于散热罐30的开口处。其中，绕组20设有两个引线端201，两个引线端201分别位于绕组20的相对两侧，引线端201位于散热罐30的开口处便于绕组20出线；绕组20与散热罐30缺口相对设置的一端与散热罐30的内壁相接触，使得在绕组20与散热罐30的内壁接触的前提下不会干扰绕组20出线。

请参阅图3，在一些实施例中，液冷磁性器件还包括固定于磁芯结构10的连接板40，连接板40位于散热罐30的开口处，连接板40用于将液冷磁性器件与其它物体固定。

请参阅图1和图2，磁芯结构10包括底板1、边柱2、中柱3和散热件4，边柱2设有两个，两个边柱2分别固定于底板1的两端；中柱3固定于底板1且位于两边柱2之间，中柱3的外侧朝内凹陷形成收容槽31，收容槽31的开口与边柱2错开设置；散热件4固定于收容槽31内且与收容槽31相适配，散热件4用于与绕设于中柱3的绕组20相接触以及与散热罐30相接触。

由于散热件4固定在收容槽31内，即散热件4耦合进中柱3内，利用散热件4的高导热能力，缩小长中柱3内侧与外侧温差，而且散热件4还与散热罐30及绕组20相接触，不仅可以缩短中柱3的散热路径，整体降低磁芯结构10的温升和热风险，还可以间接给绕组20散热，使得整个磁芯结构10的中柱3散热路径更短、温度更低、热量更加均衡且整个磁芯结构10的功率密度更高。

请参阅图1和图2，在一些实施例中，收容槽31的的一端延伸至贯穿底板1，另一端延伸至与中柱3远离底板1的一端相齐平。具体的，收容槽31的横截面形状为半椭圆状，由于散热件4与收容槽31相适配，使得散热件4的一端延伸至与底板1相接触，另一端延伸至与远离底板1的一端相齐平，以使散热罐30的两侧壁可以与散热件4的两端相接触，便于将散热件4的热量传导至散热罐30上。应当理解，中柱3的热量可以通过散热件4传导至散热罐30，直接减短了中柱3的传热路径，有效降低了中柱3各个位置温差。

请参阅图2，在一些实施例中，收容槽31位于中柱3的中部，磁通分布较少，缺失的中柱3的部位对整个磁芯损耗影响有限；而且收容槽31位于散热罐30的开口处，即中柱3与散热件4结合的部位远离散热罐30，中柱3未设置散热件4的一侧直接与散热罐30相接触，使得中柱3的两侧均有散热通道，整体散热更加均匀。

请参阅图1，需要说明的是，在一些实施例中，可以在中柱3的相对两侧均设置收容槽31，即中柱3的两侧均通过散热件4与散热罐30接触，进一步使得中柱3的散热更加均匀。

在一些实施例中，散热件4和中柱3之间以及散热件4和底板1之间的间隙均设有绝缘体，使得散热件4和中柱3之间以及散热件4和底板1之间均通过绝缘体隔离；其中，绝缘体可以通过在散热件4和中柱3之间以及散热件4和底板1之间填充绝缘物形成。散热件4的制成材料包括铜、铝、金和银中的任一种，优选为铝，成本较低且导热性能优良。

请参阅图2和图3，在一些实施例中，中柱3开设以中柱3的中心轴线为对称轴对称设置的两个散热孔32，散热孔32贯穿中柱3的两端，其中，散热孔32为椭圆孔，散热孔32的两个焦点连接线垂直于散热罐30的底壁，即散热孔32的长度沿散热罐30的底壁朝散热罐30的开口方向延伸，使得缺失的中柱3的部位对整个磁芯结构10损耗较小。

请参阅图1、图2和图3，在一些实施例中，磁芯结构10为对称结构，即两个边柱2、底板1以及中柱3均以中柱3的中心轴线为对称轴对称分布，磁芯结构10成EQ形状，底板1和边柱2均为方形结构。绕组20绕制在中柱3上，整个磁芯结构10整体放置在散热罐30的内腔中，磁芯结构10与散热罐30的内壁之间的空隙使用导热胶填充。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磁芯结构，其特征在于，包括：

底板；

边柱，设有两个，两个所述边柱分别固定于所述底板的两端；

中柱，固定于所述底板且位于两所述边柱之间，所述中柱的外侧朝内凹陷形成收容槽，所述收容槽的开口与所述边柱错开设置；

散热件，固定于所述收容槽内且与所述收容槽相适配，所述散热件用于与绕设于所述中柱的绕组相接触以及与散热罐相接触。

2.根据权利要求1所述的磁芯结构，其特征在于，所述收容槽的一端延伸至贯穿所述底板，另一端延伸至与所述中柱远离所述底板的一端相齐平。

3.根据权利要求2所述的磁芯结构，其特征在于，所述收容槽位于所述中柱的中部。

4.根据权利要求2所述的磁芯结构，其特征在于，所述散热件和所述中柱之间以及所述散热件和所述底板之间的间隙均设有绝缘体。

5.根据权利要求1所述的磁芯结构，其特征在于，所述散热件的制成材料包括铜、铝、金和银中的任一种。

6.根据权利要求1所述的磁芯结构，其特征在于，所述中柱开设以所述中柱的中心轴线为对称轴对称设置的两个散热孔，所述散热孔贯穿所述中柱的两端。

7.一种液冷磁性器件，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的磁芯结构、绕组和散热罐，所述绕组绕设于所述磁芯结构，所述磁芯结构收容于所述散热罐的内腔中，且所述磁芯结构和所述绕组均与所述散热罐的内壁相接触。

8.根据权利要求7所述的液冷磁性器件，其特征在于，所述散热罐的内腔开口设置，所述绕组的引线端位于所述散热罐的开口处。

9.根据权利要求8所述的液冷磁性器件，其特征在于，所述液冷磁性器件还包括固定于所述磁芯结构的连接板，所述连接板位于所述散热罐的开口处。

10.根据权利要求7所述的液冷磁性器件，其特征在于，所述磁芯结构设有散热孔，所述散热孔为椭圆孔，所述散热孔的两个焦点连接线垂直于所述散热罐的底壁。