Elektrisches Bauteil mit wenigstens einer in einer Electrical component with at least one in one
Vergussmasse angeordneten elektrischen Verlustleistungsquelle Potting compound arranged electrical power loss source
und einer Kühleinrichtung and a cooling device
Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil mit wenigstens einer in einer Vergussmasse angeordneten elektrischen Verlust leistungsquelle und einer Kühleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, The present invention relates to an electrical component with at least one arranged in a potting electrical loss power source and a cooling device according to the preamble of claim 1,
Elektrische Bauteile, z. B. in der Form von Drosseln oderElectrical components, eg. B. in the form of throttles or
Transformatoren, erzeugen sowohl im Bereich des Kernes als auch in der Wicklung hohe Wärmeverluste, sodass eine Transformers, generate both in the core and in the winding high heat losses, so that a
Flüssigkeitskühlung oder eine forcierte Luftkühlung zur Liquid cooling or forced air cooling for
Abführung dieser Wärmeverluste erforderlich ist. Wenn eine Drossel oder ein Transformator zur Erreichung höherer Dissipation of these heat losses is required. If a choke or a transformer to achieve higher
Schutzeigenschafteil vergossen wird, verschlechtert sich automatisch die Wärmeabgabe an die Umgebung, da die thermische Leitfähigkeit der Vergussmassen in der Regel zu gering ist, um die Verlustenergien schnell genug an die Umgebung weiterleiten zu können. Im Übergangsbereich zwischen der Wicklung und dem Kern treten zudem in der Vergussmasse hohe Protective property part is potted, the heat dissipation automatically deteriorates to the environment, since the thermal conductivity of the potting compounds is usually too low to be able to forward the loss of energy quickly enough to the environment. In the transition region between the winding and the core also occur in the potting compound high
Temperaturgradienten auf. Die hieraus resultierenden Temperature gradient on. The resulting
Temperaturspannungen führen wiederum zu starken mechanischen Verspannungen in der Vergussmasse, die zum Reißen oder Platzen der Vergussmasse führen können. Dies hat schlimmstenfalls zur Folge, dass die elektrische Vorrichtung ihre Temperature stresses in turn lead to strong mechanical stresses in the potting compound, which can lead to cracking or bursting of the potting compound. In the worst case, this results in that the electrical device their
Schutzeigenschaften verliert oder sogar funktionsunfähig wird.
Die Figur 26 zeigt im Querschnitt in schemati scher , perspektivischer Darstellung ein elektrisches Bauteil in der Form einer bekannten vergossenen und wasserverkühlten, Protective properties loses or even becomes inoperable. FIG. 26 shows a schematic cross-section through a perspective view of an electrical component in the form of a known potted and water-cooled,
dreiphasigen Netzdrossel. Dabei ist auf jeweils einem Kern 1, 2, 3 eine Wicklung 4, 5, 6 angeordnet. Die Kerne 1, 2 , 3 sind über insgesamt zwei Joche 7 miteinander verbunden. Die three-phase mains choke. In this case, a winding 4, 5, 6 is arranged on a respective core 1, 2, 3. The cores 1, 2, 3 are connected to each other via a total of two yokes 7. The
lediglich schematisch angedeuteten Flachanschlüsse der only schematically indicated flat terminals of
Wicklungen 4, 5 , 6 sind mit 8, 9 und 10 bezeichnet . Es sind Kühlkörper 11, 12, 13 vorgesehen, die zwischen den Wicklungen 4, 5, 6 und den Kernen 1, 2, 3 in der ersichtlichen Weise verlaufen . Dabei besit zen die Kühlkörper 11, 12 , 13 Windings 4, 5, 6 are designated 8, 9 and 10. There are heat sink 11, 12, 13 provided, which extend between the windings 4, 5, 6 and the cores 1, 2, 3 in the manner shown. This besit zen the heat sink 11, 12, 13th
Metallrohre, die von einem Kühlmedium durchströmt werden . Metal pipes through which a cooling medium flows.
Das gesamte, bislang erläuterte elektrische Bauteil ist in einer Vergussmasse 14 angeordnet. The entire, so far explained electrical component is arranged in a potting compound 14.
Beim Betrieb dieses bekannten elektronischen Bautei les wird ein großer Teil der Verlustenergie über das Kühlmedium abtransportiert. Ein Großteil der Wicklungstemperatur kann jedoch nicht effektiv durch die Flüssigkeitskühlung abgeführt werden. Da sehr hohe Temperaturen vorherrschen, versucht ein Teil der Verlustenergie durch die Vergussmasse 14 nach außen zu dringen . Wegen der relativ schlechten Wärmeleitfähigkeit der Verg ssmasse ( z . B. 0,6 bis 1,2 W/m/K) verteilt sich die Verlustwärme jedoch nur sehr schlecht in der Vergussmasse, sodass am Übergang zwischen Wicklung und Joch ein sehr hoher Temperaturgradient entsteht, der zu den bereits erwähnten hohen Temperaturspannungen führt. Bedingt durch eine In the operation of this known electronic compo les a large part of the energy loss is removed via the cooling medium. However, much of the winding temperature can not be dissipated effectively by the liquid cooling. Since very high temperatures prevail, some of the energy lost tries to penetrate through the potting compound 14 to the outside. Because of the relatively poor thermal conductivity of the Vergs mass (eg., 0.6 to 1.2 W / m / K), the heat loss distributed only very poorly in the potting compound, so that at the transition between winding and yoke, a very high temperature gradient which leads to the already mentioned high temperature stresses. Due to a
vorhandene GlasUmwandlungstemperatur der Vergussmasse existing glass transition temperature of the potting compound
entstehen somit hohe mechanische Spannungen in der thus arise high mechanical stresses in the
Vergussmasse . Die Vergussmasse kann daher schnell reißen oder platzen, was zum Verlust der Schutzeigenschaften, unter
Umständen sogar zum Ausfall der gesamten elektrischen Potting compound. The potting compound can therefore quickly crack or burst, resulting in the loss of protective properties, under Circumstances even to the failure of the entire electrical
Vorrichtung führen kann. Device can lead.
Da, wie oben geschildert, höhere Verlustleistungen wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Vergussmassen nicht in dem Maße abgeführt werden können, wie es erforderlich wäre, um eine homogenere Temperaturverteilung innerhalb der Since, as described above, higher power losses due to the poor thermal conductivity of the casting compounds can not be dissipated to the extent that would be required to a more homogeneous temperature distribution within the
Vergussmasse zu erreichen, verzichten viele Hersteller bekanntermaßen vollständig auf ein Vergießen ihrer Produkte, da sie die thermischen Spannungen nicht auf ein notwendiges Maß reduzieren können. To achieve potting compound, many manufacturers are known to completely dispense with potting their products because they can not reduce the thermal stresses to a necessary level.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dahe darin, bei elektrischen Bauteilen mit wenigstens einer The object of the present invention is dahe in electrical components with at least one
Verlustleistungsquelle, die in einer Vergussmasse vergossene ist, die beim Betrieb des elektrischen Bauteiles entstehenden WärmeVerluste besser und gleichmäßiger abzuleiten, Loss power source, which is potted in a potting compound to derive the resulting in the operation of the electrical component heat losses better and more evenly,
vorzugsweise innerhalb der Vergussmasse zu verteilen und/oder gezielt zu einem Kühlmedium abzuleiten . Anders ausgedrückt sollen aufgabengemäß das Wärmemanagement und die Wärmeleitung im vorliegenden Bauteil optimiert werden. preferably distributed within the potting compound and / or specifically divert to a cooling medium. In other words, according to the object, the thermal management and the heat conduction in the present component are to be optimized.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Bauteil mit wenigstens einer in einer Vergussmasse angeordneten This object is achieved by an electrical component having at least one arranged in a potting compound
elektrischen Verlustleistungsquelle gelöst, wobei wenigstens eine Kühleinrichtung vorgesehen ist, die zur Optimierung des Wärmemanagements Wärme aus dem Bereich der dissolved electrical power loss source, wherein at least one cooling device is provided, which for optimizing the heat management heat from the range of
Verlustleistungsquelle ableitet .
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Verlustleistungsquelle wenigstens eine auf einem Kern angeordnete Wicklung oder drei Kerne umfasst, die durch ein Joch miteinander verbunden sind, wobei auf jedem Kern wenigstens eine Wicklung angeordnet ist. Derived loss power source. Particularly advantageous is an embodiment of the invention in which the power loss source comprises at least one arranged on a core winding or three cores, which are interconnected by a yoke, wherein on each core at least one winding is arranged.
Bevorzugt und effektiv im Hinblick auf das Wärmemanagement ist ein erfinderisches Bauteil, bei dem in der Vergussmasse als Kühleinrichtung wenigstens ein Wärmeleitteil vorgesehen ist, das mit einem Teilbereich direkt an oder zumindest in der Nähe der Verlustleistungsquelle angeordnet ist und mit wenigstens einem weiteren Teilbereich unterhalb eines An inventive component is preferred and effective with regard to thermal management, in which at least one heat-conducting part is provided in the potting compound as a cooling device, which is arranged with a partial region directly on or at least in the vicinity of the power loss source and with at least one further partial region below
Öberflächenbereiches der Oberfläche der Vergussmasse verläuft. Dabei weist das Wärmeleitteil besonders vorteilhaft die Form eines Wärmeleitbleches auf, das vorzugsweise aus Aluminium oder Kupfer besteht . Zur effektiven Verankerung in der Surface surface area of the surface of the potting compound extends. In this case, the heat conducting part particularly advantageously in the form of a Wärmeleitbleches, which preferably consists of aluminum or copper. For effective anchoring in the
Vergussmasse kann das Wärmeleitblech profiliert oder Potting compound, the heat conduction profiled or
zumindest partiell mit Löchern versehen sein. Das be at least partially provided with holes. The
Wärmeleitblech kann, streifen- oder plattenförmig ausgebildet sein. Es kann bei einer bevorzugten Ausführungsform) mit seinem Teilbereich an einer Seite einer Wicklung direkt anliegen oder in der Nähe derselben angeordnet sein, wobei wenigstens ein weiterer Teilbereich des Wärmeleitbleches ausgehend von dem Teilbereich durch die Vergussmasse und unterhalb einem Oberflächenbereich der Oberfläche der Wärmeleitblech may be formed strip or plate-shaped. It may in a preferred embodiment) with its partial area on one side of a winding lie directly or be arranged in the vicinity thereof, wherein at least one further portion of the Wärmeleitbleches starting from the portion through the potting compound and below a surface region of the surface
Vergussmasse verläuft. Potting compound runs.
Die Vergussmasse besitzt bevorzugt einen rechteckigen The potting compound preferably has a rectangular
Querschnitt, wobei an gegenüberliegenden Seiten der Cross-section, wherein on opposite sides of the
Verlustleistungsquelle jeweils ein Wärmeleitblech angeordnet ist, wobei jeweils ein Wärmeleitblech zwei sich ausgehend von dem Teilbereich zu beiden Seiten desselben erstreckende
weitere Teilbereiche umfasst, von denen jeweils einer unter einem Oberflächenbereich der Oberfläche der Vergussraasse verläuft. Die Vergussmasse besitzt bei einer anderen Loss power source is arranged in each case a heat conduction, wherein in each case a heat conducting two extending from the partial area on both sides of the same comprises further subregions, one of which extends below a surface area of the surface of the Vergussraasse. The potting compound possesses another
Ausführungsform der Erfindung vorteilhaft einen rechteckigen Querschnitt, wobei drei Kerne vorgesehen sind und an Embodiment of the invention advantageously a rectangular cross section, wherein three cores are provided and to
gegenüberliegenden Seifen jeder Wicklung eines Kernes jeweils ein Wärmeleitblech. angeordnet ist, wobei die Wärmeleitbleche der äußeren Kerne an den äußeren Seiten ein Wärmeleitblech aufweisen, das zwei weitere Teilbereiche umfasst, von denen jeweils einer unter einem Oberflächenbereich der Oberfläche einer Seite eines Eckbereiches des rechteckigen Querschnittes der Vergussmasse verläuft, wobei die Wärmeleitbleche der äußeren Kerne an den inneren Seiten jeweils ein Wärmeleitblech aufweisen, das zwei weitere Teilbereiche umfasst, von denen jeweils einer in der Vergussmasse an der dem inneren Kern zugewandte Seite parallel zu dem gegenüberliegenden weiteren Teilbereich des Wärmeleitbleches des benachbarten äußeren Kernes verläuft, und wobei die Wärmeleitbleche des inneren Kernes j eweils zwei weitere Teilbereiche aufweisen, von denen jeweils einer parallel zu den weiteren Teilbereichen der benachbarten äußeren Kerne verläuft . Dabei können die Enden der weiteren Teilbereiche zur besonders effektiven opposite soaps each winding of a core each have a heat conduction. is arranged, wherein the Wärmeleitbleche the outer cores have on the outer sides of a Wärmeleitblech comprising two further portions, each of which extends below a surface area of the surface of one side of a corner region of the rectangular cross section of the potting compound, wherein the Wärmeleitbleche the outer cores the inner sides each having a Wärmeleitblech comprising two further portions, one of which in the potting compound on the inner core side facing parallel to the opposite further portion of the Wärmeleitbleches the adjacent outer core, and wherein the Wärmeleitbleche the inner core j in each case have two further subregions, one of which runs parallel to the other subregions of the adjacent outer cores. In this case, the ends of the other sections for particularly effective
Wärmeableitung um 900 abgebogene Abwinkelungen besitzen, die unter einem Oberflächenbe eich der anderen Seite der Heat dissipation by 90 0 bent bends have, the oak under a Oberflächenbe the other side of the
Oberfläche des rechteckigen Querschnittes der Vergussmasse verlaufen . Surface of the rectangular cross-section of the potting compound extend.
Die Wärmeleitbleche können die ihnen zugewandte Seite der Wicklung ganz oder teilweise überdecken , Insbesondere kann ein Wärmeleitblech die ihm zugewandten Seiten dreier Wicklungen überdecken und vorzugsweise unterhalb wenigstens einer The heat conducting plates can completely or partially cover the side of the winding facing them. In particular, a heat conducting sheet can cover the sides of three windings facing it, and preferably below at least one of them
Wicklung am Kern der Wicklung befestigt, vorzugsweise verschraubt sein.
Zum besseren Wärmemanagement umfasst die Kühleinrichtung wenigstens einen, vorzugsweise zwei sich in Bezug auf den Kern gegenüberliegende, zwischen der Wicklung und dem Kern Winding secured to the core of the winding, preferably screwed. For better thermal management, the cooling device comprises at least one, preferably two, opposite one another with respect to the core, between the winding and the core
angeordnete Kühlkörper, die wenigstens einen, durch ein arranged heat sink, the at least one, by a
Kühlmedium durchströmbaren Kühlkanal aufweisen. Zum noch besseren Wärmemanagement umfasst die Kühleinrichtung Having coolant through-flow cooling channel. For even better thermal management, the cooling device includes
wenigstens einen, vorzugsweise zwei sich in Bezug auf den Kern gegenüberliegende, weitere Kühlkörper, die in der Wicklung angeordnet sind und. wenigstens einen, durch ein Kühlmedium durchströmbaren weiteren Kühlkanal aufweisen. Der Kühlkanal des Kühlkörpers und/oder der weitere Kühlkanal des weiteren Kühlkörpers sind dabei mit einer aus der Vergussmasse heraus verlaufenden Zuleitung zum Zuführen des Kühlmediums und einer aus der Vergussmasse heraus verlaufenden Ableitung zum at least one, preferably two, with respect to the core opposite, another heat sink, which are arranged in the winding and. have at least one, can be flowed through by a cooling medium further cooling channel. The cooling passage of the heat sink and / or the further cooling passage of the further heat sink are in this case with a supply line extending from the casting compound for supplying the cooling medium and a discharge leading out of the casting compound
Ableiten des Kühlmediums verbunden. Eine besonders effektive Wärmeableitung wird erreicht, wenn der Kühlkörper und/oder der weitere Kühlkörper mit einem Wärmeleitblech wärmeleitend verbunden ist . Das Wärmeleitblech weist vorzugsweise ein U- förmiges Profil auf, wobei die Schenkel und das Querteil des □-förmigen Profils des Wärmeleitbleches eine Seite der Deriving the cooling medium connected. A particularly effective heat dissipation is achieved when the heat sink and / or the further heat sink is thermally conductively connected to a heat conduction plate. The heat conducting plate preferably has a U-shaped profile, wherein the legs and the transverse part of the □ -shaped profile of the Wärmeleitbleches one side of the
Wicklung kappenförmig übergreifen und wobei vom Querteil ausgehend ein lappenförmiger Bereich des Wärmeleitbleches zu dem Kühlkörper oder zu dem weiteren Kühlkörper verläuft . Zur weiteren Optimierung der Wärmeableitung sind bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die Querteile zweier¬ sieh in Bezug auf den Kern gegenüber liegenden Winding cap-shaped overlap and wherein starting from the transverse part, a tab-shaped portion of the heat conducting plate extends to the heat sink or the other heat sink. To further optimize heat dissipation, the cross portions of two ¬ check with respect are, in a further embodiment of the invention located on the core from
Wärmeleitbleche durch einen am Kern anliegenden Basisbereich wärmeleitend miteinander verbunden . Dabei kann der Wärmeleitbleche thermally conductively connected by a voltage applied to the core base area. It can the
Basisbereich einteilig mit den Wä meleitblechen ausgebildet sein .
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Bauteil, bei dem die Kühleinrichtung wenigstens eine Heatpipe aufweist, von deren Kühlzone Wärme zu einem Kühlkörper und/oder einem weiteren Kühlkörper abgeleitet wird, wobei die Kühlzone mit dem Kühlkörper und/oder mit dem Base area integrally formed with the heat meleitblechen be. A further advantageous embodiment of the invention relates to a component in which the cooling device has at least one heat pipe, is derived from the cooling zone heat to a heat sink and / or another heat sink, wherein the cooling zone with the heat sink and / or with the
weiteren Kühlkörper wärmeleitend in Verbindung steht. Zur Wärmeableitung aus der Wicklung kann die Wärmezone .der another heat sink is thermally conductive in connection. For heat dissipation from the winding, the heat zone .der
Heatpipe in der Wicklung angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Wärmezone einer in der Vergussmasse eingebetteten Heatpipe an oder in. der Nähe der Wicklung angeordnet sein und steht die Kühlzone der Heatpipe mit einem Kühlkörper wärmeleitend in Verbindung. Heatpipe be arranged in the winding. Alternatively or additionally, the heat zone of a heat pipe embedded in the potting compound can be arranged at or in the vicinity of the winding, and the cooling zone of the heat pipe is in heat-conducting connection with a heat sink.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Bauteiles weist eine Kühleinrichtung auf, die wenigstens ein in der Vergussmasse angeordnetes Kühlrohr umfasst, das mit einer aus der A development of the component according to the invention comprises a cooling device which comprises at least one cooling tube arranged in the potting compound, which is provided with one of the
Vergussmasse heraus geführten Zuleitung zum Zuleiten eines Kühlmediums sowie mit einer aus der Vergussmasse heraus geführten Ableitung zum Ableiten des Kühlmediums verbunden ist. Das Kühlrohr kann dabei vorteilhaft seitlich neben der Wicklung oder seitlich neben den Wicklungen, vorzugsweise schlangenförmig, verlaufen . Zu besseren Wärmeableitung aus dem Bereich der Wicklung kann die Kühleinrichtung wenigstens ein in die Wicklung, vorzugsweise schrauben- oder Pouring out led supply line for supplying a cooling medium and connected to a guided out of the potting compound drainage for discharging the cooling medium. The cooling tube can advantageously laterally next to the winding or laterally adjacent to the windings, preferably serpentine, run. For better heat dissipation from the region of the winding, the cooling device can at least one in the winding, preferably screw or
spiralförmig, eingewickeltes Kühlrohr umfassen, das mit einer aus der Vergussmasse heraus geführten Zuleitung zum Zuleiten eines Kühlmediums sowie einer aus der Vergussmasse heraus geführten Ableitung zum Ableiten des Kühlmediums verbunden ist . spiral, wrapped cooling tube, which is connected to a guided out of the potting compound supply line for supplying a cooling medium and a led out of the potting compound drainage for discharging the cooling medium.
Die Kühleinrichtung kann auch die Form eines von einem The cooling device may also take the form of one of
Kühlmedium durchströmbares, flächenförmigen Kühlelementes
aufweisen, das in der Vergussmasse angeordnet seitlich an oder in der Nähe der Wicklung angeordnet ist. Dabei kann zur effektiveren Wärmeableitung ein Wärmeleitblech außenseitig in der Nähe der genannten Wicklung angeordnet und mit dem Coolant flowed through, sheet-like cooling element have, which is arranged in the potting compound arranged laterally at or in the vicinity of the winding. In this case, a heat conducting plate can be arranged on the outside in the vicinity of said winding for effective heat dissipation and with the
Kühlelement wärmeleitend verbunden sein. Cooling element be thermally conductively connected.
Besonders bevorzugt weist bei einem erfindungsgemäße Bauteil die quaderförmig ausgebildete Vergussmasse einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei die Verlustleistungsquelle etwa in der Mitte des Querschnittes angeordnet ist. Particularly preferably, in a component according to the invention, the cuboid casting compound has a rectangular cross section, wherein the power loss source is arranged approximately in the middle of the cross section.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen: In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail in connection with the figures. Show it:
Figuren la und ib schematische Darstellungen zur Erläuterung des Transportes der Verlustwärme von einer Figures la and ib schematic representations to explain the transport of the heat loss of a
Verlustleistungsquelle eines bekannten elektrischen Bauteiles zur Oberfläche einer Vergussmasse, Power loss source of a known electrical component to the surface of a potting compound,
Figur 2 den Abtransport der Verlustwärme der Figure 2 the removal of the heat loss of
Verlustleistungsquelle bei einem entsprechenden Power loss source at a corresponding
erfindungsgemäßen elektrischen Bauteil, inventive electrical component,
Figur 3 einen Schnitt durch einen in einer Vergussmasse vergossenen Schenkel bzw. Kern einer Drossel oder eines 3 shows a section through a cast in a potting thigh or core of a throttle or a
Transformators , wobei erfindungsgemäß außen an der auf der am Kern angebrachten Wicklung optimal abgewinkelte Transformer, wherein according to the invention on the outside of the winding mounted on the core optimally angled
Wärmeleitbleche vorgesehen sind,
Figur 4 einen Schnitt durch die Kerne einer in einer Vergussmasse angeordneten dreiphasigen Drossel oder eines dreiphasigen Transformators, Wärmeleitbleche are provided FIG. 4 shows a section through the cores of a three-phase choke or a three-phase transformer arranged in a potting compound,
Figur 5 in schematischer , dreidimensionaler Darstellung die Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen elektrischen Bauteiles gemäß Figur 26 mit Wärmeleitblechen und Kühlkörpern; Figure 5 shows a schematic, three-dimensional representation of the embodiment of an electrical component according to the invention according to Figure 26 with Wärmeleitblechen and heat sinks;
Figur 6 einen Schnitt durch das elektrische Bauteil der Figur 5, FIG. 6 shows a section through the electrical component of FIG. 5,
Figuren 7 bis 25 'Weiterbildungen der Erfindung und Figures 7 to 25 ' developments of the invention and
Figur 26 ein bekanntes elektronisches Bauteil zur Erläuterung des Standes der Technik und der Vorteile der vorliegendenFIG. 26 shows a known electronic component for explaining the prior art and the advantages of the present invention
Erfindung , Invention,
Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen . In einem elektrischen Bauteil , das in einer Vergussmasse angeo dnet ist, kann der Transport von Verlustwärme in der Vergussmasse mit der Hilfe von gut wärmeleitfähigen Wärmeleitteilen oder -blechen dadurch verbessert werden, dass diese Teile oder Bleche einerseits an oder in direkter Nähe einer in der Vergussmasse angeordneten Wärmeverlustquelle angebracht, befestigt oder platziert werden und andererseits zu The following considerations led to the invention. In an electrical component dnet in a potting compound, the transport of heat loss in the potting compound with the help of good thermal conductivity Wärmeleitteilen or sheets can be improved by the fact that these parts or sheets on the one hand or in the immediate vicinity of one in the potting compound arranged heat source attached, attached or placed on the other hand
Oberflächenbereichen der Vergussmasse verlaufen, um die Verlustwärme nach außen zu transportieren. Optimalerweise werden die Wärmeleitbleche aus einem Metall mit einer thermischen Leitf higkeit, wie z. B. Aluminium oder Kupfer
hergestellt. Im Falle eines elektrischen Bauteiles in der Form eines Transformators oder einer Drossel können die Run surface portions of the potting compound to transport the heat loss to the outside. Optimally, the Wärmeleitbleche be made of a metal with a thermal conductivity Leitf, such. As aluminum or copper produced. In the case of an electrical component in the form of a transformer or a throttle, the
Wärmeleitbleche außen an der Wicklung und/oder am Kern Wärmeleitbleche outside of the winding and / or the core
angebracht werden. Die Wärmeleitbleche müssen in ihrer be attached. The heat conducting plates must be in their
Gestaltung so ausgeführt sein, dass sie eine möglichst große Fläche unter der Vergussmasse in der Nähe der Oberfläche derselben ausfüllen, um die Verlustwärme abzuleiten und gleichmäßig in der Vergussmasse verteilen zu können. Auf diese Weise können hohe, zerstörerisch wirkende Temperaturspannungen vermieden werden und auch elektrische Bauteile mit höherer Verlustleistung vergossen werden. Da die Wärmeleitbleche innerhalb der Vergussmasse und unterhalb der Oberfläche derselben verlaufen , wird die Schutzeigenschaft , die die Design be designed so that they fill the largest possible area under the potting compound in the vicinity of the surface thereof in order to dissipate the heat loss and distribute evenly in the potting compound can. In this way, high, destructive temperature stresses can be avoided and also electrical components with higher power dissipation can be cast. Since the heat conducting sheets run within the potting compound and below the surface of the potting compound, the protective property, which is the
Vergussmasse eigentlich bieten soll, vorteilhafterweise nicht beeinträchtigt. Die Wärmeleitbleche müssen nicht direkt auf der Wicklung oder an dem Kern angebracht werden, sondern können lediglich in direkter Nähe der Wicklung oder des Kernes verlaufen, sodass auch eine Ableitung von Strömen oder ein unter Spannung Setzen vermieden werden kann. Zur besseren Stabilität können die Wärmeleitbleche partiell mit Löchern durchsetzt oder profiliert sein, um eine bessere Verankerung innerhalb der Vergussmasse sicherzustellen. Die Casting compound should actually provide, advantageously not impaired. The Wärmeleitbleche need not be mounted directly on the winding or on the core, but can only run in the immediate vicinity of the winding or the core, so that a derivative of currents or a voltage setting can be avoided. For better stability, the heat conducting plates may be partially perforated with holes or profiled to ensure better anchoring within the potting compound. The
Wärmeleitbleche sollen so ausgestaltet sein, dass sie eine möglichst große Fläche direkt unter der Oberfläche der Wärmeleitbleche should be designed so that they have the largest possible area directly below the surface of the
Vergussmasse abdecken, sodass die Verlustwärme gleichmäßig verteilt werden kann. Die Wärmeleitbleche können auch Cover casting compound so that the heat loss can be distributed evenly. The heat conducting plates can also
abgewinkelt oder gebogen geführt werden. angled or bent out.
Ferner ist es denkbar zum verbesserte Wärmemanagement Furthermore, it is conceivable for improved thermal management
Kühlkörper zwischen einem Kern und der Wicklung eines Heat sink between a core and the winding of a
elektronischen Bauteiles oder in der Wicklung eines Bauteiles vorzusehen, wobei die Kühlkörper von einem Kühlmedium electronic components or to provide in the winding of a component, wherein the heat sink of a cooling medium
durchströmt werden. Es können auch in der Wicklung eines
elektronischen Bauteiles oder in der Vergussmasse desselben sogenannte Heatpipes zur Wärmeableitung vorgesehen werden. be flowed through. It can also be in the winding of a electronic components or in the potting compound of the same so-called heat pipes are provided for heat dissipation.
Dabei können die Kühlzonen der Heatpipes die mit Kühlkörpern in Verbindung stehen, die beispielsweise zwischen dem Kern einer Verlustleistungsquelle und einer den Kern umgebenden Wicklung angeordnet sind. Auf diese Weise wird in den In this case, the cooling zones of the heat pipes can be connected to heat sinks which are arranged, for example, between the core of a power loss source and a winding surrounding the core. This way, in the
Heatpipes entstehende Wärme über die Kühlkörper nach außen abgeführt. Schließlich können auch an den Außenflächen der Wicklung bzw. der Wicklungen von elektronischen Bauteilen flächig ausgebildete Kühlelemente vorgesehen werden, die zum optimierten Wärmemanagement mit Wärmeleitblechen verbunden sein können, die in der Vergussmasse angeordnet sind. Heatpipes heat dissipated through the heat sink to the outside. Finally, areally formed cooling elements can also be provided on the outer surfaces of the winding or the windings of electronic components, which can be connected for optimized thermal management with Wärmeleitblechen, which are arranged in the potting compound.
Die zuvor erläuterten Maßnahmen zur verbesserten The previously described measures for improved
Wärmeableitung und zum optimierten Wärmemanagement können in Abhängigkeit von speziellen Anforderungen und Ausgestaltungen der elektrischen Bauteile einzeln oder auch in Kombination getroffen werden . Heat dissipation and optimized thermal management can be done individually or in combination depending on specific requirements and configurations of the electrical components.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Gegenüberstellung der Darstellungen einer gemäß dem Stand der Technik in einer Vergussmasse vergossenen Verlustleistungsquelle sowie einer entsprechend der vorliegenden Erfindung in einer Vergussmasse angeordneten, mit Wärmeleitblechen versehenen Verlustleistungsquelle The principle of the present invention will be described below with reference to the schematic comparison of the representations of a cast according to the prior art in a potting compound power loss and arranged according to the present invention in a potting compound, provided with Wärmeleitblechen power loss source
erläutert . explained.
In der ersichtlichen Weise ist gemäß Figur la eine In the apparent manner is according to Figure la a
Verlustleistungsquelle 16, bei der es sich beispielsweise um eine Wicklung oder eine Drossel handelt, in einer Vergussmasse 14 vergossen. Wenn beim Betrieb des elektronischen Bauteiles
im Bereich der Verlustleistungsquelle 16 gemäß Figur 1b Wärme entsteht, wird diese in der Richtung der Pfeile 17 zu Power loss source 16, which is for example a winding or a choke, potted in a potting compound 14. If during operation of the electronic component Heat is generated in the region of the power loss source 16 according to FIG. 1b, this increases in the direction of the arrows 17
Bereichen der Vergussmasse 14 transportiert, die direkt an die Verlustleistungsquelle 16 angrenzen. Dies bedeutet, dass es gemäß Figur 1b an der Oberfläche 18 der Vergussmasse 14 lediglich in den an die Verlustleistungsquelle 16 angrenzenden Oberflächenbereichen 19 zur Erwärmung kommt, während die weiter von der Verlustleistungsquelle 16 entfernten Transports areas of potting compound 14, which are directly adjacent to the power loss source 16. This means that according to FIG. 1b, surface 18 of potting compound 14 only heats up in surface areas 19 adjacent to power loss source 16, while those further away from power loss source 16
Oberflächenbereiche 20 der Vergussmasse 14 nicht erwärmt werde . Surface regions 20 of the potting compound 14 is not heated.
Gemäß Figur 2 sind erfindungsgemäß in der Vergussmasse 14 Wärmeleitbleche 21 angeordnet, über die ein Abtransport der von der Verlustleistungsquelle 16 erzeugten Wärme auch in von dieser weiter entfernte Bereiche der Vergussmasse 14 erfolgt. Dies bedeutet, dass sich die Temperatur gleichmäßiger über die Vergussmasse 14 und über die Oberfläche 18 derselben verteilt. Dadurch wird die Innentemperatur der Vergussmasse 14 According to FIG. 2, according to the invention, heat-conducting sheets 21 are arranged in the potting compound 14, via which a removal of the heat generated by the power loss source 16 also takes place in regions of the potting compound 14 further from this. This means that the temperature is distributed more uniformly over the potting compound 14 and over the surface 18 thereof. As a result, the internal temperature of the potting compound 14
abgesenkt . lowered.
In der erkennbaren Weise sind die Wärmeleitbleche 21 so ausgestaltet, dass sie jeweils mit einem Teilbereich 22 direkt an der Verlustleistungsquelle 16 oder in der Nähe derselben angeordnet sind und dass sie jeweils mit wenigstens einem weiteren Teilbereich 23 eine möglichst große Fläche unter der Oberfläche der Vergussmasse 14 abdecken. In dem Fall der Figur 2 ist die Verlustleistungsquelle 16 etwa im Bereich der sich kreuzenden Diagonalen des Querschnittes des elektronischen Bauteiles bzw. der Vergussmasse 14 desselben, d. h. etwa im Zentrum des Querschnittes angeordnet. Dementsprechend sind die Wärmeleitbleche 21 so ausgestaltet, dass sie mit ihrem In the recognizable manner, the heat conducting plates 21 are designed so that they are each arranged with a portion 22 directly to the power loss source 16 or in the vicinity thereof and that each with at least one further portion 23 as large a surface area below the surface of the potting compound 14th cover. In the case of FIG. 2, the power loss source 16 is approximately in the region of the intersecting diagonals of the cross section of the electronic component or potting compound 14 of the same, ie. H. arranged approximately in the center of the cross section. Accordingly, the Wärmeleitbleche 21 are designed so that they with their
mittleren Teilbereich 22 direkt an der Verlust leistungsquelle
16 anliegen oder in der Nähe derselben angeordnet sind und dass sie jeweils mit weiteren Teilbereichen 23 vom mittleren Teilbereich 22 vorzugsweise zu gegenüber liegenden Seiten desselben bogenförmig von der Verlustleistungsquelle 16 weg in die Vergussmasse 14 hinein und nach außen und mit einer möglichst großen Fläche unterhalb der Oberfläche 18 der middle portion 22 directly to the loss of power source 16 abut or are arranged in the vicinity thereof and that they each with other portions 23 from the central portion 22 preferably to opposite sides thereof arcuately away from the power loss source 16 into the potting compound 14 and outwards and with the largest possible area below the surface 18 of the
Vergussmasse verlaufen» Zweckmäßigerweise sind sich Casting compound »Expediently are
gegenüberliegend an beiden Seiten der Verlustleistungsquelle 16 derartige Wärmeleitbleche 21 angeordnet. opposite to both sides of the power loss source 16 such Wärmeleitbleche 21 arranged.
Die Figur 3 zeigt eine elektrische Vorrichtung, die derjenigen der Figur 2 entspricht, wobei die Verlustleistungsquelle 16 einen Kern 24 und eine Wicklung 27 umfasst, die den Kern 24 umgibt. Die mittleren Teilbereiche 22 der Wärmeleitbleche 21 sind an s ch gegenüberliegenden Seiten der Wicklung 27 bzw. in der Nähe derselben angeordnet, während die weiteren, äußeren Teilbereiche 23 der Wärmeleitbleche 21, wie bereits erläutert, unterhalb der Oberflächenbereiche 20 der Oberfläche 18, vorzugsweise bis zu den jeweiligen Eckbereichen der FIG. 3 shows an electrical device corresponding to that of FIG. 2, wherein the power loss source 16 comprises a core 24 and a winding 27 surrounding the core 24. The middle portions 22 of the Wärmeleitbleche 21 are arranged on s ch opposite sides of the winding 27 and in the vicinity thereof, while the other outer portions 23 of the Wärmeleitbleche 21, as already explained, below the surface portions 20 of the surface 18, preferably up to the respective corners of the
Vergussmasse 14 verlaufen. Potting compound 14 run.
Die Figur 4 zeigt einen Schnitt durch die Kerne 24, 25, 26 einer dreiphasigen Drossel oder eines dreiphasigen FIG. 4 shows a section through the cores 24, 25, 26 of a three-phase choke or a three-phase choke
Transformators, wobei die Wicklungen 27, 28, 29 auf den Kernen 24, 25, 26 angeordnet sind. Transformers, wherein the windings 27, 28, 29 are arranged on the cores 24, 25, 26.
Die entsprechend den Wärmelextblechen 21 mit den Teilbereichen 22 und 23 der Figur 3 ausgebildeten Wärmeleitbleche 21 können entsprechend der Figur 4 jeweils Äbwinkelungen 30 aufweisen, die gegenüber den Teilbereichen 23 um 90° abgewinkelt sind, sodass sie zur verbesserten Wärmeableitung zu unterhalb
weiterer Oberflächenbereiche 20 der Oberfläche 18 derAccording to FIG. 4, the heat conducting sheets 21 formed corresponding to the heat-extractable sheets 21 with the partial areas 22 and 23 of FIG. 3 can each have angled portions 30 which are angled away from the partial areas 23 by 90 °, so that they are below for improved heat dissipation further surface areas 20 of the surface 18 of the
Vergussmasse 14 verlaufen. Insbesondere werden dabei Potting compound 14 run. In particular, be there
Oberflächenbereiche 20 verschiedener Seiten der Vergussmasse abgedeckt . Covered surface areas 20 different sides of the potting compound.
Gemäß den Figuren 5 und 6, die eine dreidimensionale According to the figures 5 and 6, a three-dimensional
Darstellung sowie einen Schnitt des vorliegenden elektrischen Bauteiles zeigen, das etwa demjenigen der Figur 4 entspricht, können zwischen den Kernen 24, 25, 26 und den entsprechenden Wicklungen 27, 28, 29 auch die im Zusammenhang mit dem Representation and a section of the present electrical component show, which corresponds approximately to that of Figure 4, between the cores 24, 25, 26 and the corresponding windings 27, 28, 29 and in connection with the
eingangs genannten Stand der Technik und der Figur 26 bereits erläuterten Kühlkörper 12 vorgesehen sein. Aus der Figur 5 sind auch das die Kerne 24 und 25 verbindende Joch 15 sowie das die Kerne 25 und 26 verbindende Joch 15 ersichtlich. Die Wärmeleitbleche 21 sind bei dieser Ausführungsform Be mentioned above the prior art and the figure 26 already explained heat sink 12 may be provided. FIG. 5 also shows the yoke 15 connecting the cores 24 and 25 and the yoke 15 connecting the cores 25 and 26. The heat conducting plates 21 are in this embodiment
vorzugsweise U-förmig ausgebildet, wobei das Querteil der ei förmigen Wärmeleitbleche 21 jeweils den mittleren Teilbereich 22 sowie davon beabstandet die weiteren Teilbereiche 23 der Wärmeleitbleche 21 in einer Ebene umfasst. Die vorzugsweise um 90° abgewinkelten Schenkel der U-förmigen Wärmeleitbleche 21 entsprechen de äußeren Abwinkelungen 30 der Wärmeleitbleche 21. Preferably formed U-shaped, wherein the transverse part of the egg-shaped Wärmeleitbleche 21 respectively the central portion 22 and spaced therefrom, the further portions 23 of the heat conducting plates 21 comprises in one plane. The preferably bent by 90 ° legs of the U-shaped Wärmeleitbleche 21 correspond de outer bends 30 of the Wärmeleitbleche 21st
Die Figuren 7 bis 9 zeigen Weiterbildungen der Erfindung, Einzelheiten der Figuren 7 bis 9, die bereits im Zusammenhang mit den anderen Figuren erläutert wurden, sind in der Figures 7 to 9 show developments of the invention, details of Figures 7 to 9, which have already been explained in connection with the other figures are in the
entsprechenden Weise bezeichnet. Gemäß Figur 7 kann das designated corresponding way. According to Figure 7, the
Wärmeleitblech 21 die Form eines Profilbleches oder einer Profilplatte aufweisen, die mit ihrer unteren Seite am Kern 24 einer die Verlustleistungsquelie 21 bildenden Drossel oder eines ransformators , beispielsweise mit einer Schraube 31 oder dergleichen befestigt ist . Dabei kann sich gemäß Figur 8
das Wärraeleitblech 21 lediglich über nur einen Teilbereich einer Seite der Wicklung 27 erstrecken. Figur 9 zeigt eine Ausführungsforra, bei der sich das Wärmeleitblech 21 über die gesamte Fläche der Seite von drei Wicklungen der Kerne 24, 25, 26 erstreckt. Wärmeleitblech 21 have the shape of a profile sheet or a profile plate, which is fixed with its lower side on the core 24 of the loss Leistungsquelie 21 forming throttle or a ransformators, for example with a screw 31 or the like. In this case, according to FIG. 8 the heat guide plate 21 extend over only a portion of one side of the winding 27. FIG. 9 shows an embodiment in which the heat-conducting sheet 21 extends over the entire surface of the side of three windings of the cores 24, 25, 26.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Wärmeleitbleche 21 den Teilbereich 22 und die weiteren Teilbereiche 23 auch in einer Ebene umfassen können, wobei dann sowohl der Teilbereich 22 als auch die Teilbereiche 23 unterhalb der Oberfläche der Vergussmasse 14 verlaufen. Gemäß Figur 10, die einen. Schnitt entlang der Linie X-X der Figur 6 zeigt, können die beiden sich in Bezug auf den Kern 24 gegenüberliegenden It should be noted that the heat conducting plates 21 may also include the partial region 22 and the further partial regions 23 in one plane, in which case both the partial region 22 and the partial regions 23 extend below the surface of the casting compound 14. According to FIG. Section along the line X-X of Figure 6, the two can with respect to the core 24 opposite
Wärmeleitblechen 21, 21 bodenseitig durch einen Basisbereich 32 miteinander verbunden sein, wobei der Basisbereich 32 zur weiteren Optimierung der Wärmeableitung vom Kern 24 zu den Wärmeleitblechen 21 dient. Die Wärmeleitbleche 21 und der Basisbereich 32 sind vorzugsweise einteilig ausgebildet. Der Basisbereich kann innerhalb oder außerhalb der Vergussmasse 14 verlaufen . Wärmeleitblechen 21, 21 on the bottom side by a base portion 32 may be connected to each other, wherein the base portion 32 for further optimization of the heat dissipation from the core 24 to the Wärmeleitblechen 21 is used. The heat conducting plates 21 and the base region 32 are preferably formed in one piece. The base region can run inside or outside the potting compound 14.
Im Zusammenhang mit der Figur Ii wird im Folgenden eine In connection with FIG
Weiterbildung der Erfindung erläutert, bei der als Development of the invention explained in the than
Kühleinrichtung Kühlkörper 12 vorgesehen sind, wobei die von der Verlustleistungsquelle 16 erzeugte Wärme über Cooling device heat sink 12 are provided, wherein the heat generated by the power loss source 16 via
Wärmeleitbleche 21 direkt zu den Kühlkörpern 12 geleitet wird. Einzelheiten der Figur 11, die bereits im Zusammenhang mit den vorangehenden Figuren erläutert wurden, sind in der Wärmeleitbleche 21 is passed directly to the heat sinks 12. Details of Figure 11, which have already been explained in connection with the preceding figures are in the
entsprechenden Weise bezeichnet. Die Verlustleistungsquelle 16 besteht gemäß Figur 11 aus einem Kern 24, auf dem eine designated corresponding way. The power loss source 16 is shown in FIG 11 from a core 24 on which a
Wicklung 27 angeordnet ist. Der Kühlkörper 12 ist dabei vorzugsweise zwischen dem Kern 24 und der Wicklung 27
angeordnet. Vorzugsweise sind an zwei sich gegenüberliegenden. Seiten des Kernes 24 Kühlkörper 12 in dieser Weise vorgesehen. Die Kühlkörper 12 bestehen in der dargestellten Weise jeweils aus einem wärmeleitenden Teil, das beispielsweise aus Kupfer oder einem, anderen wärmeleitenden Metall besteht , in dem wenigstens ein von einem. Kühlmedium durchstxömter Kühlkanal 33 angeordnet ist. Bei dem genannten Kühlmedium handelt es sich beispielsweise um Wasser. Winding 27 is arranged. The heat sink 12 is preferably between the core 24 and the winding 27th arranged. Preferably, two are opposite each other. Side of the core 24 heat sink 12 provided in this way. The heatsink 12 consist in the manner shown in each case of a thermally conductive part, which consists for example of copper or another heat-conducting metal, in which at least one of a. Cooling medium durchxömter cooling passage 33 is arranged. The said cooling medium is, for example, water.
Die Wärmeleitbleche 21 weisen vorzugsweise ein U-förmiges Profil auf, wobei die Schenkel 34 und das Querteil 35 des U- förmigen Profils des Wärmeleitbleches 21 eine Seite der The Wärmeleitbleche 21 preferably have a U-shaped profile, wherein the legs 34 and the cross member 35 of the U-shaped profile of the Wärmeleitbleches 21 one side of
Wicklung 27 kappenförmig übergreifen und wobei vom Querteil 35 ausgehend ein lappenförmiger Bereich 36 jeweils direkt zu dem benachbarten Kühlkörper 12 verläuft. Auf diese Weise wird die außenseitig an der Wicklung 27 erzeugte Wärme über die Winding 27 cap-shaped overlap and wherein starting from the cross member 35, a flap-shaped region 36 each extends directly to the adjacent heat sink 12. In this way, the heat generated on the outside of the winding 27 on the
Schenkel 34, das Querteil 35 und den lappenförmigen Bereich 3, zum Kühlkörper 12 geleitet. Vorzugsweise sind sich Leg 34, the cross member 35 and the flap-shaped portion 3, passed to the heat sink 12. Preferably, they are
gegenüberliegend an der Wicklung 27 zwei derartige opposite to the winding 27 two such
Wärmeleitbleche 21 und Kühlkörper 12 angeordnet. Bodenseitig können die Querteile 35 gemäß Figur 10 durch einen Wärmeleitbleche 21 and heat sink 12 is arranged. On the bottom side, the cross members 35 according to FIG. 10 can be replaced by a
Basisbereich 32 miteinander verbunden sein, über den am Kern 24 erzeugte Wärme zu den Wärmeleitblechen 21 abgeführt wird. Dabei kann der Basisbereich 32 einteilig mit den Base region 32 may be interconnected, is dissipated via the heat generated at the core 24 to the heat conducting plates 21. In this case, the base portion 32 in one piece with the
Wärmeleitblechen 21 ausgebildet sein . Wärmeleitblechen 21 may be formed.
Die Figur 12 zeigt eine Weiterbildung des Bauteiles der FIG. 12 shows a development of the component of FIG
Figuren 10 und 11, wobei jedoch in der Vergussmasse 14 eine Verlustleistungsquelle 16 vorgesehen ist , die nebeneinander drei Kerne 24 , 25, 26 umfasst , die jeweils entsprechend dem. Kern 24 der Figur 11 ausgestaltet sind. Demgemäß weist jeder Kern 24, 25, 26 jeweils eine Wicklung 27, 28 bzw. 29 auf. Die
an jedem Kern 24, 25, 26 vorgesehenen Kühlkörper 12 sind entsprechend dem Kühlkörper 12 der Figur 11 ausgestaltet. Figures 10 and 11, but wherein in the potting compound 14, a power loss source 16 is provided, which side by side comprises three cores 24, 25, 26, each corresponding to the. Core 24 of Figure 11 are configured. Accordingly, each core 24, 25, 26 each have a winding 27, 28 and 29, respectively. The Cooling bodies 12 provided on each core 24, 25, 26 are designed in accordance with the cooling body 12 of FIG. 11.
Ebenso sind an jedem Kern 24, 25, 26 Wärmeleitbleche 21 vorgesehen, die denjenigen des Bauteiles der Figur 11 Likewise, at each core 24, 25, 26 Wärmeleitbleche 21 are provided which correspond to those of the component of Figure 11
entsprechen . correspond .
Das Kühlmedium, bei dem es sich vorzugsweise um Wasser The cooling medium, which is preferably water
handelt, wird den Kühlkanälen 33 vorzugsweise an der oberen Seite der Kühlkörper 12 über eine Zuleitung 37 zugeführt. Nach dem Durchströmen der Kühlkanäle 33 wird das erwärmte is the cooling channels 33 is preferably supplied to the upper side of the heat sink 12 via a feed line 37. After flowing through the cooling channels 33, the heated
Kühlmedium, über eine Ableitung 38 vorzugsweise ebenfalls an der oberen Seite der Kühlkörper 12 dem Kühlsystem entnommen. Dabei sind die Kühlkanäle 33 der Kühlkörper 12 vorzugsweise an den unteren Seiten der Kühlkörper 12 miteinander verbunden. Die Figur 13 zeigt die Anordnung der Figur 12 in einer Cooling medium, preferably via a drain 38 also on the upper side of the heat sink 12 removed from the cooling system. In this case, the cooling channels 33 of the heat sink 12 are preferably connected to one another on the lower sides of the heat sink 12. FIG. 13 shows the arrangement of FIG. 12 in one
perspektivischen Darstellung, wobei die zuvor erwähnten perspective view, the aforementioned
Verbindungen der Kühlkörper 12 mit der Zuleitung 37 und der Ableitung 38 deutlich zu erkennen sind. Compounds of the heat sink 12 with the lead 37 and the lead 38 are clearly visible.
Die Figuren 14 bis 16 zeigen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, bei denen sogenannte Heatpipes vorgesehen sind, die zur Verbesserung des Wärmemanagements von der Figures 14 to 16 show embodiments of the present invention, in which so-called heat pipes are provided, which are used to improve the thermal management of the
Verlustleistungsquelle 16 erzeugte Wärme an die Kühlkörper 12 übertragen, Einzelheiten der Figuren 14 bis 16, die bereits im Zusammenhang mit den Figuren 11 bis 13 erläutert wurden, sind in der entsprechenden Weise bezeichnet. Bei der Transferred heat source 16 generated heat to the heat sink 12, details of Figures 14 to 16, which have already been explained in connection with Figures 11 to 13, are designated in the corresponding manner. In the
Ausführungsform der Figur 14 umfasst die Embodiment of Figure 14 includes the
Verlustleistungsquelle 16 einen Kern 24 und eine Wicklung 27, während sie bei der Ausführungsform der Figuren 15 und 16 drei Kerne 24, 25, 26 und demgemäß drei Wicklungen 27, 28, 29 aufweist .
In der ersichtlichen Weise sind bei der Ausführungsform der Figur 14 gemäß der Figur 11 zwischen der Wicklung 27 und dem Kern 24 der Verlustleistungsquelle 16 Kühlkörper 12 Loss power source 16 a core 24 and a winding 27, while in the embodiment of Figures 15 and 16, three cores 24, 25, 26 and accordingly three windings 27, 28, 29 has. In the manner shown, in the embodiment of FIG. 14, between the winding 27 and the core 24 of the power loss source 16 according to FIG. 11, there are heat sinks 12
vorgesehen. Entsprechend sind solche Kühlkörper 12 auch bei der Ausführungsform der Figur 15 zwischen den Kernen 24, 25, 26 und den Wicklungen 27, 28, 29 angeordnet. intended. Accordingly, such heatsinks 12 are also arranged in the embodiment of Figure 15 between the cores 24, 25, 26 and the windings 27, 28, 29.
Gemäß den Figuren 14 bis 16 ist es denkbar, in der bzw. in den Wicklungen 24 bzw. 24, 25, 26 die bereits erwähnten HeatpipesAccording to FIGS. 14 to 16, it is conceivable to use the already mentioned heatpipes in or in the windings 24 or 24, 25, 26
39 anzuordnen . Eine an sich bekannte Heatpipe ist ein 39 to order. A known heat pipe is a
rohrförmiger Wärmeübertrager, der unter der Nutzung der tubular heat exchanger, the use of the
Verdampfungswärme eines flüssigen Mediums in. einem Heat of vaporization of a liquid medium in. A
geschlossenen Kreislauf eine große Wärmemenge zwischen einer Wärmezone, in der das Medium verdampft, und ei ner Kühlzone , in der das Medium kondensiert , transportieren kann . Dabei wird das flüssige, kondensierte Medium über Kapillaren zur closed circuit a large amount of heat between a heat zone in which the medium evaporates, and ei ner cooling zone in which the medium condenses, can transport. In this case, the liquid, condensed medium via capillaries for
Wärmezone zurückgeführt. Zur Optimierung des Wärmemanagements kann daher bei der Anwendung solcher Heatpipes in den Heat zone returned. To optimize the heat management can therefore in the application of such heat pipes in the
Wicklungen 27, 28, 29 entstehende Wärme direkt von den Windings 27, 28, 29 resulting heat directly from the
Kühlzonen der Heatpipes 39 zu den Kühlkörpern 12 abgeleitet werden. Zu diesem Zweck stehen die Kühlzonen der Heatpipes 39 mit den Kühlkörpern 12 physikalisch in Verbindung, während die in den Wicklungen 27, 28, 29 angeordneten Wärmezonen der Heatpipes 39 den Wärmebereichen derselben entsprechen. Cooling zones of the heat pipes 39 are derived to the heat sinks 12. For this purpose, the cooling zones of the heatpipes 39 physically communicate with the heat sinks 12, while the heat zones of the heatpipes 39 arranged in the windings 27, 28, 29 correspond to the heat areas thereof.
Gemäß Figur 15 ist es auch denkbar, in der Vergussmasse 14 seitlich neben den Wicklungen 27, 28, 29, wie am Beispiel der Wicklung 27 gezeigt, vorzugsweise zusätzlich Heatpipes 40 anzuordnen. Gemäß Figur 16 stehen die Kühlzonen der HeatpipesAccording to FIG. 15, it is also conceivable to arrange heatpipes 40 in the potting compound 14 laterally next to the windings 27, 28, 29, as shown by the example of the winding 27. According to Figure 16 are the cooling zones of the heat pipes
40 mit Kühlkörpern 12 physikalisch in Verbindung, während die in der Vergussmasse 14 angeordneten Bereiche der Heatpipes 40 den Wärmezonen derselben entsprechen.
Im folgenden wird, im Zusammenhang mit den Figuren 17 und 18 eine Ausführungsform der Erfindung erläutert, bei der in der Vergussmasse 14 gemäß Figur 17 außen an den Wicklungen 27, 28, 29 der Kerne 24, 25, 26 eine Kühleinrichtung in der Form eines Kühlrohres 41 angeordnet ist, um Wärme von den 40 physically connected to heat sinks 12, while the arranged in the potting compound 14 areas of the heat pipes 40 corresponding to the heat zones thereof. In the following, an embodiment of the invention will be explained in connection with FIGS. 17 and 18, in which, in the potting compound 14 according to FIG. 17, outside the windings 27, 28, 29 of the cores 24, 25, 26 a cooling device in the form of a cooling tube 41 is arranged to heat from the
Wicklungen 27, 28, 20 abzuführen. Dabei verlaufen derartige Kühlrohre 41 vorzugsweise schlangenförmig und in der Windings 27, 28, 20 dissipate. In this case, such cooling tubes 41 are preferably serpentine and in the
Vergussmasse 14 elektronisch isoliert an gegenüberliegenden Seiten (Figur 18} der Wicklungen 27, 28, 29, Die Anschlüsse des Kühlrohres 41 sind mit 42 und 43 bezeichnet. Potting compound 14 electronically insulated on opposite sides (FIG. 18) of the windings 27, 28, 29. The connections of the cooling pipe 41 are designated by 42 and 43.
Gemäß den Figuren 19 und 20 ist es auch denkbar, Kühlrohre 44 jeweils direkt in die Wicklungen 27, 28, 29 einzuwickeln, um von den Wicklungen 27, 28, 29 erzeugte Wärme abzuleiten. According to FIGS. 19 and 20, it is also conceivable to respectively wind cooling tubes 44 directly into the windings 27, 28, 29 in order to dissipate heat generated by the windings 27, 28, 29.
Vorzugsweise verlaufen die Kühlrohre 44 dabei jeweils Preferably, the cooling tubes 44 extend in each case
schraubenförmig in den Wicklungen 27, 28, 29. helically in the windings 27, 28, 29.
Die Figuren 21 bis 23 zeigen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, bei der zur Verbesserung des Wärmemanagements neben den Kühlkörpern 12, die jeweils zwischen einem Kern und der zugehörigem Wicklung angeordnet sind, weitere Kühlkörper 13 vorgesehen sind, die jeweils in die Wicklungen 27, 28, 29 eingewickelt sind. Einzelheiten der Figuren 21 bis 23, die bereits im Zusammenhang mit den Figuren 11 bis 13 bzw. 14 bis 16 erläutert wurden, sind in der entsprechenden Weise Figures 21 to 23 show embodiments of the present invention, in which for improving the thermal management in addition to the heat sinks 12, which are each arranged between a core and the associated winding, further heat sinks 13 are provided, each in the windings 27, 28, 29 are wrapped. Details of Figures 21 to 23, which have already been explained in connection with Figures 11 to 13 and 14 to 16, are in the corresponding manner
bezeichnet. Bei der Ausführungsform, der Figur 21 umfasst die Verlustleistungsquelle .16 einen Kern 24 und eine Wicklung 27, während sie bei der Ausführungsform der Figuren 22 und 23 drei Kerne 24, 25, 26 und demgemäß drei Wicklungen 27, 28, 29 aufweist .
In der ersichtlichen Weise sind bei der Äusführungsform der Figur 21 zwischen der Wicklung 27 und dem Kern 24 der designated. In the embodiment of FIG. 21, the power loss source 16 comprises a core 24 and a winding 27, while in the embodiment of FIGS. 22 and 23 it has three cores 24, 25, 26 and accordingly three windings 27, 28, 29. In the apparent manner are in the Äusführungsform of Figure 21 between the winding 27 and the core 24 of the
Verlustleistungsquelle 16 Kühlkörper 12 vorgesehen. Loss power source 16 heat sink 12 is provided.
Entsprechend sind solche Kühlkörper 12 auch bei der Accordingly, such heatsink 12 are also in the
Ausführungsform der Figuren 22 und 23 zwischen den Kernen 24, 25, 26 und den Wicklungen 27, 28, 29 angeordnet. Embodiment of Figures 22 and 23 between the cores 24, 25, 26 and the windings 27, 28, 29 are arranged.
Gemäß den Figuren 24 und 25 kann an der Außenseite der According to FIGS. 24 and 25, on the outside of the
Verlustleistungsquelle 16 bzw, der Wicklung 24. bzw. der Wicklungen 27, 28, 29 als Kühleinrichtu g ein von einem Loss power source 16 and, the winding 24 and the windings 27, 28, 29 as Kühleinrichtu g of a
Kühlmedium durchströmtes , flächenförmiges Kühlelement 47 angeordnet und in der Vergussmasse 14 vergossen sein, über das von den Wicklungen 27, 28, 29 erzeugte Wärme nach außen abgeführt werden kann. Dabei ist es denkbar, die bereits erwähnten Wärmeleitbleche 21 außenseitig in der Nähe der genannten Wicklungen vorzusehen und mit den Kühlelementen 47 physikalisch zu verbinden, um die Wärmeübertragung von den Wicklungen 27, 28, 29 zu den Kühlelementen 47 zu verbessern.
Coolant flowed through, sheet-like cooling element 47 may be arranged and potted in the potting compound 14, via the heat generated by the windings 27, 28, 29 can be dissipated to the outside. It is conceivable to provide the already mentioned Wärmeleitbleche 21 on the outside in the vicinity of said windings and physically connect with the cooling elements 47 in order to improve the heat transfer from the windings 27, 28, 29 to the cooling elements 47.
Bezugszeichen reference numeral
1 Kern 1 core
2 Kern 2 core
3 Kern 3 core
4 Wicklung 4 winding
5 Wicklung 5 winding
6 Wicklung 6 winding
7 Joch 7 yoke
8 Flachanschluss 8 flat connection
9 Flachanschluss 9 flat connection
10 Flachanschluss 10 flat connection
11 Kühlkanal 11 cooling channel
12 Kühlkörper 12 heat sinks
13 Kühlkörper 13 heat sink
14 Vergussmasse 14 potting compound
15 Joch 15 yoke
16 Verlustleistungsquelle 16 power loss source
17 Pfeil 17 arrow
18 Oberfläche 18 surface
19 Oberflächenbereich 19 surface area
20 Oberflächenbereich20 surface area
21 Wärmeleitblech
Teilbereich Teilbereich Kern 21 heat conducting sheet Subarea subarea core
Kern core
Kern core
Wicklung Wicklung Wicklung Abwickelung Schraube Basisbereich Kühlkanal Schenkel Querteil Bereich Zuleitung Ableitung Heatpipe Heatpipe Kühlrohr Anschluss Anschluss Kühlrohr
Anschluss Anschluss Kühlelement
Winding Winding Winding Unwind Screw Base section Cooling channel Leg Cross section Area Inlet Discharge Heatpipe Heatpipe Cooling pipe Connection Connection Cooling tube Connection connection cooling element