EP4055619A1 - Baugruppe umfassend eine ringkerndrossel und einen kühlkörper - Google Patents

Baugruppe umfassend eine ringkerndrossel und einen kühlkörper

Info

Publication number
EP4055619A1
EP4055619A1 EP20800595.9A EP20800595A EP4055619A1 EP 4055619 A1 EP4055619 A1 EP 4055619A1 EP 20800595 A EP20800595 A EP 20800595A EP 4055619 A1 EP4055619 A1 EP 4055619A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
toroidal core
cooling elements
core
heat sink
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20800595.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Boettcher
Philipp Hillenbrand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4055619A1 publication Critical patent/EP4055619A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H01F17/062—Toroidal core with turns of coil around it
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/22—Cooling by heat conduction through solid or powdered fillings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/025—Constructional details relating to cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2895—Windings disposed upon ring cores

Definitions

  • Assembly comprising a toroidal core choke and a heat sink
  • the present invention relates to an assembly comprising a toroidal core choke and a heat sink.
  • Chokes are used in many areas of power supply for electrical and electronic devices, in power electronics and in low and high frequency technology.
  • the chokes are designed as coils made of an electrically conductive material.
  • chokes often include a soft magnetic core.
  • a known design of chokes with a soft magnetic core is represented by so-called toroidal chokes.
  • electrical conductors are wound onto soft magnetic toroidal cores.
  • the inductive resistance of the coil is increased by the soft magnetic core.
  • an assembly comprising a toroidal core choke and a heat sink.
  • the toroidal core choke comprises a toroidal core and an electrical conductor surrounding the toroidal core, wherein the toroidal core has an axial direction and a central ring opening and wherein a first annular surface and a second annular surface facing away from the first annular surface are formed on the toroidal core, the assembly furthermore comprises a heat sink made of thermally conductive material with a top side, the toroidal core choke being arranged on the top side of the heat sink and the second surface of the ring core facing the top side of the heat sink.
  • cooling elements are formed on the heat sink that protrude from the top of the heat sink, with recesses being formed in the toroidal core, each of the cooling elements being arranged in one of the recesses of the toroidal core and thus protruding into the toroidal core.
  • the assembly according to the invention has the advantage that the heat from the toroidal core can be dissipated particularly well and easily to the heat sink through the cooling elements in the recesses of the toroidal core.
  • the assembly enables inexpensive and very efficient cooling of the toroidal core and thus the toroidal core choke.
  • the toroidal core choke can advantageously be cooled in the assembly without the magnetic flux in the coil being eliminated by the cooling.
  • the cooling elements are rod-shaped.
  • Rod-shaped cooling elements can be manufactured particularly easily.
  • Rod-shaped cooling elements can also be inserted particularly easily into the complementary recesses in the toroidal core and the assembly can thus be manufactured particularly easily.
  • each of the cooling elements has an outer surface that is complementary to an inner surface of the Ring core is formed in the recess in which the respective cooling element is arranged, so that each cooling element is in indirect and / or direct contact on its outer surface with the inner surface of the ring core in the associated recess.
  • an advantageously large-area contact area is produced between the cooling elements and the toroidal core, as a result of which the heat can be transferred particularly well from the toroidal core to the cooling elements and thus to the heat sink.
  • the heat from the toroidal core choke can thus be dissipated particularly well.
  • the outer surfaces of the cooling elements and the inner surfaces of the ring core are cylindrical. This results in particularly simple shapes that can be produced, for example, by simple drilling.
  • the cooling elements can be inserted and fitted into the recesses in a particularly simple manner.
  • the cooling elements extend away from the top of the cooling body, parallel to the axial direction of the ring core, into the recesses. This ensures that the magnetic flux in the toroidal core is not eliminated.
  • the assembly can be manufactured by simply pushing or pressing the cooling elements into the recesses in the toroidal core.
  • the recesses in the ring core are formed around the central ring opening.
  • the recesses and thus also the cooling elements are well distributed over the toroidal core and the heat can advantageously be dissipated evenly from all areas of the toroidal core from the toroidal core choke to the heat sink.
  • the cooling elements are arranged in a circle in a plane perpendicular to the axial direction, the circle being designed in particular concentric to the ring body.
  • the magnetic flux in the toroidal core is only minimally disturbed and a very high level of heat dissipation can still be ensured through a large number of cooling elements.
  • the cooling elements protrude perpendicularly from a flat support surface on the top of the heat sink, the support surface being arranged parallel to the second surface of the toroidal core and spaced from the second surface by a gap, the electrical conductor passing through the gap.
  • the recesses are designed as blind holes.
  • Such a toroidal core can be manufactured particularly easily by means of bores.
  • the cooling elements can be inserted particularly easily into such recesses.
  • the bottom of the recesses can also serve as a stop for the cooling elements. This increases the contact area between the cooling elements and the toroidal core and can also be used to define the gap between the second surface and the support surface.
  • the cooling elements protrude to at least 50%, preferably to at least 75%, particularly preferably to at least 90% of the extension of the toroidal core in the axial direction into the toroidal core. In this way, a particularly good dissipation of the heat from the toroidal core can be ensured.
  • FIG 3 shows a further cross section through the exemplary embodiment of the assembly according to the invention.
  • FIG 1, 2 and 3 show an exemplary embodiment of the assembly 1 according to the invention shown.
  • Figure 2 a section along the axial direction A, the embodiment of the assembly 1 is shown.
  • Fig. 3 a section through the embodiment of the assembly 1 perpendicular to the axial direction A is shown.
  • the assembly 1 can be used, for example, as a common mode choke or push-pull choke in a large number of power electronic components, such as inverters or DC / DC converters.
  • the assembly 1 can, for example, in filters with common-mode chokes, which are in cup transformer topology or
  • Pot transformer technology are built up, are used.
  • the toroidal core choke 5 can be used, for example, in passive electrical filters to suppress undesired high-frequency interference. Another area of application is the use as a transformer.
  • the assembly 1 comprises a toroidal core choke 5 and a heat sink 20, which is provided for cooling the toroidal core choke 5.
  • the toroidal core choke 5 comprises a toroidal core 10.
  • the toroidal core 10 is designed, for example, in the form of a ring or toroid.
  • the toroidal core 10 has an axial direction A.
  • the toroidal core 10 has a central ring opening 18.
  • a first annular surface 11 and a second annular surface 12 are formed on the toroidal core 10.
  • the first annular surface 11 faces away from the second annular surface 12.
  • the annular surfaces 11, 12 extend annularly around the central annular opening 18.
  • the annular surfaces 11, 12 are spaced apart from one another in the axial direction A by the extension a of the annular core 10.
  • the annular surfaces 11, 12 are flat in this exemplary embodiment and, for example, are designed plane-parallel to one another.
  • the annular surfaces 11, 12 are congruent with one another.
  • the annular surfaces 11, 12 delimit the toroidal ring core 10 in the axial direction A.
  • the toroidal core 10 is made of a soft magnetic material.
  • a soft magnetic material is classified by in the standard IEC 60404-1.
  • the toroidal core 10 can be a ferrite or powder toroidal core or, for example, also consist of crystalline or amorphous metal strips.
  • the toroidal core 10 forms a closed magnetic circuit, the magnetic flux propagating almost exclusively in the ring-shaped toroidal core 10.
  • the toroidal core choke 5 also includes an electrical conductor 6.
  • the electrical conductor 6 is wound onto the toroidal core 10, for example.
  • the toroidal core choke 5 can for example comprise only one electrical conductor 5, but it can also comprise several electrical conductors 5 wound on the toroidal core 10.
  • the electrical conductor 6 together with the toroidal core 10 forms a toroidal coil, which is also referred to, for example, as a circular ring coil or ring coil.
  • the heat sink 20 is made of a thermally conductive material, for example aluminum.
  • Cooling elements 22 are formed on the heat sink 20.
  • the cooling elements 22 are formed in one piece with the cooling body 20.
  • the cooling elements 22 protrude from an upper side 21 of the cooling body 20 in the direction of the toroidal core choke 5. In doing so, they protrude cooling elements 22 into the toroidal core 10 of the toroidal core choke 5.
  • recesses 14 complementary to the cooling elements 22 are formed in the toroidal core 10.
  • the recesses 14 are cavities in the toroidal core 10, which extend from the second surface 12 of the toroidal core 12 in the direction of the first surface 11 of the toroidal core 12.
  • the recesses 14 can, as in the exemplary embodiment shown in the figures, be designed as blind holes so that they are open on the second surface 12 but are closed on the first surface 11.
  • the recesses 14 can, however, also be designed as through bores and be open both on the second surface 12 and on the first surface 11.
  • the cooling elements 22 and the recesses 14 are, for example, cylindrical.
  • the cooling elements 22 have cylindrical outer surfaces 23.
  • the toroidal core 10 has cylindrical inner surfaces 15 delimiting the recesses 14.
  • the inner surfaces 15 of the toroidal core 10 are in direct contact with the cooling elements 22. In this way, heat can be conducted from the toroidal core 10 via the inner surfaces 15 of the toroidal core 10 to the outer surfaces 23 of the cooling elements 22.
  • the toroidal core 10 thus surrounds the cooling elements 22 in the plane E perpendicular to the axial direction A.
  • the cooling elements 22 are rod-shaped in the embodiment shown in the figures.
  • the longitudinal axes of the rod-shaped cooling elements 22 are aligned parallel to the axial direction A.
  • the longitudinal axes of the rod-shaped cooling elements 22 all run parallel to one another.
  • the cooling elements 22 are arranged around the central ring opening 18.
  • the cooling elements 22 are arranged in a circle. As in the exemplary embodiment shown in the figures, this circle can be arranged concentrically to the annular surfaces 11, 12.
  • the cooling elements 22 are arranged in the circle in the plane E with equal distances between successive cooling elements 22.
  • the cooling elements 22 protrude into the toroidal core 10 in the axial direction A.
  • the distance a between the plane-parallel arranged annular surfaces 11, 12 is measured in the axial direction A.
  • the cooling elements 22 can protrude into the toroidal core 10 from the second surface 12, for example at least 50% of the distance a, parallel to the axial direction A.
  • the cooling elements 22 can, for example, also protrude into the toroidal core 10 parallel to the axial direction A at least 75% of the distance a from the second surface 12.
  • the cooling elements 22 can, for example, also protrude into the toroidal core 10 parallel to the axial direction A at least 90% of the distance a from the second surface 12.
  • the cooling elements 22 can, for example, also protrude through the toroidal core 10 from the second surface 12 parallel to the axial direction A up to the first surface 11.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

Es wird eine Baugruppe (1) umfassend eine Ringkerndrossel (5) und einen Kühlkörper (20) vorgeschlagen, wobei die Ringkerndrossel (5) einen Ringkern (10) und einen den Ringkern (10) umgebenden elektrischen Leiter (6) umfasst, wobei der Ringkern (10) eine axiale Richtung (A) und eine zentrale Ringöffnung (18) aufweist und wobei an dem Ringkern (10) erste ringförmige Oberfläche (11) und eine von der ersten ringförmigen Oberfläche (11) abgewandte zweite ringförmige Oberfläche (12) ausgebildet sind, wobei die Baugruppe (1) weiterhin einen Kühlkörper (20) aus wärmeleitfähigem Material mit einer Oberseite (21) umfasst, wobei die Ringkerndrossel (5) auf der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) angeordnet ist und die zweite Oberfläche des Ringkerns (12) der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) zugewandt ist, wobei an dem Kühlkörper (20) Kühlelemente (22) ausgebildet sind, die von der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) abragen, wobei in dem Ringkern (10) Ausnehmungen (14) ausgebildet sind, wobei jedes der Kühlelemente (22) in jeweils einer der Ausnehmungen (14) des Ringkerns (10) angeordnet ist und dergestalt in den Ringkern (10) hineinragt.

Description

Beschreibung
Titel
Baugruppe umfassend eine Ringkerndrossel und einen Kühlkörper
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Baugruppe umfassend eine Ringkerndrossel und einen Kühlkörper.
Stand der Technik
Drosseln werden in vielen Bereichen der Stromversorgung elektrischer und elektronischer Geräte, in der Leistungselektronik sowie der Nieder- und Hochfrequenztechnik eingesetzt. Die Drosseln sind dabei als Spulen aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet.
Zur Steigerung des induktiven Widerstands umfassen Drosseln häufig einen weichmagnetischen Kern. Eine bekannte Bauform von Drosseln mit einem weichmagnetischen Kern stellen dabei sogenannte Ringkerndrosseln dar. Bei Ringdrosseln werden elektrische Leiter auf weichmagnetische Ringkerne gewickelt. Durch den weichmagnetischen Kern wird der induktive Widerstand der Spule erhöht.
In dem Ringkern und elektrischen Leitern, die den Ringkern umgeben entsteht Wärme, die bestmöglich abgeführt werden muss. Eine Kühlung des Ringkerns wird in vielen Fällen nicht in Erwägung gezogen, da eine Kühlvorrichtung, die den Ringkern kühlt, den magnetischen Fluss im Ringkern nicht kurzschließen darf. Weiterhin ist der Ringkern selbst für eine Kühlvorrichtung oft nur schwer zugänglich, da er von dem elektrischen Leiter umgeben ist.
Offenbarung der Erfindung Erfindungsgemäß wird eine Baugruppe umfassend eine Ringkerndrossel und einen Kühlkörper vorgeschlagen. Die Ringkerndrossel umfasst einen Ringkern und einen den Ringkern umgebenden elektrischen Leiter, wobei der Ringkern eine axiale Richtung und eine zentrale Ringöffnung aufweist und wobei an dem Ringkern eine erste ringförmige Oberfläche und eine von der ersten ringförmigen Oberfläche abgewandte zweite ringförmige Oberfläche ausgebildet sind, wobei die Baugruppe weiterhin einen Kühlkörper aus wärmeleitfähigem Material mit einer Oberseite umfasst, wobei die Ringkerndrossel auf der Oberseite des Kühlkörpers angeordnet ist und die zweite Oberfläche des Ringkerns der Oberseite des Kühlkörpers zugewandt ist. Erfindungsgemäß sind an dem Kühlkörper Kühlelemente ausgebildet, die von der Oberseite des Kühlkörpers abragen, wobei in dem Ringkern Ausnehmungen ausgebildet sind, wobei jedes der Kühlelemente in jeweils einer der Ausnehmungen des Ringkerns angeordnet ist und dergestalt in den Ringkern hineinragt.
Vorteile der Erfindung
Gegenüber dem Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Baugruppe den Vorteil auf, dass durch die Kühlelemente in den Ausnehmungen des Ringkerns die Wärme vom Ringkern besonders gut und einfach an den Kühlkörper abgeleitet werden kann. Die Baugruppe ermöglicht eine kostengünstige und sehr effiziente Kühlung des Ringkerns und damit der Ringkerndrossel. Die Kühlung der Ringkerndrossel kann in der Baugruppe vorteilhaft erfolgen ohne dass durch die Kühlung der magnetische Fluss in der Spule eliminiert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kühlelemente stabförmig ausgebildet sind. Stabförmig ausgebildete Kühlelemente können besonders einfach gefertigt werden. Stabförmig ausgebildete Kühlelemente können weiterhin besonders einfach in die komplementären Ausnehmungen im Ringkern eingeführt werden und die Baugruppe kann somit besonders einfach gefertigt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass jedes der Kühlelemente eine Außenfläche aufweist, die komplementär zu einer Innenfläche des Ringkerns in der Ausnehmung, in der das jeweilige Kühlelement angeordnet ist, ausgebildet ist, so dass jedes Kühlelement an seiner Außenfläche in mittelbaren und/oder unmittelbaren Kontakt mit der Innenfläche des Ringkerns in der zugehörigen Ausnehmung steht. So wird ein vorteilhaft großflächiger Kontaktbereich zwischen den Kühlelementen und dem Ringkern hergestellt, wodurch die Wärme besonders gut vom Ringkern auf die Kühlelemente und somit auf den Kühlkörper übertragen werden kann. Somit kann die Wärme von der Ringkerndrossel besonders gut abgeführt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Außenflächen der Kühlelemente und die Innenflächen des Ringkerns zylinderförmig ausgebildet sind. Somit ergeben sich besonders einfache Formen, die beispielsweise durch einfaches Bohren gefertigt werden können. Die Kühlelemente können besonders einfach in die Ausnehmungen eingesetzt und eingepasst werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass sich die Kühlelemente von der Oberseite des Kühlkörpers weg parallel zu der axialen Richtung des Ringkerns in die Ausnehmungen hinein erstrecken. So wird sichergestellt, dass der magnetische Fluss in dem Ringkern nicht eliminiert wird. Gleichzeitig kann die Baugruppe durch einfaches Einschieben oder Einpressen der Kühlelemente in die Ausnehmungen im Ringkern gefertigt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Ausnehmungen in dem Ringkern um die zentrale Ringöffnung herum ausbildet sind. So sind die Ausnehmungen und somit auch die Kühlelemente gut über den Ringkern verteilt und die Wärme kann vorteilhaft gleichmäßig von allen Bereichen des Ringkerns von der Ringkerndrossel an den Kühlkörper abgeführt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kühlelemente in einer Ebene senkrecht zu der axialen Richtung in einem Kreis angeordnet sind, wobei der Kreis insbesondere konzentrisch zu dem Ringkörper ausgebildet ist. So wird der magnetische Fluss im Ringkern nur minimal gestört und es kann trotzdem eine sehr hohe Wärmeableitung durch eine Vielzahl an Kühlelementen sichergestellt werden.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kühlelemente senkrecht von einer ebenen Auflagefläche an der Oberseite des Kühlkörpers abstehen, wobei die Auflagefläche parallel zu der zweiten Oberfläche des Ringkerns angeordnet ist und durch einen Spalt von der zweiten Oberfläche beabstandet ist, wobei der elektrische Leiter durch den Spalt verläuft.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Ausnehmungen als Sacklöcher ausgebildet sind. Ein derartiger Ringkern kann besonders einfach durch Bohrungen gefertigt werden. Weiterhin können die Kühlelemente in solche Ausnehmungen besonders leicht eingesetzt werden. Der Grund der Ausnehmungen kann darüber hinaus als Anschlag für die Kühlelemente dienen. Dies erhöht die Kontaktfläche zwischen den Kühlelementen und dem Ringkern und kann darüber hinaus genutzt werden um den Spalt zwischen der zweiten Oberfläche und der Auflagefläche zu definieren.
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kühlelemente zu wenigstens 50%, bevorzugt zu wenigstens 75%, besonders bevorzugt zu wenigstens 90% der Ausdehnung des Ringkerns in der axialen Richtung in den Ringkern hineinragen. So kann eine besonders gute Ableitung der Wärme aus dem Ringkern sichergestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Baugruppe,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Baugruppe,
Fig. 3 einen weiteren Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Baugruppe.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1, Fig.2 und Fig.3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Baugruppe 1. In Fig. 1 ist eine dreidimensionale Ansicht des Ausführungsbeispiels der Baugruppe 1 dargestellt. In Fig.2 ist ein Schnitt entlang der axialen Richtung A das Ausführungsbeispiel der Baugruppe 1 dargestellt. In Fig. 3 ist ein Schnitt durch das Ausführungsbeispiel der Baugruppe 1 senkrecht zur axialen Richtung A dargestellt. Die Baugruppe 1 kann beispielsweise als Gleichtaktdrossel oder Gegentaktdrossel in einer Vielzahl an leistungselektronischen Komponenten, wie beispielsweise Invertern oder DC/DC- Wandlern Anwendung finden. Die Baugruppe 1 kann beispielsweise in Filtern mit Gleichtaktdrosseln, die in Bechertransformatortopologie oder
Topftransformatortechnologie aufgebaut sind, eingesetzt werden. Die Ringkerndrossel 5 kann beispielsweise in passiven elektrischen Filtern zur Unterdrückung unerwünschter hochfrequenter Störungen eingesetzt werden. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Verwendung als Transformator.
Die Baugruppe 1 umfasst eine Ringkerndrossel 5 und einen Kühlkörper 20, der zur Kühlung der Ringkerndrossel 5 vorgesehen ist. Die Ringkerndrossel 5 umfasst einen Ringkern 10.
Der Ringkern 10 ist beispielsweise in Form eines Rings oder Toroids ausgebildet. Der Ringkern 10 weist eine axiale Richtung A auf. Der Ringkern 10 weist eine zentrale Ringöffnung 18 auf. An dem Ringkern 10 sind eine erste ringförmige Oberfläche 11 und eine zweite ringförmige Oberfläche ausgebildet 12. Die erste ringförmige Oberfläche 11 ist von der zweiten ringförmigen Oberfläche 12 abgewandt. Die ringförmigen Oberflächen 11, 12 erstrecken sich ringförmig um die zentrale Ringöffnung 18 herum. Die ringförmigen Oberflächen 11,12 sind in der axialen Richtung A durch die Ausdehnung a des Ringkerns 10 voneinander beabstandet. Die ringförmigen Oberflächen 11,12 sind in diesem Ausführungsbeispiel eben ausgebildet und beispielsweise planparallel zueinander ausgebildet. Die ringförmigen Oberflächen 11,12 sind deckungsgleich zueinander. Die ringförmigen Oberflächen 11,12 begrenzen den toroidfömig ausgebildeten Ringkern 10 in der axialen Richtung A.
Der Ringkern 10 ist aus einem weichmagnetischem Material ausgebildet. Ein weichmagnetisches Material wird durch in der Norm IEC 60404-1 klassifiziert. So kann der Ringkern 10 beispielsweise ein Ferrit- oder Pulver-Ringkern sein oder beispielsweise auch aus kristallinen oder amorphen Metallbändern bestehen. Der Ringkern 10 bildet einen geschlossenen magnetischen Kreis, wobei sich der magnetische Fluss fast ausschließlich im ringförmigen Ringkern 10 ausbreitet. Neben dem Ringkern 10 umfasst die Ringkerndrossel 5 weiterhin einen elektrischen Leiter 6. Der elektrische Leiter 6 ist beispielsweise auf den Ringkern 10 aufgewickelt. Die Ringkerndrossel 5 kann dabei beispielsweise nur einen elektrischen Leiter 5 umfassen, sie kann aber auch mehrere auf den Ringkern 10 gewickelte elektrische Leiter 5 umfassen. So bildet der elektrischen Leiter 6 zusammen mit dem Ringkern 10 eine Toridspule, die beispielsweise auch als Kreisringspule, oder Ringspule bezeichnet wird.
Der Kühlkörper 20 ist aus einem wärmeleitenden Material, beispielsweise aus Aluminium, gefertigt. An dem Kühlkörper 20 sind Kühlelemente 22 ausgebildet. Die Kühlelemente 22 sind einstückig mit dem Kühlkörper 20 ausgebildet. Die Kühlelemente 22 ragen von einer Oberseite 21 des Kühlkörpers 20 in Richtung der Ringkerndrossel 5 ab. Dabei ragen sie Kühlelemente 22 in den Ringkern 10 der Ringkerndrossel 5 hinein. Dazu sind in dem Ringkern 10 Ausnehmungen 14 komplementär zu den Kühlelementen 22 ausgebildet. Die Ausnehmungen 14 sind Hohlräume im Ringkern 10, die sich von der zweiten Oberfläche 12 des Ringkerns 12 ausgehend in Richtung zur ersten Oberfläche 11 des Ringkerns 12 hin erstrecken. Die Ausnehmungen 14 können dabei, wie in dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel, als Sacklöcher ausgebildet sein, so dass sie an der zweiten Oberfläche 12 geöffnet sind aber an der ersten Oberfläche 11 geschlossen sind. Die Ausnehmungen 14 können aber auch als Durchgangsbohrungen ausgebildet sein und sowohl an der zweiten Oberfläche 12 als auch an der ersten Oberfläche 11 geöffnet sein.
Jedes von der Oberseite 21 des Kühlkörpers 20 abragende Kühlelement 22 ragt in jeweils eine komplementär zum jeweiligen Kühlelement 22 ausgebildete Ausnehmung 14 des Ringkerns 10 hinein. Die Kühlelemente 22 und die Ausnehmungen 14 sind dazu beispielsweise zylinderförmig ausgebildet. Die Kühlelemente 22 weisen zylinderförmige Außenflächen 23 auf. Der Ringkern 10 weist die Ausnehmungen 14 begrenzende zylinderförmige Innenflächen 15 auf. Die Innenflächen 15 des Ringkern 10 stehen mit den Kühlelementen 22 in direktem Kontakt. So kann Wärme vom Ringkern 10 über die Innenflächen 15 des Ringkerns 10 an die Außenflächen 23 der Kühlelemente 22 geleitet werden. Der Ringkern 10 umgibt somit die Kühlelemente 22 in der Ebene E senkrecht zur axialen Richtung A.
Die Kühlelemente 22 sind in dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel stabförmig ausgebildet. Die Längsachsen der stabförmig ausgebildeten Kühlelemente 22 sind parallel zu der axialen Richtung A ausgerichtet. Die Längsachsen der stabförmige ausgebildeten Kühlelemente 22 verlaufen alle parallel zueinander. Die Kühlelemente 22 sind um die zentrale Ringöffnung 18 herum angeordnet. In der Ebene E senkrecht zur axialen Richtung A sind die Kühlelemente 22 in einem Kreis angeordnet. Dieser Kreis kann, wie in dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel, konzentrisch zu den ringförmigen Oberflächen 11, 12 angeordnet sein. Die Kühlelemente 22 sind in dem Kreis in der Ebene E mit gleichen Abständen zwischen aufeinander folgenden Kühlelementen 22 angeordnet.
Die Kühlelemente 22 ragen in der axialen Richtung A in den Ringkern 10 hinein. Der Abstand a zwischen den planparallel angeordneten ringförmigen Oberflächen 11,12 wird in axialer Richtung A gemessen. Die Kühlelemente 22 können beispielsweise zu wenigstens 50% des Abstands a parallel zur axialen Richtung A von der zweiten Oberfläche 12 aus in den Ringkern 10 hineinragen. Die Kühlelemente 22 können beispielsweise auch zu wenigstens 75% des Abstands a von der zweiten Oberfläche 12 aus parallel zur axialen Richtung A in den Ringkern 10 hineinragen. Die Kühlelemente 22 können beispielsweise auch zu wenigstens 90% des Abstands a von der zweiten Oberfläche 12 aus parallel zur axialen Richtung A in den Ringkern 10 hineinragen. Die Kühlelemente 22 können aber beispielsweise auch von der zweiten Oberfläche 12 aus parallel zur axialen Richtung A bis zur ersten Oberfläche 11 durch den Ringkern 10 hindurchragen.
Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.

Claims

Ansprüche
1. Baugruppe (1) umfassend eine Ringkerndrossel (5), wobei die Ringkerndrossel (5) einen Ringkern (10) und einen den Ringkern (10) umgebenden elektrischen Leiter (6) umfasst, wobei der Ringkern (10) eine axiale Richtung (A) und eine zentrale Ringöffnung (18) aufweist und wobei an dem Ringkern (10) eine erste ringförmige Oberfläche (11) und eine von der ersten ringförmigen Oberfläche (11) abgewandte zweite ringförmige Oberfläche (12) ausgebildet sind, wobei die Baugruppe (1) weiterhin einen Kühlkörper (20) aus wärmeleitfähigem Material mit einer Oberseite (21) umfasst, wobei die Ringkerndrossel (5) auf der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) angeordnet ist und die zweite Oberfläche des Ringkerns (12) der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Kühlkörper (20) Kühlelemente (22) ausgebildet sind, die von der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) abragen, wobei in dem Ringkern (10) Ausnehmungen (14) ausgebildet sind, wobei jedes der Kühlelemente (22) in jeweils einer der Ausnehmungen (14) des Ringkerns (10) angeordnet ist und dergestalt in den Ringkern (10) hineinragt.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlelemente
(22) stabförmig ausgebildet sind.
3. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Kühlelemente (22) eine Außenfläche (23) aufweist, die komplementär zu einer Innenfläche (15) des Ringkerns (10) in der Ausnehmung (14), in der das jeweilige Kühlelement (22) angeordnet ist, ausgebildet ist, so dass jedes Kühlelement (22) an seiner Außenfläche (23) in mittelbaren und/oder unmittelbaren Kontakt mit der Innenfläche (15) des Ringkerns (10) in der zugehörigen Ausnehmung (14) steht.
4. Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenflächen
(23) der Kühlelemente (22) und die Innenflächen (15) des Ringkerns (10) zylinderförmig ausgebildet sind.
5. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kühlelemente (22) von der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) weg parallel zu der axialen Richtung (A) des Ringkerns (10) in die Ausnehmungen (14) hinein erstrecken.
6. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (14) in dem Ringkern (10) um die zentrale Ringöffnung (18) herum ausbildet sind.
7. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlelemente (22) in einer Ebene (E) senkrecht zu der axialen Richtung (A) in einem Kreis (28) angeordnet sind, wobei der Kreis insbesondere konzentrisch zu dem Ringkörper (10) ausgebildet ist.
8. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlelemente (22) senkrecht von einer ebenen Auflagefläche (26) an der Oberseite (21) des Kühlkörpers (20) abstehen, wobei die Auflagefläche (26) parallel zu der zweiten Oberfläche (12) des Ringkerns (10) angeordnet ist und durch einen Spalt (27) von der zweiten Oberfläche (12) beabstandet ist, wobei der elektrische Leiter (6) durch den Spalt (27) verläuft.
9. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (14) als Sacklöcher ausgebildet sind.
10. Baugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlelemente (22) zu wenigstens 50%, bevorzugt zu wenigstens 75%, besonders bevorzugt zu wenigstens 90% der Ausdehnung (a) des Ringkerns (10) in der axialen Richtung (A) in den Ringkern (10) hineinragen.
EP20800595.9A 2019-11-06 2020-10-28 Baugruppe umfassend eine ringkerndrossel und einen kühlkörper Pending EP4055619A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019217076.5A DE102019217076A1 (de) 2019-11-06 2019-11-06 Baugruppe umfassend eine Ringkerndrossel und einen Kühlkörper
PCT/EP2020/080258 WO2021089377A1 (de) 2019-11-06 2020-10-28 Baugruppe umfassend eine ringkerndrossel und einen kühlkörper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4055619A1 true EP4055619A1 (de) 2022-09-14

Family

ID=73043238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20800595.9A Pending EP4055619A1 (de) 2019-11-06 2020-10-28 Baugruppe umfassend eine ringkerndrossel und einen kühlkörper

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4055619A1 (de)
CN (1) CN114600206A (de)
DE (1) DE102019217076A1 (de)
WO (1) WO2021089377A1 (de)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19814897C2 (de) * 1998-04-02 2000-09-21 Vacuumschmelze Gmbh Induktives Bauelement für hohe Leistungen
JP2007234752A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Denso Corp コイル部品及びその製造方法
JP4635982B2 (ja) * 2006-08-09 2011-02-23 株式会社デンソー リアクトル
NL2011129C2 (nl) * 2013-07-09 2015-01-12 Eco Logical Entpr B V Compacte elektrische inrichting en daarop gebaseerde elektrodynamische luidspreker, elektromotor, roerinrichting en instelbare koppeling.
EP3330983B1 (de) * 2016-11-30 2023-10-04 Danfoss Editron Oy Induktive vorrichtung
US10892082B2 (en) * 2017-12-12 2021-01-12 Hamilton Sundstrand Corporation Systems and methods for cooling toroidal magnetics

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019217076A1 (de) 2021-05-06
CN114600206A (zh) 2022-06-07
WO2021089377A1 (de) 2021-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2463869B2 (de) Induktives Bauelement mit verbesserten Kerneigenschaften
WO2006103193A2 (de) Transformator mit elektrischer abschirmung
EP0293617B1 (de) Hochfrequenz-Leistungsübertrager
EP2462596B1 (de) Stromkompensierte drossel und verfahren zur herstellung einer stromkompensierten drossel
EP2751815A1 (de) Drossel und zugehöriges herstellungsverfahren
EP0809263B9 (de) Induktives Bauelement in flacher Bauform
WO2016050515A1 (de) Trockentransformatorkern
DE1292744B (de) Hochspannungswicklung fuer Transformatoren und Drosselspulen
EP1301931A1 (de) I-induktor als hochfrequenz-mikroinduktor
EP4055619A1 (de) Baugruppe umfassend eine ringkerndrossel und einen kühlkörper
WO2004019351A1 (de) Wicklungsanordnung
DE4311126C2 (de) Stromkompensierte Mehrfachdrossel in Kompaktbauweise
DE102013111433A1 (de) Planare symmetrische Spule für integrierte HF-Schaltungen
EP1425765A1 (de) Magnetisches bauelement
DE102019218317A1 (de) Ringkerndrossel für eine elektrische und/oder elektronische Baugruppe
WO2020015962A1 (de) Kernanordnung mit magnetischen eigenschaften für eine elektrische vorrichtung und drossel mit einer derartigen kernanordnung
DE10104648B4 (de) Hochfrequenz-Mikroinduktivität
EP3721458B1 (de) Elektrisches gerät mit pressplatten zum verspannen eines magnetisierbaren kerns
DE102008028196B4 (de) Filtereinheit für leistungselektronische Einheiten
DE3302192C2 (de)
CH639225A5 (de) Halbleiterschaltkreis mit mindestens einer in serie geschalteten drosselspule, insbesondere fuer elektrische umformer.
WO2019224029A1 (de) Elektrisches filterelement und elektrischer stromrichter
WO2024074532A1 (de) Spulenanordnung
DE102011055880B4 (de) Induktives Bauelement mit verbesserten Kerneigenschaften
EP0801443A1 (de) Dämpfungseinrichtung gegen Störströme elektronischer Komponenten

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220607

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)