WO2005052964A1 - Wärmeleitbrücke für ringkern-induktivitäten - Google Patents

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WO2005052964A1
WO2005052964A1 PCT/EP2004/010284 EP2004010284W WO2005052964A1 WO 2005052964 A1 WO2005052964 A1 WO 2005052964A1 EP 2004010284 W EP2004010284 W EP 2004010284W WO 2005052964 A1 WO2005052964 A1 WO 2005052964A1
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WO
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toroidal
toroidal component
base element
extension
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PCT/EP2004/010284
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English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Hundt
Original Assignee
Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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Classifications

    • 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

Definitions

  • the invention relates to a toroidal component with a toroidal core coil which consists of a toroidal core which is provided with at least one winding.
  • Such toroidal components are used in many areas of electronics. Especially when transmitting electrical power, the toroidal core coil can become not inconsiderably warm. Since the toroidal core is usually provided with a winding over most of its circumference, cooling is difficult to achieve. This applies in particular if the toroidal core is cast in a housing, for example.
  • the object of the present innovation is to provide a device which enables optimal cooling of the toroidal component and which can be processed in a simple manner.
  • the toroidal core component has a heat conducting bridge which is formed from a base element and an extension element, the toroidal core being arranged at least partially around the extension element.
  • the thermal bridge is shaped so that it absorbs the heat from the area around the toroid and dissipates it to the outside. Because the geometry of the toroid, particularly in its opening, it is very easy for heat to build up, it is important that the thermal bridge also extends into the opening of the toroid.
  • the base element and / or the extension element at least least in its interior, which is adjacent to the toroidal coil is cylindrical or rotationally symmetrical.
  • the thermal bridge is made up of a basic element and an extension element. In order to achieve good heat transfer between the two elements, the two elements are interconnected. This connection can be a detachable or a permanent connection. In any case, good heat transfer must be ensured at the connection point. In a special embodiment, the thermal bridge is formed in one piece. Which of these variants is used depends in particular on the manufacturing process and the shape of the thermal bridge.
  • the base element and / or the extension element has side cheeks which at least partially surround the toroidal core.
  • the distance between the toroidal core coil and the heat conducting bridge is kept as small as possible.
  • the heat-conducting bridge is shaped such that the toroidal core coil can be pushed onto the extension element in the direction of the base element.
  • the assembly of the thermal bridge is particularly easy. Because of the favorable heat transfer, it is particularly preferred if the heat conducting bridge or at least its side facing the toroidal core is at least partially adapted to the shape of the toroidal core coil.
  • a particularly suitable embodiment of the heat-conducting bridge has a rounded transition between its base element and its extension element.
  • the rounded transition can also be approximated conically or in stages.
  • a particularly good heat dissipation can be achieved in that the thermal bridge extends over as large a region as possible in the vicinity of the toroidal coil. Ideally, the toroidal core coil is then almost completely enclosed by the thermal bridge.
  • the disadvantage here is that the thermal bridge can no longer be constructed in one piece for assembly reasons. This results in the need for a heat-conducting bridge that can be assembled from at least two parts.
  • the base element and the extension element are joined together in such a way that the toroidal core coil is held by the heat conducting bridge.
  • the toroidal core component is then assembled in such a way that the toroidal core coil is first attached to a first component of the thermal bridge, e.g. the basic element or the extension element.
  • the at least one other component of the heat-conducting bridge is then connected to the first component.
  • Any connection technology such as screwing, riveting, pressing, jamming, gluing, soldering or welding, can be used.
  • the toroidal component also has a housing which is formed, for example, from plastic or metal.
  • a housing which is formed, for example, from plastic or metal.
  • the potting compound or adhesive used for this generally does not have a very high thermal capacity. This can be remedied by using special thermally conductive casting compounds or adhesives.
  • the heat conducting bridge can be preventively provided in whole or in part with insulation. Resins, varnishes, plastics or foils are suitable as insulating materials.
  • the thermal bridge is now constructed so that the heat generated by the toroidal core coil, especially in the direction of the base element, is dissipated to the outside.
  • any external cooling element such as a heat sink, can be connected to it. It is therefore usually advantageous if at least the basic element has a flat outer surface.
  • Such a toroidal component is often also installed on a printed circuit board.
  • particularly good cooling can be achieved in that the base element has a flat surface which faces the printed circuit board and is in thermal contact with the latter.
  • Heat dissipation is particularly efficient if the printed circuit board is provided with a metallic coating at least in the area of the contact point. The cooling is then the better, the larger the surface of the metallic coating is formed.
  • the metallic coating can protrude laterally beyond the base element or the toroidal core component.
  • Such metallic coatings on printed circuit boards can be produced in a simple manner as part of their normal manufacture.
  • an element that promotes heat transfer can be arranged between them. This can be, for example, pads, tapes or thermal paste.
  • the element that promotes heat transfer is self-adhesive.
  • Such self-adhesive, heat-conducting elements are well known for example from the contacting of PC processors with heat sinks.
  • an extension element, the toroidal core coil and, if necessary, a housing can then be added.
  • the thermal bridge can be fixed in position on the one hand and pressed on the heat sink on the other.
  • the holding force in relation to the external cooling element can preferably be produced when mounting on a printed circuit board by solder connections attached to the housing.
  • the correct positioning between the thermal bridge and a housing is advantageously achieved in that the base element or the housing has at least one groove, into which at least one extension of the housing or the base element engages.
  • Figure 1 shows an embodiment of a ring core component according to the innovation, which is provided with a housing and mounted on a circuit board.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment modified in comparison with FIG. 1, in which the surface facing the toroidal core coil is adapted to the shape of the toroidal core coil in cross section
  • 3 shows a ring core component in which the base element and the extension element of the thermal bridge are connected to one another in cross section by a detachable plug connection
  • FIG. 3 shows a ring core component in which the base element and the extension element of the thermal bridge are connected to one another in cross section by a detachable plug connection
  • FIG. 4 shows a thermal bridge with a base element and an extension element, the base element having two grooves in a perspective view
  • FIG. 5 shows a ring core component with a thermal bridge according to FIG. 4 in a perspective view
  • FIG. 6 shows a ring core component according to FIG. 5, which is mounted on a printed circuit board in cross section,
  • FIG. 7 shows a cross-section of a potted electronic module with a heat-conducting bridge screwed onto a printed circuit board
  • FIG. 8 shows a cross-section of a toroidal core component with a heat-conducting bridge, the base element of which has side walls which partially surround the toroidal core on the outside thereof.
  • Figure 9 is a thermal bridge with a toroidal coil attached, the transition between the base element and extension element is conically shaped in cross section, and
  • Figure 10 shows a thermal bridge with an attached toroidal coil, the transition between the base element and the extension element is stepped in cross section.
  • Figure 1 shows a cross section through an innovation
  • the toroidal component which is soldered to a circuit board 7 by means of connection pins 5.
  • the toroidal component comprises one Thermal bridge 4, which is formed from a base element 4a and an extension element 4b.
  • a housing 6 connected to the connection pins 5 comprises the toroidal core coil 1 and the major part of the heat conducting bridge 4.
  • the ring core 1, the heat conducting bridge 4 and the housing 6 are encapsulated by means of a casting compound 3.
  • the thermal bridge 4 is formed in one piece.
  • Metals for example aluminum, copper, steel, zinc or an alloy of these elements, are preferably suitable as the material for the thermal bridge 4.
  • FIG. 2 shows the same arrangement as FIG. 1, but with the difference that the base element 4a of the thermal bridge 4 is adapted to the ring core coil 1 on its side facing the ring core coil 1.
  • the distance between the toroidal coil 1 and the thermal bridge 4 is reduced in this area, which facilitates the heat transfer between these elements.
  • the thermal bridge adapted to the toroidal core coil 1 is manufactured using the metal injection molding process.
  • the heat conducting bridge 4 is formed from a base element 4a and an extension element 4b, which are connected to one another by means of a plug connection 4c.
  • the gap of the connector 4c is filled with a thermal paste.
  • a thermal conduction bridge 4 according to the invention is shown in perspective in FIG.
  • a base element 4a with a substantially rectangular base area has grooves 9a and is connected in one piece with a cylindrical symmetrical extension element 4b.
  • the extension element 4b is provided with an insulating tube 11.
  • it is designed as a metallic sintered element.
  • FIG. 5 shows a toroidal component in a perspective view using the heat-conducting bridge 4 shown in FIG. 4.
  • a toroidal core coil 1 is in a housing
  • the housing 6 has connection pins 5.
  • the thermal bridge 4 is inserted with the extension element 4b into the opening of the toroidal coil 1.
  • the position of the heat-conducting bridge 4 relative to the housing 6 is determined by means of a groove 9a and an extension 9b engaging in it.
  • the groove 9a is introduced into the heat-conducting bridge 4, while the extension 9b is located on the housing.
  • the groove 9a on the housing and the extension 9b on the thermal bridge 4 can also be arranged vice versa.
  • FIG. 6 shows the toroidal component according to FIG. 5 soldered onto a circuit board 7.
  • the circuit board 7 has a metallization (not shown in more detail) on its side facing the toroidal component.
  • the thermal contact between the base element la and the circuit board 7 is produced by means of a self-adhesive thermal pad or a thermal paste 8.
  • the fact that the thermal bridge 1 rests on the edge of the housing ⁇ means that it is printed flush on the surface of the printed circuit board 7.
  • the housing 6 is provided with connection pins 5, which are soldered to the printed circuit board 7 in such a way that a contact pressure from the housing 6 onto the base element 4a of the thermal bridge 4 in the direction of the printed circuit board
  • FIG. 7 Another variant is shown in FIG. 7.
  • the toroidal component does not have its own housing here. Not to them
  • the thermal bridge 4 has a thread and is screwed to the printed circuit board 7 by means of a screw 10.
  • the thermal bridge 4 is formed in one piece.
  • a toroidal core coil 1 is pushed onto the thermal bridge 4 and soldered to the printed circuit board 7.
  • Other electronic components 12 are arranged on the printed circuit board 7.
  • the printed circuit board 7 equipped in this way is arranged in an electronics housing 16 and cast by means of a casting resin 3.
  • the heat conducting bridge can additionally be provided with side walls 4c, 4d which at least partially surround the toroidal core 1 on the outside thereof. This is shown in cross section in FIG.
  • the casting compound 3 is provided with metal grains 13 or with metal powder.
  • FIG. 10 A cross section of a heat-conducting bridge 4 which is approximately adapted to the shape of the toroidal core coil 1 in partial areas is shown in FIG.
  • the transition area between the base element 4a and the extension element 4b is conically shaped. Analogously to this, the transition area in FIG. 10 is designed in stages.

Landscapes

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

Abstract

Ringkernbauelement mit einem Ringkern (1a), der mit wenigstens einer Wicklung (1b) umwickelt ist, und einer Wärmeleitbrücke (4), die aus einem Grundelement (4a) und einem Erweiterungselement (4b) gebildet ist, wobei der Ringkern (1) wenigstens teilweise um das Erweiterungselement (4b) herum angeordnet ist.

Description

Beschreibung
Wärmeleitbrücke für Ringkern-Induktivitäten
Die Erfindung betrifft ein Ringkernbauelement mit einer Ringkernspule, die aus einem Ringkern besteht, der mit wenigstens einer Wicklung versehen ist.
Derartige Ringkernbauelemente werden in vielen Bereichen der Elektronik eingesetzt. Insbesondere bei der Übertragung elektrischer Leistung kann es zu einer nicht unbeachtlichen Erwärmung der Ringkernspule kommen. Da der Ringkern in der Regel über den größten Teil seines Umfangs mit einer Wicklung versehen ist, ist eine Kühlung schwer zu realisieren. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Ringkern zum Beispiel in einem Gehäuse vergossen ist.
Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die eine optimale Kühlung des Ringkernbauelementes ermöglicht und die auf einfache Weise verarbeitet werden kann.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ringkernbauelement eine Wärmeleitbrücke aufweist, die aus einem Grundelement und einem Erweiterungselement gebildet ist, wobei der Ringkern wenigstens teilweise um das Erweiterungselement herum angeordnet ist.
Die Wärmeleitbrücke ist dabei so geformt, dass sie die Wärme aus der Umgebung des Ringkerns aufnimmt und nach außen ableitet . Da es wegen der Geometrie des Ringkerns besonders in dessen Öffnung sehr leicht zu einem Wärmestau kommt, ist es wichtig, dass sich die Wärmeleitbrücke auch in die Öffnung des Ringkerns hineinerstreckt .
Wegen der Form der Ringkernspule ist es außerdem günstig, wenn das Grundelement und/oder das Erweiterungselement zumin- dest in seinem Innenbereich, der an die Ringkernspule angrenzend, zylinder- oder rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
Die Wärmeleitbrücke ist aus einem Grundelement und einem Er- Weiterungselement aufgebaut. Um eine gute Wärmeübertragung zwischen den beiden Elementen zu erreichen, sind beide Elemente miteinander verbunden. Bei dieser Verbindung kann es sich um eine lösbare oder um eine dauerhafte Verbindung handeln. In jedem Fall muss an der Verbindungsstelle ein guter Wärmeübergang gewährleistet sein. In einer besonderen Ausführungsform ist die Wärmeleitbrücke einstückig ausgebildet. Welche dieser Varianten zum Einsatz kommt, hängt insbesondere vom Fertigungsverfahren und von der Form der Wärmeleitbrücke ab.
Um auch die im Außenbereich des Ringkerns anfallende Wärme ausreichend gut abzuleiten, ist es vorteilhaft, wenn das Grundelement und/oder das Erweiterungselement Seitenwangen aufweist, die den Ringkern wenigstens teilweise umfassen. Ge- nerell ist es im Sinne der Wärmeableitung günstig, wenn der Abstand zwischen der Ringkernspule und der Wärmeleitbrücke möglichst gering gehalten wird.
In einer besonders einfachen Ausführungsform ist die Wärme- leitbrücke so geformt, dass die Ringkernspule in Richtung des Grundelementes auf das Erweiterungselement aufgeschoben werden kann. Die Montage der Wärmeleitbrücke gestaltet sich damit besonders einfach. Besonders bevorzugt ist dabei wegen des günstigen Wärmeübergangs, wenn die Wärmeleitbrücke oder zumindest deren dem Ringkern zugewandte Seite wenigstens teilweise an die Form der Ringkernspule angepasst ist.
Bedingt durch die Form der Ringspule weist eine besonders geeignete Ausgestaltungsform der Wärmeleitbrücke einen ausge- rundeten Übergang zwischen deren Grundelement und deren Erweiterungselement auf. Der ausgerundete Übergang kann aber auch konisch oder stufig angenähert sein. Eine besonders gute Wärmeableitung kann dadurch erreicht werden, dass sich die Wärmeleitbrücke über einen möglichst großen Bereich der näheren Umgebung der Ringkernspule erstreckt. Im Idealfall ist die Ringkernspule dann nahezu vollständig von der Wärmeleitbrücke eingeschlossen. Nachteil hierbei ist, dass dann die Wärmeleitbrücke aus Montagegründen nicht mehr einstückig aufgebaut sein kann. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit einer aus wenigstens zwei Teilen zusammensetzbaren Wärmeleitbrücke. In einer für eine besonders gute Wärmeableitung bevorzugten Ausführungsform werden das Grundelement und das Erweiterungselement so zusammengefügt, dass die Ringkernspule von der Wärmeleitbrücke gehalten wird.
Der Zusammenbau des Ringkernbauelementes erfolgt dann in der Weise, dass zunächst die Ringkernspule an einem ersten Bestandteil der Wärmeleitbrücke, also z.B. dem Grundelement oder dem Erweiterungselement, positioniert wird. Anschließend wird der wenigstens eine andere Bestandteil der Wärmeleitbrü- cke mit dem ersten Bestandteil verbunden. Dabei können beliebige Verbindungstechniken, wie zum Beispiel Verschrauben, Vernieten, Verpressen, Verklemmen, Verkleben, Verlöten oder Verschweißen eingesetzt werden.
In vielen Fällen weist das Ringkernbauelement auch ein Gehäuse auf, das beispielsweise aus Kunststoff oder Metall gebildet ist. Um eine Beschädigung der Ringkernspule durch Vibrationen zu vermeiden, ist diese zumindest mit der Wärmeleitbrücke, in der Regel sogar zusätzlich mit dem Gehäuse, ver- klebt oder vergossen. Die hierzu verwendete Vergussmasse bzw. das Klebemittel weisen in der Regel eine nicht sehr hohe Wärmefähigkeit auf. Abhilfe kann durch die Verwendung spezieller wärmeleitender Vergussmassen bzw. Klebemittel geschaffen werden. Um die Wärmeleitfähigkeit zusätzlich zu erhöhen, ist es möglich, der Vergussmasse bzw. dem Klebemittel ein Metallpulver oder Metallkörner beizumengen. Weiterhin kann die Wärmeleitbrücke zur Vermeidung von Kurzschlüssen präventiv ganz oder teilweise mit einer Isolierung versehen sein. Als Isoliermaterial eignen sich z.B. Harze, Lacke, Kunststoffe oder Folien.
Die Wärmeleitbrücke ist nun so aufgebaut, dass die von der Ringkernspule erzeugte Wärme, vor allem in Richtung des Grundelementes, nach außen abgeführt wird. Je nach Ausgestaltung des Grundelementes kann daran ein prinzipiell beliebiges externes Kühlelement wie beispielsweise ein Kühlkörper angeschlossen werden. Daher ist es meist vorteilhaft, wenn zumindest das Grundelement eine ebene Außenfläche aufweist.
Häufig wird ein derartigen Ringkernbauelement auch auf einer Leiterplatte verbaut. In solchen Fällen kann eine besonders gute Kühlung dadurch erreicht werden, dass das Grundelement eine ebene Fläche aufweist, die der Leiterplatte zugewandt ist und mit dieser in thermischem Kontakt steht. Besonders effizient ist die Wärmeableitung dann, wenn die Leiterplatte zumindest im Bereich der Kontaktstelle mit einer metallischen Beschichtung versehen ist. Die Kühlung ist dann umso besser, je größer die Oberfläche der metallischen Beschichtung ausgebildet ist. Dabei kann die metallische Beschichtung seitlich über das Grundelement bzw. das Ringkernbauelement hinausra- gen. Derartige metallische Beschichtungen von Leiterplatten können im Rahmen von deren normaler Herstellung auf einfache Weise erzeugt werden. Um den thermischen Kontakt zwischen dem Grundelement und der Leiterplatte bzw. der metallische Beschichtung zu erhöhen, kann dazwischen ein die Wärmeübertra- gung förderndes Element angeordnet sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um Pads, Bänder oder um Wärmeleitpaste handeln.
Für bestimmte Herstellungsverfahren ist es von Vorteil, wenn das die Wärmeübertragung fördernde Element selbstklebend ist. Derartige selbstklebende, wärmeleitende Elemente sind bei- spielsweise aus der Kontaktierung von PC-Prozessoren mit Kühlkörpern weithin bekannt.
Hieraus ergibt sich bei bestimmten Fertigungsverfahren der Vorteil, dass zunächst die Wärmeleitbrücke bzw. wenigstens deren Grundelement auf eine externe Kühlvorrichtung wie beispielsweise einen Kühlkörper oder eine Leiterplatte geklebt und damit fixiert werden kann. In weiteren Schritten kann dann ein Erweiterungselement, die Ringkernspule und gegebe- nenfalls ein Gehäuse ergänzt werden. In diesem Fall kann die Wärmeleitbrücke durch das Gehäuse in seiner Lage zum Einen fixiert und zum Anderen auf den Kühlkörper gepresst werden. Die Haltekraft gegenüber dem externen Kühlelement kann bei der Montage auf einer Leiterplatte bevorzugt durch am Gehäuse angebrachte Lötanschlüsse hergestellt werden.
Die korrekte Positionierung zwischen der Wärmeleitbrücke und einem Gehäuse wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, dass das Grundelement bzw. das Gehäuse wenigstens eine Nut aufweist, in die wenigstens ein Fortsatz des Gehäuses bzw. des Grundelements eingreift.
Die Erfindung wird nachfolgend durch Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines neuerungsgemäßen Ringkernbauelementes, das mit einem Gehäuse versehen und auf einer Leiterplatte montiert ist.
Figur 2 ein gegenüber Figur 1 modifiziertes Ausführungsbeispiel, bei dem die der Ringkernspule zugewandte Oberfläche an die Form der Ringkernspule angepasst ist im Querschnitt, Figur 3 ein Ringkernbauelement, bei dem das Grundelement und das Erweiterungselement der Wärmeleitbrücke durch eine lösbare Steckverbindung miteinander verbunden sind im Querschnitt,
Figur 4 eine Wärmeleitbrücke mit einem Grundelement und einem Erweiterungselement, wobei das Grundelement zwei Nute aufweist in perspektivischer Ansicht,
Figur 5 ein Ringkernbauelement mit einer Wärmeleitbrücke gemäß Figur 4 in perspektivischer Ansicht,
Figur 6 ein Ringkernbauelement gemäß Figur 5, das auf einer Leiterplatte montiert ist im Querschnitt,
Figur 7 ein vergossenes Elektronikmodul mit einer auf eine Leiterplatte geschraubte Wärmeleitbrücke im Querschnitt,
Figur 8 ein Ringkernbauelement mit einer Wärmeleitbrücke, dessen Grundelement Seitenwangen aufweist, die den Ringkern auf dessen Außenseite teilweise umfassen im Querschnitt.
Figur 9 eine Wärmeleitbrücke mit aufgesetzter Ringkernspule, wobei der Übergang zwischen Grundelement und Erweiterungselement konisch geformt ist im Querschnitt, und
Figur 10 eine Wärmeleitbrücke mit aufgesetzter Ringkernspule, wobei der Übergang zwischen Grundelement und Erweiterungselement stufig geformt ist im Querschnitt .
Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein neuerungsgemäßes
Ringkernbauelement, das mittels Anschlusspins 5 auf eine Leiterplatte 7 gelötet ist. Das Ringkernbauelement umfasst eine Wärmeleitbrücke 4, die aus einem Grundelement 4a und einem Erweiterungselement 4b gebildet ist. Um das Erweiterungselement 4b herum ist die Ringkernspule 1, die aus einem gewickelten Magnetkern la und einer Wicklung lb besteht, angeordnet. Ein mit den Anschlusspins 5 verbundenes Gehäuse 6 um- fasst die Ringkernspule 1 sowie den größten Teil der Wärmleitbrücke 4. Der Ringkern 1, die Wärmeleitbrücke 4 sowie das Gehäuse 6 sind mittels einer Vergussmasse 3 vergossen. Die Wärmeleitbrücke 4 ist einstückig ausgebildet.
Als Material für die Wärmeleitbrücke 4 eignen sich bevorzugt Metalle, beispielsweise Aluminium, Kupfer, Stahl, Zink oder eine Legierung dieser Elemente.
Figur 2 zeigt dieselbe Anordnung wie Figur 1, jedoch mit dem Unterschied, dass das Grundelement 4a der Wärmeleitbrücke 4 auf seiner der Ringkernspule 1 zugewandten Seite der Ringkernspule 1 angepasst ist . Dadurch wird in diesem Bereich der Abstand zwischen der Ringkernspule 1 und der Wärmeleitbrücke 4 reduziert, was den Wärmeübergang zwischen diesen Elementen erleichtert. Die an die Ringkernspule 1 angepasste Wärmeleitbrücke ist im Metallspritzgussverfahren hergestellt.
Eine ähnliche Anordnung zeigt Figur 3. Hier ist die Wärme- leitbrücke 4 aus einem Grundelement 4a und einem Erweiterungselement 4b gebildet, welche mittels einer Steckverbindung 4c miteinander verbunden sind. Der Spalt der Steckverbindung 4c ist mit einer Wärmeleitpaste gefüllt. Um das Grundelement 4a und das Erweiterungselement 4b an deren Kon- taktstellen 2 in guten thermischen Kontakt zu bringen, ist es vorteilhaft, dazwischen eine die Wärmeübertragung fördernde Schicht anzubringen oder die Elemente an dieser Stelle zu verlöten oder zu verschweißen.
Eine neuerungsgemäße Wärmeleitbrücke 4 ist in Figur 4 in perspektivischer Darstellung gezeigt. Ein Grundelement 4a mit im wesentlichen rechteckiger Grundfläche weist Nute 9a auf und ist mit einem zylindersymmetrischen Erweiterungselement 4b einstuckig verbunden. Das Erweiterungselement 4b ist mit einem Isolierschlauch 11 versehen. Um die Ausbildung von Wirbelstromen und damit die Erzeugung von Warme im Inneren der Wärmeleitbrücke zu reduzieren ist diese als metallisches Sinterelement ausgebildet.
In Figur 5 ist ein Ringkernbauelement in perspektivischer Ansicht unter Verwendung der in Figur 4 gezeigten Warmeleitbru- cke 4 dargestellt. Eine Ringkernspule 1 ist in einem Gehäuse
6 angeordnet. Das Gehäuse 6 weist Anschlusspins 5 auf. Die Wärmeleitbrücke 4 ist mit dem Erweiterungselement 4b in die Öffnung der Ringkernspule 1 eingeschoben. Die Position der Wärmeleitbrücke 4 gegenüber dem Gehäuse 6 ist mittels einer Nut 9a und eines in diese eingreifenden Fortsatzes 9b bestimmt. In dem gezeigten Beispiel ist die Nut 9a in die Wärmeleitbrücke 4 eingebracht, wahrend sich der Fortsatz 9b am Gehäuse befindet. Prinzipiell kann jedoch auch umgekehrt die Nut 9a am Gehäuse und der Fortsatz 9b an der Wärmeleitbrücke 4 angeordnet sein.
Figur 6 zeigt das auf eine Leiterplatte 7 gelotete Ringkernbauelement gemäß Figur 5. Die Leiterplatte 7 weist auf Ihrer dem Ringkernbauelement zugewandten Seite eine nicht naher dargestellte Metallisierung auf. Der Warmekontakt zwischen dem Grundelement la und der Leiterplatte 7 wird mittels eines selbstklebenden Warmeleitpads oder einer Warmeleitpaste 8 hergestellt. Dadurch, dass die Wärmeleitbrücke 1 am Rand des Gehäuses β aufliegt, wird sie von diesem bundig auf die Ober- flache der Leiterplatte 7 gedruckt. Das Gehäuse 6 ist mit Anschlusspins 5 versehen, die mit der Leiterplatte 7 so verlötet sind, dass eine Anpresskraft vom Gehäuse 6 auf das Grundelement 4a der Wärmeleitbrücke 4 in Richtung der Leiterplatte
7 wirkt .
Eine andere Variante ist in Figur 7 gezeigt. Hier weist das Ringkernbauelement kein eigenes Gehäuse auf. Auf die nicht näher dargestellte Metallisierung einer Leiterplatte 7 ist eine Wärmeleitbrücke 4 angeordnet. Die Wärmeleitbrücke 4 weist ein Gewinde auf und ist mittels einer Schraube 10 mit der Leiterplatte 7 verschraubt. Die Wärmeleitbrücke 4 ist einstückig ausgebildet. Eine Ringkernspule 1 ist auf die Wärmeleitbrücke 4 aufgeschoben und mit der Leiterplatte 7 verlötet. Auf der Leiterplatte 7 sind noch andere elektronische Bauelemente 12 angeordnet. Die so bestückte Leiterplatte 7 ist in einem Elektronikgehäuse 16 angeordnet und mittels ei- nes Gießharzes 3 vergossen.
Um auch die auf der Außenseite der Ringkernspule 1 anfallende Wärme gut abzuleiten, kann die Wärmeleitbrücke zusätzlich mit Seitenwangen 4c, 4d versehen sein, die den Ringkern 1 auf dessen Außenseite wenigstens teilweise umfassen. Dies ist in Figur 8 im Querschnitt gezeigt. Um die Wärmeableitung weiter zu erhöhen, ist die Vergussmasse 3 mit Metallkörnern 13 bzw. mit Metallpulver versehen.
Eine in Teilbereichen näherungsweise an die Form der Ringkernspule 1 angepasste Wärmeleitbrücke 4 ist in Figur 9 im Querschnitt dargestellt. Der Übergangsbereich zwischen dem Grundelement 4a und dem Erweiterungselement 4b ist konisch geformt. Analog dazu ist der Übergangsbereich in Figur 10 stufig ausgebildet.
Bezugszeichenliste
la Ringkern lb Wicklung
1 Ringkernspule
2 Kontaktstelle
3 Vergussmasse
4 Wärmeleitbrücke
4a Grunde1ement
4b Erweiterungselement
5 Anschlusspin
6 Gehäuse
7 Leiterplatte
4c, 4d Seitenwangen
8 Wärmeübertragung förderndes Mittel
9 Nutverbindung
9a Nut
9b Fortsatz
10 Schraube
11 Isolierung
12 elektronisches Bauteil
13 Metallkörner
16 Elektronikgehäuse

Claims

Schutzansprüche
1. Ringkernbauelement mit einem Ringkern (la) , der mit wenigstens einer Wicklung (lb) umwickelt ist, und einer Wärmeleitbrücke (4), die aus einem Grundelement (4a) und einem Erweiterungselement (4b) gebildet ist, wobei der Ringkern (1) wenigstens teilweise um das Erweiterungselement (4b) herum angeordnet ist.
2. Ringkernbauelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Erweiterungselement (4b) mit dem Grundelement (4a) lösbar verbunden ist.
3. Ringkernbauelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Erweiterungselement (4b) mit dem Grundelement (4a) unlösbar verbunden ist.
4. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wärmeleitbrücke (4) einstückig ausgebildet ist.
5. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Übergang zwischen dem Grundelement (4a) und dem Erweiterungselement (4b) stufig oder konisch ausgebildet ist.
6. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die dem Ringkern (1) abgewandte Seite des Grundelements (4a) als ebene Fläche ausgebildet ist.
7. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) und/oder das Erweiterungselement (4b) Seitenwangen (4c, 4d) aufweist, die den Ringkern (1) auf dessen Außenseite wenigstens teilweise umfassen.
8. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die dem Ringkern (1) zugewandte Seite des Grundelements (4a) und/oder des Erweiterungselements (4b) wenigstens bereichsweise an die Form des Ringkerns (1) angepasst ist.
9. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprü- ehe, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) und/oder das Erweiterungselement (4b) wenigstens abschnittweise mit einem Gewinde versehen ist .
10. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) und/oder das Erweiterungselement (4b) im wesentlichen rotationssymmetrisch oder zylindrisch ausgebildet ist.
11. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) und/oder das Erweiterungselement (4b) eine im wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweist.
12. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) und/oder das Erweiterungselement (4b) aus Metall gebildet ist.
13. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Metall Aluminium, Kupfer, Stahl, Zink oder eine Legierung dieser Elemente ist.
14. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) und/oder das Erweiterungselement (4b) im Metallspritzgussverfahren hergestellt sind.
15. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) und/oder das Erweiterungselement durch Sintern hergestellt sind.
16. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Wärmeleitbrücke (4) wenigstens teilweise mit einer elektrischen Isolierung (11) versehen ist.
17. Ringkernbauelement nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die elektrische Isolierung (11) als Beschichtung aus Harz, Kunststoff oder einer Folie gebildet ist.
18. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass es auf einer Leiterplatte (7) angeordnet ist.
19. Ringkernbauelement nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement (4a) mit seiner der Leiterplatte (7) zugewandten Seite mit dieser in thermischem Kontakt steht.
20. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterplatte (7) auf ihrer dem Grundelement (4a) zu- gewandten Seite eine metallische Beschichtung aufweist.
21. Ringkernbauelement nach Anspruch 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die metallische Beschichtung wenigstens teilweise zwi- sehen dem Grundelement und der Leiterplatte angeordnet ist.
22. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen dem Grundelement und der Leiterplatte bzw. me- tallischen Beschichtung ein die Wärmeübertragung förderndes Element angeordnet ist.
23. Ringkernbauelement nach Anspruch 22, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Wärmeübertragung fördernde Element als Pad, Band oder Folie ausgebildet ist.
24. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Wärmeübertragung fördernde Element selbstklebend ist .
25. Ringkernbauelement nach Anspruch 24, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das die Wärmeübertragung fördernde Element eine Wärmeleitpaste ist.
26. Ringkernbauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass es durch ein Gehäuse zumindest teilweise umschlossen ist .
27. Ringkernbauelement nach Anspruch 26, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse einen Rand aufweist, an dem das Grundelement aufliegt .
28. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass eine von dem Gehäuse ausgehende Anpresskraft auf das Grundelement in Richtung der Leiterplatte wirkt.
29. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Gehäuse Lötanschlüsse aufweist.
30. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Grundelement bzw. das Gehäuse wenigstens eine Nut aufweist, in die wenigstens ein Fortsatz des Gehäuses bzw. des Grundelements eingreift.
31. Ringkernbauelement einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ringkern mit der Wärmeleitbrücke bzw. mit dem Gehäuse mittels einer Vergussmasse vergossen oder mittels eines Klebemittels verklebt ist.
32. Ringkernbauelement nach Anspruch 31, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Vergussmasse bzw. das Klebemittel wärmeleitend sind.
33. Ringkernbauelement nach einem der Ansprüche 31 oder 32, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Vergussmasse bzw. dem Klebemittel ein Metallpulver oder Metallkörner zugesetzt sind.
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