WO2017103075A1 - Monolithic inductance cores comprising a heat sink - Google Patents

Monolithic inductance cores comprising a heat sink Download PDF

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WO2017103075A1
WO2017103075A1 PCT/EP2016/081388 EP2016081388W WO2017103075A1 WO 2017103075 A1 WO2017103075 A1 WO 2017103075A1 EP 2016081388 W EP2016081388 W EP 2016081388W WO 2017103075 A1 WO2017103075 A1 WO 2017103075A1
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WO
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lamella
magnetic body
magnetic
thickness
bar
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/081388
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French (fr)
Inventor
Gérard DELETTE
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/06Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with core substantially closed in itself, e.g. toroid
    • H01F17/062Toroidal core with turns of coil around it
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings
    • H01F27/025Constructional details relating to cooling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08Cooling; Ventilating
    • H01F27/22Cooling by heat conduction through solid or powdered fillings

Definitions

  • the invention relates to an inductance core comprising a magnetic core integrating a heat sink.
  • FIG. 1 represents an inductance core 10 known from the state of the art and described in US Patent No. 2009/0146769 A1 [1], comprising:
  • the inductance core is generally implemented in an inductance circuit.
  • a magnetic excitation coil 13 is formed on a part of the magnetic body so as to generate, when traversed by an electric current, a magnetic induction in said part.
  • Such inductive circuits may, for example, be used in power converters, the function of which is to adapt the voltage and the current delivered by a source of electrical power to supply an electrical system.
  • a power converter also comprises electronic components functioning as switches (active components) switching at a given frequency f, and thus make it possible to supply the magnetic excitation coil.
  • the active components are transistors that are used to "cut" the input voltage in regular cycles.
  • inductance circuits are used to store and destock the electrical energy on each cycle and to smooth the output voltage to its average value.
  • the coil creates an alternating magnetic induction, in the magnetic body, of the same frequency.
  • This phenomenon is accompanied by magnetic losses which result in a heating of the magnetic body.
  • a larger increase may be observed in the area of the magnetic body where the magnetic induction takes place.
  • the magnetic losses evolve rapidly with the temperature of the magnetic body, which can exacerbate the disparities from one area to the other of the magnetic body, and also create runaway phenomena.
  • the power converters at higher frequencies f (for example greater than 1 MHz). Switching frequencies greater than 1 MHz are now accessible using active components including transistors made on Gallium Nitride (GaN). In this respect, those skilled in the art will be able to consult document A. M. LEARY [2].
  • the main advantage of this increase in frequency is to be able to reduce the volume of inductor circuits for applications, particularly in the fields of aeronautics and the automobile. However, the magnetic losses also increase with the switching frequency of the active components.
  • US patent 2009/0146769 Al proposes to segment the magnetic core and to intercalate between each segment 12 a heat sink 11 made of an electrically insulating material such as aluminum nitride (AlN).
  • Each heat sink allows a heat exchange between the magnetic core and the external environment.
  • US Pat. No. 7,573,362 B2 [3] proposes thermal drains made, this time, of an electrically conductive material, for example copper or aluminum.
  • the thermal drains of the patent [3] are the seat of induced currents that generate additional losses.
  • An object of the invention is then to provide an inductance circuit having heat dissipation means for cooling, effectively, at a relatively homogeneous temperature the magnetic core, while limiting the increase in the volume of said magnetic core, and the induced current losses.
  • Another object of the invention is also to propose an inductance circuit having heat dissipation means having a limited impact on the value of the inductance of said circuit.
  • an inductance core comprising:
  • a magnetic body comprising an exposed surface, and comprising at least a part of a median magnetic path
  • the heat sink is a lamella having a thickness E, said lamella has a first electrical conductivity in the direction of its thickness E, a second electrical conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the first electrical conductivity being less than the second electrical conductivity, the direction according to the thickness E is substantially perpendicular to the median magnetic path in at least one section of the magnetic body, the lamella being arranged so as to drain heat from the volume of the magnetic body towards the exposed surface.
  • the lamella is disposed in the inductance core so that the direction, perpendicular to the direction along the thickness E of the lamella, corresponds to the flow of heat, within the lamella, towards the exposed surface of the magnetic body.
  • the arrangement of the lamella-shaped heat drains according to the invention makes it possible to obtain a more homogeneous distribution of the temperature in the inductance core.
  • the anisotropic nature of the electrical conductivity of the drain according to the invention, and its arrangement in the magnetic body makes it possible to obtain a better homogeneity of the temperature in the magnetic body while limiting the effect of the induced currents.
  • the energy dissipated under the effect of the induced currents is proportional to the first electrical conductivity and the square of the thickness of the drain.
  • the drain leads the heat all the better in the direction perpendicular to the direction according to the thickness E that its second electrical conductivity (so that its second thermal conductivity) is high.
  • the higher this second electrical conductivity the smaller the thickness E of the drain can be to evacuate the heat. Consequently, the anisotropic nature of the heat sink makes it possible to obtain a good efficiency in terms of homogenization of the temperature while limiting the losses by induced currents.
  • the slats are arranged to limit the magnetic flux through the slat when the magnetic body is traversed by a magnetic flux in the direction of the median magnetic path.
  • the disruption of the inductance of an inductance circuit comprising the core inductance according to the invention is little, if any, affected by the presence of the heat sink.
  • the inductor core according to the invention does not impose, during its manufacture, cutting and assembly steps that affect the manufacturing cost of said inductor core.
  • the magnetic body has a toric shape.
  • the magnetic body comprises an axis of revolution
  • the lamella opens onto the exposed surface of the magnetic body, and is disposed in a median plane of the magnetic body, said plane being perpendicular to the axis of revolution.
  • the magnetic body comprises a bar extending along a longitudinal axis, the lamella being disposed in the volume of the bar, the direction along the thickness E being substantially perpendicular to the longitudinal axis.
  • the magnetic body comprises a first face disposed in the extension of the bar, and into which the lamella opens, the first face advantageously being perpendicular to the longitudinal axis.
  • the lamella is disposed in a plane comprising the longitudinal axis.
  • the magnetic body forms a closed magnetic loop, advantageously rectangular.
  • the magnetic body comprises a frame, the bar being arranged at the center of the frame so as to form two rectangular magnetic loops, symmetrical with respect to the bar, contiguous at a plane of symmetry of the closed off.
  • the rectangular frame comprises straight portions, at least one straight portion comprises at least one heat sink ,.
  • the core comprises an outer lateral surface, the lamella opening on said outer lateral surface.
  • the anisotropy factor of the first and second electrical conductivities of the lamella is greater than 1000, advantageously between 1000 and 100000.
  • the lamella also has a second thermal conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the second thermal and electrical conductivities are, respectively, greater than 1500 W / m / K, and 10 6 ( ⁇ . ⁇ ) 1 .
  • the lamella also has a first thermal conductivity in the direction of its thickness E, the first thermal and electrical conductivities are, respectively, less than 10 W / m / K, and 10 2 ( ⁇ . ⁇ ) - 1 .
  • the thickness E is less than 150 ⁇ , advantageously less than 100 ⁇ .
  • the coverslip comprises at least one of the elements chosen from: graphite sheet, graphene and carbon nanotubes.
  • the lamella is laminated, and comprises in the direction of its thickness E an alternation of electrically conductive layers and electrically insulating layers.
  • the invention also relates to an inductance circuit comprising:
  • a magnetic excitation coil intended to create a magnetic induction in the inductance core.
  • the invention also relates to a power converter comprising the inductor core or the inductance circuit.
  • the invention also relates to a method of manufacturing an inductance core comprising a magnetic body and a heat sink, the method comprising the steps of:
  • the powder injection molding being performed so as to provide a cavity in the magnetic body adapted to receive the heat sink, the body comprising an exposed surface, and forming at least a portion of a median magnetic path,
  • the heat sink being a lamella having a thickness E
  • said lamella has a first electrical conductivity in the direction of its thickness E, a second electrical conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the first electrical conductivity being less than the second electrical conductivity
  • the direction according to the thickness E is substantially perpendicular to the median magnetic path in at least one section of the magnetic body, the strip being arranged so as to drain heat from the volume of the magnetic body to the exposed surface.
  • FIG. 1 is a view from above of a schematic representation of an inductance core known from the prior art
  • FIGS. 2a to 2c are top views of representations of median magnetic paths in inductance cores according to the prior art
  • FIGS. 3a to 3c are schematic representations of an inductor core according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a schematic representation of the inductance core according to a second embodiment of the invention.
  • FIGS. 5a and 5b are diagrammatic representations of the inductance core according to a third embodiment of the invention.
  • FIGS. 6a to 6d are diagrammatic representations of the inductance core according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 7 is a view from above of a schematic representation of an inductance core known from the prior art
  • FIG. 8 represents the evolution of the temperature (on the horizontal axis) in the vicinity of the magnetic excitation coil in an inductance core and a function of the thickness E of the lamellae according to the invention
  • FIG. 9 is a schematic representation of the inductance core according to the fourth embodiment of the invention.
  • Lamella we mean by lamella an object having a small thickness, comprising two faces of larger area, substantially parallel, interconnected according to their contour.
  • the slat has a thickness E, in a direction substantially perpendicular to both faces, which corresponds to the distance between the two faces of the slat.
  • the faces although generally flat, may also have a curved surface so as to follow the shape of a magnetic path, where appropriate, itself curved.
  • L the largest dimension of the faces of the lamella (for example the length of said faces, if the latter are rectangular in shape).
  • the ratio L / E is advantageously greater than 50.
  • Median magnetic path we mean by median magnetic path a closed contour traversing the whole magnetic circuit and on which the circulation of the magnetic field H is equal to N * 1, that is to say the magnetomotive force (N being the number of turns the coil which will be described in the following description, and I the current flowing through said coil). Moreover on this contour, the magnetic field vector is tangent at every point of the contour.
  • the magnetic path materializes the direction of the magnetic flux traversing the magnetic circuit.
  • the median magnetic path is the median path between the smallest and the largest magnetic path in the magnetic body.
  • the magnetic body forms at least one closed geometric loop, for example a torus 100 (FIG. 2a), a rectangular or square frame 300 (FIG. 2b), two rectangles 400 contiguous to one another on their side and in the same plan ( Figure 2c).
  • the dashed lines 101, 301 and 401 represent the median magnetic paths in each of these three configurations.
  • Cross Section means the section resulting from the intersection of a plane perpendicular to the longitudinal axis of an elongated element.
  • Exposed surface we mean by exposed surface, a surface of a body exposed to the external environment.
  • the inductor core comprises a magnetic body.
  • the magnetic body forms a magnetic path, advantageously closed.
  • the magnetic body comprises a median magnetic path.
  • a magnetic excitation coil comprising a number N of turns of a conductive material may be present around a portion of the magnetic body to form an inductance circuit.
  • the inductance circuit has an inductance value LM defined by the geometrical characteristics of the magnetic body, and the number of turns N.
  • the magnetic body may comprise a magnetic material of magnetic permeability greater than 50 ( ⁇ ⁇ > 50).
  • the magnetic material may comprise a ferrite oxide of spinel crystallography structure.
  • the magnetic permeability of such materials is stable in the high frequency range.
  • the most common magnetic materials respond to the formulation:
  • the magnetic body comprises Mn- x Zn x Fe20 4 , with x between 0.3 and 0.6, the magnetic permeability ⁇ changes with x, and is between 500 and 1000.
  • a preferred embodiment for the magnetic body comprises the injection molding of NiZn ferrite powder or MnZn ("PIM" or "Powder Injection Molding" according to the English terminology). Saxon).
  • the ferrite type materials also have high electrical resistivity values, which makes it possible to limit the losses due to induced currents.
  • the materials Mn- x Zn x Fe20 4 and Ni- x Zn x Fe 2 O 4 also have the advantage of being available on an industrial scale.
  • the inductor core also includes at least one heat sink.
  • the heat sink is included in the volume of the magnetic body.
  • the heat sink is a lamella with a thickness E.
  • the lamella has a first electrical conductivity, in the direction of its thickness E, and a second electrical conductivity, c m a X , perpendicular to the direction of its thickness E.
  • the first Electrical conductivity is lower than the second electrical conductivity.
  • the electrical conductivity of the coverslip is anisotropic.
  • an electrical conductivity anisotropy factor as the ratio between the second electrical conductivity and the first electrical conductivity.
  • the anisotropy factor of electrical conductivity is advantageously greater than 1000, more particularly between 1000 and 100000.
  • second electrical conductivity, c m X perpendicular to the direction of the thickness E of the lamella, we mean a conductivity according to the surfaces defined by the faces of the lamella (also called plane of the lamella).
  • the second electrical conductivity Omax is not necessarily the same in all directions of the plane of the lamella.
  • the electrical conductivity along the plane of the lamella is also anisotropic, and two second electrical conductivities c m axi and c m a X 2 can be defined.
  • the first electrical conductivity is less than the second electrical conductivity, it is understood that is less than c m axi and c m a X 2.
  • we will confuse c m axi and c m a X 2 and consider only being understood that the skilled person with this general knowledge can adapt the various embodiments to a slat having anisotropic conductivity according to its plan. The skilled person can also adapt these teaching to the second thermal conductivity presented in the following description.
  • the first electrical conductivity ⁇ mm may be less than 10 2
  • the second electrical conductivity m ax may be greater than 10 6 ( ⁇ . ⁇ ) "
  • the lamella may have a first thermal conductivity, mm , in the direction of its thickness E, and a second thermal conductivity, m ax, perpendicular to the direction of its thickness E.
  • the first thermal conductivity is less than the second thermal conductivity.
  • the thermal conductivity of the lamella is anisotropic.
  • the thermal conductivity anisotropy factor is advantageously greater than 100, more particularly between 100 and 1000.
  • the direction along the thickness E is essentially perpendicular to the median magnetic path in at least one section of the magnetic body (we will see in the various embodiments the arrangement of the lamella with respect to the median magnetic path ).
  • the section of the magnetic body in which the coverslip can also be called volume section.
  • the section may be a straight portion of said frame and / or the bar.
  • the section may be a section of said magnetic body.
  • the first thermal conductivity, mm may be less than 10
  • the second thermal conductivity, m ax can be greater than 1500
  • the lamella comprises at least one of the elements chosen from: graphite foil, high orientation graphite foil, graphene and carbon nanotubes.
  • the skilled person will find in reference [4] the thermal properties of graphene.
  • the graphite may, for example, be high orientation pyrolitic graphite ("Highly Oriented Pyrolitic Graphite" in Anglo-Saxon terminology). This type of graphite is generally in lamellar form, and can be obtained by techniques known from the state of the art. In this respect the skilled person can consult the reference [5] cited at the end of the description.
  • the lamella is laminated, and comprises in the direction of its thickness E an alternation of conductive layers and insulating layers, for example a stack comprising alternating layers of copper and aluminum nitride layers.
  • the magnetic body 100 has a toric shape, and comprises a surface 102 exposed to the external environment.
  • the magnetic excitation coil 103 is formed around at least a part of the magnetic body 100.
  • the magnetic excitation coil 103 When traversed by a current, the magnetic excitation coil 103 creates lines of magnetic inductions in the magnetic body 100.
  • the magnetic induction lines are then, essentially, confined in the torus, and form concentric circles. .
  • the body comprises an axis of revolution 104 and a median plane 105 perpendicular to the axis of revolution 104.
  • Two inner concentric circles 101a and 101b outer form the intersection of the torus with the median plane.
  • the median concentric circle 101 of the two inner concentric circles 101a and outer 101b then corresponds to the median magnetic path 101.
  • the lamella 110 may be flat, and disposed in the median plane 105 of the body ( Figure 3a).
  • the lamella 110 can match the curvature of the median magnetic path 101 and be perpendicular to the median plane 105.
  • lamellae 110 may be arranged in the magnetic body 100.
  • the or lamella 110 is arranged to conform to the flow of the flow lines in the body, ie the direction along the thickness E of the lamella is substantially perpendicular to the magnetic flux lines flowing in the magnetic body 100. Furthermore, the strip 110 opens onto the exposed surface 102 of the magnetic body 100.
  • the magnetic flux, created by the coil 103, through the lamella 110 is minimal, or even zero.
  • the magnetic body 200 comprises a bar 200a.
  • the bar 200a comprises a longitudinal axis 204 coincides with the median magnetic path 201 in said bar 200a.
  • the cross section of the bar 200a is constant and may be, without limiting the invention, circular, square or rectangular.
  • the magnetic body 200 comprises a first face (not shown) exposed to the external environment, and in the extension of the bar 200a along its longitudinal axis 204.
  • the magnetic excitation coil 203 is formed around a portion of the bar , and is intended to create magnetic induction lines in the bar 200a.
  • the magnetic induction lines are essentially parallel to the longitudinal axis 204 of the bar 200a.
  • the strip 210 is disposed in the bar 200a, so that the direction along the thickness E is perpendicular to the longitudinal axis 204 of the bar 200a.
  • the lamella 210 also opens onto the first face of the bar 200a.
  • Several lamellae 210 may be arranged in the bar 200a.
  • the magnetic flux through the lamella is minimal or zero.
  • the magnetic body 300 has the shape of a rectangular frame 300a comprising straight portions of constant cross section, each straight part comprising a longitudinal axis.
  • the rectangular frame 300a forms a rectangular magnetic loop.
  • the rectangular frame 300a includes an outer side surface 306.
  • the rectangular frame 300a includes a first surface 306a and a second surface 306b parallel to each other, perpendicular to the outer side surface 306, and connected by said outer side surface 306.
  • the magnetic excitation coil 303 is formed around a first right portion of the rectangular frame 300a, which we will now call bar 300b.
  • the magnetic excitation coil 303 is intended to create magnetic induction lines in the bar 300b.
  • Two concentric rectangles 301a and 301b form the intersection of the frame with a median plane 305, the median plane 305 being parallel to the first 306a and second 306b surfaces of the rectangular frame 300a.
  • the median magnetic path 301 (shown in broken lines in FIG. 5a) is then the median rectangle of the two concentric rectangles 301a and 301b.
  • Each side of the median rectangle is collinear with the longitudinal axis of the right part in which it is located.
  • the lamella 310 may be flat and arranged in the bar 300b of the magnetic frame 300 so that the direction along the thickness E of the lamella 310 is perpendicular to the median magnetic path 301 in said bar 300b.
  • the lamella 310 may be disposed in the median plane 305.
  • the lamella 310 extends from the axis longitudinal of the bar 300b, parallel to the median plane 305, and opens out from the outer lateral surface 306 of the rectangular frame 300a.
  • the rectangular frame 300a comprises a first face 307 disposed at the surface 306.
  • the first face is also disposed in the extension of one end of the bar 300b, and perpendicular to the longitudinal axis of said bar 300b.
  • the coverslip can then extend also in the direction of the longitudinal axis and lead to the first face 307.
  • the magnetic flux created by the magnetic excitation coil 303 is minimal or even zero.
  • slats can be arranged in the rectangular frame 300a, and more particularly in each of the straight portions of the rectangular frame 300a.
  • the bar 400b described in the second embodiment of the invention is disposed in the center of a rectangular frame 400a so as to form two rectangular magnetic loops, symmetrical with respect to the bar, and contiguous at a plane of symmetry of the bar 400b.
  • This configuration is known as E or E-E.
  • the rectangular frame 400a comprises straight portions of surface cross section A.
  • the cross section of the bar 400b has a surface area of 2xA (the area of the cross section of the bar is thus twice the cross sectional area of the parts right of the frame).
  • the rectangular frame 400a includes an outer side surface 406.
  • the rectangular frame 400a comprises a first surface 406a and a second surface 406b parallel to each other, perpendicular to the outer lateral surface 406, and connected by said outer lateral surface 406 (seen in section ZZ 'of the magnetic body, in Figure 6b).
  • the bar 400b includes an exposed surface 406c.
  • the magnetic excitation coil 403 is formed around a portion of the bar 400b.
  • the magnetic excitation coil 403 is intended to create a magnetic induction in the bar 400b.
  • the magnetic flux originates in bar 400b along the longitudinal axis of said bar 400b, and flows symmetrically from one end of bar 400b into rectangular frame 400a to loop back into the other end of the bar. bar 400b.
  • Each rectangular magnetic loop therefore comprises a median magnetic path 401a and 401b (broken line in Figure 6a).
  • two median magnetic paths 401a and 401b circulate in the bar 400b, parallel to the longitudinal axis of the bar 400b.
  • the lamella 410 may be flat and arranged in the bar 400b so that the direction along the thickness E of the lamella 410 is perpendicular to the median magnetic path 401a, 401b in said bar 400b.
  • the lamella 410 extends along a plane comprising the longitudinal axis of the bar 400b, said plane being perpendicular to a median plane 405 of the rectangular frame 400a.
  • the median plane 405 includes the longitudinal axis of the bar 400b, and is parallel to the plane of the rectangular frame 400a.
  • the plate 410 then opens onto the exposed surface 406c of the bar 400b.
  • the rectangular frame 400a includes a first face 407.
  • the first face 407 is disposed at the outer lateral surface 406 of the rectangular frame 400a, and in the extension of a first end of the bar 400b.
  • the lamella 410 can then also extend in the direction of the longitudinal axis and lead to the first face 407.
  • FIG. 6c shows two lamellae 410 included in the bar 400b, each lamella 410 is disposed symmetrically with respect to the longitudinal axis of the bar 400b, and in a plane perpendicular to the median plane of the rectangular frame 400a comprising the longitudinal axis. of the 400b bar. Each of the two lamellae 410 also extends parallel to the axis of the bar 400b, and opens out on the first face 407.
  • the two lamellae 410 previously described are added two additional lamellae 410.
  • the additional lamellae 410 are arranged symmetrically with the two lamellae previously described with respect to the center C of the bar 400b.
  • the additional strips 410 open on a second face 408 of the rectangular frame, disposed at the outer lateral surface, and in the extension of a second end of the bar.
  • the direction along the thickness E of the lamella is perpendicular to the median magnetic path.
  • the body may comprise an air gap ("gap gap" in the Anglo-Saxon terminology) of thickness less than 5% of the length of the median magnetic path.
  • the slats 410 or present in the bar 400b can also lead into the gap.
  • the first face, and possibly the second face, is advantageously maintained by a temperature control system at a constant temperature, for example a temperature of between 50 and 100 ° C., for example 80 ° C.
  • the thermal regulation system is a cold source that imposes a constant and uniform temperature on the face on which it is affixed.
  • the cold source may be for example a solid of high inertia attached to the magnetic body or a fluid flowing on said face.
  • the Applicant has found that the zone for which the greatest rise in temperature is observed is in the vicinity of the magnetic excitation coil. For the second, third and fourth examples of magnetic bodies, the greatest rise in temperature is therefore observed in the bar.
  • Figure 7 shows the temperature distribution in a magnetic body, as described in the fourth example.
  • the temperature distribution is obtained by a numerical simulation based on a finite element solving method.
  • the general characteristics of the magnetic body considered are given in Table 1: Material Ni- x ZnxFe20 4
  • zone A is the hottest zone and has a temperature of 135 ° C, while the first and second faces are maintained at 80 ° C.
  • FIG. 8 represents the temperature, in degrees Celsius, of zone A (on the horizontal axis) as a function of the thickness E, in micrometers, of the four lamellae arranged in the bar.
  • zone A The greater the thickness of the lamellae, the more the temperature of zone A decreases and tends, asymptotically, towards the temperature first and second faces of the rectangular frame, maintained in this example at 80 ° C.
  • the lamellae are arranged in the core so that the heat produced in the core flows from the hot zones of the core to the thermalized core faces (maintained at a constant temperature)
  • slats 150 ⁇ thick reduce the temperature difference between the zone A and the first and second faces at about 20 ° C.
  • the arrangement of the lamella-shaped heat drains according to the invention makes it possible to obtain a more homogeneous distribution of the temperature in the inductance core.
  • the anisotropic nature of the drain according to the invention, and its arrangement in the magnetic body makes it possible to obtain a better homogenization of the temperature in the magnetic body while limiting the effect of the induced currents.
  • the energy dissipated under the effect of the induced currents is proportional to the first electrical conductivity and the square of the thickness of the drain.
  • the drain leads the heat all the better in the direction perpendicular to the direction according to the thickness E that its second thermal conductivity (so that its second electrical conductivity) is high.
  • the lamellae at a thickness E less than 150 ⁇ , preferably less than 100 ⁇ .
  • the arrangement of the lamellae according to the invention makes it possible to limit the effect on the inductance of an inductance circuit comprising an inductance core according to the invention.
  • it is not necessary to add turns to the magnetic excitation coil, and therefore to increase the volume of the inductance circuit.
  • the frame comprises straight portions. At least one straight portion may comprise at least one heat sink 410.
  • thermal drains 410 are disposed in the rectangular frame 400a.
  • the rectangular frame includes first sections parallel to the bar 400b, and second sections perpendicular to the bar 400b.
  • the heat sink 410 may be included in a plane comprising the longitudinal axis of the first or second section comprising said heat sink, and perpendicular to the median plane 405 of the rectangular frame 400a.
  • Each first section may comprise one or two thermal drains 410.
  • the heat sink 410 may be included in a plane comprising the longitudinal axis of the first section comprising said heat sink, and perpendicular to the median plane 405 of the rectangular frame.
  • the heat sink 410 may open into one of the first 406a or second 406b surfaces.
  • two thermal drains 410 are included in each first section of the rectangular frame 400a, and open respectively into the first 406a and the second 406b surfaces.
  • the second sections of the rectangular frame 400a may also comprise thermal drains 410.
  • the heat sink 410 is included in a plane comprising the longitudinal axis of the second section comprising said heat sink, and perpendicular to the median plane 405 of the rectangular frame 400a.
  • the heat sink 410 may open into one of the first 406a or second 406b surfaces.
  • thermal drains 410 are included in each second section of the rectangular frame 400a.
  • two drains open into the first surface 406a, and the other two into the second surface 406b, and so that two thermal drains 410 opening into the same surface are arranged symmetrically with respect to the plane comprising the longitudinal axis of the bar 400b, and perpendicular to the median plane 405.
  • This technique comprises a first step of forming a masterbatch comprising an organic material (for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene), and inorganic powders (for example, for the intended application, oxides of the type ferrite, for example Mn- x Zn x Fe 2 O 4 and Ni- x Zn x Fe 2 O 4 , and with a particle size of the order of 10 to 20 ⁇ ).
  • an organic material for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene
  • inorganic powders for example, for the intended application, oxides of the type ferrite, for example Mn- x Zn x Fe 2 O 4 and Ni- x Zn x Fe 2 O 4 , and with a particle size of the order of 10 to 20 ⁇ .
  • the molded part is then debinded (Anglo-Saxon terminology) at a temperature between 400 and 700 ° C (for example 500 ° C) to remove organic matter.
  • the debinding step is then followed by a sintering step ("sintering" according to the Anglo-Saxon terminology), conducted at a temperature of between 900 and 1300 ° C. (for example 1220 ° C. for a ferrite oxide Mn). x Zn x Fe20 4 ) thus making it possible to increase the density of the piece thus formed.
  • the magnetic body may be made in one piece, or may comprise an assembly of several pieces (for example an assembly of two pieces in E, or an E-piece and an I-piece, or a U-piece and a piece in I).
  • one or more molds may be necessary. The mold is also machined to make cavities in the magnetic body for receiving the slats.
  • the lamellae are then introduced into cavities (formed during the molding step) and assembled, by techniques known to those skilled in the art and as described in document [7], to the using a thermal paste that connects with the core.
  • the thermal paste may, for example, be based on polyethylene glycol diluted in ethylcellulose.

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Abstract

The invention relates to an inductance core comprising: a magnetic body (400) comprising an exposed surface (406) and forming a median magnetic path (401a, 401b); and a heat sink (410) comprised in the magnetic body (400). The heat sink (410) is a strip of a certain thickness, said strip having a first conductivity according to the thickness direction thereof, and a second conductivity perpendicularly to the thickness direction thereof, the first conductivity being lower than the second conductivity, the direction according to the thickness being perpendicular to the median magnetic path (401a, 401b) in the volume of the magnetic body (400), the strip being arranged in such a way as to drain the heat towards the exposed surface (406).

Description

NOYAUX D'INDUCTANCE MONOLITHIQUE INTEGRANT UN DRAIN THERMIQUE  MONOLITHIC INDUCTANCE CORES INTEGRATING THERMAL DRAIN
DESCRIPTION DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTÉRIEUR TECHNICAL FIELD AND PRIOR ART
L'invention concerne un noyau d'inductance comprenant un noyau magnétique intégrant un drain thermique. The invention relates to an inductance core comprising a magnetic core integrating a heat sink.
La figure 1 représente un noyau d'inductance 10 connu de l'état de la technique et décrit dans le brevet US 2009/0146769 Al [1] comprenant :  FIG. 1 represents an inductance core 10 known from the state of the art and described in US Patent No. 2009/0146769 A1 [1], comprising:
- un corps magnétique 10a,  a magnetic body 10a,
- au moins un drain thermique 11.  at least one heat sink 11.
Le noyau d'inductance, illustré à la figure 1, est généralement mis en œuvre dans un circuit à inductance. Pour ce faire, une bobine 13 d'excitation magnétique est formée sur une partie du corps magnétique de manière à générer, lorsqu'elle est parcourue par un courant électrique, une induction magnétique dans ladite partie. De tels circuits à inductance peuvent, par exemple, être utilisés dans des convertisseurs de puissance, dont la fonction est d'adapter la tension et le courant délivrés par une source de puissance électrique pour alimenter un système électrique. Un convertisseur de puissance comprend également des composants électroniques fonctionnant comme des interrupteurs (composant actifs) commutant à une fréquence donnée f, et permettent ainsi d'alimenter la bobine d'excitation magnétique. Dans le cas des convertisseurs DC/DC par exemple, les composants actifs sont des transistors qui sont utilisés pour « découper » la tension d'entrée selon des cycles réguliers. Afin de délivrer une tension continue en sortie, des circuits à inductance sont utilisés pour stocker et déstocker l'énergie électrique sur chaque cycle et pour lisser la tension de sortie à sa valeur moyenne.  The inductance core, illustrated in Figure 1, is generally implemented in an inductance circuit. To do this, a magnetic excitation coil 13 is formed on a part of the magnetic body so as to generate, when traversed by an electric current, a magnetic induction in said part. Such inductive circuits may, for example, be used in power converters, the function of which is to adapt the voltage and the current delivered by a source of electrical power to supply an electrical system. A power converter also comprises electronic components functioning as switches (active components) switching at a given frequency f, and thus make it possible to supply the magnetic excitation coil. In the case of DC / DC converters for example, the active components are transistors that are used to "cut" the input voltage in regular cycles. In order to deliver a DC output voltage, inductance circuits are used to store and destock the electrical energy on each cycle and to smooth the output voltage to its average value.
Dès lors qu'elle est traversée par un courant a lternatif de fréquence f, la bobine crée une induction magnétique alternative, dans le corps magnétique, de même fréquence. Ce phénomène s'accompagne de pertes magnétiques qui se traduisent par un échauffement du corps magnétique. En pa rticulier, un écha uffement plus important peut être observé dans la zone du corps magnétique où prend naissance l'induction magnétique. Il est, par ailleurs, connu que les pertes magnétiques évoluent rapidement avec la température du corps magnétique, ce qui peut exacerber les disparités d'une zone à l'autre du corps magnétique, et également créer des phénomènes d'emballement. As soon as it is crossed by an alternating current of frequency f, the coil creates an alternating magnetic induction, in the magnetic body, of the same frequency. This phenomenon is accompanied by magnetic losses which result in a heating of the magnetic body. In particular, a larger increase may be observed in the area of the magnetic body where the magnetic induction takes place. It is, moreover, known that the magnetic losses evolve rapidly with the temperature of the magnetic body, which can exacerbate the disparities from one area to the other of the magnetic body, and also create runaway phenomena.
II est en outre envisagé d'utiliser les convertisseurs de puissance à des fréquences f plus élevées (par exemple supérieures à 1 MHz). Les fréquences de commutation supérieures à 1 MHz sont désormais accessibles en utilisant des composants actifs comprenant des transistors faits sur du Nitrure de Gallium (GaN). A cet égard, l'homme du métier pourra consulter le document A. M. LEARY [2]. Le principal intérêt de cette montée en fréquence est de pouvoir réduire le volume des circuits à inductance pour des applications, notamment, dans les domaines de l'aéronautique et de l'automobile. Cependant, les pertes magnétiques augmentent également avec la fréquence f de commutation des composants actifs.  It is furthermore envisaged to use the power converters at higher frequencies f (for example greater than 1 MHz). Switching frequencies greater than 1 MHz are now accessible using active components including transistors made on Gallium Nitride (GaN). In this respect, those skilled in the art will be able to consult document A. M. LEARY [2]. The main advantage of this increase in frequency is to be able to reduce the volume of inductor circuits for applications, particularly in the fields of aeronautics and the automobile. However, the magnetic losses also increase with the switching frequency of the active components.
Il est alors impératif de dissiper la chaleur produite dans le noyau magnétique, et plus particulièrement de maintenir une température relativement homogène dans tout son volume.  It is then imperative to dissipate the heat produced in the magnetic core, and more particularly to maintain a relatively homogeneous temperature throughout its volume.
A cet effet, le brevet US 2009/0146769 Al [1] propose de segmenter le noyau magnétique et d'intercaler entre chaque segment 12 un drain thermique 11 fait d'un matériau électriquement isolant par exemple du nitrure d'aluminium (AIN). Chaque drain thermique permet un échange de chaleur entre le noyau magnétique et l'environnement extérieur.  For this purpose, US patent 2009/0146769 Al [1] proposes to segment the magnetic core and to intercalate between each segment 12 a heat sink 11 made of an electrically insulating material such as aluminum nitride (AlN). Each heat sink allows a heat exchange between the magnetic core and the external environment.
Cependant, cette solution n'est pas satisfaisante.  However, this solution is not satisfactory.
En effet, cette approche conduit à des entrefers importants qui modifient l'inductance du circuit à inductance. Il est alors nécessaire d'ajouter des spires sur la bobine d'excitation magnétique pour maintenir l'inductance du circuit à la valeur désirée. Il en résulte une augmentation de volume du circuit à inductance. Or, pour certaines applications, il est souhaitable, voire primordial, que les circuits à inductance occupent le plus faible volume possible. Par ailleurs, la réduction de volume permise par la montée en fréquence f de commutation des composants actifs est alors au moins partiellement neutralisée par les drains thermiques selon l'art antérieur. Indeed, this approach leads to important air gaps that modify the inductance of the inductance circuit. It is then necessary to add turns on the magnetic excitation coil to maintain the inductance of the circuit at the desired value. This results in an increase in the volume of the inductance circuit. However, for certain applications, it is desirable, even primordial, that the inductor circuits occupy the smallest possible volume. Moreover, the volume reduction permitted by the increase in switching frequency of the active components is then at least partially neutralized by the thermal drains according to the prior art.
En outre, la mise en œuvre du circuit, selon l'art antérieur précité, impose des opérations de découpe et d'assemblage qui ont une incidence non négligeable sur le coût de fabrication du noyau magnétique.  In addition, the implementation of the circuit, according to the aforementioned prior art, imposes cutting and assembly operations which have a significant impact on the manufacturing cost of the magnetic core.
De manière similaire, le brevet US 7,573,362 B2 [3] propose des drains thermiques faits, cette fois, d'un matériau conducteur électrique, par exemple du cuivre ou de l'aluminium.  Similarly, US Pat. No. 7,573,362 B2 [3] proposes thermal drains made, this time, of an electrically conductive material, for example copper or aluminum.
Cette solution n'est pas non plus satisfaisante.  This solution is not satisfactory either.
En effet, en plus de présenter les inconvénients de la demande de brevet [1], les drains thermiques du brevet [3] sont le siège de courants induits qui génèrent des pertes supplémentaires.  Indeed, in addition to presenting the drawbacks of the patent application [1], the thermal drains of the patent [3] are the seat of induced currents that generate additional losses.
Un but de l'invention est alors de proposer un circuit à inductance présentant des moyens de dissipation de chaleur permettant de refroidir, efficacement, à une température relativement homogène le noyau magnétique, tout en limitant l'augmentation du volume dudit noyau magnétique, et les pertes par courants induits.  An object of the invention is then to provide an inductance circuit having heat dissipation means for cooling, effectively, at a relatively homogeneous temperature the magnetic core, while limiting the increase in the volume of said magnetic core, and the induced current losses.
Un autre but de l'invention est également de proposer un circuit à inductance présentant des moyens de dissipation de chaleur ayant un impact limité sur la valeur de l'inductance dudit circuit.  Another object of the invention is also to propose an inductance circuit having heat dissipation means having a limited impact on the value of the inductance of said circuit.
EXPOSÉ DE L'INVENTION STATEMENT OF THE INVENTION
Les buts de l'invention sont alors atteints par un noyau d'inductance comprenant : The objects of the invention are then achieved by an inductance core comprising:
- un corps magnétique comprenant une surface exposée, et comprenant au moins une partie d'un chemin magnétique médian,  a magnetic body comprising an exposed surface, and comprising at least a part of a median magnetic path,
- au moins un drain thermique compris dans le corps magnétique, at least one heat sink included in the magnetic body,
Le drain thermique est une lamelle présentant une épaisseur E, ladite lamelle présente une première conductivité électrique selon la direction de son épaisseur E, une seconde conductivité électrique perpendiculairement à la direction de son épaisseur E, la première conductivité électrique étant inférieure à la seconde conductivité électrique, la direction selon l'épaisseur E est essentiellement perpendiculaire au chemin magnétique médian dans au moins un tronçon du corps magnétique, la lamelle étant disposée de manière à drainer de la chaleur du volume du corps magnétique vers la surface exposée. The heat sink is a lamella having a thickness E, said lamella has a first electrical conductivity in the direction of its thickness E, a second electrical conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the first electrical conductivity being less than the second electrical conductivity, the direction according to the thickness E is substantially perpendicular to the median magnetic path in at least one section of the magnetic body, the lamella being arranged so as to drain heat from the volume of the magnetic body towards the exposed surface.
Ainsi, la lamelle est disposée dans le noyau d'inductance de manière à ce que la direction, perpendiculaire à la direction selon l'épaisseur E de la lamelle, corresponde à l'écoulement de la chaleur, au sein de la lamelle, vers la surface exposée du corps magnétique.  Thus, the lamella is disposed in the inductance core so that the direction, perpendicular to the direction along the thickness E of the lamella, corresponds to the flow of heat, within the lamella, towards the exposed surface of the magnetic body.
La disposition des drains thermiques en forme de lamelles selon l'invention permet d'obtenir une distribution plus homogène de la température dans le noyau d'inductance.  The arrangement of the lamella-shaped heat drains according to the invention makes it possible to obtain a more homogeneous distribution of the temperature in the inductance core.
En effet, le caractère anisotrope de la conductivité électrique du drain selon l'invention, et sa disposition dans le corps magnétique permet d'obtenir une meilleure homogénéité de la température dans le corps magnétique tout en limitant l'effet des courants induits. En effet, dans la configuration proposée par l'invention, l'énergie dissipée sous l'effet des courants induits est proportionnelle à la première conductivité électrique et au carré de l'épaisseur du drain. Ainsi, plus la première conductivité électrique est faible, plus les pertes par courants induits sont faibles. Par ailleurs, le drain conduit d'autant mieux la chaleur selon la direction perpendiculaire à la direction selon l'épaisseur E que sa seconde conductivité électrique (donc que sa seconde conductivité thermique) est élevée. Plus cette seconde conductivité électrique est élevée, plus l'épaisseur E du drain peut être réduite pour évacuer la chaleur. Par conséquent, le caractère anisotrope du drain thermique permet d'obtenir une bonne efficacité en terme d'homogénéisation de la température tout en limitant les pertes par courants induits.  Indeed, the anisotropic nature of the electrical conductivity of the drain according to the invention, and its arrangement in the magnetic body makes it possible to obtain a better homogeneity of the temperature in the magnetic body while limiting the effect of the induced currents. Indeed, in the configuration proposed by the invention, the energy dissipated under the effect of the induced currents is proportional to the first electrical conductivity and the square of the thickness of the drain. Thus, the lower the first electrical conductivity, the lower the induced current losses are. Moreover, the drain leads the heat all the better in the direction perpendicular to the direction according to the thickness E that its second electrical conductivity (so that its second thermal conductivity) is high. The higher this second electrical conductivity, the smaller the thickness E of the drain can be to evacuate the heat. Consequently, the anisotropic nature of the heat sink makes it possible to obtain a good efficiency in terms of homogenization of the temperature while limiting the losses by induced currents.
Par ailleurs, selon l'invention, les lamelles sont disposées de manière à limiter le flux magnétique au travers de la lamelle lorsque le corps magnétique est parcouru par un flux magnétique selon la direction du chemin magnétique médian. Ainsi, la perturbation de l'inductance d'un circuit à inductance comprenant la noyau à inductance selon l'invention est peu, voire pas, affectée par la présence du drain thermique. Furthermore, according to the invention, the slats are arranged to limit the magnetic flux through the slat when the magnetic body is traversed by a magnetic flux in the direction of the median magnetic path. Thus, the disruption of the inductance of an inductance circuit comprising the core inductance according to the invention is little, if any, affected by the presence of the heat sink.
Enfin, avantageusement le noyau d'inductance selon l'invention n'impose pas, lors de sa fabrication, d'étapes de découpes et d'assemblage qui ont une incidence sur le coût de fabrication dudit noyau d'inductance.  Finally, advantageously the inductor core according to the invention does not impose, during its manufacture, cutting and assembly steps that affect the manufacturing cost of said inductor core.
Selon un mode de mise en œuvre, le corps magnétique a une forme torique.  According to one mode of implementation, the magnetic body has a toric shape.
Selon un mode de mise en œuvre, le corps magnétique comprend un axe de révolution, la lamelle débouche sur la surface exposée du corps magnétique, et est disposée dans un plan médian du corps magnétique, ledit plan étant perpendiculaire à l'axe de révolution.  According to one embodiment, the magnetic body comprises an axis of revolution, the lamella opens onto the exposed surface of the magnetic body, and is disposed in a median plane of the magnetic body, said plane being perpendicular to the axis of revolution.
Selon un mode de mise en œuvre, le corps magnétique comprend une barre s'étendant selon un axe longitudinal, la lamelle étant disposée dans le volume de la barre, la direction selon l'épaisseur E étant essentiellement perpendiculaire à l'axe longitudinal.  According to one embodiment, the magnetic body comprises a bar extending along a longitudinal axis, the lamella being disposed in the volume of the bar, the direction along the thickness E being substantially perpendicular to the longitudinal axis.
Selon un mode de mise en œuvre, le corps magnétique comprend une première face disposée dans le prolongement de la barre, et dans laquelle débouche la lamelle, la première face étant avantageusement perpendiculaire à l'axe longitudinal.  According to one embodiment, the magnetic body comprises a first face disposed in the extension of the bar, and into which the lamella opens, the first face advantageously being perpendicular to the longitudinal axis.
Selon un mode de mise en œuvre, la lamelle est disposée dans un plan comprenant l'axe longitudinal.  According to one mode of implementation, the lamella is disposed in a plane comprising the longitudinal axis.
Selon un mode de mise en œuvre, le corps magnétique forme une boucle magnétique fermée, avantageusement rectangulaire.  According to one mode of implementation, the magnetic body forms a closed magnetic loop, advantageously rectangular.
Selon un mode de mise en œuvre, le corps magnétique comprend un cadre, la barre étant disposée au centre du cadre de manière à former deux boucles magnétiques rectangulaires, symétriques par rapport à la barre, contigus au niveau d'un plan de symétrie de la barre.  According to one embodiment, the magnetic body comprises a frame, the bar being arranged at the center of the frame so as to form two rectangular magnetic loops, symmetrical with respect to the bar, contiguous at a plane of symmetry of the closed off.
Selon un mode de mise en œuvre, le cadre rectangulaire comprend des parties droites, au moins une partie droite comprend au moins un drain thermique,.  According to one embodiment, the rectangular frame comprises straight portions, at least one straight portion comprises at least one heat sink ,.
Selon un mode de mise en œuvre, le noyau comprend une surface latérale extérieure, la lamelle débouchant sur ladite surface latérale extérieure. Selon un mode de mise en œuvre, le facteur d'anisotropie des premières et secondes conductivités électriques de la lamelle est supérieure à 1000, avantageusement comprise entre 1000 et 100000. According to one embodiment, the core comprises an outer lateral surface, the lamella opening on said outer lateral surface. According to one embodiment, the anisotropy factor of the first and second electrical conductivities of the lamella is greater than 1000, advantageously between 1000 and 100000.
Selon un mode de mise en œuvre, lamelle présente également une seconde conductivité thermique perpendiculairement à la direction de son épaisseur E, les secondes conductivités thermique et électrique sont, respectivement, supérieures à 1500 W/m/K, et à 106 (Ω. ΙΎΙ) 1. According to one embodiment, the lamella also has a second thermal conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the second thermal and electrical conductivities are, respectively, greater than 1500 W / m / K, and 10 6 (Ω. ΙΎΙ) 1 .
Selon un mode de mise en œuvre, la lamelle présente également une première conductivité thermique selon la direction de son épaisseur E, les premières conductivités thermique et électrique sont, respectivement, inférieures à 10 W/m/K, et à 102 (Ω. ΓΪΙ)-1. According to one embodiment, the lamella also has a first thermal conductivity in the direction of its thickness E, the first thermal and electrical conductivities are, respectively, less than 10 W / m / K, and 10 2 (Ω. ΓΪΙ) - 1 .
Selon un mode de mise en œuvre, l'épaisseur E est inférieure à 150 μιη, avantageusement inférieure à 100 μιη.  According to one mode of implementation, the thickness E is less than 150 μιη, advantageously less than 100 μιη.
Selon un mode de mise en œuvre, la lamelle comprend au moins un des éléments choisis parmi : feuille de graphite, graphène et nanotubes de carbone.  According to one embodiment, the coverslip comprises at least one of the elements chosen from: graphite sheet, graphene and carbon nanotubes.
Selon un mode de mise en œuvre, la lamelle est stratifiée, et comprend selon la direction de son épaisseur E une alternance de couches électriquement conductrices et de couches électriquement isolantes.  According to one embodiment, the lamella is laminated, and comprises in the direction of its thickness E an alternation of electrically conductive layers and electrically insulating layers.
L'invention concerne également un circuit à inductance comprenant : The invention also relates to an inductance circuit comprising:
- le noyau d'inductance, the inductance core,
- une bobine d'excitation magnétique destinée créer une induction magnétique dans le noyau d'inductance.  a magnetic excitation coil intended to create a magnetic induction in the inductance core.
L'invention concerne également un convertisseur de puissance comprenant le noyau d'inductance ou le circuit à inductance.  The invention also relates to a power converter comprising the inductor core or the inductance circuit.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un noyau d'inductance comprenant un corps magnétique et un drain thermique, le procédé comprenant les étapes :  The invention also relates to a method of manufacturing an inductance core comprising a magnetic body and a heat sink, the method comprising the steps of:
- formation du corps magnétique par moulage par injection de poudre, le moulage par injection de poudre étant exécuté de manière à ménager une cavité dans le corps magnétique adaptée pour recevoir le drain thermique, le corps comprenant une surface exposée, et formant au moins une partie d'un chemin magnétique médian, - forming the magnetic body by powder injection molding, the powder injection molding being performed so as to provide a cavity in the magnetic body adapted to receive the heat sink, the body comprising an exposed surface, and forming at least a portion of a median magnetic path,
- introduction et scellement du drain thermique dans ladite cavité avec une pate thermique, le drain thermique étant une lamelle présentant une épaisseur E, ladite lamelle présente une première conductivité électrique selon la direction de son épaisseur E, une seconde conductivité électrique perpendiculairement à la direction de son épaisseur E, la première conductivité électrique étant inférieure à la seconde conductivité électrique, la direction selon l'épaisseur E est essentiellement perpendiculaire au chemin magnétique médian dans au moins un tronçon du corps magnétique, la lamelle étant disposée de manière à drainer de la chaleur du volume du corps magnétique vers la surface exposée.  - Introduction and sealing of the heat sink in said cavity with a thermal paste, the heat sink being a lamella having a thickness E, said lamella has a first electrical conductivity in the direction of its thickness E, a second electrical conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the first electrical conductivity being less than the second electrical conductivity, the direction according to the thickness E is substantially perpendicular to the median magnetic path in at least one section of the magnetic body, the strip being arranged so as to drain heat from the volume of the magnetic body to the exposed surface.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
D'autres caractéristiques et avantages apparaîtrons dans la description qui va suivre des modes de mise en œuvre noyau d'inductance selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : Other features and advantages will become apparent in the following description of embodiments of the inductor core according to the invention, given by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings in which:
- La figure l est une vue de dessus d'une représentation schématique d'un noyau d'inductance connu de l'art antérieur,  FIG. 1 is a view from above of a schematic representation of an inductance core known from the prior art,
- Les figures 2a à 2c sont des vues de dessus de représentations de chemins magnétiques médians dans des noyaux d'inductances selon l'art antérieur,  FIGS. 2a to 2c are top views of representations of median magnetic paths in inductance cores according to the prior art,
- Les figures 3a à 3c sont des représentations schématiques d'un noyau d'inductance selon un premier exemple de réalisation de l'invention,  FIGS. 3a to 3c are schematic representations of an inductor core according to a first embodiment of the invention,
- La figure 4 est une représentation schématique du noyau d'inductance selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,  FIG. 4 is a schematic representation of the inductance core according to a second embodiment of the invention,
- Les figures 5a et 5b sont des représentations schématiques du noyau d'inductance selon un troisième mode de réalisation de l'invention,  FIGS. 5a and 5b are diagrammatic representations of the inductance core according to a third embodiment of the invention,
- Les figures 6a à 6d sont des représentations schématiques du noyau d'inductance selon un quatrième mode de réalisation de l'invention,  FIGS. 6a to 6d are diagrammatic representations of the inductance core according to a fourth embodiment of the invention,
- La figure 7 est une vue de dessus d'une représentation schématique d'un noyau d'inductance connu de l'art antérieur, - La figure 8 représente l'évolution de la température (sur l'axe horizontale) au voisinage de la bobine d'excitation magnétique dans un noyau d'inductance et fonction de l'épaisseur E des lamelles selon l'invention, FIG. 7 is a view from above of a schematic representation of an inductance core known from the prior art, FIG. 8 represents the evolution of the temperature (on the horizontal axis) in the vicinity of the magnetic excitation coil in an inductance core and a function of the thickness E of the lamellae according to the invention,
- La figure 9 est une représentation schématique du noyau d'inductance selon le quatrième mode de réalisation de l'invention.  FIG. 9 is a schematic representation of the inductance core according to the fourth embodiment of the invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS DETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS
Définitions : Definitions:
Lamelle : nous entendons par lamelle un objet présentant une faible épaisseur, comprenant deux faces de plus grande surface, essentiellement parallèles, reliées entre elles selon leur contour. La lamelle a une épaisseur E, selon une direction sensiblement perpendiculaire aux deux faces, qui correspond à la distance entre les deux faces de la lamelle. Les faces, bien que généralement planes, peuvent également présenter une surface courbe de manière à épouser la forme d'un chemin magnétique, le cas échéant, lui-même courbe. Nous entendons par ailleurs, par la direction selon l'épaisseur E de la lamelle une direction perpendiculaire aux deux faces de la lamelle. Nous notons également « L » la plus grande dimension des faces de la lamelle (par exemple la longueur desdites faces, si ces dernières sont de forme rectangulaire). Ainsi, selon la présente invention, le rapport L/E est avantageusement supérieur à 50.  Lamella: we mean by lamella an object having a small thickness, comprising two faces of larger area, substantially parallel, interconnected according to their contour. The slat has a thickness E, in a direction substantially perpendicular to both faces, which corresponds to the distance between the two faces of the slat. The faces, although generally flat, may also have a curved surface so as to follow the shape of a magnetic path, where appropriate, itself curved. We also mean, by the direction according to the thickness E of the lamella a direction perpendicular to the two faces of the lamella. We also note "L" the largest dimension of the faces of the lamella (for example the length of said faces, if the latter are rectangular in shape). Thus, according to the present invention, the ratio L / E is advantageously greater than 50.
Chemin magnétique médian : nous entendons par chemin magnétique médian un contour fermé parcourant tout le circuit magnétique et sur lequel la circulation du champ magnétique H est égal à N*l c'est-à-dire la force magnétomotrice (N étant le nombre de spire de la bobine qui sera décrite dans la suite de la description, et I le courant parcourant ladite bobine). De plus sur ce contour, le vecteur champ magnétique est tangent en tout point du contour. Le chemin magnétique matérialise la direction du flux magnétique parcourant le circuit magnétique. Autrement dit, le chemin magnétique médian est le chemin médian entre le plus petit et le plus grand chemin magnétique dans le corps magnétique. Le corps magnétique forme au moins une boucle géométrique fermée, par exemple un tore 100 (Figure 2a), un cadre rectangulaire ou carré 300 (Figure 2b), deux rectangles 400 contigus par un de leur côté et dans le même plan (Figure 2c). Les lignes en traits interrompus 101, 301 et 401 représentent les chemins magnétiques médians dans chacune de ces trois configurations. Median magnetic path: we mean by median magnetic path a closed contour traversing the whole magnetic circuit and on which the circulation of the magnetic field H is equal to N * 1, that is to say the magnetomotive force (N being the number of turns the coil which will be described in the following description, and I the current flowing through said coil). Moreover on this contour, the magnetic field vector is tangent at every point of the contour. The magnetic path materializes the direction of the magnetic flux traversing the magnetic circuit. In other words, the median magnetic path is the median path between the smallest and the largest magnetic path in the magnetic body. The magnetic body forms at least one closed geometric loop, for example a torus 100 (FIG. 2a), a rectangular or square frame 300 (FIG. 2b), two rectangles 400 contiguous to one another on their side and in the same plan (Figure 2c). The dashed lines 101, 301 and 401 represent the median magnetic paths in each of these three configurations.
Section transversale : on entend par section transversale, la coupe résultant de l'intersection d'un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal d'un élément de forme allongée.  Cross Section: cross section means the section resulting from the intersection of a plane perpendicular to the longitudinal axis of an elongated element.
Surface exposée : nous entendons par surface exposée, une surface d'un corps exposée à l'environnement extérieur.  Exposed surface: we mean by exposed surface, a surface of a body exposed to the external environment.
Essentiellement : le terme « essentiellement », dès qu'il est employé en relation avec l'orientation de la direction de l'épaisseur E par rapport à une direction donnée, signifie qu'une déviation de +/-5° par rapport à ladite direction donnée peut être tolérée.  Essentially: the term "essentially", as soon as it is used in relation to the orientation of the direction of the thickness E with respect to a given direction, means that a deviation of +/- 5 ° with respect to the direction given direction can be tolerated.
Le noyau d'inductance comprend un corps magnétique. Le corps magnétique forme un chemin magnétique, avantageusement fermé. Le corps magnétique comprend un chemin magnétique médian.  The inductor core comprises a magnetic body. The magnetic body forms a magnetic path, advantageously closed. The magnetic body comprises a median magnetic path.
Une bobine d'excitation magnétique comprenant un nombre N de spires d'un matériau conducteur peut être présente autour d'une partie du corps magnétique de manière à former un circuit à inductance. Le circuit à inductance présente une valeur d'inductance LM définie par les caractéristiques géométriques du corps magnétique, et du nombre de spires N.  A magnetic excitation coil comprising a number N of turns of a conductive material may be present around a portion of the magnetic body to form an inductance circuit. The inductance circuit has an inductance value LM defined by the geometrical characteristics of the magnetic body, and the number of turns N.
Le corps magnétique peut comprendre un matériau magnétique de perméabilité magnétique supérieure à 50 (μΓ > 50). The magnetic body may comprise a magnetic material of magnetic permeability greater than 50 (μ Γ > 50).
Par exemple, le matériau magnétique peut comprendre un oxyde de type ferrite de structure cristallographie spinelle. En effet, la perméabilité magnétique de tels matériaux est stable dans la gamme des hautes fréquences. Les matériaux magnétiques les plus courants répondent à la formulation : For example, the magnetic material may comprise a ferrite oxide of spinel crystallography structure. Indeed, the magnetic permeability of such materials is stable in the high frequency range. The most common magnetic materials respond to the formulation:
Mni-xZnxFe204 et Nii-xZnxFe204. Mn- x Zn x Fe 2 O 4 and Ni- x Zn x Fe 2 O 4 .
Par exemple, le corps magnétique comprend du Mni-xZnxFe204, avec x compris entre 0,3 et 0,6, la perméabilité magnétique μΓ évolue avec x, et est comprise entre 500 et 1000. Un mode de réalisation préférentiel pour le corps magnétique, et qui sera présenté dans la suite de l'exposé, comprend le moulage par injection de poudre de ferrite NiZn ou de MnZn (« PIM » ou « Powder Injection Molding » selon la terminologie Anglo-Saxonne). For example, the magnetic body comprises Mn- x Zn x Fe20 4 , with x between 0.3 and 0.6, the magnetic permeability μΓ changes with x, and is between 500 and 1000. A preferred embodiment for the magnetic body, which will be presented in the remainder of the description, comprises the injection molding of NiZn ferrite powder or MnZn ("PIM" or "Powder Injection Molding" according to the English terminology). Saxon).
De manière avantageuse, les matériaux de type ferrite présentent également des valeurs de résistivités électriques élevées, ce qui permet de limiter les pertes par courants induits.  Advantageously, the ferrite type materials also have high electrical resistivity values, which makes it possible to limit the losses due to induced currents.
Les matériaux Mni-xZnxFe204 et Nii-xZnxFe204 présentent également l'avantage d'être disponibles à l'échelle industrielle. The materials Mn- x Zn x Fe20 4 and Ni- x Zn x Fe 2 O 4 also have the advantage of being available on an industrial scale.
Le noyau d'inductance comprend également au moins un drain thermique. Le drain thermique est compris dans le volume du corps magnétique. Le drain thermique est une lamelle d'une épaisseur E. La lamelle présente une première conductivité électrique, selon la direction de son épaisseur E, et une seconde conductivité électrique, cmaX, perpendiculairement à la direction de son épaisseur E. La première conductivité électrique est inférieure à la seconde conductivité électrique. The inductor core also includes at least one heat sink. The heat sink is included in the volume of the magnetic body. The heat sink is a lamella with a thickness E. The lamella has a first electrical conductivity, in the direction of its thickness E, and a second electrical conductivity, c m a X , perpendicular to the direction of its thickness E. The first Electrical conductivity is lower than the second electrical conductivity.
Autrement dit, la conductivité électrique de la lamelle est anisotrope. Nous définissons alors un facteur d'anisotropie de conductivité électrique comme étant le rapport entre la seconde conductivité électrique et la première conductivité électrique. Le facteur d'anisotropie de conductivité électrique est avantageusement supérieur à 1000, plus particulièrement compris entre 1000 et 100000.  In other words, the electrical conductivity of the coverslip is anisotropic. We then define an electrical conductivity anisotropy factor as the ratio between the second electrical conductivity and the first electrical conductivity. The anisotropy factor of electrical conductivity is advantageously greater than 1000, more particularly between 1000 and 100000.
Par seconde conductivité électrique, cmaX, perpendiculaire à la direction de l'épaisseur E de la lamelle, nous entendons une conductivité selon les surfaces définies par les faces de la lamelle (dit aussi plan de la lamelle). La seconde conductivité électrique Omax n'est pas nécessairement la même selon toutes les directions du plan de la lamelle. By second electrical conductivity, c m X , perpendicular to the direction of the thickness E of the lamella, we mean a conductivity according to the surfaces defined by the faces of the lamella (also called plane of the lamella). The second electrical conductivity Omax is not necessarily the same in all directions of the plane of the lamella.
Dans ces conditions, la conductivité électrique selon le plan de la lamelle est également anisotrope, et deux secondes conductivités électriques cmaxi et cmaX2 peuvent être définies. Ainsi, dès lors que la conductivité électrique selon le plan de la lamelle est anisotrope, par la première conductivité électrique est inférieure à la seconde conductivité électrique, on entend que est inférieur à cmaxi et à cmaX2. Dans toute la suite de la description, nous confondrons cmaxi et cmaX2, et ne considérons que étant entendu que l'homme du métier avec ces connaissances générales pourra adapter les différents modes de réalisation à une lamelle présentant une conductivité anisotrope selon son plan. L'homme du métier pourra également adapter ces enseignement à la seconde conductivité thermique présentée dans la suite de la description. Under these conditions, the electrical conductivity along the plane of the lamella is also anisotropic, and two second electrical conductivities c m axi and c m a X 2 can be defined. Thus, since the electrical conductivity in the plane of the lamella is anisotropic, the first electrical conductivity is less than the second electrical conductivity, it is understood that is less than c m axi and c m a X 2. In all the following the description, we will confuse c m axi and c m a X 2, and consider only being understood that the skilled person with this general knowledge can adapt the various embodiments to a slat having anisotropic conductivity according to its plan. The skilled person can also adapt these teaching to the second thermal conductivity presented in the following description.
La première conductivité électrique < mm peut être inférieure à 102 The first electrical conductivity < mm may be less than 10 2
(Ω. ΓΪΙ)-1 (Ω. ΓΪΙ) - 1
La seconde conductivité électrique max peut être supérieure à 106 (Ω.ιτη)" The second electrical conductivity m ax may be greater than 10 6 (Ω.ιτη) "
1 1
La lamelle peut présenter une première conductivité thermique, mm, selon la direction de son épaisseur E, et une seconde conductivité thermique, max, perpendiculairement à la direction de son épaisseur E. La première conductivité thermique est inférieure à la seconde conductivité thermique. Autrement dit, la conductivité thermique de la lamelle est anisotrope. Nous définissons alors un facteur d'anisotropie de conductivité thermique comme étant le rapport entre la seconde conductivité thermique et la première conductivité thermique. Le facteur d'anisotropie de conductivité thermique est avantageusement supérieur à 100, plus particulièrement compris entre 100 et 1000. The lamella may have a first thermal conductivity, mm , in the direction of its thickness E, and a second thermal conductivity, m ax, perpendicular to the direction of its thickness E. The first thermal conductivity is less than the second thermal conductivity. In other words, the thermal conductivity of the lamella is anisotropic. We then define a factor of anisotropy of thermal conductivity as the ratio between the second thermal conductivity and the first thermal conductivity. The thermal conductivity anisotropy factor is advantageously greater than 100, more particularly between 100 and 1000.
De manière particulièrement avantageuse, la direction selon l'épaisseur E est essentiellement perpendiculaire au chemin magnétique médian dans au moins un tronçon du corps magnétique (nous verrons da ns les différents modes de réa lisations l'agencement de la lamelle par rapport au chemin magnétique médian). Le tronçon du corps magnétique dans lequel se la lamelle peut également être appelé section volumique. Dans le cas d'un corps magnétique comprenant un cadre et/une ba rre (autrement dit des parties droites telles que discuté dans la suite de la description), le tronçon peut être une partie droite dudit cadre et/ou la barre. Dans le cas d'un corps magnétique de forme torique, le tronçon peut être un section dudit corps magnétique.  Particularly advantageously, the direction along the thickness E is essentially perpendicular to the median magnetic path in at least one section of the magnetic body (we will see in the various embodiments the arrangement of the lamella with respect to the median magnetic path ). The section of the magnetic body in which the coverslip can also be called volume section. In the case of a magnetic body comprising a frame and / or bracket (that is, straight portions as discussed in the following description), the section may be a straight portion of said frame and / or the bar. In the case of a magnetic body of toric shape, the section may be a section of said magnetic body.
Ainsi, la combinaison des propriétés de conductivité électrique de la lamelle et son positionnement dans le corps magnétique permet de drainer de la cha leur des zones chaudes vers la surface exposée du corps magnétique sans toutefois, nécessairement déboucher sur ladite surface exposée. La première conductivité thermique, mm, peut être inférieure à 10Thus, the combination of the electrical conductivity properties of the lamella and its positioning in the magnetic body enables the hot zones to be drained from the heat towards the exposed surface of the magnetic body without necessarily necessarily leading to said exposed surface. The first thermal conductivity, mm , may be less than 10
W/m/K. W / m / K.
La seconde conductivité thermique, max, peut être supérieure à 1500The second thermal conductivity, m ax, can be greater than 1500
W/m/K. W / m / K.
De manière avantageuse, la lamelle comprend au moins un des éléments choisis parmi : feuille de graphite, feuille de graphite à taux d'orientation élevée, graphène et nanotubes de carbone. A cet égard, l'homme du métier trouvera dans la référence [4] les propriétés thermique du graphène.  Advantageously, the lamella comprises at least one of the elements chosen from: graphite foil, high orientation graphite foil, graphene and carbon nanotubes. In this respect, the skilled person will find in reference [4] the thermal properties of graphene.
Le graphite peut, par exemple, être du graphite pyrolitique à fort taux d'orientation (« Highly Oriented Pyrolitic Graphite » selon la terminologie Anglo- Saxonne). Ce type de graphite se présente généralement sous forme de lamelle, et peut être obtenu par des techniques connus de l'état de l'art. A cet égard l'homme du métier pourra consulter la référence [5] citée à la fin de la description.  The graphite may, for example, be high orientation pyrolitic graphite ("Highly Oriented Pyrolitic Graphite" in Anglo-Saxon terminology). This type of graphite is generally in lamellar form, and can be obtained by techniques known from the state of the art. In this respect the skilled person can consult the reference [5] cited at the end of the description.
De manière alternative, la lamelle est stratifiée, et comprend selon la direction de son épaisseur E une alternance de couches conductrices et de couches isolantes, par exemple un empilement comprenant une alternance de couches de cuivre et de couches de nitrure d'aluminium.  Alternatively, the lamella is laminated, and comprises in the direction of its thickness E an alternation of conductive layers and insulating layers, for example a stack comprising alternating layers of copper and aluminum nitride layers.
Nous allons maintenant présenter différents exemples particuliers de mises en œuvres de l'invention.  We will now present various particular examples of implementations of the invention.
Premier exemple :  First example:
Selon un premier exemple particulier de mise en œuvre de l'invention exposé aux figures 3a à 3c, le corps magnétique 100 a une forme torique, et comprend une surface exposée 102 à l'environnement extérieur. La bobine 103 d'excitation magnétique est formée autour d'au moins une partie du corps magnétique 100.  According to a first particular example of implementation of the invention set forth in FIGS. 3a to 3c, the magnetic body 100 has a toric shape, and comprises a surface 102 exposed to the external environment. The magnetic excitation coil 103 is formed around at least a part of the magnetic body 100.
Lorsqu'elle est parcourue par un courant, la bobine 103 d'excitation magnétique crée des lignes d'inductions magnétiques dans le corps magnétique 100. Les lignes d'inductions magnétiques sont alors, essentiellement, confinées dans le tore, et forment des cercles concentriques. Le corps comprend un axe de révolution 104 et un plan médian 105 perpendiculaire à l'axe de révolution 104. Deux cercles concentriques intérieur 101a et extérieur 101b forment l'intersection du tore avec le plan médian. Le cercle concentrique médian 101 des deux cercles concentriques intérieur 101a et extérieur 101b correspond alors au chemin magnétique médian 101. Dans cet exemple particulier, la lamelle 110 peut être plane, et disposée dans le plan médian 105 du corps (figure 3a). When traversed by a current, the magnetic excitation coil 103 creates lines of magnetic inductions in the magnetic body 100. The magnetic induction lines are then, essentially, confined in the torus, and form concentric circles. . The body comprises an axis of revolution 104 and a median plane 105 perpendicular to the axis of revolution 104. Two inner concentric circles 101a and 101b outer form the intersection of the torus with the median plane. The median concentric circle 101 of the two inner concentric circles 101a and outer 101b then corresponds to the median magnetic path 101. In this particular example, the lamella 110 may be flat, and disposed in the median plane 105 of the body (Figure 3a).
De manière alternative, tel que représenté aux figures 3b et 3c, la lamelle 110 peut épouser la courbure du chemin magnétique médian 101 et être perpendiculaire au plan médian 105.  Alternatively, as shown in FIGS. 3b and 3c, the lamella 110 can match the curvature of the median magnetic path 101 and be perpendicular to the median plane 105.
Plusieurs lamelles 110 peuvent être disposées dans le corps magnétique 100.  Several lamellae 110 may be arranged in the magnetic body 100.
Selon les agencements précités, la ou lamelle 110 est disposée de manière à se conformer à l'écoulement des lignes de flux dans le corps, autrement dit la direction selon l'épaisseur E de la lamelle est essentiellement perpendiculaire aux lignes de flux magnétiques circulant dans le corps magnétique 100. Par ailleurs, la lamelle 110 débouche sur la surface exposée 102 du corps magnétique 100.  According to the aforementioned arrangements, the or lamella 110 is arranged to conform to the flow of the flow lines in the body, ie the direction along the thickness E of the lamella is substantially perpendicular to the magnetic flux lines flowing in the magnetic body 100. Furthermore, the strip 110 opens onto the exposed surface 102 of the magnetic body 100.
Selon la configuration ainsi décrite, le flux magnétique, créé par la bobine 103, au travers de la lamelle 110 est minimal, voire nul.  According to the configuration thus described, the magnetic flux, created by the coil 103, through the lamella 110 is minimal, or even zero.
Deuxième exemple :  Second example:
Selon un deuxième exemple particulier de mise œuvre de l'invention exposé à la figure 4, le corps magnétique 200 comprend une barre 200a. La barre 200a comprend un axe longitudinal 204 confondu avec le chemin magnétique médian 201 dans ladite barre 200a. La section transversale de la barre 200a est constante et peut être, sans pour autant limiter l'invention, de forme circulaire, carrée ou encore rectangulaire. Le corps magnétique 200 comprend une première face (non représentée) exposée à l'environnement extérieur, et dans le prolongement de la barre 200a selon son axe longitudinal 204. La bobine 203 d'excitation magnétique est formée autour d'une partie de la barre, et est destinée à créer des lignes d'induction magnétique dans la barre 200a. Les lignes d'induction magnétique sont essentiellement parallèles à l'axe longitudinal 204 de la barre 200a. Dans cet exemple, la lamelle 210 est disposée dans la barre 200a, de sorte que la direction selon l'épaisseur E est perpendiculaire à l'axe longitudinal 204 de la barre 200a. La lamelle 210 débouche également sur la première face de la barre 200a. Plusieurs lamelles 210 peuvent être disposées dans la barre 200a. According to a second particular example of implementation of the invention set out in FIG. 4, the magnetic body 200 comprises a bar 200a. The bar 200a comprises a longitudinal axis 204 coincides with the median magnetic path 201 in said bar 200a. The cross section of the bar 200a is constant and may be, without limiting the invention, circular, square or rectangular. The magnetic body 200 comprises a first face (not shown) exposed to the external environment, and in the extension of the bar 200a along its longitudinal axis 204. The magnetic excitation coil 203 is formed around a portion of the bar , and is intended to create magnetic induction lines in the bar 200a. The magnetic induction lines are essentially parallel to the longitudinal axis 204 of the bar 200a. In this example, the strip 210 is disposed in the bar 200a, so that the direction along the thickness E is perpendicular to the longitudinal axis 204 of the bar 200a. The lamella 210 also opens onto the first face of the bar 200a. Several lamellae 210 may be arranged in the bar 200a.
Dans cet exemple, le flux magnétique au travers de la lamelle est minimal, voire nul.  In this example, the magnetic flux through the lamella is minimal or zero.
Troisième exemple :  Third example:
Selon un troisième exemple particulier de mise en œuvre de l'invention exposé aux figures 5a et 5b, le corps magnétique 300 a la forme d'un cadre rectangulaire 300a comprenant des parties droites de section transversale constante, chaque partie droite comprenant un axe longitudinal.  According to a third particular example of implementation of the invention set forth in FIGS. 5a and 5b, the magnetic body 300 has the shape of a rectangular frame 300a comprising straight portions of constant cross section, each straight part comprising a longitudinal axis.
Le cadre rectangulaire 300a forme une boucle magnétique rectangulaire.  The rectangular frame 300a forms a rectangular magnetic loop.
Le cadre rectangulaire 300a comprend une surface latérale extérieure 306. Le cadre rectangulaire 300a comprend une première surface 306a et une seconde surface 306b parallèles entre elles, perpendiculaires à la surface latérale extérieure 306, et reliées par ladite surface latérale extérieure 306.  The rectangular frame 300a includes an outer side surface 306. The rectangular frame 300a includes a first surface 306a and a second surface 306b parallel to each other, perpendicular to the outer side surface 306, and connected by said outer side surface 306.
La bobine 303 d'excitation magnétique est formée autour d'une première partie droite du cadre rectangulaire 300a, que nous appellerons désormais barre 300b. La bobine 303 d'excitation magnétique est destinée à créer des lignes d'induction magnétiques dans la barre 300b.  The magnetic excitation coil 303 is formed around a first right portion of the rectangular frame 300a, which we will now call bar 300b. The magnetic excitation coil 303 is intended to create magnetic induction lines in the bar 300b.
Deux rectangles 301a et 301b concentriques forment l'intersection du cadre avec un plan médian 305, le plan médian 305 étant parallèle aux première 306a et seconde 306b surfaces du cadre rectangulaire 300a. Le chemin magnétique médian 301 (représenté en trait interrompus sur la figure 5a) est alors le rectangle médian des deux rectangles concentriques 301a et 301b.  Two concentric rectangles 301a and 301b form the intersection of the frame with a median plane 305, the median plane 305 being parallel to the first 306a and second 306b surfaces of the rectangular frame 300a. The median magnetic path 301 (shown in broken lines in FIG. 5a) is then the median rectangle of the two concentric rectangles 301a and 301b.
Chaque côté du rectangle médian est colinéaire avec l'axe longitudinal de la partie droite dans laquelle il se trouve.  Each side of the median rectangle is collinear with the longitudinal axis of the right part in which it is located.
La lamelle 310 peut être plane et agencée dans la barre 300b du cadre magnétique 300 de manière à ce que la direction selon l'épaisseur E de la lamelle 310 soit perpendiculaire au chemin magnétique médian 301 dans ladite barre 300b.  The lamella 310 may be flat and arranged in the bar 300b of the magnetic frame 300 so that the direction along the thickness E of the lamella 310 is perpendicular to the median magnetic path 301 in said bar 300b.
Plus particulièrement, tel que représenté à la figure 5b, la lamelle 310 peut être disposée dans le plan médian 305. Par exemple, la lamelle 310 s'étend de l'axe longitudinal de la barre 300b, parallèlement au plan médian 305, et débouche de la surface latérale extérieur 306 du cadre rectangulaire 300a. Le cadre rectangulaire 300a comprend une première face 307 disposée au niveau de la surface 306. La première face est également disposée dans le prolongement d'une extrémité de la barre 300b, et perpendiculairement à l'axe longitudinal de ladite barre 300b. La lamelle peut alors s'étendre également selon la direction de l'axe longitudinal et déboucher sur la première face 307. More particularly, as shown in FIG. 5b, the lamella 310 may be disposed in the median plane 305. For example, the lamella 310 extends from the axis longitudinal of the bar 300b, parallel to the median plane 305, and opens out from the outer lateral surface 306 of the rectangular frame 300a. The rectangular frame 300a comprises a first face 307 disposed at the surface 306. The first face is also disposed in the extension of one end of the bar 300b, and perpendicular to the longitudinal axis of said bar 300b. The coverslip can then extend also in the direction of the longitudinal axis and lead to the first face 307.
Ainsi, le flux magnétique créé par la bobine 303 d'excitation magnétique est minimal, voire nul.  Thus, the magnetic flux created by the magnetic excitation coil 303 is minimal or even zero.
En complément, plusieurs lamelles peuvent être disposées dans le cadre rectangulaire 300a, et plus particulièrement dans chacune des parties droites du cadre rectangulaire 300a.  In addition, several slats can be arranged in the rectangular frame 300a, and more particularly in each of the straight portions of the rectangular frame 300a.
Quatrième exemple :  Fourth example:
Selon un quatrième exemple particulier de mise en œuvre de l'invention exposé aux figures 6a à 6d, la barre 400b décrite dans le deuxième exemple de mise en œuvre de l'invention est disposée au centre d'un cadre rectangulaire 400a de manière à former deux boucles magnétiques rectangulaires, symétriques par rapport à la barre, et contiguës au niveau d'un plan de symétrie de la barre 400b. Cette configuration est connu sous l'appellation en E ou en E-E.  According to a fourth particular example of implementation of the invention set forth in FIGS. 6a to 6d, the bar 400b described in the second embodiment of the invention is disposed in the center of a rectangular frame 400a so as to form two rectangular magnetic loops, symmetrical with respect to the bar, and contiguous at a plane of symmetry of the bar 400b. This configuration is known as E or E-E.
Le cadre rectangulaire 400a comprend des parties droites de section transversale de surface A. La section transversale de la barre 400b présente une surface 2xA (l'aire de la section transversale de la barre est donc le double de l'aire de section transversale des parties droites du cadre).  The rectangular frame 400a comprises straight portions of surface cross section A. The cross section of the bar 400b has a surface area of 2xA (the area of the cross section of the bar is thus twice the cross sectional area of the parts right of the frame).
Le cadre rectangulaire 400a comprend une surface latérale extérieure 406.  The rectangular frame 400a includes an outer side surface 406.
Le cadre rectangulaire 400a comprend une première surface 406a et une seconde surface 406b parallèles entre elles, perpendiculaires à la surface latérale extérieure 406, et reliées par ladite surface latérale extérieure 406 (vue selon la coupe ZZ' du corps magnétique, en figure 6b).  The rectangular frame 400a comprises a first surface 406a and a second surface 406b parallel to each other, perpendicular to the outer lateral surface 406, and connected by said outer lateral surface 406 (seen in section ZZ 'of the magnetic body, in Figure 6b).
La barre 400b comprend une surface exposée 406c. La bobine 403 d'excitation magnétique est formée autour d'une partie de la barre 400b. La bobine 403 d'excitation magnétique est destinée à créer une induction magnétique dans la barre 400b. Le flux magnétique prend naissance dans la barre 400b selon l'axe longitudinal de ladite barre 400b, et s'écoule de façon symétrique, d'une extrémité de la barre 400b, dans le cadre rectangulaire 400a pour reboucler dans l'autre extrémité de la barre 400b. Chaque boucle magnétique rectangulaire comprend donc un chemin magnétique médian 401a et 401b (en trait interrompus sur la figure 6a). Ainsi deux chemins magnétiques médians 401a et 401b circulent dans la barre 400b, parallèlement à l'axe longitudinal de la barre 400b. The bar 400b includes an exposed surface 406c. The magnetic excitation coil 403 is formed around a portion of the bar 400b. The magnetic excitation coil 403 is intended to create a magnetic induction in the bar 400b. The magnetic flux originates in bar 400b along the longitudinal axis of said bar 400b, and flows symmetrically from one end of bar 400b into rectangular frame 400a to loop back into the other end of the bar. bar 400b. Each rectangular magnetic loop therefore comprises a median magnetic path 401a and 401b (broken line in Figure 6a). Thus two median magnetic paths 401a and 401b circulate in the bar 400b, parallel to the longitudinal axis of the bar 400b.
La lamelle 410 peut être plane et agencée dans la barre 400b de manière à ce que la direction selon l'épaisseur E de la lamelle 410 soit perpendiculaire au chemin magnétique médian 401a, 401b dans ladite barre 400b.  The lamella 410 may be flat and arranged in the bar 400b so that the direction along the thickness E of the lamella 410 is perpendicular to the median magnetic path 401a, 401b in said bar 400b.
Selon un exemple particulièrement avantageux, tel que représenté à la figure 6a, la lamelle 410 s'étend selon un plan comprenant l'axe longitudinal de la barre 400b, ledit plan étant perpendiculaire à un plan médian 405 du cadre rectangulaire 400a.  According to a particularly advantageous example, as shown in FIG. 6a, the lamella 410 extends along a plane comprising the longitudinal axis of the bar 400b, said plane being perpendicular to a median plane 405 of the rectangular frame 400a.
Le plan médian 405 comprend l'axe longitudinal de la barre 400b, et est parallèle au plan du cadre rectangulaire 400a. La lamelle 410 débouche alors sur la surface exposée 406c de la barre 400b.  The median plane 405 includes the longitudinal axis of the bar 400b, and is parallel to the plane of the rectangular frame 400a. The plate 410 then opens onto the exposed surface 406c of the bar 400b.
Le cadre rectangulaire 400a comprend une première face 407. la première face 407 est disposée au niveau de la surface latérale extérieur 406 du cadre rectangulaire 400a, et dans le prolongement d'une première extrémité de la barre 400b.  The rectangular frame 400a includes a first face 407. the first face 407 is disposed at the outer lateral surface 406 of the rectangular frame 400a, and in the extension of a first end of the bar 400b.
La lamelle 410 peut alors s'étendre également selon la direction de l'axe longitudinal et déboucher sur la première face 407.  The lamella 410 can then also extend in the direction of the longitudinal axis and lead to the first face 407.
La figure 6c représente deux lamelles 410 comprises dans la barre 400b, chaque lamelle 410 est disposée de manière symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la barre 400b, et dans un plan perpendiculaire au plan médian du cadre rectangulaire 400a comprenant l'axe longitudinal de la barre 400b. Chacune des deux lamelles 410 s'étend également parallèlement à l'axe de la barre 400b, et débouche sur la première face 407. De manière avantageuse, tel que représenté à la figure 6d, aux deux lamelles 410 précédemment décrites, viennent s'ajouter deux lamelles 410 additionnelles. Les lamelles 410 additionnelles sont disposées de manière symétriques aux deux lamelles précédemment décrites par rapport au centre C de la barre 400b. Les lamelles 410 additionnelles débouchent sur une seconde face 408 du cadre rectangulaire, disposée au niveau de la surface latérale extérieure, et dans le prolongement d'un seconde extrémité de la barre. FIG. 6c shows two lamellae 410 included in the bar 400b, each lamella 410 is disposed symmetrically with respect to the longitudinal axis of the bar 400b, and in a plane perpendicular to the median plane of the rectangular frame 400a comprising the longitudinal axis. of the 400b bar. Each of the two lamellae 410 also extends parallel to the axis of the bar 400b, and opens out on the first face 407. Advantageously, as shown in Figure 6d, the two lamellae 410 previously described, are added two additional lamellae 410. The additional lamellae 410 are arranged symmetrically with the two lamellae previously described with respect to the center C of the bar 400b. The additional strips 410 open on a second face 408 of the rectangular frame, disposed at the outer lateral surface, and in the extension of a second end of the bar.
Dans les quatre exemples de mise en œuvre de l'invention, la direction selon l'épaisseur E de la lamelle est perpendiculaire au chemin magnétique médian. Dans les exemples précités, le corps peut comprendre un entrefer (« air gap » selon la terminologie Anglo-Saxonne) d'épaisseur inférieure à 5% de la longueur du chemin magnétique médian. En présence d'un entrefer, la ou les lamelles 410 présentes dans la barre 400b peuvent également déboucher dans l'entrefer.  In the four examples of implementation of the invention, the direction along the thickness E of the lamella is perpendicular to the median magnetic path. In the aforementioned examples, the body may comprise an air gap ("gap gap" in the Anglo-Saxon terminology) of thickness less than 5% of the length of the median magnetic path. In the presence of an air gap, the slats 410 or present in the bar 400b can also lead into the gap.
La première face, et éventuellement la seconde face, est avantageusement maintenue par un système de régulation thermique à une température constante, par exemple une température comprise entre 50 et 100°C, par exemple 80°C.  The first face, and possibly the second face, is advantageously maintained by a temperature control system at a constant temperature, for example a temperature of between 50 and 100 ° C., for example 80 ° C.
Avantageusement, le système de régulation thermique est une source froide qui impose une température constante et uniforme à la face sur laquelle elle est apposée. La source froide peut être par exemple un solide de grande inertie fixé au corps magnétique ou un fluide circulant sur ladite face.  Advantageously, the thermal regulation system is a cold source that imposes a constant and uniform temperature on the face on which it is affixed. The cold source may be for example a solid of high inertia attached to the magnetic body or a fluid flowing on said face.
La Demanderesse a constaté que la zone pour laquelle la plus forte élévation de température est observée se situe au voisinage de la bobine d'excitation magnétique. Pour les deuxième, troisième et quatrième exemples de corps magnétiques, la plus forte élévation de température est donc observée dans la barre.  The Applicant has found that the zone for which the greatest rise in temperature is observed is in the vicinity of the magnetic excitation coil. For the second, third and fourth examples of magnetic bodies, the greatest rise in temperature is therefore observed in the bar.
A titre d'exemple, la figure 7 représente la distribution de la température dans un corps magnétique, tel que décrit dans le quatrième exemple. La distribution en température est obtenue par une simulation numérique basée sur une méthode de résolution par éléments finis. Les caractéristiques générales du corps magnétique considéré sont données dans le tableau 1 : Matériau Nii-xZnxFe204 By way of example, Figure 7 shows the temperature distribution in a magnetic body, as described in the fourth example. The temperature distribution is obtained by a numerical simulation based on a finite element solving method. The general characteristics of the magnetic body considered are given in Table 1: Material Ni- x ZnxFe20 4
Largeur totale 46 mm  Total width 46 mm
Epaisseur du noyau 11 mm Thickness of core 11 mm
Hauteur totale 28 mm Total height 28 mm
Diamètre barre central 11 mm Central bar diameter 11 mm
Entrefer 4 mm 4 mm air gap
Volume du noyau 9.8 cm3 Core volume 9.8 cm 3
Nombre de N spires 18 Number of N turns 18
Puissance 1000 W Power 1000 W
Courant dans la bobine 5 A Current in the coil 5 A
Fréquence de commutation 5 MHz 5 MHz switching frequency
Tableau 1. Table 1.
Nous pouvons constater, sur la figure 7, pour un noyau dépourvu de drains thermiques, que la zone A est la zone la plus chaude et présente une température de 135°C, alors que les première et seconde faces sont maintenues à 80°C. We can see, in Figure 7, for a core devoid of heat drains, that zone A is the hottest zone and has a temperature of 135 ° C, while the first and second faces are maintained at 80 ° C.
La présence de deux lamelles 410, positionnées de manière symétriques par rapport au centre de la barre 400b. les deux lamelles 410 traversent chacune de part en part a barre 410 et sont comprises dans un plan perpendiculaire au plan médian du cadre rectangulaire 400a, ledit plan perpendiculaire comprenant l'axe longitudinal de la barre 400b. Chaque lamelle débouche sur la surface latérale extérieure 406 du cadre rectangulaire 400a. Chaque lamelle est en graphite, et mesure 14 x 11 mm2. La figure 8 représente la température, en degrés Celsius, de la zone A (sur l'axe horizontal) en fonction de l'épaisseur E, en micromètres, des quatre lamelles disposées dans la barre. The presence of two lamellae 410, positioned symmetrically with respect to the center of the bar 400b. the two lamellae 410 each go right through to bar 410 and lie in a plane perpendicular to the median plane of the rectangular frame 400a, said perpendicular plane comprising the longitudinal axis of the bar 400b. Each leaflet opens on the outer lateral surface 406 of the rectangular frame 400a. Each strip is made of graphite and measures 14 x 11 mm 2 . FIG. 8 represents the temperature, in degrees Celsius, of zone A (on the horizontal axis) as a function of the thickness E, in micrometers, of the four lamellae arranged in the bar.
Plus les lamelles présentent une épaisseur importante, plus la température de la zone A décroit et tend, de manière asymptotique, vers la température des première et seconde faces du cadre rectangulaire, maintenues, dans cet exemple à 80°C. The greater the thickness of the lamellae, the more the temperature of zone A decreases and tends, asymptotically, towards the temperature first and second faces of the rectangular frame, maintained in this example at 80 ° C.
Ainsi, les lamelles sont disposées dans le noyau de manière à ce que la chaleur produite dans le noyau s'écoule des zones chaudes du noyau vers les faces du noyau thermalisées (maintenues à température constante)  Thus, the lamellae are arranged in the core so that the heat produced in the core flows from the hot zones of the core to the thermalized core faces (maintained at a constant temperature)
Ainsi, dans l'exemple présenté, des lamelles de 150 μιη d'épaisseur réduisent la différence de température entre la zone A et les première et seconde faces à environ 20°C.  Thus, in the example presented, slats 150 μιη thick reduce the temperature difference between the zone A and the first and second faces at about 20 ° C.
La disposition des drains thermiques en forme de lamelles selon l'invention permet d'obtenir une distribution plus homogène de la température dans le noyau d'inductance.  The arrangement of the lamella-shaped heat drains according to the invention makes it possible to obtain a more homogeneous distribution of the temperature in the inductance core.
Ainsi, le caractère anisotrope du drain selon l'invention, et sa disposition dans le corps magnétique permet d'obtenir une meilleure homogénéisation de la température dans le corps magnétique tout en limitant l'effet des courants induits. En effet, dans la configuration proposée par l'invention, l'énergie dissipée sous l'effet des courants induits est proportionnelle à la première conductivité électrique et au carré de l'épaisseur du drain. Ainsi, plus la première conductivité électrique est faible, plus les pertes par courants induits sont faible. Par ailleurs, le drain conduit d'autant mieux la chaleur selon la direction perpendiculaire à la direction selon l'épaisseur E que sa seconde conductivité thermique (donc que sa seconde conductivité électrique) est élevée.  Thus, the anisotropic nature of the drain according to the invention, and its arrangement in the magnetic body makes it possible to obtain a better homogenization of the temperature in the magnetic body while limiting the effect of the induced currents. Indeed, in the configuration proposed by the invention, the energy dissipated under the effect of the induced currents is proportional to the first electrical conductivity and the square of the thickness of the drain. Thus, the lower the first electrical conductivity, the lower the induced current losses are. Moreover, the drain leads the heat all the better in the direction perpendicular to the direction according to the thickness E that its second thermal conductivity (so that its second electrical conductivity) is high.
Par ailleurs, il est particulièrement intéressant de maintenir les lamelles à une épaisseur E inférieure à 150 μιη, préférentiellement inférieure à 100 μιη. En effet, la disposition des lamelles selon l'invention, permet de limiter l'effet sur l'inductance d'un circuit à inductance comprenant un noyau d'inductance selon l'invention. Ainsi, contrairement à l'art antérieur, il n'est pas nécessaire d'ajouter des spires à la bobine d'excitation magnétique, et donc d'augmenter le volume du circuit à inductance.  Moreover, it is particularly advantageous to maintain the lamellae at a thickness E less than 150 μιη, preferably less than 100 μιη. In fact, the arrangement of the lamellae according to the invention makes it possible to limit the effect on the inductance of an inductance circuit comprising an inductance core according to the invention. Thus, unlike the prior art, it is not necessary to add turns to the magnetic excitation coil, and therefore to increase the volume of the inductance circuit.
L'invention ne se limite pas au positionnement de drains thermiques dans la barre du corps magnétique. En effet, dans les troisième et quatrième exemples, le cadre comprend des parties droites. Au moins une partie droite peut comprendre au moins un drain thermique 410. Ainsi, dans l'exemple, particulièrement avantageux, présenté à la figure 9, des drains thermiques 410 sont disposés dans le cadre rectangulaire 400a. The invention is not limited to the positioning of heat drains in the bar of the magnetic body. Indeed, in the third and fourth examples, the frame comprises straight portions. At least one straight portion may comprise at least one heat sink 410. Thus, in the example, particularly advantageous, shown in Figure 9, thermal drains 410 are disposed in the rectangular frame 400a.
Le cadre rectangulaire comprend des premières sections parallèles à la barre 400b, et des secondes sections perpendiculaires à la barre 400b.  The rectangular frame includes first sections parallel to the bar 400b, and second sections perpendicular to the bar 400b.
Pour chaque première ou seconde section du cadre rectangulaire 400a, le drain thermique 410 peut être compris dans un plan comprenant l'axe longitudinal de la première ou seconde section comprenant ledit drain thermique, et perpendiculaire au plan médian 405 du cadre rectangulaire 400a.  For each first or second section of the rectangular frame 400a, the heat sink 410 may be included in a plane comprising the longitudinal axis of the first or second section comprising said heat sink, and perpendicular to the median plane 405 of the rectangular frame 400a.
Chaque première section peut comprendre un ou deux drains thermiques 410. Le drain thermique 410 peut être compris dans un plan comprenant l'axe longitudinal de la première section comprenant ledit drain thermique, et perpendiculaire au plan médian 405 du cadre rectangulaire. Le drain thermique 410 peut déboucher dans l'une des première 406a ou seconde 406b surfaces. Avantageusement, deux drains thermiques 410 sont compris dans chaque première section du cadre rectangulaire 400a, et débouchent respectivement dans la première 406a et la seconde 406b surfaces. Les secondes sections du cadre rectangulaire 400a peuvent également comprendre des drains thermiques 410. Dans chaque seconde section, le drain thermique 410 est compris dans un plan comprenant l'axe longitudinal de la seconde section comprenant ledit drain thermique, et perpendiculaire au plan médian 405 du cadre rectangulaire 400a. Le drain thermique 410 peut déboucher dans l'une des première 406a ou seconde 406b surfaces.  Each first section may comprise one or two thermal drains 410. The heat sink 410 may be included in a plane comprising the longitudinal axis of the first section comprising said heat sink, and perpendicular to the median plane 405 of the rectangular frame. The heat sink 410 may open into one of the first 406a or second 406b surfaces. Advantageously, two thermal drains 410 are included in each first section of the rectangular frame 400a, and open respectively into the first 406a and the second 406b surfaces. The second sections of the rectangular frame 400a may also comprise thermal drains 410. In each second section, the heat sink 410 is included in a plane comprising the longitudinal axis of the second section comprising said heat sink, and perpendicular to the median plane 405 of the rectangular frame 400a. The heat sink 410 may open into one of the first 406a or second 406b surfaces.
Avantageusement, quatre drains thermiques 410 sont compris dans chaque seconde section du cadre rectangulaire 400a. Pour chacune des deux secondes sections du cadre rectangulaire 400a, deux drains débouchent dans la première surface 406a, et les deux autres dans la seconde surface 406b, et de sorte que deux drains thermiques 410 débouchant dans la même surface soit disposés symétriquement par rapport au plan comprenant l'axe longitudinal de la barre 400b, et perpendiculaire au plan médian 405.  Advantageously, four thermal drains 410 are included in each second section of the rectangular frame 400a. For each of the two second sections of the rectangular frame 400a, two drains open into the first surface 406a, and the other two into the second surface 406b, and so that two thermal drains 410 opening into the same surface are arranged symmetrically with respect to the plane comprising the longitudinal axis of the bar 400b, and perpendicular to the median plane 405.
Tel que mentionné précédemment, la formation du corps magnétique peut être exécutée par moulage par injection de poudre de ferrite. A cet égard, l'homme du métier trouvera le détail de la méthode de moulage par injection de poudre dans le brevet FR2970194 [6]. Cette technique comprend une première étape de formation d'un mélange maître comprenant une matière organique (par exemple, des polyoléfines tels que le polyéthylène, le polypropylène), et des poudres inorganiques (par exemple, pour l'application visée, des oxydes de type ferrite, par exemple Mni-xZnxFe204 et Nii- xZnxFe204, et d'une granulométrie de l'ordre de 10 à 20 μιη). Le mélange maître est ensuite injecté dans un moule afin de lui conférer la forme voulue. La pièce moulée est alors déliantée (« debinded » selon la terminologie Anglo-Saxonne) à une température comprise entre 400 et 700°C (par exemple 500°C) de manière éliminer la matière organique. L'étape de déliantage est alors suivie d'une étape de frittage (« sintering » selon la terminologie Anglo-Saxonne), conduite à une température comprise entre 900 et 1300°C (par exemple 1220°C pour un oxyde de ferrite Mni-xZnxFe204) permettant ainsi d'augmenter la densité de la pièce ainsi formée. As previously mentioned, the formation of the magnetic body can be carried out by injection molding of ferrite powder. In this respect, the man of the trade will find the detail of the powder injection molding method in the patent FR2970194 [6]. This technique comprises a first step of forming a masterbatch comprising an organic material (for example, polyolefins such as polyethylene, polypropylene), and inorganic powders (for example, for the intended application, oxides of the type ferrite, for example Mn- x Zn x Fe 2 O 4 and Ni- x Zn x Fe 2 O 4 , and with a particle size of the order of 10 to 20 μιη). The masterbatch is then injected into a mold to give it the desired shape. The molded part is then debinded (Anglo-Saxon terminology) at a temperature between 400 and 700 ° C (for example 500 ° C) to remove organic matter. The debinding step is then followed by a sintering step ("sintering" according to the Anglo-Saxon terminology), conducted at a temperature of between 900 and 1300 ° C. (for example 1220 ° C. for a ferrite oxide Mn). x Zn x Fe20 4 ) thus making it possible to increase the density of the piece thus formed.
Le corps magnétique peut être réalisé en une seule pièce, ou peut comprendre un assemblage de plusieurs pièces (par exemple un assemblage de deux pièces en E, ou une pièce en E et une pièce en I, ou encore une pièce en U et une pièce en I). En fonction du mode de réalisation du corps magnétique, un ou plusieurs moules peut être nécessaire. Le moule est également usiné pour réaliser des cavités dans le corps magnétique destinées à recevoir les lamelles.  The magnetic body may be made in one piece, or may comprise an assembly of several pieces (for example an assembly of two pieces in E, or an E-piece and an I-piece, or a U-piece and a piece in I). Depending on the embodiment of the magnetic body, one or more molds may be necessary. The mold is also machined to make cavities in the magnetic body for receiving the slats.
Après formation du corps magnétique, les lamelles sont alors introduites dans des cavités (formée lors de l'étape de moulage) et assemblées, par des techniques connues de l'homme du métier et tel que décrit dans le document [7], à l'aide d'une pate thermique qui assure la liaison avec la noyau. La pâte thermique peut par exemple être à base de poly éthylène glycol dilué dans de l'éthylcellulose. RÉFÉRENCES After formation of the magnetic body, the lamellae are then introduced into cavities (formed during the molding step) and assembled, by techniques known to those skilled in the art and as described in document [7], to the using a thermal paste that connects with the core. The thermal paste may, for example, be based on polyethylene glycol diluted in ethylcellulose. REFERENCES
[1] US 2009/0146769. [2] A. M . LEARY, « Soft Magnetic Materials in High-Frequency, High-Power Conversion Applications », JOM, Volume 64, Issue 7, July 2012, Pages 772-781. [1] US 2009/0146769. [2] A. M. LEARY, "Soft Magnetic Materials in High-Frequency, High Power Conversion Applications," JOM, Volume 64, Issue 7, July 2012, Pages 772-781.
[3] US 7,573,362 B2. [4] Eric Pop, Vikas Varshney, Ajit K. Roy, Thermal properties of graphene: Fundamentals and applications, M RS BULLETI N, VOLUM E 37, DECEM BER 2012, [3] US 7,573,362 B2. [4] Eric Pop, Vikas Varshney, Ajit K. Roy, Thermal properties of graphene: Fundamentals and applications, M RS BULLETI N, VOLUM E 37, DECEM BER 2012,
[5] Cari Zweben, Thermal Materials Solve Power Electronics Challenges, Power Electronics Technology February 2006. [6] FR2970194.  [5] Carl Zweben, Thermal Materials Solve Power Electronics Challenges, Power Electronics Technology February 2006. [6] FR2970194.
[7] Chia-Ken Leong, D.D.L. Chung, « Carbon black dispersions as thermal pastes that surpass solder in providing high thermal contact conductance", Carbon 41 (2003) 2459- [7] Chia-Ken Leong, D.D.L. Chung, "Carbon black dispersions as thermal pastes that surpass solder providing high thermal contact conductance", Carbon 41 (2003) 2459-

Claims

REVENDICATIONS
1. Noyau d'inductance comprenant : An inductor core comprising:
- un corps magnétique (100, 200, 300, 400) comprenant une surface exposée (102, 306, 406), et formant au moins une partie d'un chemin magnétique médian a magnetic body (100, 200, 300, 400) comprising an exposed surface (102, 306, 406), and forming at least a portion of a median magnetic path
(101, 201, 301, 401a, 401b), (101, 201, 301, 401a, 401b),
- au moins un drain thermique (110, 210, 310, 410) compris dans un tronçon du corps magnétique (100, 200, 300, 400),  at least one heat sink (110, 210, 310, 410) included in a section of the magnetic body (100, 200, 300, 400),
le noyau d'inductance étant caractérisé en ce que le drain thermique (110, 210, 310, 410) est une lamelle présentant une épaisseur E, ladite lamelle présente une première conductivité électrique selon la direction de son épaisseur E, une seconde conductivité électrique perpendiculairement à la direction de son épaisseur E, la première conductivité électrique étant inférieure à la seconde conductivité électrique, la direction selon l'épaisseur E est essentiellement perpendiculaire au chemin magnétique médian (101, 201, 301, 401a, 401b) dans le tronçon du corps magnétique dans laquelle se trouve la lamelle, la lamelle étant disposée de manière à drainer de la chaleur du volume du corps magnétique (100, 200, 300, 400) vers la surface exposée (102, 306, 406).  the inductance core being characterized in that the heat sink (110, 210, 310, 410) is a lamella having a thickness E, said lamella has a first electrical conductivity in the direction of its thickness E, a second electrical conductivity perpendicularly in the direction of its thickness E, the first electrical conductivity being lower than the second electrical conductivity, the direction along the thickness E is essentially perpendicular to the median magnetic path (101, 201, 301, 401a, 401b) in the body section wherein the lamella is located in such a manner that the lamella is arranged to drain heat from the volume of the magnetic body (100, 200, 300, 400) to the exposed surface (102, 306, 406).
2. Noyau à inductance selon la revendication 1, dans lequel le corps magnétique (102) a une forme torique. An inductor core according to claim 1, wherein the magnetic body (102) has a toric shape.
3. Noyau d'inductance selon la revendication 2, dans lequel le corps magnétique (100) comprend un axe de révolution (104), la lamelle débouche sur la surface exposée (102) du corps magnétique (100), et est disposée dans un plan médian (105) du corps magnétique (100), ledit plan étant perpendiculaire à l'axe de révolution (104). An inductor core according to claim 2, wherein the magnetic body (100) comprises an axis of revolution (104), the lamella opens onto the exposed surface (102) of the magnetic body (100), and is disposed in a median plane (105) of the magnetic body (100), said plane being perpendicular to the axis of revolution (104).
4. Noyau d'inductance selon la revendication 1, dans lequel le corps magnétique (200, 300, 400) comprend une barre (200a, 300b, 400b) s'étendant selon un axe longitudinal, la lamelle étant disposée dans le volume de la barre (200a, 300b, 400b), la direction selon l'épaisseur E étant essentiellement perpendiculaire à l'axe longitudinal (200a, 300b, 400b). An inductor core according to claim 1, wherein the magnetic body (200, 300, 400) comprises a bar (200a, 300b, 400b) extending in a direction longitudinal axis, the lamella being disposed in the volume of the bar (200a, 300b, 400b), the direction along the thickness E being substantially perpendicular to the longitudinal axis (200a, 300b, 400b).
5. Noyau d'inductance selon la revendication 4, dans lequel le corps magnétique (300) comprend une première face disposée dans le prolongement de la barre (300b, 400b), et sur laquelle débouche la lamelle, la première face étant avantageusement perpendiculaire à l'axe longitudinal. 5. An inductor core according to claim 4, wherein the magnetic body (300) comprises a first face disposed in the extension of the bar (300b, 400b), and on which the lamella opens, the first face advantageously being perpendicular to the longitudinal axis.
6. Noyau d'inductance selon la revendication 4 ou 5, dans lequel la lamelle est disposée dans un plan comprenant l'axe longitudinal. 6. Inductor core according to claim 4 or 5, wherein the lamella is disposed in a plane comprising the longitudinal axis.
7. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le corps magnétique (300) forme une boucle magnétique rectangulaire. An inductor core according to one of claims 4 to 6, wherein the magnetic body (300) forms a rectangular magnetic loop.
8. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel le corps magnétique comprend un cadre rectangulaire (400a), la barre (400b) étant disposée au centre du cadre rectangulaire (400a) de manière à former deux boucles magnétiques rectangulaires, symétriques par rapport à la barre (400b), contiguës au niveau d'un plan de symétrie de la barre (400b). An inductor core according to one of claims 4 to 6, wherein the magnetic body comprises a rectangular frame (400a), the bar (400b) being disposed at the center of the rectangular frame (400a) so as to form two loops. Rectangular magnets, symmetrical with respect to the bar (400b), contiguous at a plane of symmetry of the bar (400b).
9. Noyau d'inductance selon la revendication 8, dans lequel le cadre rectangulaire (400a) comprend des parties droites, au moins une partie droite comprend au moins un drain thermique (410). 9. An inductor core according to claim 8, wherein the rectangular frame (400a) comprises straight portions, at least one straight portion comprises at least one heat sink (410).
10. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 4 à 9, dans lequel le noyau comprend une surface latérale extérieur, la lamelle débouchant sur ladite surface latérale extérieure (306, 406). 10. Inductor core according to one of claims 4 to 9, wherein the core comprises an outer side surface, the strip opening on said outer side surface (306, 406).
11. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel le facteur d'anisotropie des premières et secondes conductivités électriques de la lamelle est supérieure à 1000, avantageusement comprise entre 1000 et 10000. 11. Core inductor according to one of claims 1 to 10, wherein the anisotropy factor of the first and second electrical conductivities of the lamella is greater than 1000, preferably between 1000 and 10000.
12. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel lamelle présente également une seconde conductivité thermique perpendiculairement à la direction de son épaisseur E, les secondes conductivités thermique et électrique sont, respectivement, supérieures à 1500 W/m/K, et à 106 (Ω. ΐΎΐ)"1. 12. Inductor core according to one of claims 1 to 11, wherein lamella also has a second thermal conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the second thermal and electrical conductivities are respectively greater than 1500 W / m. / K, and at 10 6 (Ω. Ϊ́Ύΐ) "1 .
13. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel la lamelle présente également une première conductivité thermique selon la direction de son épaisseur E, les premières conductivités thermique et électrique sont, respectivement, inférieures à 10 W/m/K, et à 102 (Ω.ιη) Λ. 13. Inductor core according to one of claims 1 to 12, wherein the strip also has a first thermal conductivity in the direction of its thickness E, the first thermal and electrical conductivities are, respectively, less than 10 W / m. / K, and at 10 2 (Ω.ιη) Λ .
14. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 13, dans lequel l'épaisseur E est inférieure à 150 μιη, avantageusement inférieure à 100 μιη. 14. Inductor core according to one of claims 1 to 13, wherein the thickness E is less than 150 μιη, preferably less than 100 μιη.
15. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel la lamelle comprend au moins un des éléments choisis parmi : feuille de graphite, graphène et nanotubes de carbone. 15. Nucleus of inductance according to one of claims 1 to 14, wherein the lamella comprises at least one of the elements selected from: graphite sheet, graphene and carbon nanotubes.
16. Noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel la lamelle est stratifiée, et comprend selon la direction de son épaisseur E une alternance de couches électriquement conductrices et de couches électriquement isolantes. 16. An inductor core according to one of claims 1 to 14, wherein the lamella is laminated, and comprises in the direction of its thickness E an alternating electrically conductive layers and electrically insulating layers.
17. Circuit à inductance comprenant : 17. Inductance circuit comprising:
- le noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 16 - une bobine d'excitation magnétique destinée créer une induction magnétique dans le noyau d'inductance. the inductance core according to one of claims 1 to 16 a magnetic excitation coil intended to create a magnetic induction in the inductance core.
18. Convertisseur de puissance comprenant le noyau d'inductance selon l'une des revendications 1 à 16 ou le circuit à inductance selon la revendication 17. Power converter comprising the inductor core according to one of claims 1 to 16 or the inductor circuit according to claim 17.
19. Procédé de fabrication d'un noyau d'inductance comprenant un corps magnétique et un drain thermique, le procédé comprenant les étapes : 19. A method of manufacturing an inductance core comprising a magnetic body and a heat sink, the method comprising the steps of:
- formation du corps magnétique par moulage par injection de poudre, le moulage par injection de poudre étant exécuté de manière à ménager une cavité dans le corps magnétique adaptée pour recevoir le drain thermique, le corps comprenant une surface exposée (102, 306, 406), et formant au moins une partie d'un chemin magnétique médian (101, 201, 301, 401a, 401b),  - forming the magnetic body by powder injection molding, the powder injection molding being performed to provide a cavity in the magnetic body adapted to receive the heat sink, the body comprising an exposed surface (102, 306, 406) and forming at least a portion of a median magnetic path (101, 201, 301, 401a, 401b),
- introduction et scellement du drain thermique dans ladite cavité avec une pate thermique, le drain thermique (110, 210, 310, 410) étant une lamelle présentant une épaisseur E, ladite lamelle présente une première conductivité électrique selon la direction de son épaisseur E, une seconde conductivité électrique perpendiculairement à la direction de son épaisseur E, la première conductivité électrique étant inférieure à la seconde conductivité électrique, la direction selon l'épaisseur E est essentiellement perpendiculaire au chemin magnétique médian (101, 201, 301, 401a, 401b) dans au moins un tronçon du corps magnétique (100, 200, 300, 400), la lamelle étant disposée de manière à drainer de la chaleur du volume du corps magnétique (100, 200, 300, 400) vers la surface exposée (102, 306, 406).  introduction and sealing of the heat sink in said cavity with a thermal paste, the heat sink (110, 210, 310, 410) being a lamella having a thickness E, said lamella has a first electrical conductivity in the direction of its thickness E, a second electrical conductivity perpendicular to the direction of its thickness E, the first electrical conductivity being less than the second electrical conductivity, the direction according to the thickness E is substantially perpendicular to the median magnetic path (101, 201, 301, 401a, 401b) in at least one portion of the magnetic body (100, 200, 300, 400), the lamella being arranged to drain heat from the volume of the magnetic body (100, 200, 300, 400) to the exposed surface (102, 306, 406).
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