CN109643599A - 电感部件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电感部件（1），其具有线圈（4），该线圈具有导线绕组（2），该电感部件还具有粘附在线圈（4）上的成型体（8）。成型体（8）具有用于布置散热器（16）的表面（13）。此外还提出了一种用于制造这种部件（1）的方法，其中，为了制造成型体（8），将灌注物质填充到模具中，然后移除模具。

Description

电感部件

技术领域

本发明涉及一种电感部件、例如扼流圈或变压器。电感部件的尺寸由所需的磁能存储容量确定，此外还决定性地由散热量来确定。损耗可以越好地散发，电感部件的尺寸就可以越小。

背景技术

DE 10 2011 076 227 A1描述了一种具有线圈的电感部件，该线圈容纳在壳体中。在线圈和壳体之间布布置有导热垫。

发明内容

本发明的任务在于提供一种具有改进性能的电感部件。

该任务通过根据本发明权利要求1的电感部件实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种具有线圈的电感部件，该线圈具有导线绕组。该部件具有粘附在线圈上的成型体。成型体具有用于布置散热器（例如冷却体）的表面。该表面的几何形状特别是构造成与散热器的表面互补。例如，成型体和散热器的表面构造成平坦的。

成型体例如填充线圈的不平整处，特别是填充绕组的不平整处。成型体特别是直接涂覆在绕组上。成型体的互补构造的（例如平坦构造的）表面使得散热器能够直接布置在成型体上，并且实现了散热器到部件上的良好的热耦合。

成型体具有导热性好的材料。其例如是塑料材料，特别是聚氨酯。塑料材料可以设置有导热性好的充填料，以提高导热性。

成型体例如构造为灌注体。在此，将液体灌注材料涂覆到线圈上并使其硬化。为了成型，例如准备模具，在该模具中布置线圈并填充液体灌注材料。稍后可以取下模具。因此，成型体是模制在线圈上的硬化物质。

在一个实施方式中，成型体形成部件的表面的至少一部分。由此，部件不具有布置在成型体上方的壳体。而是，成型体可以视为部件的壳体或壳体部分。

在一个实施方式中，成型体仅部分地包围线圈。特别是，成型体不形成线圈的完全封装。不完全包围的成型体成本低廉，而又足以建立与散热器的连接。

例如，成型体最多覆盖线圈的侧面的一半。该侧面例如垂直于部件的表面布置，该表面构造用于布置散热器。该侧面例如是环形线圈的罩面。

绕组可以部分暴露。因此，部件构造为至少部分地开放。这可以有助于改进散热。

在一个实施方式中，成型体构造成帽形。例如，成型体覆盖线圈的上侧。成型体也可以向线圈的侧面稍微延伸。

在一个实施方式中，部件具有基座。其例如是塑料基座。基座可以构造为平板。与成型体不同的是，基座不直接粘附到线圈上，并且不填充线圈的不平整处。线圈例如通过粘合剂紧固在基座上。导线端可以穿过基座。基座例如用于导线端的限定引导和部件的机械稳定。

成型体例如布置在部件的第一侧上，且基座布置在部件的第二侧上。第一侧可以与第二侧相对而置。第一侧例如是部件的上侧。成型体例如不布置在基座和线圈之间。

为了进一步改善与散热器的热连接，可以额外将一层材料、特别是能导热的材料涂覆到成型体上。能导热的材料例如是导热膏。该层例如比成型体更有柔性，并且可以填充成型体和散热器之间的间隙。另外，该层可以使散热器粘附到成型体上。

根据本发明的另一方面，提供一种部件系统，其具有电感部件和散热器（例如冷却体）。电感部件可以如上所述地构造。

在一个实施方式中，散热器直接邻接电感部件的成型体。成型体可以如上所述地构造，特别是具有与散热器的表面互补且邻接散热器的表面。

在一个实施方式中，在成型体和散热器之间布置有能导热的材料层，其中，散热器直接邻接该层。该层例如如上所述地构造。特别地，该能导热的材料可以是导热膏或导热粘合剂。该层也可以直接邻接成型体。因此，在成型体和散热器之间没有固定的壳体。

在两个实施方式中，散热器也可以部分地邻接成型体并且部分地邻接该层。

散热器例如构造为冷却体，特别是主动冷却体或被动冷却体。散热器可以具有冷却片。例如，散热器具有金属。

散热器例如布置在电感部件上。散热器也可以布置在电感部件旁边。

在一个实施方式中，部件系统具有电路板，电感部件和散热器紧固在该电路板上。在此，散热器可以直接紧固在电路板上，或者只能间接地紧固在电路板上。例如，电感部件直接紧固在电路板上，且散热器紧固在电感部件上。

根据本发明的另一方面，提出一种用于制造电感部件和/或部件系统的方法。电感部件和部件系统可以如上所述地构造。

在该方法中，准备线圈，并将其布置在模具中。在将线圈布置在模具中之前或之后，将灌注材料填充到模具中以形成成型体。特别是，灌注材料是液体形式。其例如是一种塑料材料。接着，使灌注材料硬化并移除模具。特别是，模具这样成型，即，使获得的成型体具有与散热器表面互补的表面。

在本公开文献中描述了本发明的多个方面。有关于部件、部件系统或方法而公开的所有特性也相应于其他方面公开，即便相应的特性在其他方面的上下文中并没有明确提及。此外，对在此给定的对象的描述不限于各个具体实施方式。相反，只要在技术上有意义，各个实施方式的特征就可以互相组合。

附图说明

下面结合示意性的实施例更详细地说明在此描述的对象。在附图中：

图1以立体视图示出了电感部件的实施方式；

图2以立体视图示出了电感部件的另一实施方式；

图3以侧面的概念图示出了电感部件和散热器的布置。

具体实施方式

优选地，在以下附图中，相同的附图标记指代不同实施方式的功能上或结构上相应的部分。

图1示出了电感部件1。该部件1例如是扼流圈或变压器、特别是电力电子器件的部件。其例如是环芯扼流圈，例如电流补偿的环芯扼流圈或环芯存储器扼流圈。

部件1具有导线绕组2。导线例如是铜导线。绕组2围绕磁性材料的芯3。它例如是铁氧体芯。芯3可以具有闭合的形状，例如环形。绕组2与芯3一起形成线圈4。线圈4也可以构造为没有磁芯3。

线圈4布置在基座5上。绕组2的导线端6、7穿过基座5。基座5构造为薄板。例如，线圈4平放地布置在基座5上。特别是，线圈4布置为，其高度（即其垂直于基座5的延伸）小于其在平行于基座5的方向上的最大延伸。部件1例如借助基座5安装在电路板上。

部件1具有成型体8，该成型体具有能导热的材料9。成型体8是形状稳定的，即，其独立地保持其形状。例如，成型体8构造为灌注体。成型体8例如以液体形式涂覆到线圈4上并硬化。成型体8在硬化后牢固地粘附在线圈4上。不需要外部的其他粘合剂或作用力。

材料9的导热率例如在0.1至2300W/(m*K)的范围内。特别是，导热率可以在0.2至4W/(m*K)的范围内。

成型体8的能导热的材料9例如是能导热的塑料。在此，这可以是聚氨酯材料。材料9可以具有能导热的充填料以提高导热率。

成型体8形成部件1的第一侧10。第一侧10例如是部件1的上侧。基座5例如形成部件1的与第一侧10对置的第二侧11。成型体8和基座5特别是布置在线圈4的对置侧10、11上。

成型体8形成部件1的外表面的一部分。部件1不具有布置在成型体8上方的额外的壳体。因此，成型体8可以被视为部件1的壳体或壳体部分。

成型体8仅部分地包围线圈4。例如，成型体8构成部件1的外表面的至多50％。成型体8可以构造为帽状。成型体8例如形成部件1的上侧。成型体8也可以形成部件1的侧面12的一部分。例如，成型体8从上侧延伸到侧面12上，并且例如覆盖侧面12的至多一半，特别是至多三分之一。

线圈4部分地暴露。特别地，线圈4在侧面12处仅部分地被成型体8包围。侧面12也可以完全暴露。因此，线圈4（特别是绕组2）形成部件1的外表面的至少一部分。因此，线圈4不完全被灌注体或壳体包围。部件1特别是至少部分地开放构造。

成型体8和基座5例如这样构造，即，使得绕组2不侧向突出于成型体8和基座5。由此保护绕组2免受机械损坏。

成型体8填充绕组2的不平整处并具有平坦的表面13。该平坦的表面13可以具有表面粗糙度。平坦的表面13因此形成部件1的平坦的表面。特别是，部件1在其背离基座5的第一侧10上具有平坦的表面13。成型体8可以具有适度的弹性以补偿公差。

平坦的表面13实现了部件1与散热器、特别是冷却体的良好热连接。散热器的表面优选构造为与部件1的表面13互补。在散热器的表面弯曲、例如凸起或凹入的情况下，部件1的表面13优选相应地构造。

由此特别地，成型体8对于部件1是有利的，该部件的表面特性在没有成型体8的情况下会防止或阻碍与散热器的直接热连接。在其间不插入壳体的情况下，成型体8与散热器的直接连接导致导热率的提高。由此得以改进的冷却通常能够减小结构尺寸，因为特别是在对流冷却的情况下，结构尺寸通常主要由冷却要求或功率损失量决定。

同时，部件1的电绝缘也可以通过成型体8实现。特别是，通过适当选择成型体8的厚度，可以调节绕组2和部件1的表面13之间的最小距离。

为了制造部件1，例如准备线圈4并将其布置在模具中。为了形成成型体8，将液态的能导热的材料9填充到模具中并使其硬化。在室温或更高温度下，硬化例如进行数小时，例如12和24小时之间。随后移除模具，部件1由此脱模。成型体8也可以以其他方式粘附在线圈4上模制，然后硬化。

图2示出了电感部件1的另一实施方式。与图1中的部件1的不同之处在于，在成型体8上额外布置了层14。层14用于进一步改善部件1与散热器的连接。

层14具有能导热的材料。层14的材料可以与成型体8的材料9不同。

层14例如是导热膏或导热粘合剂。层14特别是可以以液体或膏状的形式存在。层14未硬化。特别地，它不是固定壳体的一部分。还可以使用由能导热的材料制成的膜（TIM膜），例如将其从一卷膜上展开并粘附到图1的部件1上。

例如，层14建立了与散热器的紧密连接。例如，层14构造为粘合层，其粘附到成型体8和散热器上。例如，在将散热器布置在部件1上的不久之前才涂覆层14。层14例如是柔性的，从而使其可以最佳地适配成型体8的表面13和散热器。特别地，层14比成型体8要柔性得多。层14可以构造得比成型体8薄。

图3示出了电路板17上的散热器16和电感部件1的部件系统15。散热器16例如构造为冷却体。电感部件1例如根据图1或根据图2构造。

散热器16直接布置在成型体8上，或布置在位于成型体8上的层14（图2）上。成型体8的表面13与散热器16的表面19互补构造。因此，散热器19直接邻接成型体8的表面13，在散热器18和成型体8之间不存在更大的气隙。在替代的安装方式中，散热器16也可以在电路板17上布置在电感部件1的旁边。在这种情况下，散热器16也直接邻接成型体8的表面13。

散热器16可以构造为冷却体，特别是被动冷却体（例如通过对流）或者主动冷却体（例如通过通风器的强制对流）。散热器16例如具有冷却片18。散热器16可以构造成金属的。

部件系统15紧固在电路板17上。其例如是非灌注的电路板17。

附图标记说明：

1 电感部件

2 绕组

3 芯

4 线圈

5 基座

6 导线端

7 导线端

8 成型体

9 能导热的材料

10 第一侧

11 第二侧

12 侧面

13 平坦的表面

14 层

15 部件系统

16 散热器

17 电路板

18 冷却片

Claims (17)

1.一种电感部件，其具有：线圈（4），所述线圈具有导线绕组（2）；以及粘附在所述线圈（4）上的成型体（8），其中，所述成型体（8）具有用于布置散热器（16）的表面（13）。

2.根据权利要求1所述的电感部件，其中，所述成型体（8）构造为灌注体。

3.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述成型体（8）仅部分包围所述线圈（4）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述成型体（8）最多覆盖所述线圈（4）的侧面（12）的一半。

5.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述成型体（8）构造为帽形。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述成型体（8）形成所述部件（1）的表面（13）的至少一部分。

7.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述绕组（2）部分地暴露。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述成型体（8）包含塑料材料，所述塑料材料设置有能良好导热的充填料。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其具有基座（5），在所述基座上布置有所述线圈（4），其中，所述成型体（8）不布置在所述基座（5）和所述线圈（4）之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其具有基座（5），在所述基座上布置有所述线圈（4），其中，所述成型体（8）布置在所述部件（1）的第一侧上，并且所述基座（5）布置在所述部件（1）的对置的第二侧（11）上。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述表面（13）构造为平坦的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电感部件，其中，所述成型体（8）仅覆盖所述线圈（4）的上侧。

13.一种部件系统，其具有根据前述权利要求中任一项所述的电感部件（1）和散热器（16），其中，所述散热器（16）直接邻接所述成型体（8），或者其中，在所述成型体（8）和所述散热器（16）之间布置有层（14），所述层具有能导热的材料。

14.根据前述权利要求所述的部件系统，其中，所述成型体（8）的表面（13）构造为与所述散热器（16）的表面互补。

15.根据前述权利要求所述的部件系统，其中，所述层（14）构造为导热膏、导热粘合剂或构造为能导热的膜。

16.根据两个前述权利要求中任一项所述的部件系统，其具有电路板（17），在所述电路板上紧固有所述电感部件（1）和所述散热器（16）。

17.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的电感部件和/或部件系统的方法，其具有以下步骤：

A) 准备线圈（4），并将所述线圈（4）布置在模具中，

B) 在将所述线圈布置在模具中之前或之后，将灌注材料填充到所述模具中，以便形成所述成型体（8），

C) 使灌注物质硬化并移除模具。