扼流件和相關(guān)的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種扼流件(1)，帶有：可磁化的芯子(2)，其帶有繞組軸線(3)；和至少一個(gè)繞組(4)，其由導(dǎo)體(5)形成，該導(dǎo)體至少部分地包圍芯子的繞組軸線，對(duì)于該扼流件，至少一個(gè)繞組以單層的方式形成并且導(dǎo)體的截面是矩形的，尤其是正方形的。
【專利說明】扼流件和相關(guān)的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種扼流件(D1SSel)和相關(guān)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]扼流件或存儲(chǔ)扼流件優(yōu)選例如在直流調(diào)節(jié)器中用于時(shí)鐘電壓信號(hào)的積分。尤其在帶有顯著的電流波動(dòng)的很高的平均電流的情況下，在繞組的損失和冷卻方面出現(xiàn)很大問題。
[0003]傳統(tǒng)的存儲(chǔ)扼流件的繞組例如由分層的板式結(jié)構(gòu)、扁平線邊緣繞組(Flachdrahthochkantwicklung)和銅帶繞組形成。作為核心材料使用包含鐵氧體、無定形的金屬玻璃、納米晶帶或金屬粉末的材料。
[0004]所有上述解決方案都涉及扼流件的高效冷卻的問題。例如，在封閉的殼體中典型地需要借助于通過冷卻介質(zhì)流經(jīng)的板進(jìn)行限定的冷卻。
[0005]然而在感應(yīng)式的結(jié)構(gòu)元件中通常產(chǎn)生大量的熱，從而通常需要昂貴的冷卻方案。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種扼流件以及相關(guān)的制造方法，其能夠以盡可能小的花費(fèi)實(shí)現(xiàn)扼流件的高效冷卻。
[0007]本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的扼流件和根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法來實(shí)現(xiàn)該目的。優(yōu)選的實(shí)施方式為從屬權(quán)利要求的對(duì)象，對(duì)此，使其原文成為說明的內(nèi)容。
[0008]扼流件，尤其呈所謂的儲(chǔ)存扼流件或高電流扼流件的形式的扼流件具有:磁芯或可磁化的芯子，其限定繞組軸線或者具有繞組軸線；和至少一個(gè)繞組，其由導(dǎo)體形成，該導(dǎo)體至少部分地、尤其在帶有盡可能小的間距的情況下包圍芯子的至少一個(gè)繞組軸線或芯子的心部(Schenkel),該至少一個(gè)繞組軸線伸延通過該心部。至少一個(gè)繞組以單層的方式形成，BP,由導(dǎo)體形成的繞組僅僅相鄰地伸延并且不分層。導(dǎo)體在纏繞方向上的截面為矩形，尤其為正方形。由于該截面和由此決定的外輪廓，繞組可非常簡單地且在帶有很小的熱阻的情況下例如聯(lián)結(jié)到冷卻的面處。在此有意使尤其實(shí)心繞組或?qū)嵭膶?dǎo)體的截面尺寸過大，從而可在繞組中實(shí)現(xiàn)高效的熱流。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，扼流件具有磁芯或可磁化的芯子，在其中，散熱主要通過在熱方面耦合聯(lián)結(jié)到芯子處的繞組來實(shí)現(xiàn)。由于選擇大的實(shí)心導(dǎo)體或繞組截面，例如可通過單側(cè)的水冷卻的板實(shí)現(xiàn)充分的熱流且因此實(shí)現(xiàn)散熱。
[0010]在一種改進(jìn)方案中，導(dǎo)體是實(shí)心的，即，導(dǎo)體的整個(gè)截面填充有導(dǎo)體材料，更確切地說，導(dǎo)體在其外尺寸中完全填充有導(dǎo)體材料。導(dǎo)體尤其并未通過相互交織的絞合線、多個(gè)組合的單個(gè)導(dǎo)體構(gòu)造為空心導(dǎo)體或類似物。
[0011]在一種改進(jìn)方案中，至少一個(gè)繞組由成型管(Profil1hr)，尤其矩形成型管形成，為了形成導(dǎo)體，使成型管具有某種結(jié)構(gòu)，尤其通過移除材料的加工使之具有某種結(jié)構(gòu)，尤其通過鉆孔、鋸開、銑削和/或放電加工使之具有某種結(jié)構(gòu)。備選地，至少一個(gè)繞組由壓鑄成形件形成。
[0012]在一種改進(jìn)方案中，扼流件具有公稱電流負(fù)載能力，其中，導(dǎo)體的截面的尺寸如此確定，即，導(dǎo)體的電流負(fù)載能力大于公稱電流負(fù)載能力，即，針對(duì)公稱電流負(fù)載能力，導(dǎo)體的截面尺寸過大。附加地或備選地，繞組和芯子的尺寸可如此確定，即，在扼流件利用其公稱電流負(fù)載能力加載時(shí)，繞組損失大于芯子損失，從而可基于繞組的優(yōu)化的冷卻性總地確保高效的冷卻。
[0013]在一種改進(jìn)方案中，導(dǎo)體包含銅或鈦，特別優(yōu)選地包含鋁。
[0014]在一種改進(jìn)方案中，設(shè)置有面狀的冷卻體，其在熱方面與繞組耦合聯(lián)結(jié)，尤其與繞組的背對(duì)芯子的繞組軸線的側(cè)部或表面耦合聯(lián)結(jié)。優(yōu)選地，設(shè)置有導(dǎo)熱的電絕緣體，其布置在冷卻元件和繞組之間。電絕緣體優(yōu)選為電絕緣的導(dǎo)熱薄片。
[0015]在一種改進(jìn)方案中，繞組形成冷卻體。
[0016]在一種改進(jìn)方案中，如此選擇在繞組和芯子之間的間距，S卩，使由于泄漏場的損失最小化。
[0017]對(duì)于用于制造上述扼流件的方法，繞組由成型管，尤其由矩形成型管形成，為了形成導(dǎo)體，使成型管具有某種結(jié)構(gòu)，尤其通過呈鉆孔、鋸開、銑削和/或放電加工的形式的移除材料的加工使之具有某種結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面參考示出本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式的【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明。其中:
圖1顯示了帶有冷卻元件的根據(jù)本發(fā)明的扼流件的圖示，以及
圖2顯示了在圖1中顯示的扼流件的分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]圖1顯示了用于高電流(例如200安培或更高的電流)的存儲(chǔ)扼流件I，帶有:E-1狀的可磁化的芯子2，其例如包含鐵氧體、無定形的金屬玻璃、納米晶帶或金屬粉末作為芯子材料；心部，其限定繞組軸線3 ;以及單層的繞組4，其由帶有矩形截面的、包含鋁的實(shí)心導(dǎo)體5形成，該導(dǎo)體5環(huán)狀地包圍芯子2的繞組軸線3。
[0020]扼流件I具有標(biāo)定200A的平均電流的公稱電流負(fù)載能力，其中，導(dǎo)體5的截面的尺寸如此確定，即，其可引導(dǎo)比公稱電流更大的電流。繞組4和芯子2的尺寸如此確定，SP，在扼流件I利用公稱電流加載時(shí)，繞組損失大于芯子損失，從而借助于繞組4的冷卻部(其可比芯子2的冷卻部設(shè)計(jì)得明顯更簡單)可簡單地導(dǎo)出在運(yùn)行中產(chǎn)生的熱。
[0021]此外，為了高效的冷卻而設(shè)置有面狀的冷卻元件7，其在熱方面與繞組4的背對(duì)芯子2的繞組軸線3的側(cè)部或表面耦合聯(lián)結(jié)，其中，在冷卻元件7和繞組4之間設(shè)置有呈電絕緣的導(dǎo)熱薄片8的形式的導(dǎo)熱的電絕緣體。相應(yīng)的冷卻元件可設(shè)置在繞組4的上側(cè)和/或下側(cè)上。
[0022]借助于間隔保持件9如此小地確定在芯子2的心部和繞組4的面對(duì)心部的表面之間的間距，即，使得泄漏損失最小化。
[0023]導(dǎo)體5的截面的尺寸如此確定，即，在扼流件I的設(shè)置的工作頻率中，由于集膚效應(yīng)(Stromverdrjingung)的有效的替代面明顯小于實(shí)心導(dǎo)體5的截面。由此,主要的交流損失份額在導(dǎo)體5或繞組4的外部區(qū)域中朝繞組4的芯子區(qū)域的方向上流動(dòng)并且最終沿著繞組4流到呈冷卻元件7的形式的熱沉部處。
[0024]孔10用作用于使用扼流件I的電路的未示出的其他電路部件的聯(lián)接元件。
[0025]為了說明，圖2顯示了在圖1中顯示的扼流件I的分解圖。
[0026]為了形成繞組4或?qū)w5，使以已經(jīng)具有某種結(jié)構(gòu)或已加工的形式示出的矩形成型管6具有某種結(jié)構(gòu)。
[0027]結(jié)構(gòu)化通過螺旋狀地銑削來實(shí)現(xiàn)以用于形成繞組4或?qū)w5，其中，通過在成型管6的橫向方向上鋸開產(chǎn)生單個(gè)的繞組區(qū)段，其相應(yīng)與相關(guān)的芯子和示出的其他結(jié)構(gòu)元件一起形成相應(yīng)的線圈。借助于鉆孔產(chǎn)生聯(lián)接部10。
[0028]備選地，在非常大的件數(shù)的情況下，繞組4可由壓鑄成形件形成。
[0029]根據(jù)本發(fā)明設(shè)置有實(shí)心的繞組4，其具有正方形或矩形的外部尺寸。由此，繞組4可非常簡單地且在帶有低的熱阻的情況下聯(lián)結(jié)到冷卻面7處。在此，有意使該實(shí)心繞組4的截面尺寸過大，從而在繞組4中實(shí)現(xiàn)高效的熱流，即繞組4同時(shí)為結(jié)構(gòu)元件I的內(nèi)部的冷卻體。
[0030]繞組4相對(duì)于冷卻板或冷卻體7的電絕緣利用薄的導(dǎo)熱薄片8或陶瓷材料實(shí)現(xiàn)。
[0031]繞組4的材料為鋁、銅或鈦。
[0032]線圈或構(gòu)件I通過在熱方面可良好地聯(lián)結(jié)的實(shí)心繞組4的高效的冷卻性是有利的。此外，可通過大的截面將鋁用作導(dǎo)體材料，由此節(jié)省重量和成本。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的扼流件I具有實(shí)心繞組，其截面的尺寸如此大地來確定，即，可實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的損失熱量朝向面狀的熱沉部7的輸送，從而可取消昂貴的冷卻措施。
[0034]顯然，可代替所示出的E-1狀的芯子2使用以其他的方式成型的芯子，例如使用帶有位于外部的兩個(gè)繞組的U形芯子。
【權(quán)利要求】
1.一種扼流件(I)，帶有: -可磁化的芯子(2)，其帶有繞組軸線(3);以及 -至少一個(gè)繞組(4)，其由導(dǎo)體(5)形成，該導(dǎo)體至少部分地包圍所述芯子的繞組軸線 其特征在于， -所述至少一個(gè)繞組以單層的方式形成，并且 -所述導(dǎo)體的截面是矩形的，尤其是正方形的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扼流件，其特征在于，所述導(dǎo)體構(gòu)造成實(shí)心的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扼流件，其特征在于，所述至少一個(gè)繞組由成型管(6)形成，為了形成所述導(dǎo)體，使該成型管(6)具有某種結(jié)構(gòu)，尤其通過移除材料的加工使之具有某種結(jié)構(gòu)，尤其通過鉆孔、鋸開、銑削和/或放電加工使之具有某種結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扼流件，其特征在于，所述至少一個(gè)繞組由壓鑄成形件形成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的扼流件，其特征在于，所述扼流件具有公稱電流負(fù)載能力，其中，所述導(dǎo)體的截面的尺寸如此確定，即，所述導(dǎo)體的電流負(fù)載能力大于公稱電流負(fù)載能力。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的扼流件，其特征在于，所述扼流件具有公稱電流負(fù)載能力，其中，所述繞組和所述芯子的尺寸如此確定，即，在所述扼流件利用其公稱電流負(fù)載能力加載時(shí)，繞組損失大于芯子損失。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的扼流件，其特征在于，所述導(dǎo)體包含鋁、銅或鈦。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的扼流件，其特征在于面狀的冷卻元件(7)，其在熱方面與所述繞組耦合聯(lián)結(jié)，尤其與所述繞組的背對(duì)所述芯子的繞組軸線的側(cè)部耦合聯(lián)結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的扼流件，其特征在于導(dǎo)熱的電絕緣體(8)，其布置在所述冷卻元件和所述繞組之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的扼流件，其特征在于，所述導(dǎo)熱的電絕緣體為電絕緣的導(dǎo)熱薄片。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的扼流件，其特征在于，所述繞組形成冷卻體。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的扼流件，其特征在于，如此選擇在繞組和芯子之間的間距，即，使由于泄漏場的損失最小化。
13.一種用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的扼流件(I)的方法，其特征在于，所述繞組由成型管(6)形成，為了形成導(dǎo)體，使該成型管具有某種結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，結(jié)構(gòu)化包括所述成型管的尤其呈鉆孔、鋸開、銑削和/或放電加工的形式的移除材料的加工。
【文檔編號(hào)】H01F37/00GK104040653SQ201280053680
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月2日
【發(fā)明者】D.舍庫林, S.格羅斯-科伊夫勒, C.黑奇, T.比西希, A.伊滕, P.卡文 申請(qǐng)人:施密徳豪澤股份公司