[go: up one dir, main page]

RU2515505C2 - Device for inductance cell cooling - Google Patents

Device for inductance cell cooling Download PDF

Info

Publication number
RU2515505C2
RU2515505C2 RU2012144061/07A RU2012144061A RU2515505C2 RU 2515505 C2 RU2515505 C2 RU 2515505C2 RU 2012144061/07 A RU2012144061/07 A RU 2012144061/07A RU 2012144061 A RU2012144061 A RU 2012144061A RU 2515505 C2 RU2515505 C2 RU 2515505C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat sink
magnetic system
heat
inductive element
winding
Prior art date
Application number
RU2012144061/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012144061A (en
Inventor
Александр Юрьевич Гончаров
Original Assignee
Александр Юрьевич Гончаров
Гончаров Михаил Юрьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Юрьевич Гончаров, Гончаров Михаил Юрьевич filed Critical Александр Юрьевич Гончаров
Priority to RU2012144061/07A priority Critical patent/RU2515505C2/en
Publication of RU2012144061A publication Critical patent/RU2012144061A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2515505C2 publication Critical patent/RU2515505C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Transformer Cooling (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is referred to electric engineering, inductance cells used in general and special-purpose electrical equipment, in particular, in alternating voltage converters and electronic ballasts.
EFFECT: technical result lies in reduction of square area of the inductance cell at the mounting surface and increase in total square area of heat dissipation surface for magnet core and windings by creation of mechanical and thermal contact of the heat removing element with at least one lateral side of magnet system side yoke of the inductance cell thus allowing effective heat removal from the magnet system and windings in general.
12 cl, 9 dwg

Description

Устройство охлаждения индуктивного элемента с ферритовым сердечником модульного типа относится к области электротехники, а конкретно к индуктивным элементам, применяемым в электротехнических изделиях общего и специального назначения, в частности в преобразователях напряжения и электронных балластах.The cooling device of an inductive element with a ferrite core of a modular type relates to the field of electrical engineering, and in particular to inductive elements used in electrical products of general and special purpose, in particular in voltage converters and electronic ballasts.

Известен способ отвода тепла от планарного трансформатора по патенту US 7920039, приоритет от 25.09.2008 г. с помощью, по крайней мере, одного радиатора, выполненного как единое целое с торцевой частью бокового ярма магнитной системы модульного типа, выполненной из феррита. Недостатки: отвод тепла осуществляется преимущественно от одной поверхности магнитной системы; отвод тепла от обмоток осуществляется практически полностью через магнитную систему; теплорассеивающая поверхность обмоток, находящаяся за пределами ферритового сердечника дает небольшой вклад в отвод тепла, так как имеет малые размеры по сравнению со всей площадью поверхности обмоток.A known method of heat dissipation from a planar transformer according to patent US 7920039, priority date 25.09.2008, using at least one radiator, made as a unit with the end part of the side yoke of a magnetic system of a modular type made of ferrite. Disadvantages: heat removal is carried out mainly from one surface of the magnetic system; heat removal from the windings is carried out almost completely through the magnetic system; the heat-dissipating surface of the windings located outside the ferrite core makes a small contribution to heat dissipation, since it has small dimensions in comparison with the entire surface area of the windings.

Известен индуктивный компонент, патент US 7508290, приоритет от 21.07.2003, в котором в качестве магнитной системы используется ферритовый сердечник модульного типа, например, конфигурации RM; для отвода тепла от обмоток присутствует устройство охлаждения, имеющее в составе, по крайней мере, один композитный материал с, по крайней мере, одним полимерным материалом и, по крайней мере, один термически проводящий наполнитель. Недостатки: большая суммарная площадь, занимаемая индуктивным и охлаждающим элементами на поверхности монтажа; отвод тепла осуществляется от одной торцевой части бокового ярма, использование нескольких теплопроводных материалов усложняет технологию изготовления и повышает стоимость электротехнического устройства.The inductive component is known, patent US 7508290, priority dated July 21, 2003, in which a ferrite core of a modular type, for example, an RM configuration, is used as a magnetic system; to remove heat from the windings, there is a cooling device comprising at least one composite material with at least one polymeric material and at least one thermally conductive filler. Disadvantages: a large total area occupied by inductive and cooling elements on the mounting surface; heat is removed from one end part of the side yoke, the use of several heat-conducting materials complicates the manufacturing technology and increases the cost of the electrical device.

Известен преобразователь напряжения планарный, патент на полезную модель №116269, приоритет от 30.11.2011, характеризующийся: наличием крепежного элемента 7, являющегося теплоотводом от обеих частей ферритового сердечника; кожухов-радиаторов 8,9; теплорассеивающих поверхностей 15; печатной платы 2 и теплопроводного компаунда 16, заполняющего свободное пространство между кожухами-радиаторами 8 и 9. Недостатки: нет непосредственного отвода тепла от обмотки; охлаждающее устройство занимает площадь, превышающую площадь, занимаемую ферритовым сердечником; наличие кожуха и его крепежных элементов удорожает процесс сборки и повышает стоимость всего изделия в целом.A known planar voltage converter, patent for utility model No. 116269, priority of 11/30/2011, characterized by: the presence of a fastener 7, which is a heat sink from both parts of the ferrite core; radiator covers 8.9; heat dissipating surfaces 15; printed circuit board 2 and heat-conducting compound 16, filling the free space between the radiator casings 8 and 9. Disadvantages: there is no direct heat removal from the winding; a cooling device occupies an area exceeding the area occupied by the ferrite core; the presence of the casing and its fasteners increases the cost of the assembly process and increases the cost of the whole product.

Известна оптимизированная механическая конструкция источника питания ССМ250 (описание на сайте производителя - компании «ХР Power»: ). В данной конструкции индуктивный компонент установлен на плату частью внешней поверхности одной боковой части бокового ярма, а торцевая часть боковой поверхности ярма магнитной системы имеет тепловой контакт с боковой частью П-образного теплоотводящего шасси. Недостаток: отвод тепла осуществляется только от одной торцевой части бокового ярма броневой магнитной системы.The optimized mechanical design of the SSM250 power source is known (description on the manufacturer’s website - XP Power company:). In this design, the inductive component is mounted on the board part of the outer surface of one side part of the side yoke, and the end part of the side surface of the yoke of the magnetic system has thermal contact with the side part of the U-shaped heat sink chassis. Disadvantage: heat is removed from only one end part of the side yoke of the armored magnetic system.

Известно теплопроводное крепление моточного узла (патент на полезную модель RU 107394, приоритет 08.02.2011), в котором функции крепления, диэлектрической изоляции и отвода тепла выполняет полимеризовавшийся компаунд. Недостаток: отвод тепла осуществляется, в основном, от обмотки.Heat-conducting fastening of the winding assembly is known (patent for utility model RU 107394, priority 02/08/2011), in which the polymerized compound performs the functions of fastening, dielectric insulation and heat removal. Disadvantage: heat removal is carried out mainly from the winding.

Данное техническое решение наиболее близко по конструктивным и технологическим характеристикам к заявляемому техническому решению и поэтому принято за прототип.This technical solution is the closest in design and technological characteristics to the claimed technical solution and therefore is taken as a prototype.

Задачами изобретения являются: уменьшение площади, занимаемой индуктивным элементом; отвод тепла от магнитной системы индуктивного элемента в нескольких направлениях; отвод тепла от торцевых частей обмоток в разных направлениях; уменьшение затрат на установку индуктивного элемента.The objectives of the invention are: reducing the area occupied by the inductive element; heat removal from the magnetic system of the inductive element in several directions; heat removal from the end parts of the windings in different directions; reducing the cost of installing an inductive element.

Решение поставленных задач достигается тем, что устройство охлаждения индуктивного элемента, включающее магнитную систему, имеющую два боковых ярма, соединяющих оба конца стержня; по крайней мере, одну обмотку; по крайней мере, один внешний теплоотвод; теплопроводный элемент; теплоотвод от обмотки; крепежный элемент; отличается тем, что магнитная система состоит из двух состыкованных частей; крепежный элемент соединяет один внешний теплоотвод, теплоотвод от обмотки и одну часть внешней поверхности одной боковой части бокового ярма, при этом продольная ось стержня магнитной системы смещена относительно места крепления одного внешнего теплоотвода и одной части внешней поверхности одной боковой части бокового ярма вдоль поверхности одного внешнего теплоотвода; теплопроводный элемент заполняет свободное пространство между внутренними поверхностями боковых и торцевых частей боковых ярм.The solution of these problems is achieved by the fact that the cooling device of the inductive element, comprising a magnetic system having two side yokes connecting both ends of the rod; at least one winding; at least one external heat sink; heat conducting element; heat sink from the winding; fastener; characterized in that the magnetic system consists of two joined parts; a fastener connects one external heat sink, the heat sink from the winding and one part of the outer surface of one side of the side yoke, while the longitudinal axis of the core of the magnetic system is offset from the mounting location of one external heat sink and one part of the outer surface of one side of the side yoke along the surface of one external heat sink ; a heat-conducting element fills the free space between the inner surfaces of the side and end parts of the side yokes.

В предпочтительном варианте устройства один внешний теплоотвод представляет собой теплопроводный плоский лист.In a preferred embodiment of the device, one external heat sink is a heat-conducting flat sheet.

В предпочтительном варианте устройства теплопроводный элемент, теплоотвод от обмотки и крепежный элемент выполнены из термоактивной и термопластической полимерной смолы.In a preferred embodiment of the device, the heat-conducting element, the heat sink from the winding and the fastening element are made of thermosetting and thermoplastic polymer resin.

В предпочтительном варианте устройства магнитная система выполнена из двух симметричных состыкованных частей.In a preferred embodiment of the device, the magnetic system is made of two symmetrical joined parts.

В предпочтительном варианте устройства магнитная система представляет собой модульную конструкцию, выполненную из феррита и предназначенную для установки цилиндрических катушек на печатную плату.In a preferred embodiment of the device, the magnetic system is a modular structure made of ferrite and intended for mounting cylindrical coils on a printed circuit board.

В предпочтительном варианте устройства магнитная система представляет собой ферритовый сердечник конфигурации RM.In a preferred embodiment, the magnetic system is a ferrite core configuration RM.

В предпочтительном варианте устройства обмотки индуктивного элемента выполнены в виде набора печатных плат.In a preferred embodiment, the winding device of the inductive element is made in the form of a set of printed circuit boards.

В другом варианте устройства один внешний теплоотвод представляет собой радиатор.In another embodiment of the device, one external heat sink is a radiator.

В другом варианте устройства один внешний теплоотвод выполнен в виде П-образного профиля из теплопроводного материала.In another embodiment of the device, one external heat sink is made in the form of a U-shaped profile of heat-conducting material.

Возможен вариант устройства, в котором один внешний теплоотвод выполнен в виде открытого с одной стороны короба, выполненного из теплопроводящего материала.A variant of the device is possible, in which one external heat sink is made in the form of an open box on one side made of heat-conducting material.

Возможен вариант устройства, в котором отвод тепла от индуктивного элемента осуществляется через несколько внешних теплоотводов, размещенных не менее чем на двух внешних поверхностях магнитной системыA variant of the device is possible in which heat is removed from the inductive element through several external heat sinks located on at least two external surfaces of the magnetic system

Возможен вариант устройства, в котором магнитная система представляет собой ферритовый сердечник конфигурации РМ.A possible variant of the device in which the magnetic system is a ferrite core configuration PM.

Возможен вариант устройства, в котором магнитная система выполнена из двух несимметричных состыкованных частей.A variant of the device in which the magnetic system is made of two asymmetric docked parts is possible.

Ниже приведены чертежи, поясняющие сущность заявленного технического решения:Below are the drawings explaining the essence of the claimed technical solution:

на фиг.1 приведен ферритовый сердечник модульного типа, предназначенный для монтажа на плату;figure 1 shows a ferrite core of a modular type, designed for mounting on a board;

на фиг.2 приведен внешний вид стыкуемых частей магнитной системы; ферритовый сердечник модульного типа, предназначенный для монтажа на плату, используемого в предпочтительном варианте изобретения;figure 2 shows the appearance of the joined parts of the magnetic system; a modular type ferrite core for mounting on a board used in a preferred embodiment of the invention;

на фиг.3 приведен вид сбоку предпочтительного варианта изобретения;figure 3 shows a side view of a preferred embodiment of the invention;

на фиг.4 приведен вид сверху предпочтительного варианта изобретения;figure 4 shows a top view of a preferred embodiment of the invention;

на фиг.5 представлено поперечное сечение предпочтительного варианта изобретения;5 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of the invention;

на фиг.6а приведен вид сбоку для первого варианта установки индуктивного элемента на теплоотвод, выполненный в виде П-образного профиля;on figa shows a side view for the first embodiment of the installation of the inductive element on the heat sink, made in the form of a U-shaped profile;

на фиг.6б приведен вид сверху для второго варианта установки индуктивного элемента на теплоотвод, выполненный в виде П-образного профиля;on figb shows a top view for the second version of the installation of the inductive element on the heat sink, made in the form of a U-shaped profile;

на фиг.7 приведен вид сверху для варианта установки индуктивного элемента на внешний теплоотвод, выполненный в виде открытого с одной стороны короба;Fig. 7 is a top view of an embodiment for mounting an inductive element to an external heat sink, made in the form of a duct open on one side;

на фиг.8 приведен вид сбоку для варианта установки индуктивногоFig. 8 is a side view of an inductive installation option.

элемента, имеющего один и другой внешние теплоотводы;an element having one and the other external heat sinks;

на фиг.9 приведен вид сверху для варианта установки индуктивного элемента, имеющего один теплоотвод и два дополнительных внешних теплоотвода.Fig. 9 is a top view of an installation option of an inductive element having one heat sink and two additional external heat sinks.

Далее описывается предпочтительный вариант изобретения, который является одним из возможных вариантов устройства охлаждения от индуктивного элемента и служит только для пояснения сущности заявленного технического решения.The following describes a preferred embodiment of the invention, which is one of the possible options for a cooling device from an inductive element and serves only to explain the essence of the claimed technical solution.

В известных из уровня техники решениях, каркас с проволочной обмоткой размещается внутри магнитной системы в виде ферритового сердечника 1 и с помощью пайки закрепляется на плате (фиг.1). Конструктивно ферритовый сердечник выполнен из двух симметричных элементов, которые при состыковке образуют броневую магнитную систему (фиг.2), имеющую две боковых части бокового ярма 2 и 3 (далее по тексту описания: боковое ярмо 2 и боковое ярмо 3), две торцевых части бокового ярма 4 и 5 (далее по тексту описания: торцевое ярмо 4 и торцевое ярмо 5), соединяющие оба конца стержня 6.In the solutions known from the prior art, the wire-wound frame is placed inside the magnetic system in the form of a ferrite core 1 and is fixed to the board using soldering (Fig. 1). Structurally, the ferrite core is made of two symmetrical elements, which, when docked, form an armored magnetic system (Fig. 2), having two side parts of the side yoke 2 and 3 (hereinafter: side yoke 2 and side yoke 3), two end parts of the side yokes 4 and 5 (hereinafter: end yoke 4 and end yoke 5) connecting both ends of the rod 6.

В предпочтительном варианте изобретения (фиг.3-5) на внешнем теплоотводе 7 посредством крепежного элемента 8 размещается часть внешней поверхности бокового ярма 2 (далее по тексту описания: часть бокового ярма) (фиг.3). Торцевые части и нижние части поверхностей набора печатных плат 9 размещенного вокруг сердечника магнитной системы 6 через теплоотвод от обмотки 10 соединены с крепежным устройством 8 (фиг.3, 5). Теплопроводный элемент 11 (фиг.4, 5), имеющий теплоотдающую поверхность 12 (фиг.5), размещен в пространстве между внутренней поверхностью боковых ярм 2 и 3 (фиг.5) и торцами набора печатных плат 9, а так же между внутренними поверхностями торцевых ярм 4 и 5 (фиг.4) и обращенными к ним поверхностями печатных плат 9, а также между печатными платами 9.In a preferred embodiment of the invention (FIGS. 3-5), a part of the outer surface of the side yoke 2 is placed on the external heat sink 7 by means of the fastening element 8 (hereinafter: part of the side yoke) (FIG. 3). The end parts and lower parts of the surfaces of the set of printed circuit boards 9 placed around the core of the magnetic system 6 through the heat sink from the winding 10 are connected to the mounting device 8 (Fig.3, 5). The heat-conducting element 11 (Fig. 4, 5) having a heat-transfer surface 12 (Fig. 5) is placed in the space between the inner surface of the side yokes 2 and 3 (Fig. 5) and the ends of the set of printed circuit boards 9, as well as between the inner surfaces end yokes 4 and 5 (figure 4) and facing the surfaces of the printed circuit boards 9, and also between the printed circuit boards 9.

Показанные на фиг.3-5 крепежный элемент 8, теплоотвод от обмотки 10 и теплопроводный элемент 11 выполнены из одного термоактивного, термопластического полимерного материала, например эпоксидного компаунда, и, по окончании процесса установки индуктивного элемента на один внешний теплоотводящий элемент, представляют собой монолитную конструкцию, не имеющую переходных термосопротивлений. Поэтому границы между крепежным элементом 8, теплоотводом от обмотки 10 и теплопроводным элементом 11 показаны штрихованными и означают деление по выполняемым функциям. Крепежный элемент 8 соединяет индуктивный элемент 1, точнее, часть бокового ярма 2 и теплоотвод от обмотки 10 с внешним теплоотводом 7; теплоотвод от обмотки 10 соединяет одну часть обмотки 9, находящейся вне пределов области, ограниченной магнитной системой (фиг.3, 5) с крепежным элементом 8 и теплопроводным элементом 11; теплопроводный элемент 11 заполняет свободное пространство между боковыми ярмами 2 и 3, торцевыми ярмами 4 и 5, а также зазоры между платами обмотки 9 и формирует поверхность теплорассеивания 12.3 to 5, the fastener 8, the heat sink from the winding 10 and the heat conductive element 11 are made of one thermoactive, thermoplastic polymer material, for example an epoxy compound, and, at the end of the installation process of the inductive element on one external heat sink element, are a monolithic design having no transitional thermal resistance. Therefore, the boundaries between the fastening element 8, the heat sink from the winding 10 and the heat-conducting element 11 are shown hatched and mean the division of the functions performed. The fastening element 8 connects the inductive element 1, more precisely, part of the side yoke 2 and the heat sink from the winding 10 with an external heat sink 7; a heat sink from the winding 10 connects one part of the winding 9 located outside the region bounded by the magnetic system (Figs. 3, 5) with the fastener 8 and the heat-conducting element 11; the heat-conducting element 11 fills the free space between the side yokes 2 and 3, the end yokes 4 and 5, as well as the gaps between the boards of the winding 9 and forms a heat dissipation surface 12.

Как вариант, в качестве внешнего теплоотвода 7 может использоваться П-образный профиль из теплопроводного материала, имеющий основание и две боковые части (фиг.6а и 6б). В первом варианте крепления (фиг.6а) индуктивный элемент закреплен на внешнем теплоотводе 7 крепежным элементом 8 и имеет еще один теплопроводный и механический контакт частью бокового ярма 3 через крепежный элемент 8 с боковой частью внешнего теплоотвода 7. В этом случае теплоотвод от обмотки 10 закреплен сразу на двух внешних теплоотводах 7. Во втором варианте крепления (фиг.6б) к боковой части внешнего теплоотвода 7 через крепежный элемент 8 прикрепляется торцевое ярмо 4. Ширина теплоотвода от обмотки 10 равна расстоянию между внешними поверхностями торцевых ярм 4 и 5, поэтому теплоотвод от обмотки 10 контактирует с боковой частью внешнего теплоотвода 7.Alternatively, as an external heat sink 7, a U-shaped profile of a heat-conducting material having a base and two side parts (FIGS. 6a and 6b) can be used. In the first mounting option (Fig. 6a), the inductive element is fixed to the external heat sink 7 by the fastening element 8 and has another heat-conducting and mechanical contact with the side yoke part 3 through the fastening element 8 and the side part of the external heat sink 7. In this case, the heat sink from the winding 10 is fixed immediately on two external heat sinks 7. In the second mounting option (Fig.6b), an end yoke 4 is attached to the side of the external heat sink 7 through the fastening element 4. The width of the heat sink from the winding 10 is equal to the distance between the external awns end yokes 4 and 5, so heat dissipation from the coil 10 into contact with the side part of the external heat sink 7.

Как вариант, в качестве внешнего теплоотвода 7 может использоваться открытый с одной стороны короб из теплопроводного материала (фиг.7). В этом случае к боковым сторонам внешнего теплоотвода 7 через крепежный элемент 8 прикреплены часть бокового ярма 3 и торцевое ярмо 4.Alternatively, as an external heat sink 7, an open box on one side of a heat-conducting material can be used (Fig. 7). In this case, a part of the side yoke 3 and the end yoke 4 are attached to the sides of the external heat sink 7 through the fastener 8.

Как вариант, в устройстве охлаждения индуктивного элемента может присутствовать другой внешний теплоотвод 13, например, теплопроводная крышка корпуса прибора (фиг.8). В этом случае внешний теплоотвод 13 через крепежный элемент 8 соединен с частью бокового ярма 3 и теплоотводом 14 от другой части обмотки 9.Alternatively, another external heat sink 13 may be present in the cooling device of the inductive element, for example, a heat-conducting cover of the device case (Fig. 8). In this case, the external heat sink 13 through the fastening element 8 is connected to a part of the side yoke 3 and the heat sink 14 from another part of the winding 9.

Как вариант, возможно решение, в котором к боковому ярму 3 и торцевым ярмам 4 и 5 через крепежный элемент 8 прикреплены дополнительные внешние теплоотводы 15, 16, и 17 (фиг.9). Индуктивный элемент закреплен на основании 7 крепежным элементом 8 (на фиг. 9 не показан); к обоим торцевым ярмам 4 и 5 через крепежный элемент 6 прикреплены дополнительные внешние теплоотводы 15 и 17; к части бокового ярма 3 через крепежный элемент 8 прикреплен дополнительный внешний теплоотвод 16, выполненный, например, в виде радиатора. Дополнительные внешние теплоотводы 15-17 могут быть выполнены в виде отдельных элементов или представлять собой П-образный или замкнутый профиль из теплопроводного материала. Развитая поверхность может размещаться не только так, как показано на фиг.9, но и на любом из дополнительных внешних теплоотводов или на его части. Возможен вариант, когда каждый дополнительный внешний теплоотвод имеет свой тип развитой поверхности в зависимости от условий теплорассеивания.Alternatively, a solution is possible in which additional external heat sinks 15, 16, and 17 are attached to the side yoke 3 and the end yokes 4 and 5 through the fastener 8 (Fig. 9). The inductive element is fixed to the base 7 by a fixing element 8 (not shown in Fig. 9); additional external heat sinks 15 and 17 are attached to both end yokes 4 and 5 through the fastening element 6; An additional external heat sink 16, made, for example, in the form of a radiator, is attached to a part of the side yoke 3 through a fastening element 8. Additional external heat sinks 15-17 can be made in the form of separate elements or represent a U-shaped or closed profile of heat-conducting material. The developed surface can be placed not only as shown in Fig. 9, but also on any of the additional external heat sinks or on its part. It is possible that each additional external heat sink has its own type of developed surface, depending on the conditions of heat dissipation.

В предпочтительном и иных вариантах устройства отвода тепла от индуктивного элемента крепежный элемент выполнен, например, из эпоксидного компаунда. Такое решение позволяет использовать один крепежный элемент из одного и того же материала и одной и той же конструкции для фиксации индуктивного элемента за одну, две или три поверхности и отводить тепло от всех частей внешней поверхности индуктивного элемента и обмоток.In preferred and other embodiments of the device for removing heat from the inductive element, the fastening element is made, for example, of an epoxy compound. This solution allows you to use one fastener from the same material and the same design to fix the inductive element for one, two or three surfaces and to remove heat from all parts of the outer surface of the inductive element and windings.

Электронное устройство работает следующим образом.The electronic device operates as follows.

В рабочем состоянии индуктивного элемента происходит выделение тепла от магнитной системы и обмотки.In the working state of the inductive element, heat is generated from the magnetic system and the winding.

Отвод тепла от индуктивного элемента в предпочтительном варианте изобретения осуществляется в разных направлениях следующим образом.The heat removal from the inductive element in the preferred embodiment of the invention is carried out in different directions as follows.

Часть тепла от ферритового сердечника 1 отводится через часть бокового ярма 2; часть тепла от обмотки 9 через теплопроводный элемент 11 и теплоотвод от обмотки 10 отводится через крепежный элемент 8. Это суммарное тепло рассеивается на внешнем теплоотводе 7 в одном направлении. Конструктивное решение теплоотвода позволяет с помощью одного крепежного элемента 8 жестко соединить индуктивный элемент 1 и внешний теплоотвод 7, который, как правило, уже имеет крепление с конструктивными частями прибора, в котором используется индуктивный элемент, или представляет собой часть теплопроводной конструкции этого прибора, например, является основанием теплопроводного корпуса прибора.Part of the heat from the ferrite core 1 is removed through part of the side yoke 2; part of the heat from the winding 9 through the heat-conducting element 11 and the heat sink from the winding 10 is removed through the fastening element 8. This total heat is dissipated on the external heat sink 7 in one direction. The design solution of the heat sink allows using one fastening element 8 to rigidly connect the inductive element 1 and the external heat sink 7, which, as a rule, already has a fastening with the structural parts of the device in which the inductive element is used, or is part of the heat-conducting structure of this device, for example, is the basis of the heat-conducting case of the device.

Часть тепла от ферритового сердечника 1 рассеивается от бокового ярма 3 и торцевых ярм 4 и 5 непосредственно. Теплопроводный элемент 11, заполняющий все внутреннее пространство ферритового сердечника и располагающийся между платами обмотки, заполняет все зазоры, равномерно распределяет тепло по объему и образует теплорассеивающую поверхность 12 для отвода другой части тепла от обмотки. При этом части обмоток, выступающие за теплорассеивающую поверхность 12 (верхние на фиг. 3-5), формируют развитую поверхность для рассеивания тепла в другом направлении. Этот суммарный поток тепла отводится от индуктивного элемента в другом направлении.Part of the heat from the ferrite core 1 is dissipated directly from the side yoke 3 and the end yokes 4 and 5. The heat-conducting element 11, which fills the entire inner space of the ferrite core and is located between the winding boards, fills all the gaps, evenly distributes heat throughout the volume and forms a heat-dissipating surface 12 to remove another part of the heat from the winding. At the same time, parts of the windings protruding beyond the heat-dissipating surface 12 (the upper ones in Figs. 3-5) form a developed surface for heat dissipation in the other direction. This total heat flux is diverted from the inductive element in the other direction.

Варианты технического решения предназначены для рационального использования особенностей пространственного размещения деталей и конструктивных узлов в объеме электронного прибора. Например, в существующих технологиях изготовления преобразователей напряжения применяются конденсаторы общего назначения с оксидным диэлектриком и высота электронного устройства определяется габаритами самого высокого конденсатора. Для механической оптимизации данной конструкции прибора можно использовать в качестве магнитной системы индуктивного элемента, например, сердечник модульного типа конфигурации RM или РМ. Такой подход к оптимизации механической конструкции позволит использовать такой ферритовый сердечник с характеристиками, заведомо превышающими расчетные для данной электрической схемы, что позволит улучшить отвод тепла от индуктивного элемента.Variants of the technical solution are intended for the rational use of the spatial distribution of parts and structural units in the volume of an electronic device. For example, in existing technologies for manufacturing voltage converters, general-purpose capacitors with an oxide dielectric are used and the height of the electronic device is determined by the dimensions of the highest capacitor. For mechanical optimization of this design, the device can be used as a magnetic system of an inductive element, for example, a core of a modular type configuration RM or PM. Such an approach to the optimization of the mechanical design will allow the use of such a ferrite core with characteristics that are obviously higher than those calculated for this electrical circuit, which will improve heat removal from the inductive element.

Варианты конструкции внешнего теплоотвода 7 и/или использование дополнительных теплоотводов (например, в случае, если в приборе рядом с индуктивным элементом располагаются детали небольшой высоты) позволяют управлять потоками отводимого тепла от конструктивно одинаковых индуктивных элементов, рассчитанных на использование с разными напряжениями и токами.The design options of the external heat sink 7 and / or the use of additional heat sinks (for example, if small height parts are located near the inductive element in the device) make it possible to control the heat fluxes from structurally identical inductive elements designed for use with different voltages and currents.

При изготовлении устройства охлаждения индуктивного элемента используются серийно выпускаемые ферритовые сердечники; в качестве набора печатных плат могут использоваться известные односторонние, двусторонние и многослойные печатные платы; варианты внешних теплоотводов не требуют доработки известных корпусов, металлизированных плат и радиаторов. Также применяются известные полимеризующиеся материалы, например эпоксидный компаунд, и поэтому устройство охлаждения индуктивного элемента может быть воспроизведено.In the manufacture of a cooling device for an inductive element, commercially available ferrite cores are used; as a set of printed circuit boards can be used known single-sided, double-sided and multi-layer printed circuit boards; options for external heat sinks do not require refinement of well-known cases, metallized boards and radiators. Known polymerizable materials, such as an epoxy compound, are also used, and therefore, the cooling device of the inductive element can be reproduced.

Claims (12)

1. Устройство охлаждения индуктивного элемента, включающее магнитную систему, имеющую два боковых ярма, соединяющих оба конца стержня; по крайней мере, одну обмотку, по крайней мере, один внешний теплоотвод, теплопроводный элемент, теплоотвод от обмотки, крепежный элемент, отличающееся тем, что магнитная система состоит из двух состыкованных частей, крепежный элемент соединяет один внешний теплоотвод, теплоотвод от обмотки и одну часть внешней поверхности одной боковой части бокового ярма, при этом продольная ось стержня магнитной системы смещена относительно места крепления внешнего теплоотвода и одной части внешней поверхности одной боковой части бокового ярма вдоль поверхности одного внешнего теплоотвода, теплопроводный элемент заполняет свободное пространство между внутренними поверхностями боковых и торцевых ярм.        1. The cooling device of the inductive element, comprising a magnetic system having two side yokes connecting both ends of the rod; at least one winding, at least one external heat sink, heat-conducting element, heat sink from the winding, fastener, characterized in that the magnetic system consists of two joined parts, the fastener connects one external heat sink, the heat sink from the winding and one part the outer surface of one side part of the side yoke, while the longitudinal axis of the rod of the magnetic system is offset from the attachment point of the external heat sink and one part of the outer surface of one side part of the side yoke along one external surface of the heat sink, a thermally conductive member fills a free space between the inner surfaces of the side and end yokes. 2. Устройство охлаждения индуктивного элемента по п.1, отличающееся тем, что один внешний теплоотвод представляет собой теплопроводный плоский лист.       2. The cooling device of the inductive element according to claim 1, characterized in that one external heat sink is a heat-conducting flat sheet. 3. Устройство охлаждения индуктивного элемента по п.1, отличающееся тем, что один внешний теплоотвод представляет собой радиатор.       3. The cooling device of the inductive element according to claim 1, characterized in that one external heat sink is a radiator. 4. Устройство охлаждения индуктивного элемента по п.1, отличающееся тем, что один внешний теплоотвод выполнен в виде П-образного профиля из теплопроводного материала.      4. The cooling device of the inductive element according to claim 1, characterized in that one external heat sink is made in the form of a U-shaped profile of heat-conducting material. 5. Устройство охлаждения индуктивного элемента по п.1, отличающееся тем, что один внешний теплоотвод выполнен в виде открытого с одной стороны короба, выполненного из теплопроводящего материала.        5. The cooling device of the inductive element according to claim 1, characterized in that one external heat sink is made in the form of an open box on one side made of heat-conducting material. 6. Устройство охлаждения индуктивного элемента по п.1, отличающееся тем, что теплопроводный элемент, теплоотвод от обмотки и крепежный элемент выполнены из термоактивного термопластического полимерного материала.       6. The cooling device of the inductive element according to claim 1, characterized in that the heat-conducting element, the heat sink from the winding and the fastener are made of thermosetting thermoplastic polymer material. 7. Электротехническое устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система выполнена из двух симметричных состыкованных частей.       7. The electrical device according to claim 1, characterized in that the magnetic system is made of two symmetrical docked parts. 8. Электротехническое устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система представляет собой модульную конструкцию, выполненную из феррита и предназначенную для установки цилиндрических катушек на печатную плату.       8. The electrical device according to claim 1, characterized in that the magnetic system is a modular structure made of ferrite and designed to install cylindrical coils on a printed circuit board. 9. Электротехническое устройство по п.8, отличающееся тем, что магнитная система представляет собой ферритовый сердечник конфигурации RM.       9. The electrical device of claim 8, characterized in that the magnetic system is a ferrite core configuration RM. 10. Электротехническое устройство по п.8, отличающееся тем, что магнитная система представляет собой ферритовый сердечник конфигурации РМ.       10. The electrical device according to claim 8, characterized in that the magnetic system is a ferrite core configuration PM. 11. Электротехническое устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система выполнена из двух несимметричных состыкованных частей.       11. The electrical device according to claim 1, characterized in that the magnetic system is made of two asymmetric docked parts. 12. Электротехническое устройство по п.1, отличающееся тем, что обмотка индуктивного элемента выполнена из набора печатных плат.        12. The electrical device according to claim 1, characterized in that the winding of the inductive element is made of a set of printed circuit boards.
RU2012144061/07A 2012-10-16 2012-10-16 Device for inductance cell cooling RU2515505C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144061/07A RU2515505C2 (en) 2012-10-16 2012-10-16 Device for inductance cell cooling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012144061/07A RU2515505C2 (en) 2012-10-16 2012-10-16 Device for inductance cell cooling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012144061A RU2012144061A (en) 2013-02-10
RU2515505C2 true RU2515505C2 (en) 2014-05-10

Family

ID=49119655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012144061/07A RU2515505C2 (en) 2012-10-16 2012-10-16 Device for inductance cell cooling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2515505C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU19440U1 (en) * 2001-04-20 2001-08-27 Гончаров Александр Юрьевич SECONDARY POWER SUPPLY MODULE
RU2265977C2 (en) * 2002-07-04 2005-12-10 Гончаров Александр Юрьевич Method for mounting heat-exhausting electric radio-elements in electronic modules (variants)
US7158001B2 (en) * 2003-03-26 2007-01-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Choke coil and electronic device using the same
RU107394U1 (en) * 2011-02-08 2011-08-10 Александр Юрьевич Гончаров HEAT PIPE FASTENING

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU19440U1 (en) * 2001-04-20 2001-08-27 Гончаров Александр Юрьевич SECONDARY POWER SUPPLY MODULE
RU2265977C2 (en) * 2002-07-04 2005-12-10 Гончаров Александр Юрьевич Method for mounting heat-exhausting electric radio-elements in electronic modules (variants)
US7158001B2 (en) * 2003-03-26 2007-01-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Choke coil and electronic device using the same
RU107394U1 (en) * 2011-02-08 2011-08-10 Александр Юрьевич Гончаров HEAT PIPE FASTENING

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012144061A (en) 2013-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9668384B2 (en) Power conversion device and method for assembling the same
JP5807646B2 (en) Reactor with cooler
JP6035952B2 (en) Power supply
CN105706196B (en) Electromagnetic induction device
US20110242775A1 (en) Inductors Occupying Space Above Circuit Board Components
JP6558001B2 (en) Heat dissipation device
CN110024243B (en) Electric connection box
JP6150844B2 (en) Electromagnetic induction equipment
JP6956484B2 (en) Coil device and power converter
JP6190851B2 (en) Power converter
JPWO2016163130A1 (en) Noise filter
JP6672724B2 (en) Power supply
JP2019106487A (en) Film capacitor module
US12183498B2 (en) Power conversion device
JP6393212B2 (en) Power converter
JP6681164B2 (en) Reactor
RU2515505C2 (en) Device for inductance cell cooling
JP2017212774A (en) Power converter
JP2017123415A (en) Coil device and electric connection box
US8279033B2 (en) Transformer with isolated cells
JP2016144238A (en) Electric power conversion system
RU116269U1 (en) VOLTAGE CONVERTER PLANAR
JP2022169958A (en) Reactor
JP6569404B2 (en) Power supply device and method for manufacturing power supply device
JP6619195B2 (en) Reactor

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160209

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181017