磁性元件的组装结构的制作方法

本技术涉及电力电子，具体而言，尤其涉及一种磁性元件的组装结构，可同时满足低热阻和高绝缘等级的要求。

背景技术：

1、随着开关电源技术在各个应用领域的高速发展，越来越多的电源产品朝着更高效率(higher efficiency)，更高功率密度(higher power density),更高可靠性(higherreliability)和更低成本(lower cost)的方向发展。为了提高电源产品的功率密度，会严格控制整机各部分的体积与重量，其中轻便高效的散热结构便是实现高功率密度和轻重量的重要条件。

2、通常对于较大功率的电源，尤其是车载充电机(on board charger，obc)系统中主功率部分的磁性元件，因其发热量较大，尤其是铁损(core loss)所占比重较大，会造成明显的发热，同时因磁性元件对外部有较高的安规绝缘需求。对于灌胶(potting)的应用场合，例如以铜排为绕组形成的磁性元件，则需要在保证绝缘等级的条件下减小热阻，将铜排和磁芯各自的温升控制在安全阈值以内。然而低热阻和高绝缘等级需求往往难以兼顾。因为高绝缘等级往往需要加厚/加强绝缘材料，加大爬电距离或电气间隙，但这些处理方式都会造成热阻变大。反之，低热阻则往往难以满足绝缘要求。

3、一般会在磁性元件的外部采用加大金属腔体来增加散热金属腔体与磁性元件的距离，以满足爬电要求距离(绝缘要求)，并将磁性元件浸没在散热胶内。但加大金属腔体需占据更大的空间，且需填充更多的散热胶，成本较高。况且由于导热路径变长热阻依然较高。另外，亦可将包覆在磁性元件外部的绝缘胶带作为绝缘层，这种绝缘处理方式会明显阻碍磁性元件与散热胶直接接触，热阻较大。再者，绝缘胶带完全包覆磁性元件的操作耗时较长，质量较难保障。因此，传统磁性元件的组装结构已经难以满足在越来越高功率密度下的散热和绝缘要求。

4、因此，如何发展一种磁性元件的组装结构，同时满足磁性元件的低热阻和高绝缘等级需求，实为本领域极需面对的课题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种磁性元件的组装结构，针对磁性元件尤其是电感或变压器的绝缘和散热问题，利用塑料框架的窗口和绝缘胶带的组合构建一个既满足安规绝缘需求，又可以高效散热的组装结构，且针对磁性元件的邻接侧所在的位置，构造具有指向性的传热通道，大幅提高在这个方向上的传热能力，同时满足应用环境中磁性元件的绝缘需求。借由磁性元件、窗口以及绝缘胶带的组合，形成优化传热通道，以提高磁性元件的散热效率，同时简化装配制造过程并降低成本。

2、本实用新型的另一目的在于提供一种磁性元件的组装结构，借由塑料框架上开设窗口和通口，分别贴附绝缘胶带和导入灌胶，同时解决磁性元件的绝缘和散热问题。由于磁性元件的组装结构应用于金属腔体内并以散热胶灌封，对于磁性元件的邻接侧的低热阻和高绝缘等级需求尤其严格。磁性元件容置于塑料框架内时，可提供绝缘保护，再通过窗口和绝缘胶带对应磁性元件的邻接侧形成热接触，即可实现进一步优化传热通道并兼顾磁性元件的绝缘需求，使得磁性元件靠近金属腔体并且小于安规爬电距离的部位亦可满足绝缘需求。另外，绝缘胶带通过贴附于塑料框架上而遮蔽窗口，磁性元件可直接置入塑料框架而实现邻接侧对应窗口和绝缘胶带的热接触，结构精简且组装容易，免除公知技艺以繁杂工序缠绕绝缘胶带于磁性元件的整体。再者，塑料框架可避让磁性元件的邻接侧而设置通口，使散热胶能够经由通口进入容置空间而与磁性元件接触，提高导热性能。塑料框架未开设窗口和通口部分，一方面将磁性元件与金属腔体隔开，加大爬电距离，满足安规需求，另一方面亦能起到辅助散热作用。其中绝缘胶带预置于塑料框架，置入磁性元件后进行灌胶，磁性元件即可通过塑料框架、绝缘胶带和灌封的散热胶而与金属腔体形成热耦合，简化组装程序，提高传热效率，并满足磁性元件于应用金属腔体中的绝缘需求。再者，在磁性元件的邻接侧与金属腔体之间最短的导热路径上对应塑料框架开设窗口，可有效降低热阻并提高散热能力。缘绝胶带对应窗口贴附于塑料框架上则可进行绝缘，同时增加磁性元件的邻接侧至金属腔体的爬电距离，保证磁性元件相对金属腔体的绝缘性能，不受窗口开设位置的影响。

3、为达前述目的，本实用新型提供一种磁性元件的组装结构，包括磁性元件、塑料框架以及绝缘胶带。磁性元件包括至少一邻接侧。塑料框架包括容置空间、至少一窗口以及至少一通口，其中磁性元件容置于容置空间，至少一窗口于空间上相对磁性元件的至少一邻接侧，至少一通口连通至容置空间。绝缘胶带贴附于塑料框架，覆盖至少一窗口，且遮蔽磁性元件的至少一邻接侧。

4、于一实施例中，塑料框架包括一顶部开口和一外周壁，外周壁形成容置空间，顶部开口连通至容置空间，磁性元件经顶部开口而容置于容置空间。

5、于一实施例中，至少一窗口设置于外周壁。

6、于一实施例中，磁性元件的外型为一圆柱体，包括相反设置的第一侧面和第二侧面以及一外环面，第一侧面和第二侧面通过外环面连接，其中，磁性元件经顶部开口立式容置于容置空间，至少一窗口于空间上相对第一侧面或/及第二侧面或/及部分的外环面，至少一邻接侧定义为第一侧面或/及第二侧面或/及部分的外环面因绝缘胶带覆盖至少一窗口而被遮蔽的部分。

7、于一实施例中，塑料框架还包括一底板，至少一通口设置于底板上，外环面包含一底部，外环面的底部邻设底板，至少一通口与外环面的底部错位设置。

8、于一实施例中，磁性元件的外型为一圆柱体，包括相反设置的第一侧面和第二侧面以及一外环面，第一侧面和第二侧面通过外环面连接，其中，磁性元件经顶部开口卧式容置于容置空间，至少一窗口于空间上相对磁性元件的外环面，至少一邻接侧定义为外环面因绝缘胶带覆盖至少一窗口而被遮蔽的部分。

9、于一实施例中，塑料框架还包括一底部开口，顶部开口和底部开口彼此相反设置，且连通至容置空间，其中底部开口定义为至少一通口。

10、于一实施例中，磁性元件的组装结构还包括一辅助绝缘胶带，贴附于磁性元件，于至少一通口朝向磁性元件的视向上遮蔽磁性元件。

11、于一实施例中，至少一窗口包括多个窗口，环设于塑料框架的外周壁，绝缘胶带环设于塑料框架的外周壁。

12、于一实施例中，塑料框架还包括一底板，至少一窗口设置于底板上。

13、于一实施例中，磁性元件的外型为一圆柱体，包括相反设置的第一侧面和第二侧面以及一外环面，该第一侧面和该第二侧面通过外环面连接，磁性元件经顶部开口卧式容置于容置空间，至少一窗口于空间上相对第一侧面，至少一邻接侧包含第一侧面因绝缘胶带覆盖至少一窗口而被遮蔽的部分。

14、于一实施例中，至少一通口设置于外周壁，外环面包含一底部，外环面的底部邻设外周壁，至少一通口与外环面的底部相对设置

15、于一实施例中，磁性元件的组装结构还包括一辅助绝缘胶带，环设于磁性元件的外环面。

16、于一实施例中，至少一通口设置于外周壁，外环面包含一底部，外环面的底部邻设外周壁，至少一通口与外环面的底部错位设置

17、于一实施例中，塑料框架还包括至少一开口，设置于外周壁未开设至少一通口的位置，绝缘胶带贴附于外周壁，覆盖至少一开口。

18、于一实施例中，外周壁包含彼此连接的一对第一侧壁和一对第二侧壁，至少一通口中的一通口邻设于第一侧壁与第二侧壁相连处。

19、于一实施例中，磁性元件的组装结构容置于一金属腔体，且嵌入于一散热胶内，其中散热胶经由至少一通口导入容置空间，且包覆磁性元件后构成一灌封体。

20、于一实施例中，塑料框架为一长方体框架或正方体框架，包含一对第一侧壁和一对第二侧壁，该对第一侧壁与该对第二侧壁彼此连接而形成容置空间。

21、于一实施例中，磁性元件为一电感或一变压器。

22、本实用新型的有益效果在于，本实用新型提供一种磁性元件的组装结构，针对磁性元件尤其是电感或变压器的绝缘和散热问题，利用塑料框架的窗口和绝缘胶带的组合构建一个既满足安规绝缘需求，又可以高效散热的组装结构，且针对磁性元件的邻接侧所在的位置，构造具指向性的传热通道，大幅提高在这个方向上的传热能力，同时满足应用环境中磁性元件的绝缘需求。