技術領域

本發明涉及一種灌封式磁性元件的散熱方法，用于提高灌封式磁性元件的換熱效率和散熱性能，本發明還涉及一種灌封式磁性元件。

背景技術

隨著電子技術的發展，為了實現變流器的功率密度提高，功率模塊一直朝小型化，模塊化，高效化進一步發展。尤其在軌道交通領域，磁性元件作為功率模塊重要組成之一，在其單位容積的發熱量逐年增大，而體積不斷減少的狀況下，因散熱導致的高溫失效問題嚴峻性日益凸顯，甚至開始逐漸制約功率器件的發展速度。其中部分對器件有著抗沖擊振動、抗惡劣環境、防塵防潮防腐、降低噪聲等要求而采用灌封結構的大功率磁性元件，尤其以變壓器或電抗器居多，因其功率大、散熱面積小、散熱形式單一，使其導熱、散熱問題已經成為大功率電力電子器件技術和產業發展的主要瓶頸，當灌封器件內部繞組和鐵心產生的熱量不能及時散發出去時，就會造成熱量積聚溫度升高，甚至超過器件所能夠承受的極限溫度，從而引發燒損功率器件，導致電子設備的失效率升高等嚴重問題，使得整個輔助系統的故障率大大提高，從而影響系統部件的使用壽命、安全性、可靠性以及穩定性。

在以往采用灌封結構的磁性元件中，填料以有機硅膠和環氧樹脂居多，熱量主要通過銅/鋁/不銹鋼等金屬殼體的底板固定在散熱器基板上導熱，依靠本體自冷和重力熱傳導至底板實現散熱，部分熱量通過封裝金屬殼體側壁自然散熱。換熱效率低，散熱面積小，熱量分布不平衡是制約元件散熱的主要原因。

而現有大部分磁性元件提升散熱效率都是采用在元件中增加散熱器或設置散熱系統等方式，如要從根本上提高灌封結構的磁性元件的散熱或換熱效率，需要對目前磁性元件的灌封結構進行換熱改造，而傳統的散熱器基本以水冷、風冷為主，對冷卻介質、冷卻系統的要求較高，灌封結構的磁性元件因其體積局限及模塊內部的空間限制，難以設置如風冷、水冷的散熱系統。

以下為檢索得到的與本發明相關的現有技術：

CN 103747657 A，公開了一種散熱裝置，用于對安裝于電路板上的磁性元件和功率管散熱，該散熱裝置包括散熱器和導熱金屬盒，導熱金屬盒固定在散熱器上，磁性元件放置在導熱金屬盒內部，功率管固定在導熱金屬盒的外壁上。磁性元件用灌封的方式放置在導熱金屬盒內部能使線包的溫度快速導出，使磁性元件達到良好的散熱效果 ；導熱金屬盒固定在散熱器上，整體散熱效果更佳，結構簡單操作方便，此方案中磁性元件的散熱主要通過導熱金屬盒底部的散熱器進行散熱，導熱金屬盒及灌封介質也可散發一定熱量，但其換熱效率低，容易導致元件中熱量分布不均，影響散熱效果。

CN 105680609 A 公開了一種空壓機用直驅永磁同步電機，包括定子組件、轉子模塊、冷卻殼體和外殼體，所述定子組件位于所述冷卻殼體的內部，所述轉子模塊套裝在所述定子組件的內部，所述外殼體的前端設置有前法蘭，所述冷卻殼體的后端設置有后法蘭，所述后法蘭上連接有后蓋板，所述冷卻殼體外表面設置有相互交錯的筋和溝槽，所述外殼體壓裝在所述冷卻殼體外并與所述溝槽相互配合形成循環管道，所述循環管道的兩端分別與外殼體上的進口和出口相連通。此方案在冷卻殼體與外殼體間形成循環管道，用于冷卻殼體內電機的冷卻散熱，但電機在工作時，中間部位的發熱量最高，熱量需從電機中間部位傳導至冷卻殼體上，其導熱速度較低，換熱效率還有待提高。

因此，在滿足灌封式磁性元件模塊化尺寸限制要求的前提下，提升磁性元件的散熱性能，實現換熱效率的提高，降低磁性元件的工作溫升是本發明研究的方向。

發明內容

本發明提供一種灌封式磁性元件的散熱方法，在滿足灌封式磁性元件模塊化尺寸限制要求的前提下，提升磁性元件的散熱性能，實現換熱效率的提高，有效控制磁性元件的工作溫升，使灌封式磁性元件的使用可靠性更高，使用壽命更長。本發明還提供一種灌封式磁性元件。

為達到上述目的本發明采用的技術方案是：灌封式磁性元件的散熱方法，灌封式磁性元件包括鐵心與線圈的繞組組件、向上開口的外殼和灌封介質，灌封介質將繞組組件灌封在外殼內，其特征在于在所述的灌封式磁性元件中設置至少一處熱管，所述的熱管與外殼接觸將灌封式磁性元件的內部熱量傳導至外殼。

優選的，在所述外殼的側壁中設置熱管，并將熱管從外殼的側壁中沿伸至外殼的底板中。

優選的，處于所述外殼底板中的熱管與繞組組件接觸。

優選的，將所述的熱管與繞組組件接觸的面加工成平面，使熱管與繞圈繞組底面貼合接觸。

優選的，在所述的灌封介質中設置熱管，熱管從灌封介質中通入至外殼上。