[发明专利]功率变换器装置

说明书

技术领域

本发明实施例涉及电源技术，尤其涉及一种功率变换器装置。

背景技术

随着电信和服务器等领域设备功率的不断增加以及体积的不断减小，设备的应用空间也越来越紧凑；另外，功率变换器及其关键器件的散热能力直接决定其热性能，及各种应用场景下功率变换器的输出功率和效率等性能，因此，对功率变换器的体积及功率密度要求越来越高。但是，现有技术中的功率变换器中的磁性元件，由于其性能随温度变化大，高温时磁损耗大、饱和磁感应强度下降，因此，使得功率变换器器效率下降及可靠性降低。另外，现有磁性材料通常导热能力差(热导率约在4～7W/m·K)，热阻大；特别对于常用铁氧体材料。

为了解决上述问题，现有的散热技术通常采用风冷、油冷技术，且加强散热时采用额外的散热原件将磁性元件内部温度导出至外部散热器，但是，由于其散热通道和电气通道分离，散热通道要占用电气通道的空间，不仅使功率变换器的电气性能变差也限制了功率变换器的功率密度的提高。因此如何解决磁性元件尤其是功率变换器的散热问题是目前亟需要解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种功率变换器装置，用以解决了现有技术中磁性元件尤其是功率变换器的散热问题。

本发明实施例提供一种功率变换器装置，包括绝缘导热材料、至少一个磁性元件和至少一个散热器，其中，所述磁性元件包括：至少一个磁芯和至少一个热管电气绕组，其中，所述热管电气绕组围绕所述磁芯，且所述热管电气绕组通过所述绝缘导热材料与所述散热器相连，用于将所述磁芯和热管电气绕组产生的热量传递至所述散热器，以供所述散热器将所述热量散出。

本发明实施例的功率变换器装置，通过在磁性元件上设置磁芯和热管，即采用热管作为磁性元件的热管电气绕组，且该热管电气绕组围绕该磁芯，并使得热管电气绕组通过绝缘导热材料与散热器相连，用于将磁芯和热管电气绕组产生的热量传递至该散热器，以供该散热器将该热量散出，从而有效地解决了现有技术中磁性元件尤其是功率变换器的散热问题，增加了功率变换器装置的散热能力，并有效地减少了对电气性能的影响。

附图说明

图1为本发明功率变换器装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明功率变换器装置的另一个实施例的结构示意图；

图3a为本发明提供的热管电气绕组的一个应用原理结构示意图；

图3b为本发明提供的热管电气绕组的另一个应用原理结构示意图；

图3c为几种材料的热导率对比图；

图4为现有技术中采用单独的散热通道的功率变换器装置的结构示意图；

图5为图4所示功率变换器装置的热阻模型示意图；

图6为本发明图2所示功率变换器装置的热阻模型示意图；

图7为本发明功率变换器装置的又一个实施例的结构示意图；

图8为本发明图7所示功率变换器装置的热阻模型示意图。

具体实施方式

图1为本发明功率变换器装置的一个实施例的结构示意图，在本实施例中，由于磁芯一般成对使用，且环状的磁芯一般为一个，因此，本实施例以磁芯为一对EE型磁芯，且功率变换器装置上设置一个散热器为例，详细介绍本实施例的技术方案，如图1所示，该功率变换器装置包括：绝缘导热材料11、磁性元件12和散热器13，其中，该磁性元件12包括磁芯121和热管电气绕组122，具体的，该热管电气绕组122围绕磁芯121，且该热管电气绕组122的一端通过绝缘导热材料11与散热器13相连，用于将磁芯121和热管电气绕组122产生的热量传递至散热器13，以供该散热器13将热量散出。

在本实施例中，通过在磁性元件上设置磁芯和热管电气绕组，即采用热管作为磁性元件的电气绕组，且该热管电气绕组围绕该磁芯，并使得热管电气绕组的一端通过绝缘导热材料与散热器相连，用于将磁芯和热管电气绕组产生的热量传递至该散热器，以供该散热器将该热量散出，从而有效地解决了现有技术中磁性元件尤其是功率变换器的散热问题，增加了功率变换器装置的散热能力，并有效地减少了对电气性能的影响。

进一步的，在本发明的另一个实施例中，在上述图1所示实施例的基础上，该热管电气绕组122为具有导电外壁的电气绕组，且还用于与该磁芯121之间进行电磁能量转换。