[发明专利]包括散热支撑体的线圈式电子功率部件

说明书

技术领域

本发明涉及航空应用的电子功率部件的热控制领域。

背景技术

飞机通常包括大量电子功率部件，特别是用于执行飞行命令或电信号过滤。用于航空应用的电子功率部件能够产生数十千瓦的功率。通常，电子功率部件被暂时使用而持续数秒的时间，这产生少量的焦耳热量；这种热量由电子部件的主体吸收。电子功率部件的温度仅稍有升高，这不会对其操作产生不利影响。

为了满足飞机制造商的进一步的需求，已经提出：电子功率部件被持久使用而持续数分钟的时间。在实践中，在使用数分钟之后，电子功率部件的温度开始升高，直到达到极限温度，如温度更高，则电子部件的操作不再是最佳的。

在电子功率部件中，线圈式电子部件具体用于过滤信号，其受温度升高的影响。参见图1，线圈式电子功率部件1（在下文中被称为线圈式部件1）包括环形圆纹曲面的磁性的芯11，其在下文中被称为超环面的芯11，金属线匝12（优选地为铜制线匝）围绕该超环面的芯11卷绕。在实践中，如高于110℃，则超环面芯11的磁性能降低，线圈式部件1的操作不再是最佳的。

线圈式部件1通常包括：安装座13，其将线圈式部件1的线匝12连接到供线圈式部件1安装于其上的基底2。基底2的温度在操作过程中低于线圈式部件1的温度。根据热条件，基底2形成散热体。在操作中，线圈式部件1的超环面芯11和线匝12发热。如图1中所示，仅有线匝12与安装座13接触，这可使热量从线匝12排放到基底2中。与此不同的是，由于超环面芯11中的焦耳效应所产生的热量无法令人满意地排放。实际上，为了将热量从超环面芯11排放到安装座13中，所述热量不得不穿过线匝12。由此组件引起的热阻很高。线圈式部件1的温度因而保持较高，这妨碍其进行最佳操作。

为了克服这些缺陷，第一解决方案包括：增大线圈式部件的直径以减小由于焦耳效应导致的损耗。这种类型的解决方案增大了线圈式部件的重量和尺寸，这不是所希望的。第二解决方案包括：使用旋转风扇产生气流以冷却线圈式部件。将旋转风扇集成在航空应用中，在可靠性方面具有缺陷；因此，这种解决方案也被排除。第三解决方案将使用树脂，例如环氧树脂，线圈式部件将嵌入树脂中。在实践中，这种类型的树脂使其不足以限制线圈式部件的发热。

发明内容

本发明的目的在于，生产一种线圈式电子功率部件，其温度在操作过程中被调节，同时确保与其中该部件承受振动、加速以及在－50℃至＋110℃之间变化的外界温度的航空应用相适应的机械强度。本发明的另一目的在于，提供一种更轻更紧凑的线圈式部件。

为此目的，本发明涉及一种安装在基底上的线圈式电子功率部件，将被所述部件包括：沿轴向延伸的磁芯，多个线匝围绕所述磁芯卷绕，以形成磁线圈；和至少一个架，用于安装在所述基底上；所述安装架包括与所述磁芯热接触的第一排放表面和与所述多个线匝热接触的第二排放表面，用以在所述部件的操作过程中将热量从所述磁芯和从所述多个线匝排放到所述基底。

安装架的热排放表面使得可将热量直接从磁芯和从线匝排放，这改善了电子功率部件的热调节。有利地，排放表面的存在不会增大线圈式电子功率部件的尺寸。因此，由磁芯产生的热量并不穿过线匝，而是直接通过安装架排放。

优选地，所述第一排放表面大致等于所述磁芯的轴向截面。由此确保了在热排放能力（大的排放表面）与对质量和尺寸的限制（减小的排放表面）之间的折衷。

优选地，所述线匝围绕所述磁芯和所述安装架卷绕，这样安装架可以与线匝和磁芯接触。此外，线匝卷绕有利地可将安装架和磁芯保持到一起。

更优选地，所述第二排放表面至少部分地弯曲，以减小围绕安装架卷绕的线匝受损的风险。

根据本发明的一个方面，所述安装架包括沿轴向延伸的热接触环，所述环的第一和第二横向面分别形成所述第一排放表面和一部分所述第二排放表面。这样，所述环的一个面与磁芯的横向面接触，而所述环的另一个面与线匝接触。

优选地，所述热接触环具有轴向表面，所述轴向表面通过一圆滑的边缘连接到所述第二横向面。圆滑的边缘使得可减小围绕所述环的第二横向面和轴向表面而卷绕的线匝受损的风险，其中，第二横向面和轴向表面一起形成第二排放表面。此外，圆滑的边缘，也被称为圆角，可改善线匝与第二排放表面之间的接触。

根据本发明的另一方面，在所述第一排放表面与所述磁芯之间，设置有热界面材料，优选地为热脂膏（thermal grease）。这种类型的热界面材料可改善从磁芯排放热量的能力。

优选地，所述安装架与所述磁芯的一端相连，由此可使所述芯的磁性能保持不受影响。