一种磁性元件结构及开关电源的制作方法

本技术总体来说涉及电源生产制造，具体而言，涉及一种磁性元件结构及开关电源。

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，磁性元件结构作为开关电源的关键部件，也越来越朝着更高效率，更高功率密度，更高可靠性和更低成本的方向发展。

2、现有磁性元件结构包括金属壳体和磁性器件，磁性器件设置于金属壳体内，磁性器件和金属壳体之间需要满足一定的安规距离，且在磁性器件工作时常常会产生大量的热量，如果发热严重的磁性器件不能及时散热，不仅会影响磁性器件和开关电源的工作效率，还会缩短磁性器件的使用寿命。

3、为了解决这个问题，现有技术采用以下方式：

4、第一种，增加金属壳体的尺寸，使金属壳体和磁性器件之间存在一定的间隔，以满足安规距离的要求，但是由于金属壳体的尺寸增加，需要更多的导热胶填充至金属壳体和磁性器件之间，不仅会增加金属壳体的重量和用胶量，还会延长磁性器件到金属壳体之间的导热路径，降低导热能力，也使成本大幅增加。

5、第二种，在金属壳体和磁性器件之间增加绝缘材料，以满足安规距离的要求，但是绝缘材料一般为不良热导体，影响散热效果，如果选用性能更好或耐温更高的材料，则会增加材料成本。

技术实现思路

1、本实用新型提供的一种磁性元件结构及开关电源，散热效果好，生产成本低。

2、根据本实用新型的第一个方面，提供了一种磁性元件结构，包括：壳体、盖板和磁性器件，所述壳体的一端设置有开口；盖板盖设于所述开口；所述磁性器件至少部分设置于所述壳体内；其中，所述磁性器件朝向所述盖板的一侧和所述盖板之间设置有散热风道。

3、在其中一些实施方式中，所述磁性器件包括磁芯和绕组，所述绕组绕设于所述磁芯的磁柱上；所述盖板包括固定部，所述绕组的引出端连接于所述固定部；其中，所述散热风道设置于所述固定部和所述磁性器件之间。

4、固定部设置有固定孔，绕组的引出端穿设于固定孔，固定孔起到对线圈的自由端固定的作用，同时还可使线圈的自由端从盖板的内侧引导至盖板的外侧，起到绕组的引出端引出的作用。利用固定部和磁性器件之间的空间作为散热风道，散热风道和磁性器件相接触，可直接实现磁性器件的散热作用。

5、在其中一些实施方式中，沿所述壳体的高度方向，所述固定部的底面高于所述磁性器件的顶面。

6、与现有技术盖板直接和壳体的开口相贴合相比，固定部的底面高于磁性器件的顶面，相当于将盖板的固定部向远离壳体的方向拉远一定距离，使固定部的底面和磁性器件的顶面之间存在一定的高度间隙，该高度间隙即为散热通道。采用这种方式，没有改变壳体和盖板的结构，成本较低，且壳体的重量不会明显增加，就可实现磁性器件的散热效果。同时，由于固定部和磁性器件之间存在高度间隙，使绕组的引出端和壳体之间的距离也增加，起到延长安规距离的作用。

7、在其中一些实施方式中，所述盖板还包括支撑部，沿所述壳体的高度方向，所述支撑部的一端设置于所述固定部，另一端抵接于所述磁性器件；其中，所述散热风道设置于所述固定部、所述支撑部和所述磁性器件之间。

8、支撑部起到支撑固定部的作用，保证固定部的位置稳定性。同时，支撑部具有一定的高度，支撑部支撑固定部向远离磁性器件的方向腾起一个高度间隙，从而改善散热路径。

9、在其中一些实施方式中，所述支撑部朝向所述磁性器件的一侧设置有限位槽，所述限位槽用于限位所述磁性器件。

10、在限位槽和磁性器件的配合作用下，避免盖板相对于外壳出现位置移动的情况，且还可以保证盖板和磁性器件两者之间的位置稳定性。

11、在其中一些实施方式中，所述支撑部的数量为多个，所述散热风道设置于所述固定部、所述磁性器件和相邻两个所述支撑部之间。

12、其中，散热风道设置于固定部、磁性器件和相邻两个支撑部之间，增加风在散热通道内的流动路径，延长风和磁性器件接触的时间，使磁性器件的散热通道内的风接触更加充分，进一步提高散热效果。

13、在其中一些实施方式中，还包括导热件，所述导热件设置于所述磁性器件和所述壳体之间，并至少部分包覆所述磁性器件。

14、导热件起到填充磁性器件和壳体内壁的作用，使磁性器件产生的热量通过导热件传递至外壳，外壳再将热量散发至外界，导热件起到热量传递的作用。此时，磁性器件位于壳体的部分，即磁性器件的下半部分通过导热件和壳体进行散热，磁性器件位于壳体外部的部分或者磁性器件的上半部分利用散热通道进行散热，保证磁性器件的任何部分都能有效散热，采用导热件散热和风冷相结合的方式，大幅增加磁性元件的散热面积及散热能力，进一步提高磁性器件的散热效果。

15、在其中一些实施方式中，所述导热件采用可流动的导热材质固化后制成。

16、导热件可以是导热胶，在磁性器件和盖板的固定部安装完成之后，将磁性器件放置于壳体内，然后将导热胶灌装至壳体内，导热胶起到对磁性器件固定的同时，还可实现对磁性器件的散热。

17、在其中一些实施方式中，所述磁性器件和所述壳体的内壁相贴合。

18、换言之，壳体的尺寸和磁性器件的尺寸相匹配，壳体的尺寸不是过大，尽可能减轻壳体的重量，满足轻量化的需求，同时，壳体的内壁和磁性器件之间的间隙尽可能比较小，从而减少导热胶的灌胶用量，节省导热胶的材料成本，且可缩短磁性器件和壳体之间的导热路径，提高导热能力。通过改善导热路径和在灌胶散热中增加风冷散热，来降低整个磁性元件结构的生产成本，从而提高磁性元件结构的生产效率、功率密度和可靠性。

19、在其中一些实施方式中，所述磁性器件和所述盖板的数量为多个，多个所述磁性器件和多个所述盖板一一对应设置，相邻两个所述磁性器件对应的所述散热风道相互连通。

20、采用这种方式，如果对其中一个散热通道通风，可同时实现多个磁性器件的散热，提高散热效率。

21、根据本实用新型的第二个方面，本实用新型实施例还提供了一种开关电源，包括上述的磁性元件结构。

22、本实用新型的一个实施例具有如下优点或有益效果：

23、本实施例提供了一种磁性元件结构，盖板起到封堵开口的作用，使壳体和盖板形成相对密封的整体结构。壳体和盖板之间起到保护和隔绝磁性器件的作用。通过在磁性器件和盖板之间设置散热风道，散热风道内可以吹风或者吸风，利用风的流动带动磁性器件产生的热量，从而降低磁性器件及其它散热器件周围的温度。另外，散热风道起到隔离磁性器件和盖板的作用，可以适当延长安规距离。

24、本实施例还提供一种开关电源，包括上述的磁性元件结构，可控制整个开关电源的体积与重量，保证良好的散热效果，从而可以进一步提高功率密度。

技术特征：

1.一种磁性元件结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁性元件结构，其特征在于，所述磁性器件包括磁芯和绕组，所述绕组绕设于所述磁芯的磁柱上；

3.根据权利要求2所述的磁性元件结构，其特征在于，沿所述壳体的高度方向，所述固定部的底面高于所述磁性器件的顶面。

4.根据权利要求2所述的磁性元件结构，其特征在于，所述盖板还包括支撑部，沿所述壳体的高度方向，所述支撑部的一端设置于所述固定部，另一端抵接于所述磁性器件；

5.根据权利要求4所述的磁性元件结构，其特征在于，所述支撑部朝向所述磁性器件的一侧设置有限位槽，所述限位槽用于限位所述磁性器件。

6.根据权利要求4所述的磁性元件结构，其特征在于，所述支撑部的数量为多个，所述散热风道设置于所述固定部、所述磁性器件和相邻两个所述支撑部之间。

7.根据权利要求1所述的磁性元件结构，其特征在于，还包括导热件，所述导热件设置于所述磁性器件和所述壳体之间，并至少部分包覆所述磁性器件。

8.根据权利要求7所述的磁性元件结构，其特征在于，所述导热件采用可流动的导热材质固化后制成。

9.根据权利要求7所述的磁性元件结构，其特征在于，所述磁性器件和所述壳体的内壁相贴合。

10.根据权利要求1-9任一项所述的磁性元件结构，其特征在于，所述磁性器件和所述盖板的数量为多个，多个所述磁性器件和多个所述盖板一一对应设置，相邻两个所述磁性器件对应的所述散热风道相互连通。

11.一种开关电源，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的磁性元件结构。

技术总结
本技术提供一种磁性元件结构及开关电源，涉及电源生产制造技术领域。该磁性元件结构包括壳体、盖板和磁性器件，壳体的一端设置有开口，盖板盖设于开口；磁性器件至少部分设置于壳体内；其中，磁性器件朝向盖板的一侧和盖板之间设置有散热风道。该磁性元件结构的盖板起到封堵开口的作用，使壳体和盖板形成相对密封的整体结构。壳体和盖板之间起到保护和隔绝磁性器件的作用。通过在磁性器件和盖板之间设置散热风道，散热风道内可以吹风或者吸风，利用风的流动带动磁性器件产生的热量，从而降低磁性器件及其它散热器件的温度，同时壳体也起到辅助磁性器件散热的作用。另外，散热风道起到隔离磁性器件和盖板的作用，可以适当延长安规距离。

技术研发人员：朱少华,王春梅,杨海军
受保护的技术使用者：台达电子企业管理（上海）有限公司
技术研发日：20240202
技术公布日：2025/1/23