專利名稱：：用于變速驅(qū)動器和感應器的冷卻系統(tǒng)的制作方法用于變速驅(qū)動器和感應器的冷卻系統(tǒng)相關(guān)專利申請的交叉引用本申請要求于2007年1月22日提交的美國臨時申請No.60/885,932的利益。
背景技術(shù)：
：本申請總體涉及對電子元件進行冷卻。更具體地，本申請涉及用于變速驅(qū)動器和感應器的冷卻系統(tǒng)。用于加熱、通風、空調(diào)和制冷(HVAC&R)應用的變速驅(qū)動器(VSD)可包括整流器或轉(zhuǎn)換器、DC線路以及逆變器。利用電流源逆變器技術(shù)的變速驅(qū)動器通常利用液體冷卻式感應器。中壓變速驅(qū)動器也可以利用液體冷卻式感應器。當使用液體冷卻式線圈感應器時，線圈導體可能是已被壓縮成橢圓形的銅管。冷卻劑直接穿過感應器管道循環(huán)，從而要求使用去離子水以避免將銅鍍出到冷卻介質(zhì)中。因為冷卻劑與感應器管道以及作為冷卻系統(tǒng)一部分的各種其他元件相接觸，所以去離子冷卻回路慮及在需要冷卻的各電氣元件之間良好的電絕緣。除了上面討論的有關(guān)VSD和感應器的問題之外，在過去，功率組件(powerassembly)i殳計又大又重。它們利用鋁電解電容器，該鋁電解電容器具有與液體電解質(zhì)和密封件的使用相關(guān)聯(lián)的固有消耗機制。鋁電解電容器物理上是笨重的且因其圓柱形形狀而難以安裝。散熱器由銅或鋁材料組成。當鋁用在其中銅元件也與冷卻流體相接觸的閉環(huán)、不受抑制冷卻系統(tǒng)時，它引起腐蝕問題。甚至在使用抑制流體時，該抑制流體也有已知壽命且需要周期性定期維護。這些功率組件設(shè)計，由于其重量相當大，已在因振動而發(fā)生的絕緣柵雙極晶體管(IGBT)模塊內(nèi)引線接合故障方面顯示出弱點。由于在散熱器和薄片匯流條(laminatedbusbar)之間的溫度變化而引起的功率/熱循環(huán)，該弱點也是普遍的，該散熱器安裝IGBT模塊，該薄片匯流條與該IGBT模塊電連接在一起。功率組件通常需要金屬框架，在該金屬框架中插4入有電容器。IGBT功率模塊(powermodule)通常安裝在散熱器上，該散熱器通常附接到金屬框架上。最后，薄片匯流條組件通常布置在該組件的頂部，并且使用螺釘和夾子來將該組件結(jié)合在一起作為一個子組件，這增加了該設(shè)計的體積和重量。所公開的系統(tǒng)和/或方法的預期優(yōu)點滿足這些需要中的一個或多個或者提供其他有利特征。其他特征和優(yōu)點根據(jù)本說明書會變得顯而易見。所公開的教導擴展到那些落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的實施方案，而不管這些實施方案是否實現(xiàn)上述需要中的一個或多個。
發(fā)明內(nèi)容一個實施方案包括一種用于冷卻電子元件的塑料冷卻系統(tǒng)，該塑料冷卻系統(tǒng)具有基體(base);冷卻坑，其形成在基體的頂部中且在頂部開口；進給通道，其形成在基體中用于接收待被引到冷卻坑的冷卻流體；排泄通道，其形成在基體中，冷卻流體通過該排泄通道從冷卻坑被帶走；冷卻坑入口，其形成在冷卻坑中且與進給通道連通；以及冷卻坑出口，其形成在冷卻坑中，與冷卻坑入口相對且與排泄通道連通。相對于坑以及冷卻坑入口和出口的尺寸和流動特性，進給通道足夠大，使得當冷卻流體流過冷卻裝置時，跨越進給通道的壓力降顯著小于跨越坑的壓力降。另一個實施方案包括一種用于具有VSD系統(tǒng)的變速驅(qū)動器系統(tǒng)的塑料冷卻系統(tǒng)，該VSD系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)換器級，其連接到提供輸入AC電壓的AC電源；DC線路，其連接到轉(zhuǎn)換器級；以及逆變器級，其連接到DC線路。該塑料冷卻系統(tǒng)還包括一用于將變速驅(qū)動器系統(tǒng)中的元件冷卻的冷卻劑系統(tǒng)。該冷卻劑系統(tǒng)包括塑料冷卻裝置，該塑料冷卻裝置被構(gòu)造為接收多個用于接合和固定電子元件的緊固件。又一個實施方案包括一種用于感應器的塑料冷卻系統(tǒng)，該感應器具有帶磁芯和線圏的感應器。該冷卻系統(tǒng)也具有與磁芯熱連通的散熱器。在冷卻系統(tǒng)中的散熱器中的液體流動吸收由磁芯和線圏損耗所產(chǎn)生的熱。在本說明書中所描述的實施方案的某些優(yōu)點為感應器的尺寸、重量以及成本減小，以及感應器的線圈也將到磁芯的熱傳導冷卻。替換的示例性實施方案涉及其他特征以及特征的組合，如可能在權(quán)利要求中一般地陳述的。圖1A和1B為總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實施方案的示意圖。圖2A和2B為變速驅(qū)動器的實施方案的示意圖。圖3為制冷系統(tǒng)的示意圖。圖4為塑料冷卻裝置的一個實施方案的平面圖。圖5為塑料冷卻裝置的貫穿圖4的線3-3截取的橫截面圖。圖7為塑料冷卻裝置的貫穿圖4的線4-4截取的橫截面圖。圖6為示出圖4的塑料冷卻裝置的坑和O型環(huán)的平面圖。圖8為示出坑和0型環(huán)的第二實施方案的平面圖。圖9為薄膜電容器、塑料冷卻裝置以及相關(guān)聯(lián)的安裝元件的圖解。圖11為五腿磁芯液體冷卻式感應器的圖解。圖10為五腿磁芯液體冷卻式感應器的剖面圖。圖12為對圖11的五腿磁芯液體冷卻式感應器的CFD分析的圖解。具體實施例方式圖1A和1B總體示出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。AC電源102為變速驅(qū)動器(VSD)104供電，該變速驅(qū)動器(VSD)104給一個電動機106(見圖1A)或多個電動機106(見圖IB)提供動力。電動機106可以用來驅(qū)動制冷或冷卻器系統(tǒng)的相應壓縮機(總體見圖3)。AC電源102從存在于某處的AC電力網(wǎng)或配電系統(tǒng)給VSD104提供單相或多相(例如，三相)固定電壓和固定頻率的交流(AC)電。AC電源102優(yōu)選地可以根據(jù)相應AC電力網(wǎng)以50赫茲(Hz)或60Hz的線頻給VSD104供應200伏(V)、230V、380V、460V或600V的AC電壓或線電壓。VSD104從AC電源102接收具有特定固定線電壓和固定線頻的AC電，并以期望電壓和期望頻率給電動機106提供AC電，所述期望電壓和期望頻率都可以被改變來滿足特定需要。優(yōu)選地，VSD104可以提供具有比電動機106的額定電壓和頻率更高的電壓和頻率以及更低的電壓和頻率的到電動機106的AC電。在另一實施方案中，VSD104又可以提供與電動機106的額定電壓和頻率相比更高的和更低的頻率但僅提供與電動機106的額定電壓和頻率相比相同或更低的電壓。電動機106可以是感應電動機106，但也可以包括能夠以變速運行的任意類型的電動機。感應電動機可以具有任何適當?shù)臉O布置，包括兩個極、四個極或六個極。圖2A和2B示出VSD104的不同實施方案。VSD104可以具有三個級轉(zhuǎn)換器級202、DC線路級204以及具有一個逆變器206(見圖2A)或多個逆變器206(見圖2B)的輸出級。轉(zhuǎn)換器202將來自AC電源102的固定線頻、固定線電壓的AC電轉(zhuǎn)換成直流(DC)電。DC線路204過濾來自轉(zhuǎn)換器202的DC電并且提供儲能元件。DC線路204可以由電容器和感應器組成，所述電容器和感應器是具有高可靠率和極低故障率的無源器件。最后，在圖2A的實施方案中，逆變器206將來自DC線路204的DC電轉(zhuǎn)換成用于電動機106的可變頻率、可變電壓的AC電，在圖2B的實施方案中，多個逆變器206并聯(lián)連接在DC線路204上并且每個逆變器206將來自DC線路204的DC電轉(zhuǎn)換成用于相應電動機106的可變頻率、可變電壓的AC電。逆變器206可以是功率模塊，該功率模塊可以包括功率晶體管、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)電源開關(guān)以及用引線接合技術(shù)相互連接的反向二極管。此外，應理解，VSD104的DC線路204和逆變器206可以包含與上述元件不同的元件，只要VSD104的DC線路204和逆變器206可以給電動機106提供適當?shù)妮敵鲭妷汉皖l率。關(guān)于圖1B和2B，多個逆變器206由控制系統(tǒng)聯(lián)合控制，使得每個逆變器206根據(jù)提供給每個逆變器206的共同控制信號或控制指令以相同期望電壓和頻率提供AC電給相應電動機。在另一實施方案中，多個逆變器206由控制系統(tǒng)個別地控制，以允許每個逆變器206根據(jù)提供給每個逆變器206的單獨控制信號或控制指令以不同期望電壓和頻率提供AC電給相應電動機106。通過以不同電壓和頻率提供AC電，VSD104的逆變器206可以更有效地滿足電動才凡106和系統(tǒng)的需求以及載荷，而獨立于連接到其他逆變器206的其他電動機106和系統(tǒng)的要求。例如，一個逆變器206可以提供全功率給電動機106，而同時另一個逆變器206可以正提供半功率給另一個電動機106。在上述任一實施方案中，對逆變器206的控制可以借助控制面板或其他合適的控制裝置。對于由VSD104提供動力的每個電動機106，在VSD104的輸出級中都有一相應的逆變器206?？梢杂蒝SD104提供動力的電動機106的數(shù)目取決于并入VSD104中的逆變器206的數(shù)目。在一個實施方案中，可以有兩個或三個逆變器206被并入VSD104中，所述逆變器并聯(lián)連接到DC線路204并用于給相應電動機106提供動力。雖然VSD104可以具有兩至三個逆變器206，但是應理解，也可以使用三個以上逆變器206，只要DC線路204可以提供并維持給每個逆變器206的適當DC電壓。圖3總體示出使用圖1A和2A的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和VSD104的制冷或冷卻器系統(tǒng)的一個實施方案。如圖3所示，HVAC制冷或液體冷卻器系統(tǒng)300包括壓縮機302、冷凝器304、液體冷卻器或蒸發(fā)器306以及控制面板308。壓縮才幾302由電動才幾106驅(qū)動，所述電動才幾106由VSD104提供動力。VSD104從AC電源102接收具有特定固定線電壓和固定線頻的AC電，并且以期望電壓和期望頻率將AC電提供給電動機106,所述期望電壓和期望頻率都可以被改變以滿足特定要求?？刂泼姘?08可以包括各種不同元件，諸如模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器、微處理器、非易失性存儲器以及接口板，以控制制冷系統(tǒng)300的運行。控制面板308也可以用來控制VSD104以及電動機106的運行。壓縮機302壓縮制冷劑蒸氣并且將該蒸氣通過排出管路傳送到冷凝器304。壓縮機302可以是螺桿式壓縮機、離心式壓縮機、往復式壓縮機、渦旋式壓縮機或者其他合適類型的壓縮機。由壓縮機302傳送到冷凝器304的制冷劑蒸氣與一流體一一例如空氣或水一一形成熱交換關(guān)系，并且作為與流體的熱交換關(guān)系的結(jié)果而經(jīng)歷到制冷劑液體的相變。來自冷凝器304的已冷凝的液態(tài)制冷劑流過膨脹裝置(未示出)到達蒸發(fā)器306。蒸發(fā)器306中的液態(tài)制冷劑與一流體一一例如空氣或水一一形成熱交換關(guān)系以降低該流體的溫度。作為與流體的熱交換關(guān)系的結(jié)果，蒸發(fā)器306中的制冷劑液體經(jīng)歷到制冷劑蒸氣的相變。蒸發(fā)器306中的氣態(tài)制冷劑排出蒸發(fā)器306并且經(jīng)過吸入管路返回到壓縮機302以完成循環(huán)。蒸發(fā)器306可以包括用于冷卻負載的供應管路和返回管路的連接。第二液體，例如水、乙烯、氯化鈣鹽水或者氯化鈉鹽水，經(jīng)由返回管路行進入蒸發(fā)器306并且經(jīng)由供應管路排出蒸發(fā)器306。蒸發(fā)器306中的液態(tài)制冷劑與第二液體形成熱交換關(guān)系以降低第二液體的溫度。應理解，在系統(tǒng)300中可以使用冷凝器304和蒸發(fā)器306的任意合適結(jié)構(gòu)，只要實現(xiàn)在冷凝器304和蒸發(fā)器306中制冷劑的適當相變。HVAC制冷或液體冷卻器系統(tǒng)300可以包括多個其他未在圖3中示出的特征。此外，雖然圖3將HVAC制冷或液體冷卻器系統(tǒng)300示為具有一個連接在單個制冷劑回路中的壓縮機，但是應理解，系統(tǒng)300可以具有多個壓縮機，所述多個壓縮機連接在一個或多個制冷劑回路中的每個制冷劑回路中，所述多個壓縮機由如圖1B和圖2B示出的單個VSD或者由多個總體見圖1A和2A示出的實施方案的VSD提供動力。圖4-8示出塑料冷卻裝置10，其將冷卻劑流體引導到可以安裝在冷卻裝置IO上的電子元件或模塊上，所述電子元件或模塊例如為高速開關(guān)(諸如IGBT)(未示出)。塑料冷卻裝置10比銅基或鋁基散熱器更輕且制造和裝配起來更便宜。循環(huán)穿過冷卻裝置的冷卻劑流體可以為任意合適的流體，例如水、乙二醇或制冷劑。另外，塑料冷卻裝置IO并不像鋁冷卻裝置那樣通常隨時間的過去而腐蝕。塑料冷卻裝置允許半導體模塊的基板在大約IOO攝氏度的連續(xù)使用溫度下運行。為了促進電氣元件或模塊全運行，塑料冷卻裝置10可以在大約100攝氏度的連續(xù)溫度下使用并且滿足保險商實驗室(UnderwritersLaboratory)的用于在塑料材料易燃性方面認證的適當標準(UL746A-E)。用于冷卻裝置10的塑料材料具有低液體吸收水平，材質(zhì)耐用同時具有高抗拉強度，并且可以被注?；驒C械加工。因為其中可以安裝有冷卻裝置10的功率組件按照溫度和功率循環(huán)，所以冷卻裝置10的塑料材料應具有低溫度熱膨脹系數(shù)，以避免因塑料冷卻裝置IO和附接到半導體模塊端子的銅薄片結(jié)構(gòu)之間的熱膨脹系數(shù)不匹配而引起半導體模塊內(nèi)的引線接合斷裂。此外，塑料冷卻裝置10充當緊固件以允許多個功率器件連接在一起，允許單個薄片匯流條結(jié)構(gòu)用于電連接，從而使整個功率組件的尺寸和重量可減小。用于塑料冷卻裝置10的塑料材料可以是Noryl(聚苯醚，改性)、Valox(聚對苯二甲酸丁二酯(PBJ))或者Vespe1⑧(聚酰胺(polymide))。圖4示出的塑料冷卻裝置10具有安裝孔11，所述安裝孔可以被設(shè)計為接收螺釘或螺栓，所述螺釘或螺栓接合電子元件并將其保持在位。雖然示出塑料冷卻裝置IO使用安裝孔來將電子元件固定到塑料冷卻裝置的底板，但是其他緊固裝置或技術(shù)，諸如夾緊裝置、粘合劑、焊接等，可以用來將電子元件緊固到塑料冷卻裝置10。兩個主流體通道12和13被機械加工或以其他方式形成在塑料冷卻裝置10中，由此冷卻流體可以經(jīng)由進給通道12被引入冷卻裝置10并且可以經(jīng)由排泄通道13排出冷卻裝置10。在示出的實施方案中，這些通道為沿塑料冷卻裝置10的長度延伸的較大圓柱形通道。通道被定尺寸和設(shè)計為沿其長度具有較低壓力降。在塑料冷卻裝置10的頂部有一系列凹坑20。在一個實施方案中，坑20由0型環(huán)槽31圍繞，一0型環(huán)可以被放置到該0型環(huán)槽中。然后將待冷卻的電子器件在坑20上放置在合適位置并通過安裝孔11或通過其他裝置或技術(shù)緊固，由此通過0型環(huán)在電子元件和塑料冷卻裝置IO之間建立不透水密封。對于待冷卻的每個單獨電子元件或模塊，可以有一單獨的坑20,并且電子元件被直接定位在坑20上，使得電子元件的底被放置得與冷卻流體直接接觸?？?0可以具有被設(shè)計為與待冷卻的電子元件的寬度、長度和形狀相匹配的寬度、長度和形狀。例如，在電子元件為開關(guān)的HVAC應用中，坑20可以具有大約1.5英寸的寬度以及3英寸的長度。冷卻流體通過形成在坑20中的入口21從進給通道12進入坑20,流過坑20,然后從出口22排出進入出口通道13。入口和出口通道12、13又連接到用于冷卻從出口通道13排出的冷卻流體的熱交換器。塑料冷卻裝置10及其元件以高效和節(jié)省成本的方式在冷卻流體和電子元件之間提供最佳的熱傳遞?？梢岳蒙疃仍?.02至0.20英寸范圍內(nèi)、另外加上水力直徑在0.05至0.20英寸的坑20，以及為90度噴嘴而將冷卻流體以大致90度的角度施于放置在坑20上的電子元件的表面的入口，來獲得最佳結(jié)果。因此，坑20的水力直徑通常由以下公式確定水力直徑-4x橫截面面積/(2x坑深度+2x坑寬度)。如10圖所示，噴嘴優(yōu)選地位于坑20的端部，以使得冷卻流體有效地從電子元件的表面和坑20的緊鄰噴嘴的壁彈開。噴嘴因冷卻流體撞擊在電子元件的表面上而促進高渦流度。該渦流通過最佳選擇坑深度和水力直徑得以維持。較淺的坑深度或者較小的水力直徑往往使流動重新分層，從而降低在熱傳遞方面的一些改善。另一方面，較深的坑深度或者較大的水力直徑往往因緊鄰表面的流體的速度減小而降低熱傳遞改善。塑料冷卻裝置10可以具有跨越入口通道12長度的壓力降，該壓力降顯著小于跨越坑的壓力降?？缭饺肟谕ǖ?2的減小壓力降通過相對于坑20及其入口21和出口22的尺寸、形狀和流動特性增加至少入口通道12的尺寸來實現(xiàn)，以實現(xiàn)此相對壓力降關(guān)系。跨越入口通道12長度的壓力降應不大于跨越各個坑20的壓力降的十分之一。在一個實施方案中，每個坑20具有相同的尺寸、形狀以及流體流動特性。坑20的入口21和出口22是細長縫的形式。縫21用作將冷卻流體逆著電子元件的底面導向的噴嘴。入口21和出口22與通道12和13相比足夠小，以使得當冷卻流體流進每個坑20時，在通道13上沒有明顯的壓力降是可測的。如圖8所示，示出了入口21和出口22的另一個實施方案，其中入口21和出口22實際上是形成到坑20的兩端中的多個開口25。這些口(例如見圖6)可以;故形成為從坑的底部向下延伸到通道12和13的細長縫。這些縫優(yōu)選地垂直于塑料冷卻裝置IO的表面。這種組合實現(xiàn)了更湍性的流動，所述流動改善熱傳遞而不會顯著影響壓力降。坑、入口以及通道的筒單形狀為相比于與具有可變深度的坑或者需要使用放置在流動通路中的障礙物以改善湍流的其他相關(guān)裝置相關(guān)聯(lián)的制造，提供更容易的制造創(chuàng)造了條件。通道12和13沿兩個通道的整個長度提供基本相等的壓力，結(jié)果每個坑20"見到"相同的入口壓力和壓力差，并且能夠具有相同流動，因此具有相同的冷卻能力。具有這些特性的通道的使用最小化，優(yōu)選地避免，在每個后面的坑中流動減弱的問題。此外，通過將每個坑20直接連接到入口12而不是讓冷卻流體從第一個坑到最后一個坑連續(xù)流動，每個坑20被供以新的冷卻劑，這最大化了所有坑20的冷卻能力。功率組件可以作為單相用于需要較高功率輸出水平的應用，或者作為三相用于需要較低功率輸出水平的應用。現(xiàn)在參見圖9,使用薄膜電容器500代替?zhèn)鹘y(tǒng)電解電容器。薄膜電容器500的使用降低了制造成本，降低了組件的總重，降低了組件的總尺寸，增加了系統(tǒng)的可靠性。通過消除在使用傳統(tǒng)電解電容器時存在的蒸發(fā)電解液的需要，薄膜電容器500增加了組件的可靠性。安裝孔504被布置在電容器500上，用于安裝其他元件或子組件，諸如匯流板506、成角度匯流板508、IGBT模塊512和514以及用于將組件附接在VSD殼(未示出)中的安裝裝置。另外，安裝基座510被布置在薄膜電容器500上以將整個組件安裝在擱板狀物或其他合適的表面(未示出)上。緊固件516，例如螺釘或其他合適的緊固件，用來與孔504配合以將元件固定到電容器。在另一個實施方案中，額外的電子元件可以在與具有坑的表面相對的表面上被固定到塑料冷卻裝置10。額外的開口坑可以被包含在所述相對的表面上，來自額外的功率器件的熱可以被塑料冷卻裝置中與額外的電子元件的底直接接觸的液態(tài)冷卻劑帶走。可替換地，如果在相對的表面上不使用冷卻坑，那么可以通過將熱通過電子元件傳遞到塑料冷卻裝置然后傳遞到液體來冷卻電子元件?，F(xiàn)參見圖10，感應器400包括兩個主要子組件——磁芯402和線圈403。磁芯402子組件可以由被稱為疊片結(jié)構(gòu)404的多個薄鋼帶組成。多個疊片404被堆疊以形成感應器400的磁芯402。在制造期間，可以將硅加到鋼中以增加疊片結(jié)構(gòu)404的電阻率。疊片結(jié)構(gòu)4(M的晶粒取向降低損耗并且擴展磁芯402材料的有用工作邊界。疊片結(jié)構(gòu)404用來最小化渦電流以及與渦電流有關(guān)的損耗，所述渦電流以及與渦電流有關(guān)的損耗隨著感應器400的工作頻率增加而變得更重要。雖然硅鋼疊片結(jié)構(gòu)404可以用在一個實施方案中，但是應理解，可以使用任意類型的合適材料。例如，替換的疊片結(jié)構(gòu)材料包括但不限于鎳鐵、鈷合金、鐵粉、鐵合金、含鉬鎳鐵導磁合金鐵粉(molybdenumpe簡lloypowderediron)、鎳鐵粉、陶瓷鐵氧體、錳鋅鐵氧體、鎳鋅鐵氧體以及錳鐵氧體。磁芯損耗是由磁滯損耗和渦電流損耗引起的，并且損耗增加了磁芯402的工作溫度，降低了感應器400的效率。磁芯402的工作溫度影響用在感應器400中的其他材料，諸如絕緣材料和清漆。每種材料具有最大工作溫度，磁芯402的工作溫度決定絕緣材料的可用選項。隨著工作溫度增加，用作絕緣材料的可用選項的數(shù)目減少并且材料的成本增加。感應器的使用壽命也可能隨著感應器的工作溫度增加而受到損害。線圈403子組件由絕緣材料和栽流導體組成。所述導體可以是任意合適類型的導電材料，例如銅和鋁。相比鋁導體，銅導體具有較低的電阻率但是具有較高的成本和重量。導體片通常與絕緣材料層交織。絕緣材料可以是任意合適的絕緣材料，諸如Nomex⑧牌纖維(由E.I.duPontdeNemoursandCompany制造)、陶乾或編織的玻璃纖維(wovenglassfiber)?？諝鈱Ч?airduct)設(shè)置在線圏層之間以為空氣的運動_—強制通風或自然對流一一創(chuàng)造條件，這帶走了由與線圏相關(guān)的損耗所產(chǎn)生的熱。線圈導體和絕緣體的工作溫度最終由損耗和空氣運動的組合來決定。參見圖11，冷卻裝置(例如見圖4)被施用于感應器600的磁芯602的頂表面。冷卻裝置10使用諸如水、乙二醇或制冷劑等的流體來冷卻磁芯602。流體行進穿過冷卻裝置并吸收由磁芯所產(chǎn)生的熱。為了便于貫穿包括磁芯間隙的磁芯602的熱傳導，導熱的非鐵磁材料用來提供適當?shù)拇畔?，同時也允許穿過該磁隙進行熱傳遞?？梢?吏用i者如由SaintGobainCeramics制造的"A級固體氮4匕硼(GradeASolidBoronNitride)"的材料，然而可以4吏用的其他材料包括氮化鋁陶乾和氧化鋁陶資。線圏604是通過用電絕緣和導熱材料層與鋁箔或銅箔層緊密交織而形成的，以形成低熱阻抗線圈子組件。在線圏子組件處產(chǎn)生的熱通過熱傳導從線圏604傳遞到磁芯602，隨后傳遞到連接到磁芯602的散熱器，在此熱通過散熱器被液體流動吸收。電絕緣但導熱的材料片是普遍可買到的，例如Cho-Therm、Therma-GapTM、Therm-Attach以及Therma-FlowTM材料。在其他實施方案中，可以使用與用在常規(guī)感應器制造工藝中的標準絕緣清漆兼容且在接近200攝氏度的最大連續(xù)使用工作溫度的情況下還具有抗撕裂能力(tear-through13capability)的任意合適材料。線圈層緊密纏繞在磁芯腿周圍以給磁芯602提供導熱路徑。圖12通過用不同顏色的陰影顯示感應器600內(nèi)的熱梯度，示出意在預測感應器600內(nèi)的溫度分布的計算機模擬結(jié)果，該感應器600的磁芯602示于圖11中。下表示出各導熱電絕緣材料對感應器最高溫升的影響。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表1另一個實施方案包括主動轉(zhuǎn)換器模塊，其具有用來控制功率組件中的DC線路電容器的預充電的整體裝置，例如，如在共同擁有的美國專利申請No.11/073,830中所描述的預充電系統(tǒng)，所述申請?zhí)卮送ㄟ^引用#:納入本文。應理解，本申請不限于在以下描述中陳述或在附圖中示出的細節(jié)或方法。也應理解，本說明書中所用的措辭和術(shù)語僅為了說明的目的，而不應被認作限制性的。雖然在附圖中示出并在本說明書中描述的示例性實施方案目前是優(yōu)選的，但是應理解，這些實施方案僅通過舉例的方式提供。因此，本發(fā)明并不限于具體的實施方案，而是擴展到仍然落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的各種改型。任何過程或方法步驟的順序或次序可以根據(jù)替換的實施方案而改變或者重新排序。重要的是注意到，如在各示例性實施方案中示出的、用于變速驅(qū)動器和感應器的塑料冷卻裝置的構(gòu)造和布置僅是說明性的。雖然在本公開內(nèi)容中僅詳細描述了幾個實施方案，但是閱讀本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解，許多改進是可能的(例如，在各元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀以及比例，參數(shù)值，安裝布置，材料的使用，顏色，取向等方面的變化)，而本質(zhì)上不脫離權(quán)利要求中所陳述的主題的新穎教導和優(yōu)點。例如，被示為一體形成的元件可以由多個部分或元件構(gòu)成，元件的位置可以顛倒或以其它方式變化，分立元件的性質(zhì)或數(shù)目或者位置可以變化或改變。因此，意在所有這樣的改型都被包括在本申請的范圍內(nèi)。任意過程或方法步驟的順序或次序可以根據(jù)替換的實施方案而改變或重新排序。在權(quán)利要求中，任意功能加裝置的項意在覆蓋在本說明中被描述為執(zhí)行所陳述的功能的結(jié)構(gòu)，并且不僅覆蓋結(jié)構(gòu)等同物而且覆蓋等同結(jié)構(gòu)。可以在示例性實施方案的設(shè)計、工作條件以及布置方面進行其他替換、改進、變化以及省略，而不偏離本申請的范圍。權(quán)利要求1.一種用于變速驅(qū)動器系統(tǒng)的功率組件，包括薄膜電容器；安裝在該薄膜電容器上的至少一個冷卻裝置，該至少一個冷卻裝置用作薄膜電容器的散熱器并且被構(gòu)造為將冷卻流體循環(huán)通過該至少一個冷卻裝置；安裝在該至少一個冷卻裝置上的至少一個電氣元件，該至少一個電氣元件被在該至少一個冷卻裝置中循環(huán)的冷卻流體冷卻；以及其中該至少一個冷卻裝置包括塑料材料。2.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中該薄膜電容器包括安裝緊固件，以安裝額外的元件以及將該功率系統(tǒng)安裝在一殼中。3.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中該冷卻裝置是塑料的。4.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中該冷卻裝置在大約IOO攝氏度的連續(xù)使用溫度下運行。5.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中被引導通過該冷卻裝置的流體為制冷劑、乙二醇或水。6.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中該基體通過注模工藝、鑄造工藝或機械加工工藝制得。7.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中該塑料材料滿足UL746A-E標準。8.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中多個電子元件被安裝到該冷卻裝置上。9.如權(quán)利要求1所述的功率組件，其中安裝在該薄膜電容器上的該至少一個冷卻裝置用至少一個緊固件固定到該薄膜電容器上。10.如權(quán)利要求9所述的功率組件，其中該至少一個緊固件為螺釘。11.一種感應器，包括磁芯，其具有至少一個磁芯腿；線團，其與至少一個磁芯腿熱連通；冷卻裝置，其安裝在該磁芯上并且與該磁芯熱連通，該冷卻裝置用作該磁芯的散熱器；以及其中該冷卻裝置被構(gòu)造為將冷卻流體循環(huán)通過該冷卻裝置以吸收由該磁芯所產(chǎn)生的熱。12，如權(quán)利要求8所述的感應器，其中該線團包括導熱電絕緣材料層。13.如權(quán)利要求8所述的感應器，其中該磁芯包括由熱導體填充的氣隙。14.如權(quán)利要求8所述的感應器，其中該冷卻裝置是塑料的。15.如權(quán)利要求8所述的感應器，其中該冷卻裝置在大約200攝氏度的連續(xù)使用溫度下運行。16.如權(quán)利要求8所述的感應器，其中被引導通過該冷卻裝置的流體為制冷劑、乙二醇或水。17.如權(quán)利要求8所述的感應器，其中該基體通過注模工藝、鑄造工藝或機械加工工藝制得。18.如權(quán)利要求8所述的感應器，其中該線圈包括導熱電絕緣材料層。19.如權(quán)利要求8所述的感應器，其中該磁芯包括由熱導體填充的氣隙。20.如權(quán)利要求16所述的感應器，其中該熱導體為陶瓷。全文摘要提供一種塑料的、液體冷卻式變速驅(qū)動器或感應器。該冷卻裝置給元件提供輕質(zhì)、節(jié)省空間、無腐蝕的冷卻，以及給模塊提供安裝區(qū)域。冷卻裝置可以安裝到感應器的磁芯上以吸收由磁芯損耗所產(chǎn)生的熱。文檔編號H05K7/20GK101584262SQ200880002705公開日2009年11月18日申請日期2008年1月28日優(yōu)先權(quán)日2007年1月22日發(fā)明者H·R·施尼茨卡,I·杰德瑞克,K·S·羅格斯,M·K·彥妮可,S·胡佛申請人:江森自控科技公司