CN101951130A - 基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置 - Google Patents

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张伟
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Abstract

一种基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置，外腔体的内部安置有内腔体并形成空隙，内腔体的外壁通过若干个半导体散热器件分别连接外腔体的内壁，外腔体的对角侧壁上分别设有风扇并与空隙形成风道。采用半导体制冷方法，在低噪音、无污染、无机械传动装置的情况下，将系统的热量带离内腔体，保证系统的正常工作温度，逆变系统能够正常、稳定的运行，这一方法符合绿色，节能的设计理念，同时散热能力强、体积小、噪声低、维护简单等特点，具备良好的经济性和实用性。

Description

基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置
技术领域
本发明涉及一种散热装置，尤其涉及一种基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置。
背景技术
随着现代军事电子技术向高精尖发展，对各类电子设备环境的适应性要求也愈发苛刻。而逆变器作为一种电力电子设备，具备静音、高效、环保的优越特性，但是，由于其特有的工作原理，在系统工作的同时会产生大量的热量。为使系统正常、稳定的工作，必须对散热做出正确、有效的设计，对于普通的商业和工业级的产品，往往采取开架式的风冷散热方式。但是由于军用设备必须在高温、高湿和强电磁兼容的环境下进行工作，传统开放的风道式风冷散热技术已无法满足环境的实际要求。为了在使逆变设备在高温、高湿、强电磁兼容下正常工作，必须将逆变设备进行全封闭，这样就无法使用开架式的风冷方式进行散热，而是将功率设备的热量通过传导的方式进行热转换到另一区域进行释放。基于以上考虑，如何通过传导方式将热量散除是系统设计的关键。
对于封闭型腔体的热量转移的方式一般有普通传导、水冷和其它特种方式。对于普通传导，由于逆变系统的发热量巨大，光靠自然的传导无法将热量散除，这种做法常常会导致100摄氏度以上的高温，不利于系统的稳定工作。对于水冷的散热方式，必须加装水泵和换热设备，体积会明显增大且必须在有水的环境中工作，不符合军品的使用特点。为应对和解决以上问题，本发明提出一种两层式散热结构，并运用半导体致冷器作为换热器件，将内腔热量传导外散热片后再利用强制风冷的方式进行散热的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置，半导体制冷是热电效应，主要是珀尔帖效应在制冷技术方面的应用。采用的半导体制冷装置是由热电效应比较显著、热电制冷效率比较高的半导体热电偶构成，由于其组成的N型材料有多余的电子，有负温差电势；P型材料电子不足，有正温差电势；这是由于这两种相反的温差电势，当电子从P型穿过结点至N型时，结点的温度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相当于结点所消耗的能量；相反，当电子从N型流至P型材料时，结点的温度就会升高。这样就在半导体的一段产生冷端，用来连接内腔的产热区域；另一端产生热断，用来连接外腔的散热区域。
本发明是这样来实现的，它包括外腔体、内腔体、半导体散热器件、风扇，其特征是外腔体的内部安置有内腔体并形成空隙，内腔体的外壁通过若干个半导体散热器件分别连接外腔体的内壁，外腔体的对角侧壁上分别设有风扇并与空隙形成风道。
所述的内腔体为密封体。
所述的内腔体连接半导体散热器件的冷端；外腔体连接半导体散热器件的热端。
所述的外腔体的侧壁上设有若干个散热齿。
本发明的优点是：由于采用双腔体的结构，逆变器的电力电子器件被完全密封，内部器件与外部器件完全隔离，并减少了器件的热氧化；通过金属的全屏蔽方式，对辐射特征的干扰和抗干扰具备优越的电磁兼容特性。同时，采用半导体制冷方法，在低噪音、无污染、无机械传动装置的情况下，将系统的热量带离内腔体，保证系统的正常工作温度，逆变系统能够正常、稳定的运行，这一方法符合绿色，节能的设计理念，同时散热能力强、体积小、噪声低、维护简单等特点，具备良好的经济型和实用性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
在图中，1、外腔体  2、内腔体  3、半导体散热器件  4、风扇  5、散热齿
具体实施方式
如图1所示，本发明是这样来实现的，外腔体1的内部安置有内腔体2并形成空隙，内腔体2的外壁通过若干个半导体散热器件3分别连接外腔体1的内壁，外腔体1的对角侧壁上分别设有风扇4并与空隙形成风道，同时内腔体2为密封体，内腔体2连接半导体散热器件3的冷端；外腔体1连接半导体散热器件3的热端，外腔体1的侧壁上设有若干个散热齿5。本发明在结构上将逆变器的外壳分为两个腔体，内腔体为受热腔体，接受来自功率器件的热量，同时连接着半导体散热器件的冷端；外腔体为散热腔体，连接着半导体散热器件的热端。设备安装时将大功率管，磁性器件等电子电力器件固定在内腔体的散热表面上，功率管上的器件通过热传导方式传递到内腔的表面，为增加传导的效果可以在内腔体内部装配风扇已增加内部气体的对流，增强空气与散热金属的热交换。半导体散热器件连接内腔和外腔，系统工作时，半导体散热器即开始工作，将内强的热量传递到外腔体的表面，这样就可以在保证系统封闭的情况下将密封在内腔体中的电力电子功率产生的热量及时被半导体制冷装置传递到热端(即外腔体)，热端积聚了逆变器产生的大量热量，在热端的散热可再采用加装大尺寸低速或可调速风扇等传统的风道式强分冷技术进行有效散热。

Claims (3)

1.一种基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置，它包括外腔体、内腔体、半导体散热器件、风扇，其特征是外腔体的内部安置有内腔体并形成空隙，内腔体的外壁通过若干个半导体散热器件分别连接外腔体的内壁，外腔体的对角侧壁上分别设有风扇并与空隙形成风道。
2.根据权利要求1所述的基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置，其特征是所述的内腔体为密封体。
3.根据权利要求1所述的基于半导体制冷的逆变器双腔体散热装置，其特征是所述的内腔体连接半导体散热器件的冷端；外腔体连接半导体散热器件的热端。
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