CN102237322A - 安装基座 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电气部件(3)的安装基座(1)，该安装基座包括：用于容纳电气部件(3)以及接收由所述电气部件(3)产生的热负荷的第一表面(2)，和用于将来自所述安装基座的热进行消散的第二表面(4)。为了获得好的热消散特性，安装基座包括：布置在所述第一表面(2)附近的蒸发器通道(7)，在所述第二表面(4)附近的冷凝器通道(8)，以及用于在所述冷凝器通道(8)和蒸发器通道(7)之间传递流体的第一和第二连接部(9，10)。

Description

安装基座
技术领域
本发明涉及一种用于电气部件的安装基座。更确切地，本发明涉及一种具有改进的、将热从电气部件传导开的性能的安装基座。
背景技术
先前已知有一种解决方案，其中，电气部件被附接到安装基座的第一表面。为了避免在使用所述电气部件期间由电气部件产生的热会使温度升得过高，安装基座的第二表面被冷却。以此方式，由电气部件产生的热可以经由安装基座被消散。
然而，这种现有技术解决方案的一个问题是：热负荷不是均匀分布在安装基座上的。因此，基座的不同部分将具有不同的温度。
倘若热负荷完全局限于基座的第一表面上，换句话说，热负荷仅限于表面区域的一部分，则由于不均匀的热分布，将不能有效地利用整个第二表面的消散能力。
先前还根据US 2003/0155102A1已知有一种安装基座，其具有用于将热分布在所有方向上的热虹吸器或平面热管。基本上，该解决方案包括流体在其中沸腾和冷凝的腔。如果该腔大，在内部压力增加到安装基座膨胀的程度的情况下，则可能出现问题。在这种情况下，附接到安装基座的电气部件可能弯曲至部件发生损坏的程度。
发明内容
本发明的目的是解决以上提到的缺陷，并提供改进了的、具有极好的热消散特性的安装基座。本目的由权利要求1的安装基座实现。
布置在所述安装基座内的蒸发器通道和冷凝器通道使得利用安装基座中的流体来接收并传递由电气部件产生的热负荷成为可能。以此方式，由于流体而有效地将热进行分布。因此，可以比之前更有效地利用安装基座的第二表面的消散能力。
在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。
附图说明
以下，将以示例方式并参照附图对本发明进行更详细的描述，在附图中：
图1至3示出了安装基座的第一实施例，
图4示出了安装基座的第二实施例，以及
图5示出了安装基座中的流体分布。
具体实施方式
图1至图3示出了安装基座1的第一实施例。图1是安装基座1的侧视图，而图2和图3是安装基座的部分横截面。示出的安装基座可以在相当大的流体压力的情况下被利用，而没有任何会对附接到安装基座的部件造成损害的膨胀。
安装基座1包括第一表面2，该第一表面2用于容纳在使用期间产生热负荷的一个或多个电气部件3。同一安装基座可以用于对可以自由分布在第一表面2上的多个电气部件进行有效地冷却。例如，当在用于电动机的驱动器中(诸如在频率转换器中)实现一个或多个电气部件时，该一个或多个电气部件可以是功率半导体。产生的热负荷经由第一表面2被安装基座1接收。
由安装基座1接收的热负荷经由安装基座1的第二表面4从安装基座消散。取决于实现方式，该第二表面4可以由装置提供或以加强消散作用的方式成形。在图1至3中，以示例方式假定第二表面包括用于将热消散到空气中的散热器5。可以利用能够将热消散到空气中的任意翅片结构代替散热器。散热器5可以附加地包括多个翅片，这些翅片将热传递到周围的空气中。如果需要，为了增加冷却能力，可以利用风扇产生翅片之间的气流6，如以示例方式所图示的。气流的方向可以是如所图示的方向，或相反的方向。
为了确保来自电气部件3的热负荷均匀分布在安装基座1的表面上，安装基座包括蒸发器通道7、冷凝器通道8、第一连接部9和第二连接部10，以使流体在安装基座1内循环。
蒸发器通道7布置在第一表面2的附近，从而经由第一表面2接收来自电气部件3的热负荷，并将热负荷传到蒸发器通道7中的流体中。图1和图2的示例中安装基座1的上端部所示的第二连接部10接收来自蒸发器通道7的流体，并将该流体传递到冷凝器通道8内。
冷凝器通道8布置在第二表面4的附近，从而将来自所述冷凝器通道中的流体的热传送到第二表面4。图1和图2的示例中安装基座1的下端部所示的第一连接部9接收来自冷凝器通道8的流体，并将该流体传递到蒸发器通道7内。
例如，以与EP-2 031 332 A1和EP-2 119 993 A1中已解释的方式相似的方式，在图1和图2中，安装基座以下述定位方式被利用：其中，第二连接部10被定位成高于第一连接部9，并且由于流体的重力和冷凝/蒸发，将发生流体的循环。因此，不需泵来使流体发生循环。蒸发器通道7中的蒸发作用将引起流体在蒸发器通道7中向上运动，而重力将引起流体在冷凝器通道8中向下运动。只要第一连接部9至少不位于第二连接部10的水平面上方，就可以实现这样的循环。在这种情况下，第一连接部9和第二连接部10可以被设计为将来自任意蒸发器通道的流体传递到任意冷凝器通道，并且反之亦然。也可以允许来自不同蒸发器通道和不同冷凝器通道的流体在被传递之前在第一连接部和第二连接部中相互混合。
从图3可以看到：蒸发器通道7和冷凝器通道8组合在一起成为至少第一组11和第二组12，虽然在所图示的示例中组的数量为16个。每个组包括至少一个蒸发器通道和至少一个冷凝器通道。例如，这样的结构可以通过挤压铝合金的安装基座1来实现，在这种情况下，安装基座可以包括在挤压阶段后已在其中形成有蒸发器通道和冷凝器通道的单个组块。然而，在图3中，以示例方式假定安装基座1包括两个板13和14。第一板制造有凹槽，在凹槽中安装有管道。管道包括有将蒸发器通道和冷凝器通道彼此分隔开的纵向内壁。最终，第二板14附接到第一板13以将安装基座1最终完成。第一板13和第二板14、散热器5的翅片和管道可以通过在这些部分的、彼此相接触的表面上提供焊料而附接到彼此。以此方式，在这些部分被布置为在所图示位置彼此接触之后，焊料可以在烤炉中熔化，在这种情况下，焊料熔化，且随后在焊料被冷却时将这些部分彼此附接。
为了利于电气部件通过例如螺钉附接到安装基座，图3中的一些蒸发器通道可以被省略。在这种情况下，在这些位置处的安装基座的材料厚度更大，这使得使用这些位置来例如附接所述螺钉成为可能。在这些附接位置处的实心的(solid)基座材料以合理的方式导热一小段距离，因此，例如，这些附接位置可以提前(在确切知道将附接到该特定安装基座的部件以及部件尺寸之前)布置在安装基座的不同部分，而随后，通过在那些被实际需要的附接位置中设置附接孔，仅使用这些被实际需要的附接位置。因此，将部件附接到安装基座是非常简单和灵活的。
图4示出了安装基座1′的第二实施例。图4的实施例与参照图1至图3所解释的实施例非常相似。因此，将主要通过指出这些实施例中的不同之处来解释图4的实施例。
在图4中，利用了几个相继的管道结构15′。第一连接部9′和第二连接部10′被设计为在这些不同的管道结构之间传递流体。与上述实施例相似，可以在安装基座1′的第二表面4′上设置散热器用于将热消散。
图5示出了安装基座(诸如图1至图3所示的安装基座)中的流体分布。在该图中，仅示出了电气部件3、第一连接部9和第二连接部10。蒸发器通道和冷凝器通道彼此挨着。
图5示出了下述情况，其中，第一和第二连接部9和10具有这样的构造：其允许来自不同蒸发器通道的流体相互混合并经由冷凝器通道中的任一个被传递，以及相应地允许来自不同冷凝器通道的流体相互混合并经由蒸发器通道中的任何一个被传递。可以看到：由于流体也在侧向循环，所以可以有效地利用整个第二表面的冷却能力。以此方式，安装基座的尺寸既可以纵向增加和也可以横向增加。可以用使得电气部件或其它部件可以例如通过螺钉附接在通道之间的间隔中的方式来确定通道之间的间隔尺寸。
在上述解释中，使用术语“流体”来总体上表示适于在所描述的安装基座中使用的任意媒介。流体可以是液体或气体，并且在许多实现方式中，流体在安装基座的某些部分中呈液体状态，而在安装基座的其它部分中呈气体状态。
应当理解，以上描述和附图仅意在说明本发明。明显地，对于本领域的普通技术人员，可以在不脱离本发明的范围的情况下改变和修改本发明。

Claims (5)

1.一种用于电气部件(3)的安装基座(1，1′)，所述安装基座包括：
第一表面(2)，所述第一表面(2)用于容纳所述电气部件(3)，并接收由所述电气部件(3)产生的热负荷，以及
第二表面(4，4′)，所述第二表面(4，4′)用于将热从所述安装基座消散，所述安装基座特征在于，所述安装基座包括：
蒸发器通道(7)，所述蒸发器通道(7)布置在所述第一表面(2)的附近，用于将所述接收到的热负荷传送到所述蒸发器通道中的流体，
冷凝器通道(8)，所述冷凝器通道(8)在所述第二表面(4，4′)的附近，用于将来自所述冷凝器通道中的所述流体的热传送到所述第二表面，
第一连接部(9，9′)，所述第一连接部(9，9′)用于将来自所述冷凝器通道(8)的所述流体传递到所述蒸发器通道(7)，以及
第二连接部(10，10′)，所述第二连接部(10，10′)用于将来自所述蒸发器通道(7)的所述流体传递到所述冷凝器通道(8)。
2.根据权利要求1所述的安装基座，其特征在于，所述第二表面(4，4′)包括用于将热消散到空气中的散热器(5)或翅片结构。
3.根据权利要求1所述的安装基座，其特征在于，所述蒸发器通道(7)和所述冷凝器通道(8)组合在一起成为至少第一组(11)和第二组(12)，每个组包括至少一个蒸发器通道(7)和至少一个冷凝器通道(8)。
4.根据权利要求3所述的安装基座，其特征在于
所述第一连接部(9，9′)被布置为将来自所述第一组(11)的一个或多个冷凝器通道(8)的流体传导至所述至少第一组或第二组(11，12)的一个或多个蒸发器通道(7)，以及
所述第二连接部(10，10′)被布置为将来自所述第一组(11)的一个或多个蒸发器通道(7)的流体传导至所述至少第一组或第二组(11，12)的一个或多个冷凝器通道(8)。
5.根据权利要求1所述的安装基座，其特征在于，所述安装基座(1，1′)是由铝合金或铜合金制造的。
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