CN107707132A - 逆变器 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种逆变器，包括壳体、主体部，与所述主体部连接的DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路及导热件，所述导热件还与所述DC/DC变换电路和/或DC/AC逆变电路连接。所述主体部与所述DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路及导热件通过灌封胶在所述壳体内灌封成型为一体，所述灌封胶及所述导热件用于将所述逆变器产生的热量传递至所述壳体。本公开提供的逆变器产生的热量经导热件、灌封胶传递至壳体进行散热，实现了热量的均匀、快速导热的目的，提高了逆变器的散热效率。
Description
技术领域
本公开涉及逆变器技术领域，尤其涉及一种逆变器。
背景技术
逆变器是把直流电(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220V，50Hz正弦波)。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路等组成。
相关技术中，逆变器的散热是通过风扇进行强制散热。逆变器不仅体积大，其风扇在运转中会产生噪声，且扇叶内部吸附粉尘等，会加速风扇的老化，导致产品损坏。
发明内容
本公开提供一种散热性能高的逆变器，以解决相关技术中的不足。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种逆变器，包括壳体、主体部，与所述主体部连接的DC/DC变换电路(直流-直流变换电路)、DC/AC逆变电路(直流-交流逆变电路)及导热件，所述导热件还与所述DC/DC变换电路和/或DC/AC逆变电路连接；
所述主体部与所述DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路及导热件通过灌封胶在所述壳体内灌封成型为一体，所述灌封胶及所述导热件用于将所述逆变器产生的热量传递至所述壳体；
所述导热件包括支撑部及叶片，所述支撑部的第一端与所述主体部连接，所述支撑部的第二端与所述叶片连接。
可选的，所述叶片至少设有一个。
可选的，所述灌封胶填充于所述壳体的内部，并与所述壳体的内侧壁连接。
可选的，多个所述叶片沿所述支撑部的长度方向排布，且多个所述叶片的长度沿远离所述支撑部的第一端的方向递减。
可选的，所述支撑部包括两个连接部，两个所述连接部间隔设置且一端连接，所述两个连接部的底部分别设有定位件，两个所述定位件错位设置。
可选的，所述导热件设有两个，一个所述导热件与所述DC/AC逆变电路连接，另一个所述导热件与DC/AC逆变电路连接。
可选的，所述DC/AC逆变电路和/或所述DC/AC逆变电路的晶体管贴合在所述导热件上上；所述叶片与所述主体部之间设有容置空间，所述晶体管位于所述容置空间内并与所述导热件连接。
可选的，所述DC/AC逆变电路和/或所述DC/AC逆变电路的晶体管采用MOSFET管(金属-氧化物半导体场效应晶体管)。
可选的，所述导热件包括支撑部及叶片，所述支撑部的第一端与所述主体部连接，所述支撑部的第二端与所述叶片连接；所述叶片与所述主体部之间设有容置空间，所述MOSFET管位于所述容置空间内并与所述导热件连接。
可选的，所述DC/AC逆变电路为推挽电路。
可选的，所述主体部还连接有至少一个USB充电接口。
可选的，所述壳体包括用于容置所述主体部、DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路及导热件的第一壳体，以及与所述第一壳体固接的第二壳体，所述第二壳体内设有交流电源插口。
可选的，所述壳体盖还包括盖设于所述第二壳体上并与所述第二壳体可拆卸连接的第三壳体，所述第三壳体内设有至少一个USB充电接口，所述第三壳体盖设于所述第二壳体上时，至少部分所述第二壳体及所述USB充电接口容置在所述第三壳体内。
本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开提供的逆变器产生的热量经导热件、灌封胶传递至壳体进行散热，实现了热量的均匀、快速导热的目的，提高了逆变器的散热效率。
附图说明
图1是本公开一示例性实施例示出的一种逆变器的爆炸图。
图2是本公开一示例性实施例示出的一种逆变器的局部爆炸图。
图3是图2另一侧的示意图。
图4是本公开一示例性实施例示出的一种导热件立体示意图。
图5是本公开另一示例性实施例示出的一种导热件立体示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
如图1至图4所示，本公开提供的逆变器100，包括壳体2、主体部1，与所述主体部1连接的DC/DC变换电路5、DC/AC逆变电路6及导热件3。所述主体部1通过连接头4与外接设备连接。所述主体部1为电路板，其上设有升压变压器及其他电路等。所述其他电路包括但不限于与所述DC/DC变换电路5电连接的隔离升压电路，与所述隔离升压电路电连接的整流滤波电路，该整流滤波电路与所述DC/AC逆变电路6电连接。所述主体部1还包括前级控制电路和输入保护电路、逆变控制和输出过流、功率检测等电路。主体部1通过对输入电压的检测，进行输入欠压保护和输入过压保护；主体部1通过对逆变器100的输出电流、输出功率的检测，当逆变器100发生过功率使用或输出发生短路故障时，逆变器100关闭交流输出，以保护逆变器100。
所述导热件3还与所述DC/DC变换电路5和/或DC/AC逆变电路6连接，所述导热件3用于将所述DC/DC变换电路5及DC/AC逆变电路6产生的热量吸收并导出。本公开将所述主体部1与所述DC/DC变换电路5、DC/AC逆变电路6及导热件3置于所述壳体2内，通过灌封胶将所述主体部1与所述DC/DC变换电路5、DC/AC逆变电路6及导热件3灌封成型为一体。所述灌封具有胶防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用，因而被所述灌封胶灌封的所述逆变器100产生的热量可以直接将热量传递至所述灌封胶。所述逆变器100产生的热量还可以传递至所述导热件3，所述导热件3再将热量传均匀的递至所述灌封胶，其中所述导热件3具有加速传热的优点。由于所述灌封胶具有导热性，可以使得所述逆变器100内部产生的热量均匀的分布在所述灌封胶内。
所述灌封胶填充于所述壳体2的内部，并与所述壳体2的内侧壁连接，因而所述灌封胶可将所述逆变器100产生的热量传递至所述壳体2，所述壳体2与空气进行对流散热，从而实现逆变器100的整体散热。所述灌封胶与所述壳体2的热交换阻值较低，热交换效率高，因此所述逆变器100内部热量通过灌封胶可以实现均匀分布。所述逆变器100通过均匀化其内部的热量并与所述壳体2进行热交换，利用所述壳体2进行散热，不仅可以提高散热效率，还可以实现所述逆变器100的小型化(无风扇结构)。经发明人实验，本公开所述提供的技术方案可降低所述逆变器100的发热温升最高35℃，因而可以提高所述逆变器100的适用温度范围。
在一实施方式中，所述DC/DC变换电路5采用推挽电路，所述推挽电路具有效率高、损耗低的优点，尤其适用于低输入、高输出的逆变器100(例如连接汽车电瓶的逆变器100)。因而，采用推挽电路可以降低所述逆变器100的功耗散热问题。
进一步地，所述DC/DC变换电路5、所述DC/AC逆变电路6的晶体管能耗通常较大、热量高。可选择低功耗、低内阻的晶体管以降低所述DC/DC变换电路5及所述DC/AC逆变电路6的能耗及热量。例如，使用MOSFET管，所述MOSFET管具有低功耗、低内阻的优点，使用所述MOSFET管可降低所述逆变器100功耗，同时降低了逆变器100的散热压力。
如图2及图3所示，所述DC/DC变换电路5的晶体管采用MOSFET管41，所述MOSFET管可采用两个参数相同的MOSFET管41，其参数可以是耐压：60V，通流能力110A，全塑封TO-220F封装。在又一实施方式中，所述DC/AC逆变电路6的晶体管采用MOSFET管61。所述DC/AC逆变电路6可采用基于H桥的单相桥式逆变电路，可包括四个MOSFET管61，通过控制四个MOSFET管61按一定的顺序导通、截止就能够得到所需的交流输出波形。在其他实施方式中，所述DC/DC变换电路5及所述DC/AC变换电路的晶体管均采用MOSFET管。
进一步地，所述导热件3包括支撑部31及叶片32。所述支撑部31的第一端311与所述主体部1连接，所述支撑部31的第二端312与所述叶片32连接。所述支撑部31与所述叶片32可以是一体结构，也可以是分体结构；其中，所述叶片32用于增加所述导热件3的散热面积。所述叶片32与所述主体部1之间设有容置空间，所述DC/AC变换电路及述DC/DC变换电路5的MOSFET管51及MOSFET管61均位于所述容置空间内并与所述导热件3贴合，所述MOSFET管通过固定螺钉固定在所述导热件3上的外侧壁。所述DC/DC变换电路5和/或所述DC/AC逆变电路6的MOSFET管所产生的热量可以迅速的传递至所述导热件3。
具体的，如图4所示，所述支撑部31包括两个连接部313，两个所述连接部间隔313设置且一端连接，两个连接部311之间形成有截面成呈U型空间314。所述MOSFET管51及MOSFET管61具体可固设有所述导热件3的外表面，所述U型空间314可填充所述灌封胶，以更好的传递两个连接部311之间的热量，并与其他位置灌封胶进行热交换。所述支撑部31的两个连接部313的端部分别设有一个定位件315。两个所述定位件315在所述两个连接部311的端部错位设置，连接在所述主体部1的电路板上，以固定所述导热件3。即在图4所示的方向上，一个所述定位件315靠近所述连接部313的上端设置，另一个所述定位件315靠近所述连接部的下端设置。在一实施例中，所述导热件3的材质为铝合金，所述定位件315的材质为铁，一个所述定位件315距离所述连接部311的端面上端距离为6mm，另一个所述定位件315距离所述连接部311的端面上端距离为4mm。
所述叶片32设有多个(多个指两个或两个以上)，多个所述叶片32基于所述支撑部31的第二端312对称设置。具体的，多个所述叶片32沿所述支撑部31的第二端312的长度方向排布。沿所述支撑部31的第二端312长度方向，相邻两个所述叶片32间隔设置，相邻两个所述叶片32之间填充所述灌封胶。这样设置有益于所述支撑件的散热，支撑件可将热量更快、更均匀的传递至所述灌封胶。多个所述叶片32的长度沿远离所述支撑部31的第一端311的方向递减，可适应所述壳体2的内部形状，并增加所述叶片32的换热面积。当然，多个所述叶片32基于所述支撑部31的第二端312也可以不对称设置而选择错位设置，且各叶片的尺寸也可以不相同，或者位于支撑部31的第二端312的叶片个数也可以不同。在其他实施例中，所述叶片32也可以设有一个，具体可根据实际需求而定。
图5所示的导热件为图4所示换热件的变形实施例。在图5所示的实施方式中，所述导热件3与上述图4所示的换热件3区别在于，所述支撑部31与所述叶片32为分体结构；在图5所示的实施方式中，所述支撑部31与所述叶片32为一体结构。
在一种实施方式中，所述导热件3设置两个，一个所述导热件3与所述DC/DC变换电路5连接，另一个所述导热件3与DC/AC逆变电路6连接。两个所述导热件3分别设置在所主体部1两端的下方，两个所述导热件3分别一一对应所述DC/DC变换电路5、与DC/AC逆变电路6。其中，所述DC/DC变换电路5的两个MOSFET管51分别固定在所述支撑部31的两侧(见图2)，并固定于所述支撑部31上。所述DC/AC逆变电路6的四个MOSFET管61分别固定在所述支撑部31的两侧，并固定于所述支撑部31上。当然，也可以设置一个所述导热件3同时连接所述DC/DC变换电路5及DC/AC逆变电路6。相比于设置一个所述导热件3，设置两个导热件3可以减小所述导热件3的体积及重量，有利于逆变器100的小型化。
随着智能手机的出现，手机电池耗电加快，快速充电成为市场最大需求。尤其在汽车上，逆变器100的使用越来越收到关注。本公开提供的所述逆变器100上设有充电插头，以及至少一个USB充电接口。所述充电插头及所述USB充电接口与所述主体部1的输出端电连接。所述充电插头可以与笔记本、车载冰箱、车载吸尘器、车载净化器的电源连接；所述USB充电接口可以是快速充电接口，其参数为5V/2.4A、总功率:5V/3.1A，可以满足用户快充需求。
如图1所示，所述壳体2包括第一壳体21及第二壳体22。所述第一壳体21呈圆柱形、底部为弧形，用于容置所述主体部1、DC/DC变换电路5、DC/AC逆变电路6及导热件3。所述第二壳体22与所述第一壳体21固接(例如卡接)，用于设置交流电源插口24(可以是三插口、两插口或三插口与两插口的结合)，该交流电源插口24容置在所述第二壳体22内，可直接与笔记本等电源连接器连接。
进一步地，所述壳体2还包括第三壳体23。所述第三壳体23盖设于所述第二壳体22上并与所述第二壳体22可拆卸连接。所述第三壳体23内设有至少一个USB充电接口25，所述第三壳体23盖设于所述第二壳体22上时，至少部分所述第二壳体22及所述USB充电接口25容置在所述第三壳体23内。
在图1所示的实施例中，所述USB充电接口25通过线缆与所述主体部1连接，并容置在所述第三壳体23的内部空间内。所述第三壳体23的开口对应所述第二壳体22，沿所述逆变器的长度方向，所述第三壳体23可罩设与所述第二壳体22上，并使得设于所述第二壳体22内的所述交流电源插口24容置在所述第三壳体23的内部空间内。一方面所述第三壳体23可保护所述逆变器100的USB充电接口25及交流电源插口24，另一方面可以优化所述逆变器100的结构，使逆变器100的体积减小。
由上述技术方案可知，本公开提供的逆变器产生的热量经导热件、灌封胶传递至壳体进行散热，实现了热量的均匀、快速导热的目的，提高了逆变器的散热效率。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。
Claims (12)
1.一种逆变器，其特征在于，包括壳体、主体部，与所述主体部连接的DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路及导热件，所述导热件还与所述DC/DC变换电路和/或DC/AC逆变电路连接；
所述主体部与所述DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路及导热件通过灌封胶在所述壳体内灌封成型为一体，所述灌封胶及所述导热件用于将所述逆变器产生的热量传递至所述壳体；
所述导热件包括支撑部及叶片，所述支撑部的第一端与所述主体部连接，所述支撑部的第二端与所述叶片连接。
2.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述叶片至少设有一个。
3.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述灌封胶填充于所述壳体的内部，并与所述壳体的内侧壁连接。
4.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，多个所述叶片沿所述支撑部的长度方向排布，且多个所述叶片的长度沿远离所述支撑部的第一端的方向递减。
5.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述支撑部包括两个连接部，两个所述连接部间隔设置且一端连接，所述两个连接部的底部分别设有定位件，两个所述定位件错位设置。
6.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述导热件设有两个，一个所述导热件与所述DC/AC逆变电路连接，另一个所述导热件与DC/AC逆变电路连接。
7.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述DC/AC逆变电路和/或所述DC/AC逆变电路的晶体管贴合在所述导热件上；所述叶片与所述主体部之间设有容置空间，所述晶体管位于所述容置空间内并与所述导热件连接。
8.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述DC/AC逆变电路和/或所述DC/AC逆变电路的晶体管采用MOSFET管。
9.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述DC/AC逆变电路为推挽电路。
10.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述主体部还连接有至少一个USB充电接口。
11.根据权利要求1所述的逆变器，其特征在于，所述壳体包括用于容置所述主体部、DC/DC变换电路、DC/AC逆变电路及导热件的第一壳体，以及与所述第一壳体固接的第二壳体，所述第二壳体内设有交流电源插口。
12.根据权利要求11所述的逆变器，其特征在于，所述壳体还包括盖设于所述第二壳体上并与所述第二壳体可拆卸连接的第三壳体，所述第三壳体内设有至少一个USB充电接口，所述第三壳体盖设于所述第二壳体上时，至少部分所述第二壳体及所述USB充电接口容置在所述第三壳体内。
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