CN107799282A - 一种散热高频变压器、电抗器和电力电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种散热高频变压器、电抗器和电力电子装置,其中,变压器包括本体、外壳和灌封胶;本体包括铁芯、绕组组件和导热板,绕组组件设置在铁芯上;导热板包括埋设部和连接部,埋设部连接于连接部,埋设部埋设于绕组组件内,连接部还连接于外壳;外壳包括容置部,本体位于容置部内,本体与外壳之间的空隙至少部分填充灌封胶。通过在绕组组件内埋设导热板,并将导热板连接在外壳上,铁芯和绕组组件产生热量可以通过导热性更好的导热板传导至外壳,外壳的热量可以扩散到空气中或者气冷、水冷、油冷等装置;因此本体产生的热量可以更迅速地传至外壳扩散出去,其散热性能更好。

Description

一种散热高频变压器、电抗器和电力电子装置
技术领域
本发明涉及电力电子设备领域,尤其涉及一种散热高频变压器、电抗器和电力电子装置。
背景技术
随着电力电子技术的发展,电力电子设备容量不断增大;例如按照国家“十三五”规划轨道交通的八纵八横,高频化的铁路产品是形势所趋,尤其是高频变压器/电抗器,要求大功率、体积小、重量轻、防护等级高;现有的高频变压器/电抗器通常是将本体安装在外壳内,并以灌封胶浇注固化,由于灌注胶导热性能较差,因此本体产生的热量无法迅速传至外壳扩散出去,因此这类高频变压器/电抗器的散热性能较差,有些需要增设额外的散热结构,如散热片等,增大了设备的体积。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种散热高频变压器、电抗器和电力电子装置,其能解决现有的高频变压器/本体产生的热量无法迅速传至外壳扩散出去,因此这类高频变压器/电抗器的散热性能较差,有些需要增设额外的散热结构,如散热片等,增大了设备的体积的问题。
本发明的目的采用如下技术方案实现:
一种散热高频变压器,包括本体、外壳和灌封胶;
所述本体包括铁芯、绕组组件和导热板,所述绕组组件设置在所述铁芯上;
所述导热板包括埋设部和连接部,所述埋设部连接于所述连接部,所述埋设部埋设于所述绕组组件内,所述连接部还连接于所述外壳;
所述外壳包括容置部,所述本体位于所述容置部内,所述本体与所述外壳之间的空隙至少部分填充所述灌封胶。
进一步地,所述绕组组件包括初级绕组和次级绕组,所述埋设部埋设于所述初级绕组和次级绕组之间。
进一步地,所述绕组组件包括m个初级绕组和n个次级绕组,m、n均是不为0的自然数,且m、n至少有一个大于1,所述初级绕组、次级绕组间隔设置;
所述本体包括至少两个导热板,且不同导热板埋设部两侧的初级绕组不同,或者不同导热板埋设部两侧的次级绕组不同。
进一步地,所述铁芯包括多个绕制部,所述本体包括多个绕组组件,各绕组组件分别设置在一所述绕制部上,且各绕组组件内均埋设有所述导热板的埋设部。
进一步地,所述埋设部和连接部之间设有折弯部,同一导热板的埋设部和连接部位于不同的平面。
进一步地,所述外壳包括外壳底部和外壳侧壁,所述外壳底部上设有螺孔,所述导热板的连接部通过所述螺孔与所述外壳螺接。
进一步地,所述散热高频变压器还包括水冷基板,所述外壳的外侧连接于所述水冷基板。
一种散热高频电抗器,包括本体、外壳和灌注胶,所述本体包括绕组组件和导热板,所述导热板包括埋设部和连接部,所述埋设部埋设于所述绕组组件内,所述连接部连接于所述外壳;
所述外壳包括容置部,所述本体位于所述容置部内,所述本体与所述外壳之间的空隙至少部分填充所述灌封胶。
进一步地,所述本体还包括铁芯,所述绕组组件设置在所述铁芯上。
一种电力电子装置包括上述的散热高频变压器,和/或上述的散热高频电抗器。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:通过在绕组组件内埋设导热板,并将导热板连接在外壳上,铁芯和绕组组件产生热量可以通过导热性更好的导热板传导至外壳,外壳的热量可以扩散到空气中或者气冷、水冷、油冷等装置;因此本体产生的热量可以更迅速地传至外壳扩散出去,其散热性能更好。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的散热高频变压器的结构示意图;
图2为图1中散热高频变压器一角度的分解示意图;
图3为图1中散热高频变压器另一角度的分解示意图;
图4为图1中导热板与外壳底部连接的结构示意图。
图中:100、本体;110、铁芯;111、绕制部;120、绕组组件;121、初级绕组;122、次级绕组;130、导热板;131、埋设部;132、连接部;133、折弯部;200、外壳;210、容置部;221、外壳底部;2211、螺孔;222、外壳侧壁。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
如图1-图4所示,为一种散热高频变压器,包括本体100、外壳200和灌封胶(图未示)。
其中,本体100包括铁芯110、绕组组件120和导热板130,绕组组件120设置在铁芯110上,绕组组件120和铁芯110的组装方式有多种,如绕组组件120套装在铁芯110上,或绕制在铁芯110上,均可以通过现有的技术实现,在此不再赘述。外壳200包括容置部210,本体100位于容置部210内,本体100与外壳200之间的空隙至少部分填充灌封胶。灌封胶可以采用环氧树脂密封胶,填充后通过抽真空并加热干燥固化。灌封胶可以增强铁芯110、绕组组件120的稳固性,还可以起到防潮,降低噪音等效果。
导热板130包括埋设部131和连接部132,埋设部131连接与连接部132。埋设部131埋设于绕组组件120内,连接部132连接于外壳200。
优选的,导热板130一般为金属板,如铝板或铜板;导热板130可以由一块平的金属板折弯而成;且导热板130与绕组组件120之间应做好绝缘。散热高频变压器工作时,铁芯110和绕组组件120产生热量,导热板130的埋设部131也吸收了热量并通过连接部132传导至外壳200,外壳200的热量可以扩散到空气中或者气冷、水冷、油冷等装置。
本发明提供的散热高频变压器,通过在绕组组件120内埋设导热板130,并将导热板130连接在外壳200上,铁芯110和绕组组件120产生热量可以通过导热性更好的导热板130传导至外壳200,外壳200的热量可以扩散到空气中或者气冷、水冷、油冷等装置;因此本体100产生的热量可以更迅速地传至外壳200扩散出去,其散热性能更好。
作为优选的实施方式,绕组组件120包括初级绕组121和次级绕组122,埋设部131埋设于初级绕组121和次级绕组122之间。便于生产时导热板130的置入,简化生产流程。
作为优选的实施方式,埋设部131和连接部132之间设有折弯部133,同一导热板130的埋设部131和连接部132位于不同的平面。折弯部133的高度使得埋设部131和外壳200的底部之间有一定的间隙,可以用来容纳一部分绕组组件120;而且绕组组件120可以接触到外壳200的底部,也可以较好的导出部分热量。
作为优选的实施方式,外壳200包括外壳底部221和外壳侧壁222,外壳底部221上设有螺孔2211,导热板130的连接部132通过螺孔2211与外壳200螺接。当本体100放入外壳200时,导热板130的连接部132与螺孔2211位置对应,以方便螺丝穿设螺孔2211突出于外壳200外部。螺丝可以固定在导热板130的连接部132上与螺孔2211位置相匹配的位置;也可以将导热板130连接部132上与螺孔2211位置相匹配的位置设置孔,以使独立的螺丝同时穿设连接部132上的孔以及外壳底部221上的螺孔2211,再以螺母螺接。从而保证了本体100和外壳200的稳固链接,增强了变压器的可靠性,降低噪音。
作为优选的实施方式,绕组组件120包括m个初级绕组121和n个次级绕组122,m、n均是不为0的自然数,且m、n至少有一个大于1,初级绕组121、次级绕组122间隔设置;本体100包括至少两个导热板130,且不同导热板130埋设部131两侧的初级绕组121不同,或者不同导热板130埋设部131两侧的次级绕组122不同。
如图1-图4所示,绕组组件120包括2个初级绕组121和1个次级绕组122,次级绕组122位于两个初级绕组121之间,本体100包括两个导热板130,两个导热板130的折弯部133的高度不同。两个导热板130分别位于次级绕组122的两侧,且分别与一个初级绕组121抵接;其中一个导热板130的连接部132位于绕组组件120的一侧,另一个导热板130的连接部132位于绕组组件120的另一侧。
通过设置多个导热板130与外壳200连接,导热板130分别埋设在绕组组件120的不同位置,可以进一步增强本体100与外壳200之间的导热性,便于热量迅速散出;而且本体100与外壳200多点连接,进一步增强了散热高频变压器的动、热稳定性,降低工作时的噪音。
作为优选的实施方式,铁芯110包括多个绕制部111,本体100包括多个绕组组件120,各绕组组件120分别设置在一绕制部111上,且各绕组组件120内均埋设有导热板130的埋设部131。
如图1-图3所示,铁芯110采用口字型铁芯110,两个绕组组件120设置在口字型铁芯110的两个绕制部111上,各绕组组件120内均埋设有导热板130的埋设部131。从而使得外壳200内的空间可以有效的利用,减小散热高频变压器的体积。
作为优选的实施方式,散热高频变压器,还包括水冷基板(图未示),外壳200的外侧连接于水冷基板。优选的,水冷基板连接在外壳200的底端,可以通过外壳底部221的螺孔2211与外壳200螺接。由于导热板130连接在外壳底部221,因此水冷基板可以得到更有效的利用,进一步增加了散热效果。
实施例二
本发明还提供了一种散热高频电抗器,相对于变压器,电抗器可以有铁芯,也可以没有铁芯,电抗器的绕组组件只有一级,本领域技术人员根据实施例一对散热高频变压器的说明,可以实现具有类似散热结构的散热高频电抗器:如:一种散热高频电抗器,包括本体、外壳和灌注胶。其中本体包括绕组组件和导热板,导热板包括埋设部和连接部,埋设部埋设于绕组组件内,连接部连接于外壳;外壳包括容置部,本体位于容置部内,本体与外壳之间的空隙至少部分填充灌封胶。
本发明提供的散热高频电抗器,通过在绕组组件内埋设导热板,并将导热板连接在外壳上,绕组组件产生热量可以通过导热性更好的导热板传导至外壳,外壳的热量可以扩散到空气中或者气冷、水冷、油冷等装置;因此本体产生的热量可以更迅速地传至外壳扩散出去,其散热性能更好。
在另一实施例中,本体还包括铁芯,绕组组件设置在所述铁芯上。使得散热高频电抗器的损耗小,电磁兼容性好,体积小。进一步地,散热高频电抗器的铁芯可以设置气隙,使得伏安特性更好。
另外,也可以通过设置多个导热板与外壳连接,导热板分别埋设在绕组组件的不同位置,可以进一步增强本体与外壳之间的导热性,便于热量迅速散出;而且本体与外壳多点连接,进一步增强了散热高频变压器的动、热稳定性,降低工作时的噪音。
本发明提供的散热高频变压器、散热高频电抗器可以运用于电力电子装置或系统,例如散热高频变压器的初级绕组设置全桥变换方式的电路,在次级绕组设置全桥整流方式的电路;本领域技术人员可以根据现有技术实现,不再赘述。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种散热高频变压器,其特征在于:包括本体、外壳和灌封胶;
所述本体包括铁芯、绕组组件和导热板,所述绕组组件设置在所述铁芯上;
所述导热板包括埋设部和连接部,所述埋设部连接于所述连接部,所述埋设部埋设于所述绕组组件内,所述连接部还连接于所述外壳;
所述外壳包括容置部,所述本体位于所述容置部内,所述本体与所述外壳之间的空隙至少部分填充所述灌封胶。
2.如权利要求1所述的散热高频变压器,其特征在于:所述绕组组件包括初级绕组和次级绕组,所述埋设部埋设于所述初级绕组和次级绕组之间。
3.如权利要求2所述的散热高频变压器,其特征在于:所述绕组组件包括m个初级绕组和n个次级绕组,m、n均是不为0的自然数,且m、n至少有一个大于1,所述初级绕组、次级绕组间隔设置;
所述本体包括至少两个导热板,且不同导热板埋设部两侧的初级绕组不同,或者不同导热板埋设部两侧的次级绕组不同。
4.如权利要求1-3中任一项所述的散热高频变压器,其特征在于:所述铁芯包括多个绕制部,所述本体包括多个绕组组件,各绕组组件分别设置在一所述绕制部上,且各绕组组件内均埋设有所述导热板的埋设部。
5.如权利要求1-3中任一项所述的散热高频变压器,其特征在于:所述埋设部和连接部之间设有折弯部,同一导热板的埋设部和连接部位于不同的平面。
6.如权利要求5所述的散热高频变压器,其特征在于:所述外壳包括外壳底部和外壳侧壁,所述外壳底部上设有螺孔,所述导热板的连接部通过所述螺孔与所述外壳螺接。
7.如权利要求1-3中任一项所述的散热高频变压器,其特征在于:还包括水冷基板,所述外壳的外侧连接于所述水冷基板。
8.一种散热高频电抗器,其特征在于:包括本体、外壳和灌注胶,所述本体包括绕组组件和导热板,所述导热板包括埋设部和连接部,所述埋设部埋设于所述绕组组件内,所述连接部连接于所述外壳;
所述外壳包括容置部,所述本体位于所述容置部内,所述本体与所述外壳之间的空隙至少部分填充所述灌封胶。
9.如权利要求8所述的散热高频电抗器,其特征在于:所述本体还包括铁芯,所述绕组组件设置在所述铁芯上。
10.一种电力电子装置,其特征在于:包括如权利要求1-7中任一项所述的散热高频变压器,和/或如权利要求8或9所述的散热高频电抗器。
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