CN109545597B - 一种固态开关的散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种固态开关的散热装置，包括基座盒、安装在基座盒上的散热组件和降温装置，多个位于所述基座盒内的电力电子阀相互水平串行连接，所述散热组件包括安装在基座盒侧边的环路热管和多个套设在环路热管上的散热片，所述降温装置包括设置在散热组件侧边的风道；本发明的散热装置能够快速导热和散发热量，解决了固态开关的散热问题。

Description

一种固态开关的散热装置

技术领域

本发明属于散热设备领域，特别涉及一种固态开关的散热装置。

背景技术

固态开关，也称为无触点开关，是利用电力电子阀串进行电流导通、开断的装置，与机械式有触点开关比较有以下优点:寿命长，机械式分断时起弧、触头磨损，固态开关磨损较少；工作频率高、可靠性高、使用安全、电磁干扰小等优点。但是固态开关导通电流时，开关内的电力电子阀串具有导通损耗，尤其是导通的电流较大时，电流需要在极短的时间内由0升至使用状态，会造成电力电子阀串产生导通损耗也会较大，较大的导通损耗会产生较大的热量，若热量不能及时散开或者对开关进行降温，会造成固态开关内包括电力电子阀串等其他电子器件的损坏，影响固态开关的正常使用，因此需要一种散热装置对固态开关进行散热。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种固态开关的散热装置，用于解决固态开关的散热问题。

一种固态开关的散热装置，包括基座盒、安装在基座盒上的散热组件和降温装置，所述基座盒内设置有两个定位板，所述定位板与所述基座盒的安装壁之间设置有预设空隙；

所述散热组件包括安装在基座盒侧边的环路热管和多个套设在环路热管上的散热片；

所述降温装置包括设置在散热组件侧边的风道，所述环路热管远离所述基座盒的一侧和多个所述散热片均设置在风道内。

进一步地，所述基座盒用于装入电力电子阀管壳，且所述基座盒上设置有通孔，所述通孔用于连接多个电力电子阀管壳的连接装置穿过所述基座盒，多个位于所述基座盒内的电力电子阀相互水平串行连接，多个所述电力电子阀的串行轴线平行与地面。

进一步地，所述基座盒的外侧设置有支架，所述支架包括第一安装板、第二安装板和多个撑杆，所述第一安装板、第二安装板通过多个撑杆相连接。

进一步地，每个所述环路热管包括两个直管和连接两个直管的弧形管，多个所述散热片均套设在两个所述直管上。

进一步地，所述风道包括隔板、两个侧板和挡风板，所述挡风板与所述隔板通过两个侧板相连接。

进一步地，所述隔板上设置有多组用于环路热管安装的插孔，所述插孔的组数与所述环路热管的数目相对应。

进一步地，所述挡风板上开设有用于环路热管穿过的矩形孔，所述矩形孔的数目与环路热管的数目对应设置。

进一步地，所述风道还包括多个与侧板平行的绝缘板，多个所述绝缘板等间隔分布在两个侧板之间。

进一步地，所述风道两端设置开口，所述开口用于空气流通加速散热。

进一步地，所述定位板用于安装电力电子阀元件电力电子阀元件，所述基座盒内的两个所述定位板之间的间距使得位于不同定位板上的电力电子阀元件之间达到预定的放电距离。

本发明的散热装置通过设置基座盒、环路热管和散热片，能够快速将电力电子阀串运行过程中的热量传导至外界的散热片上，避免固态开关内部温度迅速升高，同时设置风道和风机，能够对升温的环路热管和散热片快速降温，有效提高了散热速率，确保环路热管和散热片上的热量快速发散，保障了固态开关运行的稳定性。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例固态开关的散热装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例电力电子阀串和支架结构意图；

图3示出了本发明实施例基座盒与散热组件组合示意图；

图4示出了本发明实施例基座盒内部结构示意图；

图5示出了本发明实施例基座盒的剖视图；

图6示出了本发明实施例降温装置结构示意图。

附图说明：1、电力电子阀串；2、支架；21、第一安装板；22、第二安装板；23、撑杆；3、基座盒；31、半盒；311、安装壁；312、安装孔；32、电力电子阀管壳；33、电力电子阀元件；34、定位板；35、铜排；351、连接孔；4、散热组件；41、环路热管；411、直管；412、弧形管；42、散热片；421、通孔；5、降温装置；51、风机；52、风道；521、隔板；5211、插孔；522、侧板；523、挡风板；5231、矩形孔；524、绝缘板；6、连接装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种固态开关的散热装置，如图1所示，包括多组水平设置的电力电子阀串1和安装电力电子阀串1的支架2，每组电力电子阀串1由多个电力电子阀串行连接，每个电力电子阀均设置在基座盒3内，因此每组电力电子阀串1上会包含多个基座盒3。每个基座盒3上固定有散热组件4，支架2的侧边设置有用于放置散热组件4的降温装置5。

如图2所示，每组电力电子阀串1由多个电力电子阀水平串行连接，且每组电力电子阀串1的串行轴线平行与地面，位于同一组电力电子阀串1中的电力电子阀通过固定在基座盒3上的连接装置6相互连接。相邻的两组电力电子阀串1通过电力电子阀上的铜排35相互连接，实现多组电力电子阀串1的相互连接。

如图2所示，支架2与每组电力电子阀串1对应设置，每组电力电子阀串1安装在支架2内部。每组支架2包括位于电力电子阀串1一侧的第一安装板21、位于电力电子阀串1另一侧的第二安装板22和多个撑杆23。第一安装板21和第二安装板22用于固定电力电子阀串1的两端。第一安装板21和第二安装板22通过多个撑杆23相连接，撑杆23的数目具体为四个，四个撑杆23呈矩阵分布在电力电子阀串1的周围。撑杆23的一端与第一安装板21固定连接，撑杆23的另一端与第二安装板22固定连接。

如图3所示，散热组件4包括环路热管41和散热片42，环路热管41包括两个直管411和连接两个直管411的两个弧形管412。其中一个弧形管412固定在基座盒3内。环路热管41与基座盒3的连接，确保环路热管41两侧的直管411热量均衡，基座盒3过热的一侧将热量传递给一侧的直管411后，通过弧形管412能够快速将热量传递环路热管41另一侧的直管411，实现两侧均能够快速散热。

散热片42设置有多个，且散热片42为薄片矩形状，每个散热片42上均开设有两个用于环路热管41穿过的通孔421，两个通孔421关于散热片42较短的对称轴对称设置，且两个通孔421的中心连线与散热片42较长的对称轴重合。环路热管41的两个直管411穿过通孔421后与散热片42相连接，多个散热片42等间距套设在两个直管411上，且多个散热片42靠近弧形管412的一侧设置。通过环路热管41将热量均匀分布在两侧的直管411上，再通过多个散热片42进行热量发散，有效避免基座盒3内部一处集中过热。

如图3所示，每个基座盒3由两个形状、大小相同的半盒31组成，两个半盒31的盒口对齐固定，每个半盒31远离盒口的一侧侧壁为安装壁311，安装壁311的中部开设有用于电力电子阀穿出安装孔312。位于电力电子阀串1中部的半盒31上均固定有连接件6，连接件6固定贯穿安装孔312。位于同一组电力电子阀串1中相邻的两个电力电子阀均通过连接件6相连接。

如图4所示，每个基座盒3内设置有电力电子阀管壳32和围绕在电力电子阀管壳32周围的多个电力电子阀元件33，多个电力电子阀元件33等距间隔分布。

每个半盒31的内部均设置有定位板34，如图5所示，定位板34通过安装螺栓与半盒31的安装壁311固定连接，且定位板34与安装壁311之间设置有预设空隙，示例性的，该空隙的宽为3～5mm。定位板34远离安装壁311的一侧用于固定电力电子阀元件33，通过在基座盒3内设置两个定位板34，确保基座盒3内电力电子阀元件33的两极之间具有足够的放电距离。且定位板34与安装壁311之间空隙能够确保电力电子阀元件33产生的热量及时传递到空隙中，再由安装壁311向外散热。

如图4所示，电力电子阀管壳32设置在基座盒3的内部中心，电力电子阀的主体设置在电力电子阀管壳32内部，电力电子阀管壳32的两端分别贯穿两个定位板34后与两个半盒31的安装壁311相抵触。实现基座盒3的厚度与电力电子阀管壳32的厚度相同。确保电力电子阀管壳32内部产生的热量能够及时通过安装壁311传递到外部，实现快速散热。

基座盒3外部的连接装置6穿过安装孔312后与电力电子阀管壳32相连接，实现相邻的两个电力电子阀相互串行。当连接装置6位于电力电子阀串1的两端时，则连接装置6的一端伸入基座盒3与电力电子阀管壳32连接，连接装置6的另一端支架2相连接。

电力电子阀管壳32的周向侧壁上固定有铜排35，铜排35远离电力电子阀管壳32的一端贯穿基座盒3的侧壁延伸至基座盒3外部，铜排35上设置有连接孔351，用于连接其他组电力电子阀串1中的电力电子阀。

如图6所示，降温装置5包括风机51和风道52，风机51设置在风道52的下方。风道52由隔板521、两个侧板522和挡风板523组成。隔板521与支架2的第一安装板21、第二安装板22均固定连接，隔板521的宽度大于第一安装板21与第二安装板22之间的距离，第一安装板21和第二安装板22靠近散热组件4的一侧安装在隔板521上。隔板521远离第一安装板21或第二安装板22的一侧与两个侧板522固定连接，两个侧板522与第一安装板21、第二安装板22平行设置，其中一个侧板522靠近第一安装板21设置，另一个侧板522靠近第二安装板22设置。两个侧板522远离隔板521的一侧共同固定有挡风板523。隔板521、两个侧板522和挡风板523的设置，使得风道52的上下端为开口结构，开口用于空气流通加速散热组件4的散热。

隔板521上开设有与每组电力电子阀串1相对应的定位件，即每组电力电子阀串1对应一排定位件。若电力电子阀串1设置有多组，且多组电力电子阀串1上下对齐设置，则隔板521上会对应开设多排定位件。每排定位件包括多组与散热组件4对应的插孔5211。每组插孔5211与每个散热组件4中的环路热管41对应设置，每组插孔5211包括两个上下插孔5211，两个插孔5211的中心位于同一条竖直线上，环路热管41的两个直管411分别穿过两个插孔5211进入风道52中。

挡风板523上开设有多排用于环路热管41的弧形管412穿出的矩形孔5231，每排矩形孔5231与每排定位件对应设置，每个矩形孔5231与每组插孔5211对应设置。两个直管411穿过插孔5211后继续向风道52内延伸，至弧形管412穿过挡风板523，实现环路热管41上套设的多个散热片42位于在风道52内部。因此矩形孔5231的数目和插孔5211的组数均与散热组件4的数目对应。

两个侧板522之间还设置多个绝缘板524，且多个绝缘板524均与侧板522平行设置，多个所述绝缘板524等间隔分布在两个侧板522之间。多个绝缘板524的一侧均固定在隔板521远离支架2的一侧，且绝缘板524的另一侧固定在挡风板523靠近侧板522的一侧上。多个绝缘板524与侧板522将风道52分割成多个隔道，隔道的数目与每个电力电子阀串1中散热组件4的数目对应，若一组电力电子阀串1中含有的四个散热组件4，则需要四个隔道，除去两个侧板522，还需要设置三块绝缘板524。绝缘板524的设置进一步提高了位于同一排相邻两个电力电子阀之间的安全间隙。为了减小整个散热装置的体积，上下对齐的散热组件4会位于同一风道52内。

风机51安装侧板522和绝缘板524的下方，且风机51与隔板521和挡风板523固定连接，确保风机51启动后，冷风会与隔道内的散热组件4充分接触，进行降温。

本发明实施例的工作原理为：电力电子阀串1中的电力电子阀运行时产生的热量会由基座盒3、环路热管41、散热片42向外导出，热量传导至环路热管41和散热片42上，风机51吹出的冷风会沿着风道52上行，进入隔道中与环路热管41和散热片42接触，进行冷却降温，冷却后的环路热管41和散热片42会继续分散电力电子阀产生的热量，有效维持了电力电子阀串1的工作温度。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种固态开关的散热装置，包括基座盒(3)、安装在基座盒(3)上的散热组件(4)和降温装置(5)，其中，

所述基座盒(3)内设置有两个定位板(34)，所述定位板(34)与所述基座盒(3)的安装壁(311)之间设置有预设空隙；

所述定位板(34)用于安装电力电子阀元件(33)，所述基座盒(3)内的两个所述定位板(34)之间的间距使得位于不同定位板(34)上的电力电子阀元件(33)之间达到预定的放电距离；

所述散热组件(4)包括安装在基座盒(3)侧边的环路热管(41)和多个套设在环路热管(41)上的散热片(42)；

每个所述环路热管(41)包括两个直管(411)和连接两个直管(411)的弧形管(412)，其中一个弧形管(412)固定在基座盒(3)内；

所述降温装置(5)包括设置在散热组件(4)侧边的风道(52)，所述环路热管(41)远离所述基座盒(3)的一侧和多个所述散热片(42)均设置在风道(52)内；

所述风道(52)包括隔板(521)、两个侧板(522)和挡风板(523)，所述挡风板(523)与所述隔板(521)通过两个侧板(522)相连接；

所述风道(52)还包括多个与侧板(522)平行的绝缘板(524)，多个所述绝缘板(524)等间隔分布在两个侧板(522)之间。

2.根据权利要求1所述的固态开关的散热装置，其中，所述基座盒(3)用于装入电力电子阀管壳(32)，且所述基座盒(3)上设置有安装孔(312)，所述安装孔(312)用于连接装置(6)穿过，所述连接装置(6)用于连接多个电力电子阀管壳(32)，多个位于所述基座盒(3)内的电力电子阀相互水平串行连接，多个所述电力电子阀的串行轴线平行与地面。

3.根据权利要求1所述的固态开关的散热装置，其中，所述基座盒(3)的外侧设置有支架(2)，所述支架(2)包括第一安装板(21)、第二安装板(22)和多个撑杆(23)，所述第一安装板(21)、第二安装板(22)通过多个撑杆(23)相连接。

4.根据权利要求1所述的固态开关的散热装置，其中，多个所述散热片(42)均套设在两个所述直管(411)上。

5.根据权利要求1所述的固态开关的散热装置，其中，所述隔板(521)上设置有多组用于环路热管(41)安装的插孔(5211)，所述插孔(5211)的组数与所述环路热管(41)的数目相对应。

6.根据权利要求1所述的固态开关的散热装置，其中，所述挡风板(523)上开设有用于环路热管(41)穿过的矩形孔(5231)，所述矩形孔(5231)的数目与环路热管(41)的数目对应设置。

7.根据权利要求1所述的固态开关的散热装置，其中，所述风道(52)两端设置开口，所述开口用于空气流通加速散热。

Images