CN110402060B - 变频器 - Google Patents
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Abstract
一种变频器,包括一机壳、一电路板单元、一发热元件、一风扇以及一第一散热器。该机壳内具有一防水区以及一通风区。该电路板单元设于该防水区之中。发热元件设于该防水区之中并耦接该电路板单元。该风扇设于该通风区并适于产生一气流。该第一散热器设于该通风区并热连接该发热元件,其中,该气流适于经过该第一散热器。
Description
技术领域
本发明涉及一种变频器,特别涉及一种具有散热设计的变频器。
背景技术
在变频器之中,电容器为热源之一。在现有技术中,电容器通过衬套连接外部冷却系统以进行散热,然而,此设计无法提供充分防水效果,使得电容器容易被水气影响而损坏。
在另一现有技术中,电容器被设置于变频器的防水区之内,并以设于防水区内的风扇对该电容器进行散热,然而,设置风扇占用了防水区内的有限空间,降低空间利用率。
发明内容
本发明是为了解决现有技术的问题而提供的一种变频器,可提高变频器的防水性、空间利用性以及可靠度。该变频器包括一机壳、一电路板单元、一发热元件、一风扇以及一第一散热器。该机壳内具有一防水区以及一通风区。电路板单元设于该防水区之中。发热元件设于该防水区之中并耦接该电路板单元。风扇设于该通风区并适于产生一气流。第一散热器设于该通风区并热连接该发热元件,其中,该气流适于经过该第一散热器。
在一实施例中,该变频器还包括一导热层,该导热层设于该防水区之中并夹设于该发热元件与该第一散热器之间。
在一实施例中,该变频器还包括一转接板,该转接板设于该防水区之中并耦接该电路板单元,其中,该转接板垂直于该电路板单元,该发热元件连接该转接板。
在一实施例中,在一投影面上,该电路板单元、该发热元件以及该第一散热器的投影彼此部分重叠。
在一实施例中,该发热元件包括一电容器。
在一实施例中,该变频器还包括一继电器,该继电器设于该防水区之中并设于该电路板单元之上,该继电器对应该电容器。
在一实施例中,该变频器还包括一变压器、一输出控制单元以及一第二散热器,该变压器以及该输出控制单元设于该电路板单元,该变压器对应该第二散热器,该第二散热器热连接该输出控制单元,该变压器以及该输出控制单元设于该防水区之中,该第二散热器设于该通风区之中,该气流适于经过该第二散热器。
在一实施例中,该第二散热器位于该第一散热器与该风扇之间。
在一实施例中,该电路板单元包括一第一电路板以及一第二电路板,该继电器设于该第一电路板,该变压器以及该输出控制单元设于该第二电路板,该第二电路板包括一第一表面以及一第二表面,该第一表面相对于该第二表面,该变压器设于该第一表面,该输出控制单元设于该第二表面。
在一实施例中,在一投影面上,该第一电路板、该电容器以及该第一散热器的投影彼此部分重叠,该第二电路板与该第二散热器的投影彼此部分重叠。
在一实施例中,该机壳还包括一隔板,该隔板位于该第一电路板与该电容器之间,该第一电路板锁附于该隔板。
在一实施例中,该变频器还包括一第一挡板以及一第一防水圈,该第一挡板具有一第一开口,该第一散热器覆盖该第一开口,该第一防水圈嵌设于该第一挡板并抵接该第一散热器,该第一散热器经由该第一开口热连接该电容器。
在一实施例中,该变频器还包括一第二挡板以及一第二防水圈,该第二挡板具有一第二开口,该第二散热器覆盖该第二开口,该第二防水圈嵌设于该第二挡板并抵接该第二散热器,该第二散热器经由该第二开口热连接该输出控制单元。
在另一实施例中,本发明提供一种变频器,包括一电路板单元、一转接板、一电容器以及一第一散热器。转接板耦接该电路板单元,其中,该转接板垂直于该电路板单元。该电容器连接该转接板。该第一散热器热连接该电容器。
应用本发明实施例的变频器,变频器的机壳具有防水区及通风区,由于防水区内并未设置多余的风扇,因此可节省成本,并增加了防水区内的可用空间,使得变频器的防水性、空间利用性以及可靠度佳,并且散热效果良好。
附图说明
图1A为显示本发明实施例的变频器的立体图。
图1B为显示本发明第一实施例的变频器的内部结构。
图1C为显示本发明第一实施例的变频器的剖面图。
图2A为显示本发明第二实施例的变频器的内部结构。
图2B为显示本发明第二实施例的变频器的剖面图。
附图标记说明:
C、C1、C2~变频器
1~机壳
101~防水区
102~通风区
11~第一挡板
111~第一防水圈
112~第一开口
12~第二挡板
121~第二防水圈
122~第二开口
13~隔板
2~电路板单元
21~第一电路板
22~第二电路板
221~第一表面
222~第二表面
23~电路板
241~继电器
242~变压器
243~输出控制单元
3~电容器/发热元件
31~转接板
32~转接线
4~风扇
51~第一散热器
52~散热器
53~导热层
A~气流
Z~第一方向
P~投影面
具体实施方式
图1A为显示本发明实施例的变频器C的立体图。图1B为显示本发明第一实施例的变频器C1的内部结构。图1C为显示本发明第一实施例的变频器C1的剖面图。搭配参照图1A、图1B以及图1C,本发明第一实施例的变频器C1包括一机壳1、一电路板单元2、一发热元件3、一风扇4以及一第一散热器51。该机壳1内具有一防水区101以及一通风区102。电路板单元2设于该防水区101之中。在本实施例及本公开其他实施例中,发热元件包括一电容器,但不以此为限。电容器3设于该防水区101之中并耦接该电路板单元2。风扇4设于该通风区102并适于产生一气流A。第一散热器51设于该通风区102之中并热连接该电容器3,其中,该气流A适于经过该第一散热器51,并与该第一散热器51接触而散热。其中,该电容器3的既有位置亦可配置如功率模块或开关元件等其他种类的发热元件。
参照图1B以及图1C,在一实施例中,该变频器C1还包括一导热层53,该导热层53设于该防水区101之中并夹设于该电容器3与该第一散热器51之间。该导热层53作为中介层可使该电容器3与该第一散热器51的热连接更稳定,故该导热层53亦可以被导热垫、导热膏或类似的导热元件取代。在另一实施例中,该电容器3亦可以直接连接该第一散热器51,上述公开并未限制本发明。
参照图1B以及图1C,在此实施例中,该变频器C1还包括一转接板31,该转接板31设于该防水区101之中并耦接该电路板单元2,其中,该转接板31垂直于该电路板单元2,且该电容器3连接该转接板31。亦即,该电容器3通过该转接板31耦接该电路板单元2。
参照图1B以及图1C,在此实施例中,该转接板31是通过一转接线32耦接该电路板单元2。在另一实施例中,该转接板31亦可能通过连接器(未有示出)而直接插设于该电路板单元2之上,上述公开并未限制本发明。
参照图1B以及图1C,在一实施例中,在一第一方向Z上的一投影面P上,该电路板单元2、该电容器3以及该第一散热器51的投影彼此部分重叠。如图所示,该电容器3横置于该电路板单元2下方,在此实施例中,该电容器3的配置可充分对应该第一散热器51。该第一散热器51热连接该电容器3,并将该电容器3所产生的热量导出,再通过该气流A而移除。
参照图1A,在一实施例中,该变频器C1还包括一继电器241,该继电器241设于该防水区101之中并设于该电路板单元2之上,该继电器241对应该电容器3配置。详细地说,该继电器241与该电容器3分别配置于该电路板单元2相对的两面,在一实施例中,该继电器241配置于该电路板单元2的上表面,该电容器3配置于该电路板单元2的下表面。
参照图1B以及图1C,在一实施例中,该变频器C1还包括一变压器242、一输出控制单元243以及一第二散热器52,该变压器242以及该输出控制单元243设于该电路板单元2,该变压器242对应该第二散热器52配置,该第二散热器52热连接该输出控制单元243,该变压器242以及该输出控制单元243设于该防水区101之中,该第二散热器52设于该通风区102之中,该气流A适于经过该第二散热器52,并与该第二散热器52接触而散热。
在一实施例中,该第二散热器52可直接连接该输出控制单元243。或,该第二散热器52与该输出控制单元243之间亦可以设置导热层或导热膏(图未示出),上述公开并未限制本发明。该变压器242以及该输出控制单元243所产生的热量由该第二散热器52导出,再通过该气流A而移除。
参照图1A,在一实施例中,该第二散热器52位于该第一散热器51与该风扇4之间。该气流A先经过该该第二散热器52,再经过该第一散热器51。然而,上述公开并未限制本发明,亦即该气流A的流向亦可能相反。
参照图1B以及图1C,在此实施例中,该电路板单元2包括一第一电路板21以及一第二电路板22,该第一电路板21与该第二电路板22,且可以具有一高度差,可以依需求调整配置于该第一电路板21与该第二电路板22的电子元件,配合该机壳1设计以提高该防水区101的空间利用率。其中,该继电器241设于该第一电路板21,该变压器242以及输出控制单元243设于该第二电路板22,该第二电路板22包括一第一表面221以及一第二表面222,该第一表面221相对于该第二表面222,该变压器242设于该第一表面221,该输出控制单元243设于该第二表面222。该第一电路板21以及第二电路板22的设计增加了机壳1内空间的使用弹性,上述公开并未限制本发明。
在一实施例中,该第一电路板21耦接该第二电路板22,耦接方式可以以导线或连接器达成,上述公开并未限制本发明。
在一实施例中,该输出控制单元243可以为绝缘栅双极晶体管(Insulated GateBipolar Transistor,IGBT)、双极性结型晶体管(Bipolar Junction Transistor,BJT)、金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)或其他可控制电路开关的类似的电子元件,上述公开并未限制本发明。
参照图1B以及图1C,在一实施例中,在该第一方向Z上的该投影面P上,该第一电路板21、该电容器3以及该第一散热器51的投影彼此部分重叠,且该第二电路板22与该第二散热器52的投影彼此部分重叠。此配置可确保发热元件尽可能与散热器于热传导路径上重叠,提高散热效率。
参照图1B以及图1C,在一实施例中,该机壳1还包括一隔板13,该隔板13位于该第一电路板21与该电容器3之间,且该第一电路板21锁附于该隔板13。在一实施例中,该隔板13亦提供定位该转接板31的功能,上述公开并未限制本发明。
参照图1B以及图1C,在一实施例中,该变频器C1还包括一第一挡板11以及一第一防水圈111,其中该第一挡板11具有一第一开口112,该第一散热器51覆盖该第一开口112,该第一防水圈111嵌设于该第一挡板11并抵接该第一散热器51,该第一散热器51经由该第一开口112而热连接该电容器3。
参照图1B以及图1C,在一实施例中,该变频器C1还包括一第二挡板12以及一第二防水圈121,其中该第二挡板12具有一第二开口122,该第二散热器52覆盖该第二开口122,该第二防水圈121嵌设于该第二挡板12并抵接该第二散热器52,该第二散热器52经由该第二开口122而热连接该输出控制单元243。
在一实施例中,该第一散热器51以及该第二散热器52于热连接的另一侧可以具有鳍片结构以增加散热面积,亦可以铝挤方式制成使易于成形并与防水圈紧密贴合,其制作成本比现有的衬套较低,密合度及信赖度则较高,上述公开并未限制本发明。
应用本发明实施例的变频器,由于防水区内并未设置多余的风扇,因此可节省成本,并增加了防水区内的可用空间。特别是,将电容器设置于电路板单元下方的设计,可进一步提高机壳内的空间使用率。在本发明的实施例中,由第一挡板、第一散热器、第二挡板以及第二散热器分隔及定义防水区以及通风区,其防水性、空间利用性以及可靠度佳,并且散热效果良好。
在另一实施例中,基于其他考虑及设计,在本发明的架构下,防水区内亦可能设置风扇,上述公开并未限制本发明。
图2A为显示本发明第二实施例的变频器的内部结构。图2B为显示本发明第二实施例的变频器的剖面图。搭配参照图2A、图2B,在本发明第二实施例的变频器C2中,该电路板单元仅具有单一个电路板23,而前一实施例公开的该继电器241、该变压器242以及该输出控制单元243均设置于该电路板23之上。应用本发明第二实施例的变频器,仅使用单一片电路板,且可以无需额外的机构件以架高部分电路板,可更降低电路板单元及变频器整体制作的成本。
虽然本发明已以具体的较佳实施例公开如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,仍可作些许的变动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。
Claims (14)
1.一种变频器,包括:
一机壳,该机壳内具有一防水区以及一通风区;
一电路板单元,设于该防水区之中,该电路板单元包括一第一电路板以及一第二电路板;
一发热元件,设于该防水区之中并耦接该电路板单元,该发热元件包括一电容器;
一风扇,设于该通风区并适于产生一气流;
一第一散热器,设于该通风区并热连接该发热元件,其中,该气流适于经过该第一散热器;
一转接板,该转接板设于该防水区之中并耦接该电路板单元,其中,该转接板垂直于该电路板单元,该发热元件连接该转接板;以及
一第二散热器;
其中,在一投影面上,该电路板单元、该发热元件以及该第一散热器的投影彼此部分重叠;在一投影面上,该第一电路板、该电容器以及该第一散热器的投影彼此部分重叠,该第二电路板与该第二散热器的投影彼此部分重叠。
2.如权利要求1所述的变频器,其中,该变频器还包括一导热层,该导热层设于该防水区之中并夹设于该发热元件与该第一散热器之间。
3.如权利要求1所述的变频器,其中,该变频器还包括一继电器,该继电器设于该防水区之中并设于该电路板单元,其中,该继电器对应该电容器。
4.如权利要求3所述的变频器,其中,该变频器还包括一变压器以及一输出控制单元,该变压器以及该输出控制单元设于该电路板单元,该变压器对应该第二散热器,该第二散热器热连接该输出控制单元,其中,该变压器以及该输出控制单元设于该防水区之中,该第二散热器设于该通风区之中,该气流适于经过该第二散热器。
5.如权利要求4所述的变频器,其中,该第二散热器位于该第一散热器与该风扇之间。
6.如权利要求4所述的变频器,其中,该继电器设于该第一电路板,该变压器以及该输出控制单元设于该第二电路板,该第二电路板包括一第一表面以及一第二表面,该第一表面相对于该第二表面,该变压器设于该第一表面,该输出控制单元设于该第二表面。
7.如权利要求6所述的变频器,其中,该机壳还包括一隔板,该隔板位于该第一电路板与该电容器之间,该第一电路板锁附于该隔板。
8.如权利要求4所述的变频器,其中,该变频器还包括一第一挡板以及一第一防水圈,该第一挡板具有一第一开口,该第一散热器覆盖该第一开口,该第一防水圈嵌设于该第一挡板并抵接该第一散热器,该第一散热器经由该第一开口热连接该电容器。
9.如权利要求8所述的变频器,其中,该变频器还包括一第二挡板以及一第二防水圈,该第二挡板具有一第二开口,该第二散热器覆盖该第二开口,该第二防水圈嵌设于该第二挡板并抵接该第二散热器,该第二散热器经由该第二开口热连接该输出控制单元。
10.一种变频器,包括:
一电路板单元,该电路板单元包括一第一电路板以及一第二电路板;
一转接板,耦接该电路板单元,其中,该转接板垂直于该电路板单元;
一电容器,连接该转接板;
一第一散热器,热连接该电容器;以及
一第二散热器;
其中,在一投影面上,该电路板单元、该电容器以及该第一散热器的投影彼此部分重叠;在一投影面上,该第一电路板、该电容器以及该第一散热器的投影彼此部分重叠,该第二电路板与该第二散热器的投影彼此部分重叠。
11.如权利要求10所述的变频器,其中,该变频器还包括一导热层,该导热层夹设于该电容器与该第一散热器之间。
12.如权利要求10所述的变频器,其中,该变频器还包括一继电器,该继电器设于该电路板单元之上,其中,该继电器对应该电容器。
13.如权利要求12所述的变频器,其中,该变频器还包括一变压器、一输出控制单元以及一风扇,该变压器以及该输出控制单元设于该电路板单元,该变压器对应该第二散热器,该第二散热器热连接该输出控制单元,该风扇适于产生一气流,该气流适于经过该第一散热器以及该第二散热器,该第二散热器位于该第一散热器与该风扇之间。
14.如权利要求13所述的变频器,其中,该继电器设于该第一电路板,该变压器以及该输出控制单元设于该第二电路板,该第二电路板包括一第一表面以及一第二表面,该第一表面相对于该第二表面,该变压器设于该第一表面,该输出控制单元设于该第二表面。
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