CN112542311A

CN112542311A - 一种设置副散热器对内部电容器模块进行散热的电源

Info

Publication number: CN112542311A
Application number: CN202110052680.1A
Authority: CN
Inventors: 周旺龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2021-03-23

Abstract

本发明提供一种设置副散热器对内部电容器模块进行散热的电源，包括电容器模块、电容器模块散热底板和电源副散热器，所述电容器模块置于电源壳体内部；所述副散热器为电源壳体组成部分，其壳体外侧部分设置散热翅片，内侧与电容器模块散热底板对应装配，通过设置副散热器对功率母线铝电解电容器模块进行集中散热，解决电容器模块在壳体内安装，壳体外散热降低电源内部温升的问题。

Description

一种设置副散热器对内部电容器模块进行散热的电源

技术领域：

本发明涉及电源设备结构设计技术领域，具体涉及到中、大功率的开关电源、逆变器或变频器等功率电源对铝电解电容器模块做散热安装。

背景技术：

开关电源、逆变器或变频器等电源设备靠IGBT/MOSFET半导体器件的开关来调整输出的电压和频率，可以根据负载实际需要提供其所需要的电源电压进而达到节能目的，为平衡IGBT开关造成的电压波动，需要采用功率母线电容器进行滤波平稳电压，由于电压、电流的作用，会产生电阻损耗发热，所以电源设备必须采取适当的散热降温措施保证安全运行。

通常电源配置的散热器都是为IGBT/MOSFET功率半导体器件提供散热的，其他被动元件是借助“直通风”方式进行散热。但特殊应用环境下的高防护等级电源设备，如IP65以上防护等级的组串式光伏逆变器、充电桩电源模块等，由于防护壳体需要防尘防水内外封闭，限制了空气流通，所以其他原器件无法继续采用“直通风”方式冷却散热。

随着电源设备功率密度不断提高，主回路上功率电容器对散热要求也日益加强，但是由于IGBT器件功率损耗大和工作散热温度高，电源配置的散热器无法为功率半导体和电容器同时散热。

虽然铝电解电容器集成模块化以后提高了散热能力，但功率母线铝电解电容器模块对密闭壳体外的散热降温成为工程师需要解决的问题。

发明内容：

本发明提供一种电源通过设置副散热器对功率母线铝电解电容器模块进行集中散热，解决电容器模块在壳体内安装，壳体外散热降低电源内部温升的问题。

一种设置副散热器对内部电容器模块进行散热的电源，包括电容器模块、电容器模块散热底板和电源副散热器，所述电容器模块置于电源壳体内部；所述副散热器为电源壳体组成部分，其壳体外侧部分设置散热翅片，内侧与电容器模块散热底板对应装配。

其中，所述电容器模块由分立式铝电解电容器串、并联集成模组和绝缘内置导热结构件组成；进一步的，导热结构件与电容器模块散热底板为一体结构；

其中，所述电源副散热器由散热性能良好的金属材料制成。

进一步的，通常的金属外壳在外表面设置加强筋增大表面积可以作为副散热器使用。

其中，所述电源副散热器作为电源散热器一部分，可与电源主散热器并列设置，也可以设置于电源侧面和正面壳体的任意面上。

具体的，电容器模块散热底板与副散热器内侧贴合装配，为增大导热效率可在其表面涂抹导热硅脂等材料。

进一步的，为充分降低热阻，散热底板和副散热器可以采用一体化设计，装配副散热器同时完成电容器模块的固定安装。

具体的，为使电容器模块散热底板和副散热器之间减小缝隙降低热阻，可以采用螺钉紧固、弹片或电源壳盖压紧方式装配电容器模块。

所述电容器模块还包括引出的电连接端子，电连接端子与功率主板或导电铜排电连接。

具体的，电连接端子可以采用焊针焊接或铜片螺钉紧固等方式与功率主板或导电铜排电连接。

依据上述实施方案的电源通过设置副散热器对电容器模块进行集中散热方式，将功率母线电容器的损耗热量散发到密闭壳体外部；有效减少电源壳体内部温升热量聚集；降低了电源使用故障率；大大延长了电容器模块的使用寿命；保证了电源具有防尘防潮的防护高等级。

附图说明：

图1电容器模块和电容器模块散热底板装配示意图

图2副散热器与电容器模块安装结构示意图

附图中数字代表如下：

1-电容器模块

11-电容器模块散热底板

12-电容器模块内置导热结构件

13-电容器模块散热底板螺钉安装孔

2-分立式铝电解电容器串、并联集成模组

21-电容器模块电连接焊针端子

22-电容器模块安装螺钉孔

3-副散热器

31-副散热器上电容器模块安装孔

32-副散热器电源壳体外侧散热翅片

4-主散热器

41-主散热器电源壳体外侧散热翅片

5-电源外壳

具体实施方式：

下面通过具体实施方式结合附图对本发明做进一步详细说明。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本发明被更好地理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以由其他元件、材料、方法所替代或省略。在某些情况下，相关的一些操作没有在说明书中显示或描述，是为了避免本发明申请核心部分被过多描述所淹没，对本领域技术人员而言，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

以下为优选实施例：

如图1电容器模块1包括分立式铝电解电容器串、并联集成模组2和内置导热结构件12组成，导热结构件12一端嵌入集成模组2内部，另一端与电容器模块散热底板11结为一体。

电容器模块散热底板11上分布有螺钉安装孔13，用于与副散热器3进行固定装配。

电容器模块1外壳上设置有安装螺钉孔22，用于电容器模块1的安装固定。

电容器模组1的分立式铝电解电容器串、并联集成模组2上部引出电连接端子21，电连接端子21可以根据具体情况变换长度、位置、形状适应电连接端子21的安装需要。

如图2为电源副散热器3与电源主散热器4并列布置的电容器模块1安装方式示意图，电源防护壳体5的背(后)面分布有主散热器4和副散热器3，其外侧分别设置有散热翅片41和32，其内侧平面分别用于安装工GBT/MOSFET功率半导体和电容器模块1。

主散热器4和副散热器3为相互隔离安装，以防止主散热器4上IGBT/MOSFET产生的高温通过副散热器3进行散热。

副散热器3作为电源整体封闭壳体5的一个局部，对电源内部起防护作用，其外侧散热翅片32置于电源壳体5外低温环境下，其内侧平面置于电源壳体5内部高温环境下.

副散热器3整体位于主散热器4的半环绕的右上角位置，便于电源背后散热翅片32处于进风口低温一侧。

副散热器3位于电源壳体内侧平面上有电容器模块1安装固定螺钉孔31，用于螺钉通过电容器模块散热底板11上的螺钉孔13，或者电容器模块1外壳上安装固定孔22进行安装固定。

以上实施例可以使电容器模块1安装于电源密闭壳体5内侧高温环境下，其功率损耗发热经电容器模块1内置导热结构件12、电容器模块散热底板11和副散热器3置于电源壳体5外侧的散热翅片32进行散热；有效降低了了电源封闭壳体内5的温升，同时确保了电源密闭壳体5的高防护等级。

以上应用具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用于限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims

1.一种设置电源副散热器对电容器模块进行散热的电源结构设计，包括电容器模块、电容器模块散热底板和电源副散热器，所述电容器模块置于电源壳体内部；所述副散热器为电源防护外壳组成部分，其外侧部分设置散热翅片，内侧与电容器模块散热底板对应装配。

2.如权利要求1所述电容器模块，其特征在于电容器模块由分立式铝电解电容器串、并联集成模组和绝缘内置导热结构件组成；导热结构件与电容器模块散热底板为一体结构。

3.如权利要求1、2所述电容器模块和内置导热结构件，其特征在于导热结构件可以是构成电容器模块，包括巢孔、内翅片等任何特定结构形式、形状的金属结构件。

4.如权利要求1所述副散热器，其特征在于作为电源散热器一部分，可与电源主散热器同一平面设置，也可以设置于电源侧面或正面壳体任意平面上。

5.如权利要求1所述副散热器，其特征在于可以是电容器模块专用散热器，也可以是电容器模块与其他器件共用散热器，或者多支电容器模块共用副散热器。

6.如权利要求1所述电容器模块散热底板装配，其特征在于电容器模块散热底板与副散热器内侧贴合装配，包括为提高导热率在其贴合表面涂抹导热脂等材料。

7.如权利要求1所述的副散热器，其特征在于为充分降低电容器模块散热底板与副散热器内侧贴合装配的热阻，散热底板和副散热器可以采用一体化设计。

8.如权利要求1所述的副散热器和电容器模块散热底板对应装配，其特征在于可以采用螺钉紧固、弹片压紧方式进行安装，或者是安装电源壳盖时同步压紧电容器模块方式进行装配。

9.如权利要求1所述的电容器模块，其特征在于电容器模块还包括引出的电连接端子，电连接端子与功率主板或导电铜排采用焊针焊接或铜片螺钉紧固等方式电连接。

10.如权利要求1、9所述的电容器模块电连接端子，其特征在于电连接端子可以根据具体情况变换长度、位置、形状适应安装的需要。