CN114786450A - 一种水冷散热电源模块的整体结构 - Google Patents

一种水冷散热电源模块的整体结构 Download PDF

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CN114786450A CN202210633845.9A CN202210633845A CN114786450A CN 114786450 A CN114786450 A CN 114786450A CN 202210633845 A CN202210633845 A CN 202210633845A CN 114786450 A CN114786450 A CN 114786450A
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滕传超
殷建军
付义新
杨梅英
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Jiangsu Zhaoneng Electronic Co ltd
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Jiangsu Zhaoneng Electronic Co ltd
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Abstract

本发明提供一种水冷散热电源模块的整体结构，包含上壳体、电源模块的PCBA、下壳体，下壳体包含一个截面为矩形的立体水道，水道的外壁高于下壳体的四周法兰边，预留从侧面将功率开关管紧固到水道外壁的操作空间，本发明提供的这种电源模块结构，下壳体的边框低于水道凸起的外壁，功率开关管竖插焊接在PCB板上，节省了PCB的空间并方便从侧面进行安装操作，上壳体和下壳体均是一体压铸成型，PCBA是一块具有完整功能的整板，方便组装前进行整机功能测试，整体结构简单，便于组装，同时，根据功率器件优化布局设计的立体水道，散热效果好，比市场现有的电源结构体积小，重量轻，集成度高，安装工艺简单，成本低，为大功率模块电源的发展做出贡献。

Description

一种水冷散热电源模块的整体结构
技术领域
本发明涉及带外壳的大功率开关电源领域，特别是涉及一种水冷散热电源模块的整体结构。
背景技术
随着电力电子行业的快速发展，大功率开关电源的需求日益普遍，为了防尘、防水、散热和屏蔽干扰的需要，大功率开关电源一般会安装在一个铝合金材质的外壳里，为了提升功率，大功率开关电源模块需要很好的散热，水冷散热是目前比较经济常用的做法，现有结构中，在开关电源的外下壳体底部四周留出水道的外壁，壁的四周留出法兰边，在法兰边上加工安装密封圈或者密封胶的沟槽并预留若干螺丝孔，在下壳体底部中间加工出开放的冷却液通道，在壳体侧面开上有一个进水口和一个出水口，在下壳体最外面再组装一个盖板，来形成一个密闭的空腔，水道为平面布置，占用面积大，导热效果差，且安装工艺复杂，可靠性差，密封胶条老化或者安装工艺不好导致漏水；电源模块的上盖是一个平面结构，和壳体四周外壁通过螺丝安装，形成封闭空腔，电源模块整个下沉到此空腔里面，功率器件为了贴近水道散热，只能水平安装布置，占用面积大，且由于上部元件和PCBA遮挡，功率开关管固定不好操作；为了利用壳体内部空间，电源模块通常是多个不同功能的PCBA通过连接插件或者铜排连接起来，操作复杂，费事费力，成本高，可靠性差，如下图1是现有技术的电源结构，第一层是上盖，第二层是多个不同功能的PCBA，第三层是下壳体，第四层是下壳体的盖板。
为了解决上述散热性能差、结构复杂、体积笨重、成本高、不易操作等问题，本发明提出一种新水冷散热的电源模块的整体结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种水冷散热电源模块的整体结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种水冷散热电源模块的整体结构，包含上壳体、电源模块的PCBA、下壳体，下壳体包含一个截面为矩形的立体水道，水道的外壁高于下壳体四周的法兰边，预留从侧面将功率开关管紧固到水道外壁的操作空间。
进一步地，所述上壳体是一个一体压铸成型的五面体结构，四周的法兰边上有若干个螺丝孔。
进一步地，所述下壳体包含有一个立体水道、一个进水口、一个出水口，一体压铸成型，四周的法兰边上有若干个螺丝孔，其与上盖法兰边上的螺丝孔位置一一对应。
进一步地，所述下壳体立体水道的背面有一盖板，通过焊接技术组装到下壳体上，使水道形成一个密闭的空间。
进一步地，所述下壳体的四周法兰边上有用于安装密封条或者密封胶的沟槽。
进一步地，所述电源模块的PCBA上安装了电源模块的电子元器件，构成电源的完整功能，在组装之前可以进行整体功能测试。
进一步地，电源模块的PCBA上的功率开关管竖插焊接在PCB板上，通过陶瓷导热基片绝缘并紧贴水道的外壁，并用弹性压片将功率开关管压紧在水道外壁上。
进一步地，所述PCB上有若干个安装孔，通过安装柱，PCBA向下反装到下壳体内。
本发明相对于现有结构设计所取得的技术效果为：
本发明提供的这种电源模块结构，水道外壁高于下壳体的四周法兰边，预留从侧面将功率开关管紧固到水道外壁的操作空间，方便安装操作；水道外壁高度比壳体四周法兰边高，用于热交换的表面积大，根据功率器件的位置优化布置的立体水道，占用面积小，散热效果好；功率开关管竖插焊接在PCB板上，和其他电子元器件实现完整的电源转换功能，便于组装前测试；上壳体和下壳体都是一体压铸成型，PCBA是一块整板，整体结构简单，便于组装，比市场现有的电源结构体积小，重量轻，集成度高，成本低，为大功率模块电源的发展做出贡献。
附图说明
图1是现有技术水冷散电源模块的整体结构分解图；
图2是本发明提供的水冷散热电源模块的整体结构分解图；
图3是本发明提供的下壳体的正面立体结构示意图；
图4是本发明提供的下壳体的A处的剖面图；
图5是本发明提供的下壳体的背面分解示意图；
图6是本发明提供的电源模块反装入下壳体的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如下图2中，10是整体呈五面体结构的上壳体，顶部靠四角布置四个用于安装固定的固定脚11，下边框四周的法兰边上有若干个螺丝孔12，上壳体一体压铸成型，20是整板结构的电源模块的PCBA，30是下壳体；如下图3、图4中，下壳体一体压铸成型，31是下壳体的壳体，32是下壳体四周边框顶部法兰边上的螺丝孔，其与上壳体中四周法兰边上的螺丝孔12位置一一对应，33是进水口，34是出水口，35是凸起的水道外壁，其高于下壳体的法兰边，36是密封条或者密封胶的沟槽；图5是下壳体的背面分解图，37是下壳体的背面盖板，通过焊接工艺组装到下壳体上，这样形成一个密闭的空腔，提供冷却液通道38，冷却液通道简称水道，由38可以看出水道是一个立体的结构，增大了热交换面积，能够更好的完成水冷散热的功能；如下图6中，电源模块的PCBA是一个整体结构，完成电源转换的功能，可以在组装外壳前先进行电源模块的整体功能测试，避免了拆外壳返工的动作；PCB上有多个安装孔21，通过安装柱把PCBA固定到下壳体上，电源模块的功率开关管22竖插焊接在PCB上，当电源模块的整板PCBA向下反装到下壳体内时，功率开关管的本体通过陶瓷导热基片绝缘并紧贴立体水道的外壁，并用弹性压片23将功率开关管压紧在水道外壁上，由于水道的外壁高于下壳体的法兰边，电源模块的功率开关管裸露在外面，可以在侧面完成组装动作，同时由于电源模块的整体设计，没有多余的连接线、插件、铜排等，整体安装简单、快捷，性能安全得到了保证。
虽然以上描述了本发明的具体实施案例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施案例做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，包含上壳体、电源模块的PCBA、下壳体，下壳体包含一个截面为矩形的立体水道，水道的外壁高于下壳体四周的法兰边，预留从侧面将功率开关管紧固到水道外壁的操作空间。
2.如权利要求1所述的一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，所述上壳体是一个一体压铸成型的五面体结构，四周的法兰边上有若干个螺丝孔。
3.如权利要求1所述的一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，所述下壳体一体压铸成型，包含有一个立体水道、一个进水口、一个出水口，四周的法兰边上有若干个螺丝孔，其与权利要求2中的螺丝孔位置一一对应。
4.如权利要求3所述的一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，所述下壳体立体水道的背面有一盖板，通过焊接技术组装到下壳体上，使水道形成一个密闭的空间。
5.如权利要求3所述的一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，所述下壳体的四周法兰边上有用于安装密封条或者密封胶的沟槽。
6.如权利要求1所述的一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，所述电源模块的PCBA上安装了电源模块的电子元器件，构成电源的完整功能，在组装之前可以进行整体功能测试。
7.如权利要求6所述的一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，电源模块的PCBA上的功率开关管竖插焊接在PCB板上，通过陶瓷导热基片绝缘并紧贴水道的外壁，并用弹性压片将功率开关管压紧在水道外壁上。
8.如权利要求7所述的一种水冷散热电源模块的整体结构，其特征在于，所述PCB板上有若干个安装孔，通过安装柱，PCBA向下反装到下壳体内。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI815696B (zh) * 2022-10-13 2023-09-11 英業達股份有限公司 具有限位結構的水冷模組

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