CN117174484A - 一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，属于电容器领域，包括电容器外壳，电容器外壳一侧开设有若干散热孔，另一侧安装有风冷散热装置；电容器外壳内至少两片安装芯子风冷板，芯子风冷板上安装有若干个电容芯子，电容芯子规则排布；芯子风冷板包括支撑板和散热管；支撑板上设置有电容芯子，支撑板处于同一平面且至少有一端与散热管外壁固定连接；散热管一端伸出散热孔且安装有翅片散热组件，散热管另一端固定安装在风冷散热装置上。本申请通过芯子风冷板直接对电容芯子进行散热，配合散热管两端的风冷散热装置及翅片散热组件配合散热，有效地降低电容器芯子的工作温度，防止过热引起的故障。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，特别是涉及一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器。
背景技术
电容器是一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器用于储存和释放电荷的电子元件。它是电路中常见的pass件之一，具有广泛的应用领域，从消费电子产品到工业自动化系统都有使用。
电容器的背景可以追溯到18世纪，当时科学家开始研究电学现象。在这个过程中，他们发现，当两个导体之间有电场时，可以在导体之间储存电荷。这个现象后来被称为电容效应。最早的电容器由两块金属板之间的空气或其他绝缘材料组成。然而，随着技术的发展，电容器的设计和制造逐渐改进。现代电容器通常由两个金属导体板之间的电介质(电容芯子)隔开，以增加电容效果。电容器的电容量是一个重要的参数，它决定了电容器可以储存的电荷量。电容量取决于导体板的面积、板间距和电介质的介电常数。较大的导体板面积、较小的板间距和高介电常数的电介质都会增加电容量。电容器有许多不同的类型，包括电解电容器、陶瓷电容器、聚合物电容器和铝电解电容器等。
每种类型的电容器具有不同的特性和适用范围，可以根据具体的应用需求选择合适的类型。电容器在电子电路中有许多重要的应用，例如储能、信号滤波、定时电路、功率补偿和信号耦合等。其功能和特性使得电容器成为现代电子技术中不可或缺的元件之一。随着技术的进步，电容器的性能不断提高，以满足不断发展的电子领域的需求。
因此，亟需设计了一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，用于电容器，包括：
电容器外壳，所述电容器外壳一侧开设有若干散热孔，另一侧安装有风冷散热装置；所述电容器外壳内至少两片安装芯子风冷板，所述芯子风冷板上安装有若干个电容芯子，所述电容芯子规则排布；
所述芯子风冷板包括支撑板和散热管；所述支撑板上设置有所述电容芯子，所述支撑板处于同一平面且至少有一端与所述散热管外壁固定连接；
所述散热管一端伸出所述散热孔且安装有翅片散热组件，所述散热管另一端固定安装在所述风冷散热装置上。
所述风冷散热装置包括风冷散热器，所述风冷散热器装嵌在所述电容器外壳内，且所述散热管一端固定安装在所述风冷散热器上；所述风冷散热器内还安装有至少一个风扇。
所述风扇为抽风风扇。
所述翅片散热组件包括散热翅片和风速流量监测器；所述风速流量监测器为管状结构，固定安装于所述散热管的端部；所述风速流量监测器外侧固定安装有所述散热翅片。
所述散热翅片受热膨胀，常温下恢复原始状态。
所述电容器外壳内还填充有环氧填充物，所述环氧填充物为绝缘材料。
每一所述电容芯子两侧均安装有导体板，所述导体板通过电介质电性连接；所述电介质上安装有母排；所述母排贯穿所述电容器外壳。
每一所述散热管两侧均固定安装有一所述支撑板。
所述电容器外壳两外侧壁还固定安装有安装支座，所述安装支座与所述电容器外壳一体成型。
本发明公开了以下技术效果：本申请通过芯子风冷板直接对电容芯子进行散热，配合散热管两端的风冷散热装置及翅片散热组件配合散热，有效地降低电容器芯子的工作温度，防止过热引起的故障。
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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明电容器外壳内部结构示意图；
图3为本发明风冷散热装置结构示意图；
图4为本发明风冷散热装置结构示意图；
图5为常规电容器表面温度分布示意图；
图6为增加本装置的散热器后的电容器表面温度分布示意图；
图7为电容器数据折线对比表；
其中，1、电容器外壳；2、环氧填充物；3、散热孔；4、安装支座；5、电容芯子；51、导体板；52、电介质；53、母排；6、芯子风冷板；61、支撑板；62、散热管；7、风冷散热器；71、风扇；8、散热翅片；9、风速流量监测器。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，本发明提供一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，用于电容器，包括：
电容器外壳1，电容器外壳1一侧开设有若干散热孔3，另一侧安装有风冷散热装置；电容器外壳1内至少两片安装芯子风冷板6，芯子风冷板6上安装有若干个电容芯子5，电容芯子5规则排布；
芯子风冷板6包括支撑板61和散热管62；支撑板61上设置有电容芯子5，支撑板61处于同一平面且至少有一端与散热管62外壁固定连接；
散热管62一端伸出散热孔3且安装有翅片散热组件，散热管62另一端固定安装在风冷散热装置上。
风冷散热装置包括风冷散热器7，风冷散热器7装嵌在电容器外壳1内，且散热管62一端固定安装在风冷散热器7上；风冷散热器7内还安装有至少一个风扇71。
风扇71为抽风风扇。
翅片散热组件包括散热翅片8和风速流量监测器9；风速流量监测器9为管状结构，固定安装于散热管62的端部；风速流量监测器9外侧固定安装有散热翅片8。
散热翅片8受热膨胀，常温下恢复原始状态。
电容器外壳1内还填充有环氧填充物2，环氧填充物2为绝缘材料。
每一电容芯子5两侧均安装有导体板51，导体板51通过电介质52电性连接；电介质52上安装有母排53；母排53贯穿电容器外壳1。
每一散热管62两侧均固定安装有一支撑板61。
电容器外壳1两外侧壁还固定安装有安装支座4，安装支座4与电容器外壳1一体成型。
在本发明的一个实施例中，电容器外壳1为方形结构，其一侧开设的散热孔3用于提供散热功能；散热孔3中可循环气流，并通过电容芯子5的表面，以帮助散热并降低电容芯子5的工作温度；散热孔3的位置可以根据设计需要和散热要求进行布置；
在本发明的一个实施例中，风冷散热器7上的风扇71通过抽风对电容芯子5强制风冷散热，将热空气迅速排出，保持电容器的工作温度在安全范围内。
在本发明的一个实施例中，芯子风冷板6的支撑板61直接与电容芯子5贴合，实现对电容芯子5的直接散热。
进一步的，与现有技术中在电容器外部增加翅片进行散热的方式相比，芯子风冷板6将散热点分布在每一电容芯子5上，实现更加精准的温度控制；散热单个电容芯子5可以更精确地控制其温度，确保其在安全的工作范围内。这对于需要精确稳定的电路和应用非常重要，因为过热可能导致电容器性能下降或损坏。
散热整个电容器需要消耗更多的能源，因为电容器通常包括多个电容芯子5，通过只针对需要冷却的芯子进行散热，可以有效减少能源消耗，降低电子设备的运行成本。
还可有效利用电容器内部空间，电子设备中的空间通常很宝贵，将散热焦点放在单个芯子5上可以减小散热器的尺寸，从而节省设备内部的空间，使其可以用于其他组件或功能。
单个电容芯子5的散热可以更有效地防止过热，这有助于延长电容器的寿命。通过确保电容器内部的温度稳定，可以减少材料的老化和降解，提高电容器的可靠性。
进一步的，如果在整个电容器中出现故障，要追踪和修复问题可能会更加困难。而将焦点放在单个电容芯子5上，可以更容易地检测和解决故障，从而提高了维护和维修的效率。
在本发明的一个实施例中，电容器外壳1的左右两侧面上设置有安装支座4；安装支座4包括两个固定孔和支座，并其结构与电容器本体一体注塑而成。
在本发明的一个实施例中，风冷散热器7由金属如铝或铜制成，具有大量的散热表面积，并设置于电容器外壳1的侧面；风冷散热器7旨在增加表面积，以便更好地与空气接触，促进热量传递；风扇71是风冷散热器7的动力部件，风扇71由电容器供电并驱动，通过旋转叶片产生气流；风扇的数量和布局可以根据散热需求和设计要求进行调整。
在本发明的一个实施例中，风速流量监测器9可以对散热管62内气体流动情况进行监测，进而通过散热翅片8辅助风扇71进行散热；散热翅片8本身可以增大风冷散热的面积，且散热翅片8受热后会膨胀，进一步增大散热面积，风速流量监测器9会变大，进而使风扇71的转速增大，提高散热效率；当温度下降后，散热翅片8会恢复原始的形态，进而风扇转速会减小，节约能量。
在本发明的一个实施例中，导体板可以是金属箔或金属薄片，它们被放置在一定的距离上，形成电容器的电场结构；电介质填充在导体板之间，阻止电荷的直接通过，同时允许电场的存在；母排53是电容器用于连接的引线结构；母排53于电容器一侧的金属片，上面有一系列的引线连接点，这些引线连接点允许与电容器的极板连接。
在本发明的一个实施例中，电容器外壳1是一个封闭的结构，用于保护内部组件和提供机械支持；电容器外壳1由塑料等材料制成，具有一定的强度和耐久性：电容器外壳1可以起到隔离电容器内部电场的作用，以避免与外界产生干扰或电击风险；环氧填充物2是在填充于电容器外壳1内部，用于固定和保护电容芯子5；环氧填充物2是一种绝缘材料；环氧填充物2可以提高电容器的抗震性能和抗振动能力，减轻外部冲击对内部部件的影响。
在本发明的另一个实施例中，风冷散热器7可以通过风扇71产生强制对流，并增加风冷散热器7的表面积，这样可以大大提高散热效率，将热量迅速从电容器中散发出去。相比于传统的自然冷却方式，风冷散热器7可以更有效地降低电容器的工作温度，防止过热引起的故障。带风冷散热器7的电容器通常采用紧凑的设计，占据较小的空间，这使得它们在安装和布局上更加灵活，适用于空间有限的应用场景。此外，风冷散热的形状和尺寸可以根据具体需求进行调整，以满足特定应用的要求。
进一步的，风冷散热器7可以通过控制风扇71的转速来调节散热能力。根据实际热量负荷和工作环境的变化，可以灵活地调整风扇的运行状态，以满足不同散热需求。这种可调节的散热能力使得电容器能够在不同工况下保持适当的工作温度。风冷散热器7有效地降低了电容器的工作温度，从而提高了系统的可靠性和寿命。
在本发明的另一个实施例中，散热翅片8采用铝硅合金或者铝合金，铝硅合金通常具有较低的热膨胀系数和较高的强度，适用于中温散热应用。铝合金通常具有较低的热膨胀系数和良好的导热性，适合用于中温范围的风冷散热。不同类型的铝合金可以提供不同的强度和耐腐蚀性。
在本发明的一个实施例中，通过模型仿真对比常规电容器与增加本装置的散热器后的电容器表面温度分布；仿真过程中主要参数如下：
初始风冷温度：25摄氏度；
风扇数量：2个；
风扇电源电压：12伏特(V)；
监测和控制：散热器配备温度传感器，当电容器温度超过75℃时，风扇自动增加风速以降低温度。
如图5-7所示，增加本装置的电动器后的电容器表面温度明显下降，且表面温度均处于同一水平状态。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，用于电容器，其特征在于，包括：
电容器外壳(1)，所述电容器外壳(1)一侧开设有若干散热孔(3)，另一侧安装有风冷散热装置；所述电容器外壳(1)内至少两片安装芯子风冷板(6)，所述芯子风冷板(6)上安装有若干个电容芯子(5)，所述电容芯子(5)规则排布；
所述芯子风冷板(6)包括支撑板(61)和散热管(62)；所述支撑板(61)上设置有所述电容芯子(5)，所述支撑板(61)处于同一平面且至少有一端与所述散热管(62)外壁固定连接；
所述散热管(62)一端伸出所述散热孔(3)且安装有翅片散热组件，所述散热管(62)另一端固定安装在所述风冷散热装置上。
2.根据权利要求1所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：所述风冷散热装置包括风冷散热器(7)，所述风冷散热器(7)装嵌在所述电容器外壳(1)内，且所述散热管(62)一端固定安装在所述风冷散热器(7)上；所述风冷散热器(7)内还安装有至少一个风扇(71)。
3.根据权利要求2所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：所述风扇(71)为抽风风扇。
4.根据权利要求1所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：所述翅片散热组件包括散热翅片(8)和风速流量监测器(9)；所述风速流量监测器(9)为管状结构，固定安装于所述散热管(62)的端部；所述风速流量监测器(9)外侧固定安装有所述散热翅片(8)。
5.根据权利要求4所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：所述散热翅片(8)受热膨胀，常温下恢复原始状态。
6.根据权利要求1所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：所述电容器外壳(1)内还填充有环氧填充物(2)，所述环氧填充物(2)为绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：每一所述电容芯子(5)两侧均安装有导体板(51)，所述导体板(51)通过电介质(52)电性连接；所述电介质(52)上安装有母排(53)；所述母排(53)贯穿所述电容器外壳(1)。
8.根据权利要求1所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：每一所述散热管(62)两侧均固定安装有一所述支撑板(61)。
9.根据权利要求1所述的一种带有风冷散热功能的电容器芯子散热器，其特征在于：所述电容器外壳(1)两外侧壁还固定安装有安装支座(4)，所述安装支座(4)与所述电容器外壳(1)一体成型。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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