CN1424810A - Dc/dc变换器 - Google Patents

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CN1424810A CN 02139907 CN02139907A CN1424810A CN 1424810 A CN1424810 A CN 1424810A CN 02139907 CN02139907 CN 02139907 CN 02139907 A CN02139907 A CN 02139907A CN 1424810 A CN1424810 A CN 1424810A
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李晓光
伍理勋
郭淑英
刘连根
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CRRC Electric Vehicle Co Ltd
Changsha CRRC Zhiyu New Energy Technology Co Ltd
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DC/DC变换器，所有器件采用一体化设计，实行整体平板式安装，其整体安装采用中置式安装方式，所有元器件均安装在散热器平板的一侧，呈平板式安装方式布置，且所有元器件都是密封在一具有屏蔽作用的密闭腔体内的，元器件在密闭腔体内完全处于密封状态，并且控制盒和电磁转换元件组件采用二次屏蔽结构，在密闭腔体内又分别自成独立单元，并分别采用独立屏蔽盒结构，且在电磁转换元件组件屏蔽盒内填装有传导电磁转换元件组件热量的导热填料，电磁转换元件组件的散热是通过导热填料将热能传导到散热器平板，再由散热器进行散热的。具有重量轻，体积小，有高的重量比功率、体积比功率，抗干扰能力强，通风散热效果好，冷却效率高等优点，尤其适于移动车辆上使用。

Description

DC/DC变换器
一、技术领域
本发明属于一种DC/DC变换器，特别是指一种用于电动车辆中的DC/DC变换器
二、技术背景
DC/DC变换器是将一个固定的直流电压变换成可变的直流电压，或是将一个直流电压升高、降低为另一个稳定的直流电压。直流斩波不仅能起调压稳压的作用，同时还能起到有效地抑制网侧谐波电流的作用。可广泛应用于无轨电车、地铁列车、蓄电池供电的机动车辆的无级变速，以及当前新兴起来的电动汽车的电源升降压、稳压控制，从而使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。
传统的DC/DC变换器结构一般都是采用钢制机箱或机柜，体积大，重量重，元器件分层，分箱布置，占用空间大，元器件布置比较分散，布线长，抗干扰能力差，散热器多采用挤压铝型材，加工成本高，散热效果不理想。散热风道多为内置式风道，风道位于元器件面内，受元器件高低不平、大小不一的影响，散热效果差，此外元器件面不能做到完全密封，灰尘、水份污染严重，冷却效率不高。而电磁转换元件组件、控制盒等都敞开在箱柜内，电磁转换元件组件易过热，对外骚扰、噪声很大，控制盒抗干扰能力差，可靠性低。整个箱、柜体一般多采用底面安装，重心较高，安装方式单一。而且现有DC/DC变换器的体积大，重量重，效率低，不适宜于车上使用。因此，很有必要对此加以改进。
三、发明内容
本发明的目的在于针对现有的DC/DC变换器的不足，提出一种结构更为轻巧，散热效果更好，且安装维护更为方便的DC/DC变换器。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：DC/DC变换器主要由散热器、开关元件、电磁转换元件组件、检测元件、电容组件、吸收组件、风扇组件、输入输出导线、连接母排、控制盒等部分组成。其特征在于：本发明DC/DC变换器的所有器件采用一体化设计，实行整体平板式安装，其整体安装采用中置式安装方式，所有元器件均安装在散热器平板的一侧，呈平板式安装方式布置，且所有元器件都是密封在一具有屏蔽作用的密闭腔体内的，元器件在密闭腔体内完全处于密封状态，并且控制盒和电磁转换元件组件采用二次屏蔽结构，在密闭腔体内又分别自成独立单元，并分别采用独立屏蔽盒结构，且在电磁转换元件组件屏蔽盒内填装有传导电磁转换元件组件热量的导热填料，电磁转换元件组件的散热是通过导热填料将热能传导到散热器平板，再由散热器进行散热的。散热器组件的散热器翅片和风扇组件安置于散热器平板的另一侧，散热器翅片与散热器平板是连为一体的，其散热器组件采用顶置式风扇、外置风道，使元器件的发热通过良好的传导传到散热器平板上，再通过散热翅片被冷却风带走。此外，电容组件采取架装式结构，且吸收组件紧贴开关元件安装，而且散热器、风扇组件、控制盒、盖板组件等结构件均采用轻质铝合金材料制作。
本发明的DC/DC变换器结构特点是：
1、整体平板式安装，一体化设计，结构紧凑，布局合理，连线短，增加了抗干扰能力。
2、所有元器件采用屏蔽盒密封结构，元器件完全密封起来，元器件工作环境干净清洁，无灰尘水份污染，电磁干扰小。
3、控制盒和电磁转换元件组件在密封盒内又分别采用独立单元式设计，实行二次屏蔽结构，并在电磁转换元件组件二次屏蔽盒采取填料填封，既增加了自身抗干扰能力，又减少了对外骚扰。
4、散热器组件采用顶置式风扇、外置风道，风量大，冷却效果好，元器件的发热通过良好的传导传到散热器平板上，再通过散热翅片被冷却风带走。
5、架装式电容组件，吸收组件紧贴开关元件安装，充分利用空间，连线短，抗干扰能力强。
6、90％以上结构件采用轻质铝合金材料，大大减轻结构重量。
7、中置式安装方式，安装灵活，适于车上狭小空间使用。
本发明由于采用了上述的结构特点，因此具有重量轻，体积小，有高的重量比功率、体积比功率，抗干扰能力强，通风散热效果好，冷却效率高等优点，尤其适于移动车辆上使用。
四、附图及附图说明图1为本发明的结构示意主视图；图2为本发明的结构示意俯视图；图3为本发明的结构示意左视图。
图中：1、盖板组件，2、连接母线组件，3、输入输出导线，4、电流传感器，5、电缆线套，6、散热器组件，7、夹板，8、控制盒，9、电磁转换元件组件，10、温度开关，11、风扇组件，12、开关元件，13、支架，14、母排组件，15、电容组件，16、吸收组件，17、密封条，18、密闭腔体，19、散热器平板，20、开口金属盒，21散热器翅片，22、金属屏蔽盒，23、导热填料。
五、具体实施方式
附图给出了本发明的一种具体实施方式，现结合附图对本发明作进一步的描述：从附图可以看出，本发明包括散热器组件6、连接母线组件2、电流传感器4、开关元件12、电磁转换元件组件9、风扇组件11、母排组件14、电容组件15、吸收组件16和控制盒8几部分，其特征在于：DC/DC变换器的所有元器件是密封在一盖板组件1所构成的具有屏蔽作用的密闭腔体18内的，所有元器件面完全密封，并采用一体化设计，整体平板式安装，其整体安装采用中置式安装方式，所有元器件均安装在散热器平板19的一侧，且控制盒8和电磁转换元件组件9在密闭腔体18内又自成独立的屏蔽单元，在大屏蔽盒内又各自形成一小屏蔽盒结构，并形成了控制盒8和电磁转换元件组件9的二次屏蔽结构。电磁转换元件组件9用金属屏蔽盒22密封屏蔽，在金属屏蔽盒22内填有导热填料23，电磁转换元件组件9紧贴着散热器6平板安装，既减少了电磁元件的对外骚扰，又将电磁转换元件组件9能量转换过程中产生的热量及时均匀传导到散热器平板19上，同时，还减小了电磁噪声。控制盒8安装于金属控制盒内，屏蔽外部对其电磁干扰，增加了控制盒的可靠性。其散热器组件6的散热器翅片21和风扇组件11安置于散热器平板19的另一侧，散热器翅片21与散热器平板19是连为一体的，且散热器翅片21采用嵌片式散热器。风扇组件11安置于散热器翅片21的顶部，并采用顶置式风扇、外置风道结构，元器件的散热是通过热传导传到散热器平板19上，再通过散热翅片21及风扇组件11的冷却风散热的。同时电容组件15采取架装式结构，且吸收组件16紧贴开关元件12安装，而且散热器6、风扇组件11、控制盒8、盖板组件1等结构件均采用轻质铝合金材料制作具有重量轻，散热效果好，加工灵活的特点。此外，开关元件12安装在散热器平板19靠近中央位置上，通过母排组件14连接，吸收组件16紧贴开关元件12安装，温度开关10安装在开关元件12之间，电容组件15通过自身支板与电容母排同支架13一起，架装在散热器6和开关元件12之上，控制盒8和电磁转换元件组件9安装在散热器6平板靠边位置上，输入、输出导线3通过电缆线套5密封紧固于散热器6平板上，并通过夹板7再次夹紧，输入、输出导线3通过连接母线组件2与各元器件连接，电流传感器4顺着电流方向紧挨开关元件12就近安装，开关元件12紧凑布于散热器6平板中央位置，元件间连线短，抗干扰能力强，温度开关10置于开关元件12之间，防止开关元件过热，测温准确，电容组件15架装于开关元件12之上，既缩短了其与开关元件12间的连线，又充分利用空间。盖板组件1可以是由开口金属盒20与散热器平板19密封贴合而成的，并构成密闭腔体18，散热器平板19与开口金属盒20结合处为密封结构，在散热器平板19与开口金属盒结合处有用于嵌密封条17的沟槽，密封条17由开口金属盒20压紧在沟槽内，使元器件处于一个整体密封的金属空间中，既防水防尘，又得到一层屏蔽电磁干扰的效果，使元器件工作在干净清洁环境中。风扇组件11顶置安装在散热器6的散热翅片上，形成外置风道，占用空间少，风量大，冷却效果好。温度开关可以控制冷却风扇有级启动，节约车上能量。吸收组件16紧贴开关元件12安装，吸收效果好，抗干扰能力强。整个结构以散热器平板19为基础，全部元器件均安装于该基础上，再将整个器件安装到车体上，受力平稳，结构牢固。且大部分结构件采用铝合金材料，大大减轻了结构重量。同时，中置式安装方式，车上安装灵活，既能正装，也可以倒装、侧装，特别满足车上空间狭小的需求。
本DC/DC变换器重量轻，体积小，有高的重量比功率、体积比功率，抗干扰能力强，通风散热效果好，冷却效率高，尤其适于移动车辆上使用。

Claims (7)

1、DC/DC变换器，包括散热器组件(6)、连接母线组件(2)、电流传感器(4)、开关元件(12)、电磁转换元件组件(9)、风扇组件(11)、母排组件(14)、电容组件(15)、吸收组件(16)和控制盒(8)几部分，其特征在于：所有器件采用一体化设计，实行整体平板式安装，其整体安装采用中置式安装方式，所有元器件均安装在散热器平板(19)的一侧，呈平板式安装方式布置，且所有元器件都是密封在一具有屏蔽作用的密闭腔体(18)内的，元器件在密闭腔体(18)内完全处于密封状态，并且控制盒(8)和电磁转换元件组件(9)采用二次屏蔽结构，在密闭腔体内又分别自成独立单元，并分别采用独立屏蔽盒结构，且在电磁转换元件组件(9)屏蔽盒内填装有传导电磁转换元件组件热量的导热填料，电磁转换元件组件的散热是通过导热填料将热能传导到散热器平板(19)，再由散热器翅片(21)进行散热的，散热器组件(6)的散热器翅片(21)和风扇组件(11)安置于散热器平板(19)的另一侧，散热器翅片(21)与散热器平板(19)是连为一体的。
2、如权利要求1所述的DC/DC变换器，其特征在于：散热器组件(6)采用顶置式风扇、外置风道，风扇组件(11)安置于散热器翅片(21)的顶部，元器件的散热是通过热传导传到散热器平板(19)上，再通过散热翅片(21)及风扇组件(11)的冷却风散热的。
3、如权利要求1所述的DC/DC变换器，其特征在于：所述的盖板组件(1)是由开口金属盒(20)与散热器平板(19)密封贴合而成的，并构成密闭腔体(18)，散热器平板(19)与开口金属盒(20)结合处为密封结构。
4、如权利要求1或2或3所述的DC/DC变换器，其特征在于：在散热器平板(19)与开口金属盒(20)结合处有用于嵌密封条(17)的沟槽，密封条(17)由开口金属盒(20)压紧在沟槽内。
5、如权利要求1或2所述的DC/DC变换器，其特征在于：风扇组件(11)顶置安装于散热器组件(6)的散热翅片之上，形成外置散热风道，散热器组件(6)采用嵌片式散热器。
6、如权利要求1或2所述的DC/DC变换器，其特征在于：散热器组件(6)、风扇组件(11)、控制盒(8)、盖板组件(1)均采用轻质铝合金材料制作。
7、如权利要求1或2所述的DC/DC变换器，其特征在于：电容组件(15)采取架装式结构，电容组件(15)通过自身支板与电容母排同支架(13)一起架装在散热器(6)和开关元件(12)之上，开关元件(12)安装在散热器平板靠近中央位置上，通过母排组件(14)连接，吸收组件(16)紧贴开关元件(12)安装，温度开关(10)安装在开关元件(12)之间，控制盒(8)和电磁转换元件组件(9)安装在散热器(6)平板靠边位置上，输入、输出导线(3)通过电缆线套(5)密封紧固于散热器(6)平板上，并通过夹板(7)再次夹紧，输入、输出导线(3)通过连接母线组件(2)与各元器件连接，电流传感器(4)顺着电流方向紧挨开关元件(12)就近安装。
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