CN204179929U - 一种具有独特散热风道结构的功率模块组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有独特散热风道结构的功率模块组，其包括多个功率逆变单元，每个功率逆变单元包括外壳、位于外壳内部上方的散热器、安装在散热器上的IGBT模块、位于IGBT模块下方的电容和吸收电容、输出交流铜牌、安装在电容上的输入直流铜排，每个功率逆变单元具有前面进风口、侧面进风口、后面进风口、底面进风口和顶部出风口，其特征在于，在模块组下部设置用于保证模块组下部进风且能够将模块组风道与下面的器件相互隔离的隔层，流体(风)直接从隔层空间进入，再流向各个功率逆变单元的底面进风口。该功率模块组不仅能增加进风量，且可以防止灰尘进入，有效保护其它精密器件正常运行。

Description

一种具有独特散热风道结构的功率模块组

技术领域

本实用新型涉及一种具有独特散热风道结构的功率模块组，不仅能增加进风量，且可以防止灰尘进入，有效保护其它精密器件正常运行。

背景技术

目前比较常用的功率模块组的结构方式是散热器下面放若干电容，此种方案结构比较紧凑，节省空间，同时电容有良好的散热，故采用最为广泛，但缺点就是，电容挡风非常严重，直接影响上方关键热耗器件IGBT的散热，故需要尽量增加进风面积来弥补这一缺陷，但增加进风面积会引起灰尘带入，影响其它器件。进风一般是从前、后、侧面进风，或增加从底部进风，然后穿过电容进入散热器，对IGBT进行散热。从前、后、侧面进风缺陷是进风量非常有限，因为电容挡风的阻力比较大，风流向还要经过90度拐弯进一步加大风压损失，且进风面积也有限；增加底部进风缺陷是电容以下的其它器件会暴露在主风道中，灰尘进入较大，容易对精密的电路板等造成故障。

图1是单个功率模块的结构构造，主要功能逆变，即将直流电压逆变成交流电压，在此转换过程中，功率器件会产生大量的热量，热量要及时通过散热器散热，才能稳定的持续运行，结构构成：电容1、外壳2、散热器3、输出交流铜牌4、输入直流铜排5、吸收电容6、IGBT模块7、把手8，其中电容1大部分部分在风道里面，一小截穿出外壳与输入直流铜排5相连，见图2。

对于单个模块，其结构特征如下：

结合图1、图2，有4个进风口，分别是前面、后面、侧面、底面，在上端有一个出风口，常规模块一般只有前后、后面、侧面三个进风口，电容是放置在进风口的风道里面，一般电容数量都较多，几乎可以占满整个风道，流体只能从各电容之间缝隙流过，这样阻力就非常大，需要增加进风面，也就是进底面风口(图2底面)

一般现场使用是模块组，对于模块组，其结构特征如下：

图3是常规的3个功率模块的组合，有分两种情况：

1、模块组构成：3个功率单元(电容1、外壳2、散热器3、输出交流铜牌4、输入直流铜排5、吸收电容6、IGBT模块7、把手8)、风机9(2个)、主直流开关10、系统输入铜排11、配电系统12、系统机柜13、隔板14，功率模块进风口只有每一个模块的前面、后面、侧面共3个方向进风，底面进风口不能进风，隔板14上没有进风口，因为模块风道里面一般是灰尘较大，隔板14以下部分器件(含主直流开关10、系统输入铜排11、配电系统12)防止灰尘进入，是通过隔板14来隔离。但这样就导致了每一个模块都少了一个最主要的进风口(底面进风)，大大影响了模块的散热。

2、模块组构成：3个功率单元(电容1、外壳2、散热器3、输出交流铜牌4、输入直流铜排5、吸收电容6、IGBT模块7、把手8)、风机9(2个)、主直流开关10、系统输入铜排11、配电系统12、系统机柜13、隔板14，功率模块进风口从每一个模块的前面、后面、侧面、底面4个方向进风，隔板14上有进风口，即流体流过主直流开关10、系统输入铜排11、配电系统12，再进入隔板14进风口，这种方案，进风面积较大，但主直流开关10、系统输入铜排11、配电系统12都暴露在风道中，灰尘较大，增加问题隐患。

实用新型内容

功率模块是一种大功率逆变模块，一般是两个或两个以上组合构成模块组，并联起来使用，得到一个更大功率输出，本实用新型通过在模块组的下部增加一个隔层空间，隔层空间的高度可以为35～80mm，优选40～65mm，更优选50mm左右，隔层空间既可以保证模块组下部进风，同时可以将模块组风道与下面其它器件相互隔离，防止模块组风道灰尘进入下面其它器件。

即，本实用新型的目的是提供一种具有独特散热风道结构的功率模块组，其包括多个功率逆变单元，每个功率逆变单元包括外壳、位于外壳内部上方的散热器、安装在散热器上的IGBT模块、位于IGBT模块下方的电容和吸收电容、输出交流铜牌、安装在电容上的输入直流铜排，每个功率逆变单元具有前面进风口、侧面进风口、后面进风口、底面进风口和顶部出风口，其特征在于，在模块组下部设置用于保证模块组下部进风且能够将模块组风道与下面的器件相互隔离的隔层，流体(风)直接从隔层空间进入，再流向各个功率逆变单元的底面进风口。顶部出风口设有风机。隔层包括上隔板、下隔板和中间的隔层空间，上隔板上设有各个功率逆变单元的底面进风口。

进一步，功率模块组包括2～6个功率逆变单元，例如3个功率逆变单元。

进一步，隔层空间的高度可以为35～80mm，优选40～65mm，更优选50mm左右。

本实用新型的效果

本实用新型通过设置隔层空间，不仅能增加进风量，且可以防止灰尘进入，有效保护其它精密器件正常运行。

附图说明

图1是单个功率模块的结构图。

图2是显示了后面进风口的单个功率模块的外壳部分结构图。

图3是现有技术的包括3个功率逆变单元的功率模块组的结构图。

图4是本实用新型的包括3个功率逆变单元的具有隔层的功率模块组的结构图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型不受以下优选实施方式的任何限制。

如图4所示，一种具有独特散热风道结构的功率模块组，包括3个功率模块的组合，模块组构成：3个功率逆变单元，每个功率逆变单元包括电容1、外壳2、散热器3、输出交流铜牌4、输入直流铜排5、吸收电容6、IGBT模块7、把手8，其中，在功率模块组的下方设置隔层15，功率模块组从每一个功率逆变单元的前面进风口、后面进风口、侧面进风口、底面进风口4个方向进风，在顶部出风口上设有风机9(2个)。

功率模块组设置在系统机柜13里面的中上部，在系统机柜13里面的下方还包括主直流开关10、系统输入铜排11、配电系统12。

与现有技术的图3不同的是，14隔板改成15隔层(约50mm的夹层空间)，流体直接从隔层空间进入，再流向各个模块的底面进风口，这样既保证了模块的底面能进风，同时风不会经过10主直流开关、11系统输入铜排、12配电系统，即可以防止灰尘进入。

Claims (6)

1.一种具有独特散热风道结构的功率模块组，其包括多个功率逆变单元，每个功率逆变单元包括外壳、位于外壳内部上方的散热器、安装在散热器上的IGBT模块、位于IGBT模块下方的电容和吸收电容、输出交流铜牌、安装在电容上的输入直流铜排，每个功率逆变单元具有前面进风口、侧面进风口、后面进风口、底面进风口和顶部出风口，其特征在于，在模块组下部设置用于保证模块组下部进风且能够将模块组风道与下面的器件相互隔离的隔层，风直接从隔层空间进入，再流向各个功率逆变单元的底面进风口。

2.根据权利要求1所述的功率模块组，其特征在于，隔层包括上隔板、下隔板和中间的隔层空间，上隔板上设有各个功率逆变单元的底面进风口。

3.根据权利要求2所述的功率模块组，其特征在于，功率模块组包括2～6个功率逆变单元。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块组，其特征在于，功率模块组包括3个功率逆变单元。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的功率模块组，其特征在于，隔层空间的高度为35～80mm。

6.根据权利要求5所述的功率模块组，其特征在于，隔层空间的高度为50mm。