CN204559426U - 逆变器及其冷却风道结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆变器及其冷却风道结构，逆变器的冷却风道结构，包括风道，所述风道具有一个进风口和一个出风口；设置于所述进风口处的第一散热器，且所述第一散热器具有第一承载面，所述第一承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的一种；设置于所述出风口处的第二散热器，且所述第二散热器具有第二承载面，所述第二承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的另一种；设置于所述风道内部或者所述进风口处的风机。该冷却风道结构的结构设计可以有效地解决逆变器的冷却风道结构的设计成本和使用成本均较高的问题。

Description

逆变器及其冷却风道结构

技术领域

本实用新型涉及电力设备技术领域，更具体地说，涉及一种逆变器及其冷却风道结构。

背景技术

逆变器是一种电源转换装置，其可以将直流电转换成交流电。逆变器输出的交流电可用于各类设备，满足移动供电场所或无电地区用户对交流电源的需要。逆变器的结构设计包括壳体、冷却风道结构、boost单元的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)、逆变单元的IGBT以及母线等。现有技术中的冷却风道结构包括风道，风道具有一个进风口和两个出风口，并且两个出风口处均设置有散热器，两个出风口之间设置有离心风机。风从进风口进入冷却风道内，离心风机将进入的风吹向两个出风口，最终从两个出风口吹出的风分别经两个散热器，并与散热器进行热交换。其中，一个散热器上设置有boost单元的IGBT，另一个散热器上设置有逆变单元的IGBT，以此实现IGBT产生的热量传递至散热器上，散热器与冷风进行热交换，最终实现逆变器的散热效果。

然而上述冷却风道结构中，从进风口进入的风要从两个出风口吹出，且从两个出风口吹出的风量相等，当逆变单元的IGBT的发热量远远大于boost单元的IGBT的发热量时，则需要按照逆变单元的IGBT的发热量选择功率较大的离心风机，即离心风机吹出的风的一半能够带走逆变单元的IGBT的发热量，才能满足逆变器的散热需求。然而，选择功率较大的离心风机将会大大提高设计成本和使用成本，且boost单元的IGBT不工作或者发热量很低时，还会有大量风从其所在的出风口吹出较浪费能源。

综上所述，如何有效地解决逆变器的冷却风道结构的设计成本和使用成本均较高的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种冷却风道结构，该冷却风道结构的结构设计可以有效地解决逆变器的冷却风道结构的设计成本和使用成本均较高的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述冷却风道结构的逆变器。

为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种逆变器的冷却风道结构，包括：

风道，所述风道具有一个进风口和一个出风口；

设置于所述进风口处的第一散热器，且所述第一散热器具有第一承载面，所述第一承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的一种；

设置于所述出风口处的第二散热器，且所述第二散热器具有第二承载面，所述第二承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的另一种；

设置于所述风道内部或者所述进风口处的风机。

优选地，上述逆变器的冷却风道结构中，所述风道由所述逆变器的壳体围成，且所述壳体的两个相对的端面开口分别形成所述进风口和出风口。

优选地，上述逆变器的冷却风道结构中，所述风道的外壁上还开设有风机检修口和用于支撑风机的支撑板，且所述支撑板能够与所述风机检修口密封配合。

优选地，上述逆变器的冷却风道结构中，所述boost单元的IGBT设置在所述第一承载面上，且所述逆变单元的IGBT设置在所述第二承载面上。

优选地，上述逆变器的冷却风道结构中，所述风机为轴流风机，且其数量为多个，且多个所述风机沿着垂直于风流向的方向排布。

优选地，上述逆变器的冷却风道结构中，相邻的所述风机之间还设置有风机隔板，所述风机隔板将所述风道分隔成多个相互独立的分风道，且每个所述分风道内部均具有至少一个所述风机。

一种逆变器，包括boost单元的IGBT、逆变单元的IGBT和冷却风道结构，所述冷却风道结构为如上述中任一项所述的冷却风道结构。

优选地，上述逆变器中，所述boost单元的IGBT的数量为偶数个，多个所述boost单元的IGBT沿着垂直于风流向的方向排布，每组中的两个所述boost单元的IGBT相邻且沿着两者之间的平面对称设置。

优选地，上述逆变器中，所述逆变单元的IGBT的数量为三个，且三个所述逆变单元的IGBT沿着垂直于风流向的方向排布，且所述逆变单元的IGBT的最长边垂直于风流向的方向，所述boost单元的IGBT的最长边平行于风流向的方向。

优选地，上述逆变器中，所述boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT通过叠层母排电连接。

本实用新型提供的逆变器的冷却风道结构包括风道、第一散热器、第二散热器以及风机。其中，风道具有一个进风口和一个出风口，第一散热器设置在进风口处，第二散热器设置在出风口处，风机设置在风道内部或者进风口处，即风机可以将风抽至风道中，风经进风口和第一散热器后进入风道中，经过风机，最终经出风口和第二散热器吹出风道。第一散热器具有第一承载面，并且第一承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的一种，即逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的一种设置在第一承载面上。第二散热器具有第二承载面，并且第二承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的另一种，即逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT中的另一种设置在第一承载面上。逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT分别设置在第一承载面和第二承载面上，即逆变器的boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT分别设置在第一散热器和第二散热器上。

本实用新型提供的冷却风道结构中，风道仅有一个进风口和一个出风口，从进风口进入的风全部从出风口吹出，boost单元的IGBT和逆变单元的IGBT分别利用第一散热器和第二散热器降温。进入风道的全部的风会依次经过第一散热器和第二散热器，如此可以根据较大的发热量的IGBT选择合适功率的风机，即风机吹出的全部的风能够降低发热量较大的IGBT即可，与现有技术 相比可以降低选择的风机的功率，相应的降低了冷却风道结构的设计成本和使用成本。

另外，逆变器正常工作时，boost单元升压到指定电压后停止工作，当boost单元停止工作后，其产生的热量递减，此时仅逆变单元工作，并且逆变单元工作过程中产生的热量递增，即boost单元的IGBT的发热量和逆变单元的IGBT的发热量有相互增减运行的特性。如此当boost单元停止工作后，风道中的全部的风用于带走逆变单元工作过程中产生的热量，避免了资源浪费的情况，较节约能源。

为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种逆变器，该逆变器包括上述任一种冷却风道结构。由于上述的冷却风道结构具有上述技术效果，具有该冷却风道结构的逆变器也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型第一种实施例提供的冷却风道结构的结构示意图；

图2为本实用新型第二种实施例提供的冷却风道结构的结构示意图；

图3为本实用新型第三种实施例提供的冷却风道结构的结构示意图；

图4为本实用新型第三种实施例提供的冷却风道结构的局部结构示意图。

在图1-4中：

1-风道、2-壳体、3-逆变单元的IGBT、4-第二散热器、5-轴流风机、6-boost单元的IGBT、7-第一散热器、8-罩体、9-离心风机。

具体实施方式

本实用新型的第一个目的在于提供一种冷却风道结构，该冷却风道结构的结构设计可以有效地解决逆变器的冷却风道结构的设计成本和使用成本均较高的问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述冷却风道结构的逆变器。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供的逆变器的冷却风道结构包括风道1、第一散热器7、第二散热器4以及风机。其中，风道1具有一个进风口和一个出风口，第一散热器7设置在进风口处，第二散热器4设置在出风口处，风机设置在风道1内部或者进风口处，即风经进风口和第一散热器7后进入风道1中，经过风机，最终经出风口和第二散热器4吹出风道1。第一散热器7具有第一承载面，并且第一承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3中的一种，即逆变器的boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3中的一种设置在第一承载面上。第二散热器4具有第二承载面，并且第二承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3中的另一种，即逆变器的boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3中的另一种设置在第一承载面上。逆变器的boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3分别设置在第一承载面和第二承载面上，即逆变器的boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3分别设置在第一散热器7和第二散热器4上。

应用本实用新型提供的冷却风道结构时，将boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3分别设置在第一承载面和第二承载面上，如果boost单元的IGBT6设置在第一承载面上且将逆变单元的IGBT3设置在第二承载面，如此boost单元的IGBT6产生的热量传递至第一散热器7上，逆变单元的IGBT3产生的热量传递至第二散热器4上。开启风机后，风机带动风流动，风从进风口进入风道1时经过第一散热器7，风与第一散热器7进行热交换，降低第一散热器7的温 度，进而带走boost单元的IGBT6产生的热量。风经过风机后从出风口流出时经过第二散热器4，风与第二散热器4进行热交换，降低第二散热器4的温度，进而带走逆变单元的IGBT3产生的热量，如此实现了对逆变器进行散热。

本实用新型提供的冷却风道结构中，风道1仅有一个进风口和一个出风口，从进风口进入的风全部从出风口吹出，boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3分别利用第一散热器7和第二散热器4降温。进入风道的全部的风会依次经过第一散热器7和第二散热器4，如此可以根据较大的发热量的IGBT选择合适功率的风机，即风机吹出的全部的风能够降低发热量较大的IGBT即可，与现有技术相比可以降低选择的风机的功率，相应的降低了冷却风道结构的设计成本和使用成本。而且，boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3分别设置在第一散热器7和第二散热器4上，大大降低了电磁干扰。

另外，逆变器正常工作时，boost单元升压到指定电压后停止工作，当boost单元停止工作后，其产生的热量递减，此时仅逆变单元工作，并且逆变单元工作过程中产生的热量递增，即boost单元的IGBT6的发热量和逆变单元的IGBT3的发热量有相互增减运行的特性。如此当boost单元停止工作后，风道1中的全部的风用于带走逆变单元工作过程中产生的热量，避免了资源浪费的情况，较节约能源。

如图3-4所示，第一散热器7和第二散热器4的数量可以为多个，具体地第一散热器7的数量为两个，且每个第一散热器7上设置两个boost单元的IGBT6，第二散热器4的数量为三个，且每个第二散热器4上设置一个逆变单元的IGBT3。当然，第一散热器7和第二散热器4的数量也可以为一个，在此不作限定。

如图1-2所示，风机可以设置在进风口和出风口之间。另外，如图3所示，风机也可以设置在进风口处，具体地风机可以位于第一散热器7的内侧。

为了进一步优化上述技术方案，其中风道1可以由逆变器的壳体2围成，且壳体2的两个相对的端面开口分别形成进风口和出风口。即壳体2的四个连接成筒状的壁围成风道1，壳体2的另外两个相对的端面开放不封闭分别形成 进风口和出风口。如此使得逆变器的结构更加简单，便于加工制造。当然，也可以将风道1的壁设置在壳体2的内部，在此不作限定。

为了便于风机的更换和维护，其中风道1的外壁上还可以开设有风机检修口和用于支撑风机的支撑板，并且支撑板能够与风机检修口密封配合。即正常工作时，支撑板密封盖在风机检修口上，以防止风道1漏风，当风机出现故障时，可以拆卸下支撑板及风机后对风机进行维修。其中，支撑板与风机可以通过螺栓固定连接。

如图1所示，在本实用新型的第一种实施例中，boost单元的IGBT6可以设置在第一承载面上，逆变单元的IGBT3设置在第二承载面上，即boost单元的IGBT6设置在第一散热器7上，逆变单元的IGBT3设置在第二散热器4上。如此，进入风道1中的风首先经第一散热器7带走boost单元的IGBT6发出的热量，然后将第二散热器4带走逆变单元的IGBT3发出的热量。

如图2所示，在本实用新型的第二种实施例中根据boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3发出的热量的不同，还可以将boost单元的IGBT6设置在第二承载面上，逆变单元的IGBT3设置在第一承载面上，即boost单元的IGBT6设置在第二散热器4上，逆变单元的IGBT3设置在第一散热器7上。

如图1-2所示，风机可以为轴流风机5，轴流风机5的尺寸比离心风机小，且轴流风机5的功率也比离心风机的功率小，如此可以使逆变器的结构更加紧凑，成本更低。轴流风机5可以设置在进风口和出风口之间。

进一步地，轴流风机5的数量可以为多个，如此可以大大提高散热效果，具体地可以设置三个轴流风机5。并且，多个轴流风机5可以沿着垂直于风流向的方向排布，即多个风机的排布方向垂直于风的流通方向。相邻的风机之间还可以设置有风机隔板，风机隔板将风道1分隔成多个相互独立的分风道，且每个分风道内部均具有至少一个风机。如此多个分风道分别进行风的流通以对第一散热器7和第二散热器4进行换热，互不影响，进一步提高了散热效率。

如图3-4所示，风机也可以为离心风机9，离心风机9可以设置在进风口处。离心风机9的数量可以为多个，具体的可以为两个。同样地，多个离心风机9 可以沿着并排布置，每个第一散热器7的内侧均设置一个离心风机9。每个离心风机9的上方均设置有罩体8，以防止漏风。

第一散热器7和第二散热器4可以包括多个相对固定的金属翅片，并且相邻的金属翅片之间具有间隙。如此，风吹过金属翅片之间的间隙时与金属翅片进行热交换，带走热量。

基于上述实施例中提供的冷却风道结构，本实用新型还提供了一种逆变器，该逆变器包括boost单元的IGBT6、逆变单元的IGBT3和冷却风道结构，其中冷却风道结构为上述实施例中任意一种冷却风道结构。由于该逆变器采用了上述实施例中的冷却风道结构，所以该逆变器的有益效果请参考上述实施例。

为了进一步优化上述技术方案，其中boost单元的IGBT6的数量为偶数个，多个boost单元的IGBT6沿着垂直于风流向的方向排布，每组中的两个boost单元的IGBT6相邻且沿着两者之间的平面对称设置。其中，多个boost单元的IGBT6两两成对对称设置，每组中的两个boost单元的IGBT6极性相反且等电位电平，两两对应电平对称布局，产生镜像效应，大大减小杂散电感。优选地，boost单元的IGBT6的数量为四个。

进一步地，逆变单元的IGBT3的数量为三个，且分别对应交流三相输出。三个逆变单元的IGBT3沿着垂直于风流向的方向排布，并且逆变单元的IGBT3的最长边垂直于风流向的方向，即逆变单元的IGBT3的长度方向垂直于风流向的方向。boost单元的IGBT6的最长边平行于风流向的方向，即boost单元的IGBT6的长度方向平行于风流向的方向，如此更加便于布线，进一步降低电磁干扰。

另外，boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3通过叠层母排电连接，如此有利于降低电磁干扰且便于布线，且加强了集成度减小了系统体积。进一步地，boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3通过同一叠层母排电连接，如此叠层母排可以设置在boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3之间。当然，boost单元的IGBT6和逆变单元的IGBT3也可以分别通过两个叠层母排电连接，在此 不作限定。可以在叠层母排下侧设置绝缘的风道盖板，风道盖板即为风道1的一部分外壁，以此也可以实现对叠层母排进行散热。

还可以在boost单元的IGBT6和/或逆变单元的IGBT3上面设置IGBT驱动板，叠层母排上方可以放置数颗电容。逆变器的二极管和放电电阻也可以设置在第一散热器7或者第二散热器4上。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种逆变器的冷却风道结构，其特征在于，包括：

风道(1)，所述风道(1)具有一个进风口和一个出风口；

设置于所述进风口处的第一散热器(7)，且所述第一散热器(7)具有第一承载面，所述第一承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT(6)和逆变单元的IGBT(3)中的一种；

设置于所述出风口处的第二散热器(4)，且所述第二散热器(4)具有第二承载面，所述第二承载面用于设置逆变器的boost单元的IGBT(6)和逆变单元的IGBT(3)中的另一种；

设置于所述风道(1)内部或者所述进风口处的风机。

2.根据权利要求1所述的逆变器的冷却风道结构，其特征在于，所述风道(1)由所述逆变器的壳体(2)围成，且所述壳体(2)的两个相对的端面开口分别形成所述进风口和出风口。

3.根据权利要求1所述的逆变器的冷却风道结构，其特征在于，所述风道(1)的外壁上还开设有风机检修口和用于支撑所述风机的支撑板，且所述支撑板能够与所述风机检修口密封配合。

4.根据权利要求1所述的逆变器的冷却风道结构，其特征在于，所述boost单元的IGBT(6)设置在所述第一承载面上，且所述逆变单元的IGBT(3)设置在所述第二承载面上。

5.根据权利要求1所述的逆变器的冷却风道结构，其特征在于，所述风机为轴流风机(5)，且其数量为多个，且多个所述风机沿着垂直于风流向的方向排布。

6.根据权利要求5所述的逆变器的冷却风道结构，其特征在于，相邻的所述风机之间还设置有风机隔板，所述风机隔板将所述风道(1)分隔成多个相互独立的分风道，且每个所述分风道内部均具有至少一个所述风机。

7.一种逆变器，包括boost单元的IGBT(6)、逆变单元的IGBT(3)和冷却风道结构，其特征在于，所述冷却风道结构为如权利要求1-6中任一项所述的冷却风道结构。

8.根据权利要求7所述的逆变器，其特征在于，所述boost单元的IGBT(6)的数量为偶数个，多个所述boost单元的IGBT(6)沿着垂直于风流向的方向排布，每组中的两个所述boost单元的IGBT(6)相邻且沿着两者之间的平面对称设置。

9.根据权利要求8所述的逆变器，其特征在于，所述逆变单元的IGBT(3)的数量为三个，且三个所述逆变单元的IGBT(3)沿着垂直于风流向的方向排布，且所述逆变单元的IGBT(3)的最长边垂直于风流向的方向，所述boost单元的IGBT(6)的最长边平行于风流向的方向。

10.根据权利要求7所述的逆变器，其特征在于，所述boost单元的IGBT(6)和逆变单元的IGBT(3)通过叠层母排电连接。