CN205655353U - 一种高效散热的电磁加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种家电领域的高效散热的电磁加热装置，包括壳体，设置在壳体内的控制板、加热线盘和散热装置，控制板上设有散热器，所述散热装置包括风扇与导风罩，导风罩与壳体之间形成有导风腔，风扇设置在导风腔内，导风腔上分别设有进风口和第一、第二出风口，所述第一出风口朝向所述加热线盘，所述第二出风口朝向所述散热器，且所述第二出风口处的导风罩上设有开口，散热器至少局部从所述开口伸入导风腔，此外，还设有对控制板上的元器件进行散热的第三出风口。采用本实用新型的技术方案，针对不同的散热部件设置专门的散热通道，并进行相应的散热气流均衡匹配，有效的提高了散热效率。

Description

一种高效散热的电磁加热装置

技术领域

本实用新型涉及一种电磁加热领域，尤其是家电领域的一种高效散热的电磁加热装置。

背景技术

目前的电磁灶均采用开放式的散热结构，即电磁线盘、IGBT、电路板处于同一个大的散热风道内，这就使得在散热时所有器件的表面散热气流速度基本相同，无法满足不同发热部件的不同散热需求，导致散热效果较差。为了实现在散热气流速度相同的条件下提高散热效果，就需要增加风扇的功率或散热器表面积，但这样又会导致成本增加，而且整机结构复杂。因此，亟需一种布局合理，且散热效果好的散热结构。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有电磁炉的散热结构单一、散热效果较差的问题。目的在于至少部分解决上述技术问题，提供一种布局合理，能够按需合理分配散热风量，且散热效果好的电磁炉散热结构。

为达到上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高效散热的电磁加热装置，包括壳体，设置在壳体内的控制板、加热线盘和散热装置，控制板上设有散热器，所述散热装置包括风扇与导风罩，导风罩与壳体之间形成有导风腔，风扇设置在导风腔内，其特征在于所述导风腔上分别设有进风口和第一、第二出风口，所述第一出风口朝向所述加热线盘，所述第二出风口朝向所述散热器。针对电磁加热装置中加热线盘与散热器这两个主要发热部件，在导风腔上分别设置从水平方向出风的第一、第二出风口对其散热器和加热线盘进行重点散热，避免了现有技术中只设置一个散热风道的散热局限性。

进一步的，所述第二出风口处的导风罩上设有开口，所述散热器至少局部从所述开口伸入导风腔。所述散热器还从第二出风口至少部分伸入导风腔，使导风罩至少部分包裹散热器，利用导风腔内风压大，使散热气流能够在导风腔内就进入散热器的翅片间隙，能够减少因为散热路径长而造成风压降低，导致散热气流的逃逸，并进一步加快散热器的散热速度与散热效率。

进一步的，所述导风罩上设有挡风筋，所述散热器一侧的挡风筋与散热器之间还留有出风间隙，所述出风间隙形成第三出风口，对控制板上的元器件进行散热。在对前述加热线盘与散热器重点散热的同时，设置第三出风口，兼顾了控制板上的发热元件散热需要。

进一步的，所述出风间隙的高度范围为3~6mm。将导风间隙的高度限制在3~6mm范围内，可以保证控制板上的电器元件能够得到合适的散热气流散热，所述高度范围太大则会导致散热气流过多，造成散热气流“过剩”，在散热气流总量恒定的情况下，同时也减少了第一、第二的散热气流，所述高度范围太小则会导致控制板上的电器元件散热不充分，影响可靠性。

进一步的，所述第一、第二出风口的出风方向均为水平方向。在减少了散热气流的散热风阻的同时也减短了散热气流的散热路径，从而提高散热效率。

进一步的，所述散热器的上表面高度小于加热线盘的下表面高度，且散热器至少局部位于加热线盘的正下方。一方面，整体降低控制板的高度，减少工作过程中面板温度对控制板上元器件的热影响，另一方面，使整机结构更加紧凑。

进一步的，所述第一出风口是通孔，所述通孔设于导风罩靠近加热线盘一侧的挡风筋上。采用通孔结构方式更加容易控制针对加热线盘散热的散热气流量，还可以保证导风罩的结构强度。

进一步的，所述第一出风口的上边缘高度小于或等于线盘的下表面高度。使第一出风口吹出的散热气流能够完全从加热线盘的下部散热区域通过，减少散热气流的逃逸或者受加热线盘的阻挡，提高散热效率。

进一步的，所述散热器上设有散热的翅片，风扇中心与加热线盘中心的直线与翅片长度方向所在的直线夹角范围为0~90度。连接风扇中心与加热线盘中心的直线与翅片长度方向所在的直线夹角范围为0~90度，可以减小控制板上散热器、加热线盘以及风扇三者之间的直接距离，使风扇形成的散热气流到散热器、加热线盘、之间的路径最短，同时又能够使三者之间的结构紧凑。

附图说明

图1 是本实用新型实施例一的电磁加热装置整体分解图；

图2是实施例一中移除面板后的俯视结构示意图；

图3是图2中I-I方向剖视图；

图4是图3中B部的局部放大示意图；

图5是导风罩结构示意图；

图6是图1中A部的局部放大示意图；

图7是本实用新型实施例二的双头结构示意图；

图8是本实用新型实施例三的双头结构示意图；

图9是实施例三的控制板布局结构示意图。

具体实施方式

为了更加清楚的描述本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的解释与说明。

实施例一：

如图1、2、3所示，一种高效散热的电磁加热装置，包括外壳体，所述外壳体包括面板1以及底壳2，所述外壳体内设置有控制板3、加热线盘4，控制板3设于加热线盘4的侧部，所述控制板3上设有与所述加热线盘4相对应的驱动电路，所述线盘与底壳之间还设有用于屏蔽磁辐射的金属制隔板6。所述驱动电路可以是单管谐振电路，也可以是半桥谐振电路，还可以是全桥谐振电路。在本实施例中，优选采用半桥谐振电路，具体的，所述驱动电路包括由功率元件31a、功率元件31b构成的半桥谐振电路，所述半桥谐振电路中上、下桥的功率元件31a、功率元件31b分别固定连接有相互独立的散热器32a、散热器32b，进一步的，所述功率元件的表面与散热器直接贴合。所述功率元件可以是IGBT或者晶闸管。优选的，所述功率元件采用IGBT。通过将上、下桥的功率元件的散热器隔离独立设置，不仅能够避免上、下桥的功率元件因为电位不同而产生短路，而且通过将功率元件的表面与散热器直接贴合，加速了功率元件与散热器之间的热量传递速度，提高散热效率，还能够省去绝缘垫的使用，简化安装工艺与降低成本，最终保证功率元件可靠、稳定的工作。

进一步的，所述散热器设置在控制板的边缘且位于控制板3与加热线盘4之间，利用散热器至少部分隔离控制板3上与加热线盘4，还可以部分吸收加热线盘工作时产生的电磁辐射，减少其对控制板上其他电子器件的影响。为进一步减少磁泄露，散热器的上表面高度小于加热线盘4的下表面高度，且散热器至少局部位于加热线盘4的正下方。

此外，结合图2、4、5所示，所述壳体内还设有散热装置5，所述散热气流是由所述散热装置5产生形成的。所述散热装置5包括风扇51与导风罩52，所述导风罩包括底板521和与所述底板521侧边连接的挡风壁522，导风罩52与底壳2之间形成有导风腔，导风腔下部的底壳2上设有进风口，风扇51设置在导风腔内，风扇工作后在导风罩内形成负压，从而实现从进风口进风，从出风口出风，所述散热气流从线盘下侧通过，实现对加热线盘4和散热器等器件的散热。进一步的，所述导风罩52与加热线盘4在水平面上的投影不重叠，使得导风罩52与加热线盘4的安装过程相互独立，增强安装工艺的灵活性，以及维修等过程中的简便性，而且整体布局紧凑。

所述导风腔上分别设有第一、第二、第三出风口，所述第一出风口朝向所述加热线盘4，第二出风口朝向散热器，第三出风口朝向控制板3，所述散热装置在导风腔内形成散热气流后分别同时从第一、二、三出风口出风，分别对加热线盘4、散热器以及控制板3上的元器件进行散热，所述第一、第二、第三出风口的出风方向分别如图2中实心箭头所示。

进一步的，为提高散热的效率，减短散热气流的散热路径，所述第一、第二出风口的出风方向均为水平方向。优选的，如图5所示，所述第一出风口是通孔523，所述通孔523设于导风罩52靠近加热线盘一侧的挡风筋上。所述第一出风口的上边缘高度小于或等于加热线盘4的下表面高度，使得从第一出风口吹出的风能够直接从加热线盘4与底壳之间的空间流过，避免受到线盘框架的阻挡，加热线盘4下部的热空气被带走后，加热线盘4上的热量因为热对流或者热辐射的作用继续向下传递，使得加热线盘4的发热能够被持续的从下方带走，提升散热的效率，保证线盘能够可靠的工作。结合图2、5所示，所述第二出风口处的导风罩52上设有第一开口524，散热器至少局部从所述第一开口524伸入导风腔。导风罩安装后，导风罩从上部和左右两侧包裹住散热器后，在散热器周围形成风道，提高散热器的散热效率。所述第三出风口处的导风罩52上设有第二开口525，所述第二开口525在导风腔上形成出风间隙，为兼顾控制板与散热器、加热线盘的散热效率，所述出风间隙的高度范围h为3~6mm，优选的，出风间隙的高度设为5mm。将出风间隙的高度限制在3~6mm范围内，可以保证控制板上的电器元件能够得到合适的散热气流散热，所述高度范围太大则会导致散热气流过多，造成散热气流“过剩”，在散热气流总量恒定的情况下，同时也减少了第一、第二出风口的散热气流，所述高度范围太小则会导致控制板上的电器元件散热不充分，影响可靠性。

进一步的，所述控制板3上还设有整流桥堆33a，相比IGBT，整流桥堆33a在工作过程中的发热量显著较少，且现有的整流桥堆33a普遍都已经通过塑封封装，为节省成本以及减少安装工序，将所述整流桥堆33a和相对应的驱动电路上的任意一个IGBT一起设置在同一散热器上，在本实施例中，所述整流桥堆33a与功率原件31b一同设置在散热器32b上。进一步的，所述整流桥堆33a设置在如图2中箭头所示散热气流的下风区，使得IGBT先在上风区与散热气流热交换，利用此时的上风区温差大，可以将IGBT的热量及时、快速的带走，从而提高整体的散热效率，平衡散热效果。

进一步的，所述散热器包括安装部与翅片部，所述功率元件贴合在所述安装部，所述翅片部设有至少两片平行设置的翅片，所述散热器相邻两翅片之间形成凹槽，由于散热片的散热效果与其表面的空气流动速度成正比，若翅片平行于风向，散热片表面能获得最大的空气流速，因此，所述翅片的长度方向与流经翅片间隙的散热气流方向一致，以提高散热气流流经凹槽时的速度，保证散热效率。为了进一步提高散热气流的顺畅流动，同一驱动电路上的散热器32a、32b沿着散热气流方向纵列设置，且两个散热器上的翅片以及凹槽分别相对布置，使经过散热器32a后的散热气流能够直接顺畅进入散热器32b。此外，两散热器之间的相互间距大于1mm，以保证两散热器之间保持足够的电气间隙，避免击穿短路风险，并减少两个散热片之间的热辐射，保证散热风阻最小。需要说明的是，在图4中，上下方向为翅片的厚度方向，左右方向为翅片的高度方向，垂直纸面的方向为翅片的长度方向。

如图4所示，所述散热器的翅片高度方向与水平面垂直或者平行。优选的，散热器的翅片高度方向与水平面平行，且所述驱动电路上的散热器凹槽开口部朝向相对应的加热线盘（图4中凹槽开口部朝右）。如此设置的好处有两方面：一方面，使翅片凹槽的空间与线盘下部的散热空间之间直接连通后风阻变小，减少风量的损失；另外一方面，利用部分从凹槽的开口部向线盘方向逃逸的冷却气流对线盘散热，同样道理，线盘散热时部分逃逸的风容易进入翅片，也能够对散热片进行散热。

目前，IGBT以及散热器的安装都采用人工进行，通常来说包括四个步骤：S10，IGBT引脚预折弯后固定到散热器上；S20，将IGBT的引脚穿过控制板上相应的引脚插孔；S30，然将散热器固定在控制板上；S40，焊接IGBT引脚。在该安装过程中，由于控制板上的IGBT引脚插孔很小，为了使步骤S20中的IGBT引脚能够快速、方便的插入插孔，需要将IGBT设置在散热器的侧面，使安装者从侧边有足够的视角观察并进行相应的安装操作，进一步的，为了增加散热器的散热表面积，使IGBT产生的热量能够迅速的传递给散热器，所述散热器的安装部上设有朝向控制板外侧的倾斜面，IGBT直接固定安装在所述倾斜面上，保证安装面能够向散热器的翅片方向迅速传递热量，IGBT与散热器的安装位置关系如图4中所示。

为减小控制板上散热器、加热线盘以及风扇三者之间的直接距离，使风扇形成的散热气流到散热器、加热线盘、之间的路径最短，同时又能够使三者之间的结构紧凑，连接风扇中心与加热线盘中心的直线与翅片长度方向所在的直线夹角范围为0~90度。如图2所示，优选的，所述夹角为0度，即连接风扇中心与加热线盘中心的直线与翅片长度方向所在的直线平行。

此外，如图1、图6所示，所述底座2上设有用于固定线盘的螺丝柱21，所述螺丝柱包括柱状的主体21a以及固定加强筋21b，所述加强筋连接主体21a侧壁与底座2，使得线盘能够稳定、牢固的固定在螺丝柱上。所述加强筋的数量可以是两个、三个、四个。为保证螺丝柱整体受力均匀，优选的，所述加强筋的数量为四个，且在螺丝柱的外表面呈对称分布设置。

实施例二：

如图7所示，本实施例与实施例二的区别在于所述的电磁加热装置是双头的，即包括加热线盘4、加热线盘4’，以及与所述加热线盘分别对应的控制板3、控制板3’， 控制板上设有与各加热线盘各自对应的驱动电路以及相应的散热器32a、32b、32c、32d，各线盘分别对应有独立的散热装置5与散热装置5’(图中未示出)，所述两组控制板之间电连接。

进一步的，为增强所述双头电磁加热装置的整机壳体结构稳定性，所述底壳2与所述隔板6的具体材质与实施例一不同。具体的，底壳2由金属材料制成，而隔板6由具有较好绝缘性的塑料或其他材质制成，以保证控制板、线盘等原件与金属底壳2的电气安全，而且利用金属底壳加强了结构强度，避免采用塑料材质制作大面积材料所可能带来的变形、缩水等问题而导致底壳强度不够，还通过所述大面积金属底壳实现磁屏蔽，减少磁辐射对用户的伤害。

此外，所述隔板6上设有用于固定线盘的螺丝柱，所述加热线盘固定在隔板6上，且所述控制板也固定在所述隔板6上。

实施例三：

如图8、9所示，本实施例与实施例二的区别在于，所述两组驱动电路集成于同一控制板上，且控制板设置在两个加热线盘的中间。将各模块集成在一个控制板上，减少了整机组装过程中组装配件数量，避免了现有技术中多个控制板与其他电器元件之间的复杂连线，可以有效提高连接的可靠性。通过将控制板设置在两个线盘的中间，使两加热线盘与电路板之间的距离基本相同，使两加热线盘与控制板从整体上形成大致左右对称的关系，且对于相同加热功率要求的加热线盘，还可统一加热线盘与控制板连接的阴线长度以及连接端子规格，保证双灶头的连接可靠性一致，此外，还使整机布局结构更加紧凑、美观。

进一步的，所述两组驱动电路在控制板上关于垂直两个线盘中心连线的中轴线对称。具体的，至少所述两组谐振电路模块与相对应的驱动电路模块关于垂直两个线盘中心连线的中轴线对称。如图9所示，在本实施例中，所述控制板上设有共用电源模块3a、共用EMC模块3b、谐振电路模块3e、谐振电路模块3f以及与之相对应的驱动电路模块3c、驱动电路模块3d，其中驱动电路模块3c与谐振电路模块3e相对应，驱动电路模块3d与谐振电路模块3f相对应。优选的，共用电源模块3a、共用EMC模块3b在控制板的上半部左右分别布置，两组谐振电路模块及与其对应的驱动电路模块在控制板的下部左右分别对称布置，控制板下半部从左到右分别布置谐振电路模块3e、驱动电路模块3c、谐振电路模块3f、驱动电路模块3d，谐振电路模块3e、驱动电路模块3c与谐振电路模块3f、驱动电路模块3d关于两个线盘中心连线的中轴线对称。

进一步的，两组驱动电路上的散热器在控制板的边缘相对布置，且在控制板上关于垂直两个线盘中心连线的中轴线对称，如图9所示，散热器32a与散热器32c、散热器32b与散热器32d分别关于垂直两个线盘中心连线的中轴线对称。

为进一步减少电磁线盘对控制板上电器元件的影响，所述控制板上方还设有磁屏蔽罩，所述磁屏蔽罩至少在竖直方向覆盖控制板上的弱电元件区域。所述弱电元件是相对于桥堆、IGBT等强电元件而言的。

在本实用新型中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解 为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确 的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例 如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连” 可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。“水平面方向”、“水平方向”是基于用户在正常使用过程中的电磁加热装置放置方式。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中， 需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定 的方位构造和操作，正常因此，不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型， 对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高效散热的电磁加热装置，包括壳体，设置在壳体内的控制板、加热线盘和散热装置，控制板上设有散热器，所述散热装置包括风扇与导风罩，导风罩与壳体之间形成有导风腔，风扇设置在导风腔内，其特征在于，所述导风腔上分别设有进风口和第一、第二出风口，所述第一出风口朝向所述加热线盘，所述第二出风口朝向所述散热器。

2.根据权利要求1所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述第二出风口处的导风罩上设有开口，所述散热器至少局部从所述开口伸入导风腔。

3.根据权利要求2所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述导风罩上设有挡风筋，所述散热器一侧的挡风筋与散热器之间还留有出风间隙，所述出风间隙形成第三出风口，对控制板上的元器件进行散热。

4.根据权利要求3所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述出风间隙的高度范围为3~6mm。

5.根据权利要求3或4所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述第一、第二出风口的出风方向均为水平方向。

6.根据权利要求5所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述散热器的上表面高度小于加热线盘的下表面高度，且散热器至少局部位于加热线盘的正下方。

7.根据权利要求5所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述第一出风口是通孔，所述通孔设于导风罩靠近加热线盘一侧的挡风筋上。

8.根据权利要求7所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述第一出风口的上边缘高度小于或等于线盘的下表面高度。

9.根据权利要求6或7或8所述的高效散热的电磁加热装置，其特征在于，所述散热器上设有散热的翅片，风扇中心与加热线盘中心的直线与翅片长度方向所在的直线夹角范围为0~90度。