CN208589810U - 一种独立风道的ups模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种独立风道的UPS模块，其技术方案要点是包括机壳、将机壳分隔为上密封层与下通气层的电路板，电路板的电控元件置于上密封层，下通气层集中安装有发热元件，电路板朝向下通气层的下表面喷涂有耐腐蚀隔热层，利用电路板将电控元件与通风道分隔，减少电控元件与腐蚀气体接触的几率，达到当空气中具有腐蚀性气体时，电控元件依旧具有良好导通性的效果。

Description

一种独立风道的UPS模块

技术领域

本实用新型涉及一种UPS模块,更具体地说，它涉及一种独立风道的UPS模块。

背景技术

UPS（Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成市电的系统设备。主要用于给单台计算机、计算机网络系统或其它电子设备提供稳定、不间断的电力供应。

现在检索到一篇公开号为CN206759149U的中国专利文件，其名称为一种可集成化的UPS模块，其方案中记载PCB电控元件与大功率的发热元件集中在一起，然后以风扇吹动气流散热。

显然上述设计方案中，散热的气流长期吹向PCB板上的电控元件，而当气流中混合有腐蚀性气体，腐蚀性气体比如硫化氢、氯气、二氧化碳、二氧化硫等；生产车间会接触到腐蚀性气体，而PCB的电控元件对环境要求较高，腐蚀性气体对电控元件的导通性产生一定的负面影响。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种独立风道的UPS模块，利用电路板将电控元件与通风道分隔，减少电控元件与腐蚀气体接触的几率，达到当空气中具有腐蚀性气体时，电控元件依旧具有良好导通性的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种独立风道的UPS模块，包括机壳、将机壳分隔为上密封层与下通气层的电路板，电路板的电控元件置于上密封层，下通气层集中安装有发热元件。

通过采用上述技术方案，电路板将机壳分为两层；下通气层与外界气流交互，形成一个独立的风道，故将大量的发热元件集中在一起，实现整体散热；电控元件本身发热量极小，故无需特定在散热环境需求，将电控元件放置在上密封层中不会影响其正常运行，而利用电路板的隔挡作用，散热气流在经过下通气层时是无法接触到电路板上方的电控元件，散热气流中的腐蚀性气体将难以对电控元件造成影响，当空气中具有腐蚀性气体时，电控元件依旧具有良好导通性。

其次，由于发热元件与电控元件上下分离，故下层集中的热量难以直接影响上方的电控元件；故相比较于将发热元件与电控元件交错布置的UPS模块，本设计还减少了高温对电控元件负面影响。

较佳的，电路板朝向下通气层的下表面喷涂有耐腐蚀隔热层。

通过采用上述技术方案，耐腐蚀隔热层，具有下通气层中减少腐蚀性气体与热量，对电路板以及电路板上方电控元件影响的效果。

较佳的，耐腐蚀隔热层为三防漆层。

通过采用上述技术方案，三防漆是一种特殊配方的涂料，用于保护线路板及其相关设备免受坏境的侵蚀。三防漆具有良好的耐高低温性能；其固化后成一层透明保护膜，具有优越的绝缘、防潮、防漏电、防震、防尘、防腐蚀、防老化、耐电晕等性能。

较佳的，机壳的壳壁开设有一号风口与二号风口，一号风口与二号风口均与下通气层连通，一号风口设有风扇。

通过采用上述技术方案，风扇将外界的气流，穿过一号风口与二号风口，以及下通气层，加速下通气层中气流的流动，加速机壳散热。

较佳的，下通气层固定有散热板，一部分的发热元件安装在散热板的上表面，散热板的下表面设有平行的散热片。

通过采用上述技术方案，散热板与散热片均具有良好的导热性；散热板与散热片均为金属材料，可以是铝片或铜片；将发热元件中的热量集中在下方的散热片中，便于热量随着气流集中散去，提高了独立风道的散热性能。

较佳的，平行相邻的散热片之间形成气流道，该气流道的两端分别朝向一号风口与二号风口。

通过采用上述技术方案，气流道的流向相同于一号风口与二号风口，故气流可以顺畅的沿一号风口、散热片至二号风口流出，加速散热气流的流动，从而提高散热效率。

较佳的，散热片的下端与下通气层的底面之间留有隔热间隙。

通过采用上述技术方案，空气的导热性低于金属的导热性，隔热间隙增加热能传递的难度，避免了散热片上的热量大量传递到下通气层底面也就是壳体外壁上，有效减少壳体外壁温度急剧上升的情况发生，其目的在于减少工作人员因意外接触壳体而烫伤的情况发生。

较佳的，下通气层的底部固有将隔热间隙处气流吹向散热片的引流板，引流板与散热片之间具有空隙。

通过采用上述技术方案，因为热量集中在散热片及其周围，故通过散热片的流量越多，其散热效果更加的明显，故引流板及将部分通过隔热间隙的气流引流到散热片上，提高速散热片的散热效率。

引流板与散热片之间具有空隙，该空隙也是为了减少热量通过引流板向机壳外壁传递热量的情况发生。

较佳的，下通气层中安装有两个悬空的分隔板，电路板盖合在两个分隔板上端并固定，分隔板、电路板以及机壳的侧壁围成一个下方开口的腔室；

一号风口与二号风口均置于分隔板下方，散热板置于腔室内的两个分隔板之间，散热片置于分隔板的下方。

通过采用上述技术方案，分隔板的效果如下：第一，其充当电路板的支撑板，将电路板固定在支撑架上；第二，对散热板上方的发热元件进行部分的气流隔挡，减少气流与发热元件的接触几率；目的在于，气流通过散热片已经达到较优的散热效果，而分隔板的隔挡作用可以使得发热元件与气流中的水汽、尘埃以及腐蚀形体的接触几率有所减少，减少该类环境因素对散热板上电器元件的负面影响。

一号风口与二号风口的布置，也将气流中大部分气流引流到散热片位置，亦是通过引流作用减少该类气流因素对散热板上电器元件负面影响。

较佳的，分隔板上开设有通风孔，分隔板安装有母线电容，散热板的上表面的发热元件至少是SCR整流桥、IGBT逆变模块、旁路STS静态开关。

通过采用上述技术方案，母线电容安装在分隔板上，有利于提高下通气层的空间利用率；分隔板上的通风孔，是为了给到腔室一定的气流通量，便于母线电容的散热；通风孔经过的气流量有限，故流经通风孔的气流并不会对散热板上发热元件有过多的负面影响。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：利用独立风道，也就是下通气层，实现对发热元件的集中散热，同时避免了气流中的负面因素（腐蚀性气体，水汽，以及灰尘等）对电路板上电控元件的负面影响，实用性较强。

附图说明

图1是实施例中侧板拆除后其机壳内部中电路板与分隔板的位置关系图；

图2是实施例中侧板拆除后其机壳内部结构示意图。

图中：

1、机壳；11、上密封层；12、下通气层；

2、电路板；21、电控元件；22、耐腐蚀隔热层

3、发热元件；

41、一号风口；42、二号风口；43、风扇；44、散热板；45、散热片；51、气流道；52、隔热间隙；

61、引流板；62、空隙；

7、分隔板；71、腔室；72、通风孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例，一种独立风道的UPS模块，如图1所示，包括整体为矩形状的机壳1，机壳1内部横向安装有一个pcb的电路板2，该电路板2将机壳1上下隔离为两层，上层为上密封层11，该上层为密封不通气；下层为下通气层12，下通气层12与机壳1外侧环境进行空气交换，实现散热；该设计中通过在机壳1下方设立独立的风道，减少散热气流中腐蚀性气体对电路板2上方电控元件21造成的负面影响。

上密封层11中，通过机壳1的壳壁与电路板2实现相对密封，电路板2的上表面设有大量的电控元件21，该电控元件21散热量极小，故在上密封层11也能够正常工作；

电路板2的下表面置于下通气层12，在该下表面上涂刷有耐腐蚀隔热层22，本实施例中，耐腐蚀隔热层22为三防漆层，其目的是在于，减少电路板2下方的热能向上传递，并且减少散热气流中的腐蚀性气体向电路板2上方渗透。

下通气层12包括固定在壳壁上的两个分隔板7，分隔板7正处于隔挡气流流动的位置；分隔板7通过螺钉固定在机壳1上，并且分隔板7与机壳1的连接处设有隔热棉层，分隔板7对电路板2进行支撑，并且电路板2通过螺钉与分隔板7固定。分隔板7是悬空的位于下通气层12，分隔板7下端用于气流流动。

机壳1的壳壁上开设有一号风口41与二号风口42，一号风口41与二号风口42分别置于两个平行的壳壁上，一号风口41与二号风口42相向布置。二号风口42为三排密集布置的小孔；一号风口41为两个圆孔，一号风口4上还安装有风扇43，风扇43运转时，将机壳1外的气流通过二号风口42引入下通气层12，然后从一号风口41排出。一号风口41与二号风口42均置于分隔板7的下方。

而上述的电路板2、两个分隔板7与壳壁围成一个腔室71，腔室71的下口镂空；

如图1与图2所示，在该腔室71内通过螺钉固定有一个块散热板44，散热板44与机壳1的壳壁通过螺钉固定，散热板44的下表面固定有向下延伸的散热片45；散热片45的下端与下通气层12的底面之间留有隔热间隙52（图2中用较长的虚线表示），气流主要在散热片45与隔热间隙52位置流动，一号风口41与二号风的位置正好与隔热间隙52在同一个直线流道上，便于气流沿着从隔热间隙52内流动。

散热板44上布置大量的发热元件3，该发热元件3均是大功率元器件，散热板44的上表面的发热元件3是SCR整流桥、IGBT逆变模块、旁路STS静态开关。

而散热片45平行布置，并且相邻的散热片45之间形成气流道51，该气流道51的两端分别朝向一号风口41与二号风口42，气流可以顺畅的流动过散热片45。

发热元件3产生的热量通过散热片45的传递主要集中在散热片45周围；而为了在增加通过散热片45的气流量，在下通气层12的底面固定有引流板61，引流板61为向上凸起的弧形板；在引流板61的向上导流作用，流向隔热间隙52的气流会向散热片45方向流动，可增加流经散热片45的气流，从而增加散热效果；然而，为了避免热量直接通过引流板61传递到机壳1的壳壁的情况发生，故使得引流板61与散热片45之间具有空隙62（图2中用较短的虚线表示），该空隙62为3-15cm。

在整体布局上，由于散热板44的安装面积有限，为了增加机壳1内部的容积量，故在分隔板7上安装有作为发热元件3的母线电容（母线电容在图2中为左侧圆柱形体表示），并且在两个分隔板7均开设一个通风孔72，通风孔72用于气流流动；通风孔72所在的面积应小于分隔板7整体面积的1/3,该通风孔72设置是为了保证母线电容处可以流经少量散热的气流，而该气流的流量有限，故不会对散热板44上的大量发热元件3造成过多的功能性损伤；故本设计中，发热元件3分为两部分，一部分位于散热板44上，另一部分位于分隔板7上。

工作原理：

在机壳1分为上下两层；上层密封，用于放置电控元件21，减少外界气流对电控元件21的影响；而下层流通气流，并在下层集中放置发热元件3，用于集中散热，而为了减少气流对发热元件3的影响，通过散热片45将大量热量集中下层的底部位置，又通过隔离设置将气流引流到下层的底部位置，减少气流对发热元件3的接触影响。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种独立风道的UPS模块，其特征是：包括机壳(1)、将机壳(1)分隔为上密封层(11)与下通气层(12)的电路板(2)，电路板(2)的电控元件(21)置于上密封层(11)，下通气层(12)集中安装有发热元件(3)。

2.根据权利要求1所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：电路板(2)朝向下通气层(12)的下表面喷涂有耐腐蚀隔热层(22)。

3.根据权利要求2所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：耐腐蚀隔热层(22)为三防漆层。

4.根据权利要求1所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：机壳(1)的壳壁开设有一号风口(41)与二号风口(42)，一号风口(41)与二号风口(42)均与下通气层(12)连通，一号风口(41)设有风扇(43)。

5.根据权利要求4所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：下通气层(12)固定有散热板(44)，一部分的发热元件(3)安装在散热板(44)的上表面，散热板(44)的下表面设有平行的散热片(45)。

6.根据权利要求5所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：平行相邻的散热片(45)之间形成气流道(51)，该气流道(51)的两端分别朝向一号风口(41)与二号风口(42)。

7.根据权利要求5所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：散热片(45)的下端与下通气层(12)的底面之间留有隔热间隙(52)。

8.根据权利要求7所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：下通气层(12)的底部固有将隔热间隙 (52)处气流吹向散热片(45)的引流板(61)，引流板(61)与散热片(45)之间具有空隙(62)。

9.根据权利要求5-8任意一项所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：下通气层(12)中安装有两个悬空的分隔板(7)，电路板(2)盖合在两个分隔板(7)上端并固定，分隔板(7)、电路板(2)以及机壳(1)的侧壁围成一个下方开口的腔室(71)；

一号风口(41)与二号风口(42)均置于分隔板(7)下方，散热板(44)置于腔室(71)内的两个分隔板(7)之间，散热片(45)置于分隔板(7)的下方。

10.根据权利要求9所述一种独立风道的UPS模块，其特征是：分隔板(7)上开设有通风孔(72)，分隔板(7)安装有母线电容，散热板(44)的上表面的发热元件(3)至少是SCR整流桥、IGBT逆变模块、旁路STS静态开关。