CN209449127U - 一种高频电源散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高频电源散热装置，包括电源壳体，电源壳体的背板与内置有用于散热的变压器油的变压器装置相连接，变压器油与背板相接触，且背板与变压器油接触的部分与位于电源壳体内部的发热件相连，背板与变压器油接触的部分为导热部，以便将发热件产生的热量传递至变压器油。即背板与变压器油接触的部分也是变压器装置的一部分腔体壁，因而，当发热件工作时，所产生的热量通过背板与变压器油接触的部分传递到另一侧的变压器油中，通过变压器油传导实现快速散热，变压器油是变压器装置中原有的、用于变压器装置自身散热的设置，不需要设置其他额外的冷却设备，降低了装置的成本，结构简单且可靠性高，维护方便。

Description

一种高频电源散热装置

技术领域

本实用新型涉及散热设备领域，更具体地说，涉及一种高频电源散热装置。

背景技术

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，主要应用于直流电压为600V及以上的变流系统，如高频电源。

在高频电源中，IGBT是大功率半导体器件，损耗功率使其发热量较大，是高频电源的主要热源，如果热量不能及时散掉，使得器件的结温超过125℃，长期工作在临界温度之上，会造成IGBT的损坏，从而影响到高频电源的工作运作。

在现有技术中，一般是采用风冷装置或者油循环冷却装置来对高频电源以及IGBT进行冷却，但是风冷装置的风流量较大，因而灰尘容易在装置中堆积，影响IGBT以及其他部件的散热及正常工作，只能通过人工对其进行维护，维护成本较高，而油循环冷却装置的结构较复杂，并且油循环冷却装置的成本较高，运行时的可靠性低。

综上所述，如何提供一种成本低且可靠性高的高频电源散热装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种成本低且可靠性高的高频电源散热装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种高频电源散热装置，包括电源壳体，所述电源壳体的背板与内置有用于散热的变压器油的变压器装置相连接，所述变压器油与所述背板相接触，且所述背板与所述变压器油接触的部分与位于所述电源壳体内部的发热件相连，所述背板与所述变压器油接触的部分为导热部，以便将所述发热件产生的热量传递至所述变压器油。

优选的，所述发热件为IGBT。

优选的，所述背板与所述变压器油接触的部分为铝板散热片。

优选的，所述铝板散热片通过铆钉与所述背板的主体部分固定连接。

优选的，所述电源壳体上设置有进气口和出气口，所述出气口上设置有用于驱动气体流动的引风机。

优选的，所述进气口设置于所述发热件侧面，所述出气口设置于所述电源壳体的顶部。

优选的，所述进气口上设置有用于阻挡外界灰尘的防尘网。

优选的，所述电源壳体的顶部防护罩与所述电源壳体的周向侧壁可拆卸连接。

优选的，所述变压器油与用于冷却所述变压器油的散热器相连。

本实用新型提供的高频电源散热装置，包括电源壳体，电源壳体的背板与内置有用于散热的变压器油的变压器装置相连接，变压器油与背板相接触，即背板与变压器油接触的部分也是变压器装置的一部分腔体壁，因而，将背板与变压器油接触的部分与位于电源壳体内部的发热件相连，当发热件工作时，所产生的热量通过背板与变压器油接触的部分传递到另一侧的变压器油中，由于变压器油的比热大，受热后底部的油体会膨胀上升，通过变压器油的上下对流实现快速散热，并且变压器油是变压器装置中原有的、用于变压器装置自身散热的设置，本实用新型通过背板将电源壳体内的主要发热件所产生的热量传递至变压器油进行散热，在壳体上方使用小型引风机辅助降低柜内温升，降低了装置的成本，结构简单，维护方便。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供的高频电源散热装置的结构示意图；

图2为图1中A-A向的剖视图；

图3为本实用新型所提供的高频电源散热装置的进气口和出气口的剖视图；

图4为本实用新型所提供的高频电源散热装置气体流通的示意图。

图1-4中：

1为电源壳体、2为背板、21为铝板散热片、3为IGBT、4为变压器装置、5为进气口、6为出气口。

具体实施方式

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。

本实用新型的核心是提供一种成本低且可靠性高的高频电源散热装置。

请参考图1～4，图1为本实用新型所提供的高频电源散热装置的结构示意图；图2为图1中A-A截面的剖视图；图3为本实用新型所提供的高频电源散热装置的进气口和出气口的剖视图；图4为本实用新型所提供的高频电源散热装置气体流通的示意图。

本实用新型所提供的高频电源散热装置，包括电源壳体1，电源壳体1的背板2与内置有用于散热的变压器油的变压器装置4相连接，变压器油与背板2相接触，且背板2与变压器油接触的部分与位于电源壳体1内部的发热件相连，背板2与变压器油接触的部分为导热部，以便将发热件产生的热量传递至变压器油。

其中，电源壳体1可以是长方体或者正方体，方便布置，当然也可以是其他形状，具体形状可以根据实际情况进行选择，电源壳体1一般采用金属材料制造，质地较坚硬，不易变形，使用寿命长，电源壳体1主要用于放置并保护高频电源的各部分器件。

变压器装置4中设置有变压器油，变压器装置4可以采用高频变压器，而变压器油是石油的一种分馏产物，它的主要成分是烷烃、环烷族饱和烃、芳香族不饱和烃等化合物。变压器油的比热大，常用作冷却剂。高频变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的变压器油受热膨胀上升，通过变压器油的上下对流，使热量快速散出，保证高频变压器正常运行。

需要说明的是，变压器油与背板2相接触，即背板2相当于变压器装置4中用于密封变压器油的部分壁体，而电源壳体1内的发热件与背板2与变压器油接触的部分相连接，因而，发热件工作时的发热量能够通过背板2与变压器油接触的部分传递至变压器油中进行散热，其中，发热件可以是高频电源中发热较大的任意器件，具体设置可以根据实际情况进行选择。

综上，本实用新型通过将发热件直接与背板2连接，借助变压器装置4中原有的、用于变压器装置4自身散热的变压器油对电源壳体1中的发热件进行散热，而不需要设置其他额外的冷却设备，降低了装置的成本的同时保证了结构的可靠性，且结构简单，维护方便。

在关于发热件的一种具体实施方式中，发热件为IGBT3。IGBT3作为新型电力半导体场控自关断器件，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得极广泛的应用，同时由于IGBT3工作时的电流较大，其因电流的热效应而产生的热量也因而较大，使IGBT3的温度很高，需要通过变压器油的冷却实现正常工作，避免因温度过高而损坏。

为了进一步增强装置的散热效果，在本具体实施方式中，背板2与变压器油接触的部分为铝板散热片21。铝板散热片21一般由铝合金挤压形成型材，再经机械加工及表面处理制成，而铝板散热片21的热传导能力强﹑密度小﹑价格便宜，因而能够降低装置的成本，当然，背板2与变压器油接触的部分并不局限于铝板散热片21，还可以采用其他种类的散热部件，例如铜管散热器、铜切削散热片，由于铜的导热系数远远大于铝，热传导能力的成倍增加，能够有效提高加热件的散热效果。

在上述具体实施方式的基础上，铝板散热片21可以通过铆钉与背板2的主体部分固定连接。

其中，铆钉一般沿铝板散热片21的周向设置，具体数量可以根据所用铝板散热片21的尺寸形状进行选择，除了铆接，铝板散热片21还可以通过其他方式与背板2连接，例如螺栓、定位销，但是要注意保证铝板散热片21与背板2之间的密封性，避免液压器油泄露。

为了增强电源壳体1内部的气流运动，在本具体实施方式中，电源壳体1上设置有进气口5和出气口6，出气口6上设置有用于驱动气体流动的引风机。

其中，进气口5和出气口6的形状与尺寸并无特殊要求，可以根据具体情况进行选择。

需要说明的是，由于外界的空气的温度低于电源壳体1内部空气的温度，因而使外界空气通过进气口5进入电源壳体1内部，并通过引风机的引力带动电源壳体1内部原有的空气流向出气口6，降低了电源壳体1内部温度，在这个过程中，电源壳体1内部的部件产生的部分热量也会随之散出，提高了散热效率。

在关于进气口5和出气口6的一种具体实施方式中，进气口5可设置于发热件侧面，出气口6设置于电源壳体1的顶部。

将进气口5设置在发热件侧面的目的在于刚刚进入电源壳体1内部温度较低的空气先对发热件进行冷却，而将出气口6设置于电源壳体1的顶部是因为热胀冷缩原理，温度较高的空气会集中在电源壳体1的顶部，通过出气口6能够将热空气快速排出。

为了保证电源壳体1内部的清洁，降低维护成本，进气口5上设置有用于阻挡外界灰尘的防尘网。其中，防尘网可以采用金属防尘网，不易变形，使用寿命长，原料成本低，也可以采用纤维或者棉质的防尘网，间隙较小，防尘效果好。

为了提高散热效果，在本具体实施方式中，电源壳体1的顶部防护罩与电源壳体1的周向侧壁可拆卸连接。即可以将电源壳体1的顶部防护罩拆下，使电源壳体1的顶部敞开，增大了散热面积，直接与外界进行换热，提高了散热效率。

在上述具体实施方式的基础上，本具体实施方式中的变压器油与用于冷却变压器油的散热器相连。

其中，散热器的一部分浸入在变压器油中，其余部分与外界连通，通常采用片式或扁管式散热器，结构紧凑，单位换热面积大，也可以采用其他散热形式，只要能够实现变压器油冷却的散热方式均可应用于本实用新型所提供的技术方案中。

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。

以上对本实用新型所提供的高频电源散热装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高频电源散热装置，其特征在于，包括电源壳体(1)，所述电源壳体(1)的背板(2)与内置有用于散热的变压器油的变压器装置(4)相连接，所述变压器油与所述背板(2)相接触，且所述背板(2)与所述变压器油接触的部分与位于所述电源壳体(1)内部的发热件相连，所述背板(2)与所述变压器油接触的部分为导热部，以便将所述发热件产生的热量传递至所述变压器油。

2.根据权利要求1所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述发热件为IGBT(3)。

3.根据权利要求1所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述背板(2)与所述变压器油接触的部分为铝板散热片(21)。

4.根据权利要求3所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述铝板散热片(21)通过铆钉与所述背板(2)的主体部分固定连接。

5.根据权利要求1所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述电源壳体(1)上设置有进气口(5)和出气口(6)，所述出气口(6)上设置有用于驱动气体流动的引风机。

6.根据权利要求5所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述进气口(5)设置于所述发热件侧面，所述出气口(6)设置于所述电源壳体(1)的顶部。

7.根据权利要求6所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述进气口(5)上设置有用于阻挡外界灰尘的防尘网。

8.根据权利要求7所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述电源壳体(1)的顶部防护罩与所述电源壳体(1)的周向侧壁可拆卸连接。

9.根据权利要求1至8任一项所述的高频电源散热装置，其特征在于，所述变压器油与用于冷却所述变压器油的散热器相连。