CN210898956U - 一种一体化设置的功率单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化设置的功率单元，框架自前往后依次设置有电解电容单元、通风腔和散热器，通风腔的上方设置有IGBT模块，散热器的散热风流向为电解电容单元流向通风腔方向；IGBT模块的上方设置有整流器单元和逆变器单元；斩波器单元设置在电解电容单元的上方；整流器单元的输出端与逆变器单元的输入端电连接；斩波器单元的输入端与电解电容单元内的输出端连接，斩波器单元的输出端与逆变器单元的输入电连接；整流器的输出端电连接电解电容单元的输入端。功率单元通过合理设置流器单元、逆变器单元、电解电容单元、斩波器单元和IGBT模块的位置关系，实现了其一体化的设置，能够节省空间，减少其需要的占地面积。

Description

一种一体化设置的功率单元

技术领域

本实用新型涉高频不间断电源装置领域，具体涉及一种一体化设置的功率单元。

背景技术

绝缘栅双极型晶体管(以下简称IGBT)模块是不间断电源(以下简称UPS)内最主要的发热源之一，由IGBT构成的整流器逆变器斩波器三大功率器件单元是高频UPS最重要的核心部位。目前的高频UPS的功率单元为了满足设备散热问题，在结构上以整流器、逆变器及斩波器分开来形成独立风道设计，以达到把功率器件单元温升控制在一定范围的效果，但是在结构上分离整流器、逆变器及斩波器的单元模块设计，造成高频UPS产品功率单元数量多、整机重量大、材料成本高，同时造成产品占地面积大等问题凸显。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供

一种一体化设置的功率单元，包括一框架，所述框架自前往后依次设置有电解电容单元、通风腔和散热器，所述通风腔的上方设置有IGBT模块，所述散热器的散热风流向为电解电容单元流向通风腔方向；所述IGBT模块分为第一IGBT、第二IGBT和第三IGBT；所述IGBT模块的上方层叠式设置有整流器单元和逆变器单元；所述斩波器单元设置在电解电容单元的上方；所述整流器单元的输入端与外部电源电连接，所述整流器单元的输出端与逆变器单元的输入端电连接；所述斩波器单元的输入端与电解电容单元内的输出端连接，所述斩波器单元的输出端与逆变器单元的输入电连接；所述整流器的输出端电连接电解电容单元的输入端；所述整流器电连接第一IGBT，所述逆变器电连接第二IGBT，所述斩波器单元的电连接第三IGBT。

在一可选或者优选的实施方式中，所述整流器单元设置在IGBT模块的上方；所述逆变器单元设置在整流器单元的上方。

在一可选或者优选的实施方式中，所述整流器单元与IGBT模块之间设置有层压板，所述层压板将整流器单元的并接回路、逆变器单元的并接回路和斩波器单元的并接回路相互独立。

在一可选或者优选的实施方式中，所述层压板设置有多层绝缘层，所述整流器单元的并接回路、逆变器单元的并接回路和斩波器单元并接回路之间通过绝缘层绝缘。

在一可选或者优选的实施方式中，所述IGBT模块与通风腔接触的一面设有硅胶层。

在一可选或者优选的实施方式中，所述通风腔内设置有多条风道，所述风道方向为由电解电容单元指向散热器方向。

在一可选或者优选的实施方式中，所述框架上设置有6个接线端子；所述第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子连接整流器单元的输入端；所述第四接线端子、第五接线端子和第六接线端子连接逆变器的输出端。

在一可选或者优选的实施方式中，所述IGBT模块的排列方式为自前往后的依次排列为第三IGBT、第二IGBT和第一IGBT。

本实用新型的一体化设置的功率单元与现有技术相比具有以下有益效果：

1、功率单元集成了整流器单元、逆变器单元、电解电容单元、斩波器单元和IGBT模块，通过合理设置流器单元、逆变器单元、电解电容单元、斩波器单元和IGBT模块的位置关系，实现了其一体化的设置，能够节省空间，减少其需要的占地面积；

2、一体化设置的功率单元的框架的进风口仅开放与散热器，则风道方向是唯一的，即从电解电容单元流向通风腔方向，然后经散热器流出，使得流经通风腔的风速能到达到最大值，从而实现IGBT的高效散热，加上电解电容单元设置在IGBT的上风口处，能够减少IGBT的热量对电解电容单元的影响，在功率单元中，IGBT模块产生的热量是比较大的，而且电解电容单元对温度比较敏感，将电解电容单元设置在IGBT模块的上风口，能够使得对功率单元的集成之后，IGBT热量能够减少电解电容单元的影响，使得其组装在一起实现小型化提供散热条件；

3、整流器单元与IGBT模块之间设置有层压板，层压板由导电铜排和绝缘层组成，绝缘层将导电铜排相互之间进行绝缘，从而将整流器单元的并接回路、逆变器单元的并接回路和斩波器单元的并接回路相互绝缘独立，能够压缩整流器单元的并接回路、逆变器单元的并接回路和斩波器单元的并接回路的接线所需空间，减少功率单元的体积；

4、IGBT模块与通风腔接触的一面设有高导热性能的硅胶层，能够叫IGBT模块产生的热量传导到硅胶层中，然后硅胶层在通风腔流通的风的作用下进行散热，能够提高IGBT模块的散热效率。

附图说明

图1为本实用新型一体化设置的功率单元的结构图；

图2为本实用新型一体化设置的功率单元的左视图；

图3是图2的A-A剖面视图；

图4是图2的B-B剖面视图；

图5是图2的C-C剖面视图；

图6是图2的D-C剖面视图；

图7是图2的E-E剖面视图。

附图图例说明：1-框架；2-电解电容单元；3-通风腔；31-风道；4-散热器；5-IGBT模块；51-第一IGBT；52-第二IGBT；53-第三IGBT；6-整流器单元；7-逆变器单元；8-斩波器单元；9-层压板；101-第一接线端子；102-第二接线端子；103-第三接线端子；104-第四接线端子；105-第五接线端子；106-第六接线端子。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

如附图1所示，本申请中的左右前后均以图1表示的坐标轴的方向为准，应当注意，该左右前后方向只是方便本领域技术人员理解本方案。

结合附图1-7所示，一种一体化设置的功率单元，包括一框架1，所述框架1自前往后依次设置有电解电容单元2、通风腔3和散热器4，所述通风腔3的上方设置有IGBT模块5，所述散热器4的散热风流向为电解电容单元2流向通风腔3方向(风的流向请参阅图7，图7箭头方向为风的流向)，所述框架1的进风口仅开放与散热器4，则风道31方向是唯一的，即从电解电容单元2流向通风腔3方向，然后经散热器4流出，使得流经通风腔3的风速能到达到最大值，从而实现IGBT的高效散热，加上电解电容单元2设置在IGBT的上风口处，能够减少IGBT的热量对电解电容单元2的影响，在功率单元中，IGBT模块5产生的热量是比较大的，而且电解电容单元2对温度比较敏感，将电解电容单元2设置在IGBT模块5的上风口，能够使得对功率单元的集成之后，IGBT热量能够减少电解电容单元2的影响，使得其组装在一起实现小型化提供散热条件；

所述IGBT模块5的上方层叠式设置有整流器单元6和逆变器单元7，所述整流器单元6设置在IGBT模块5的上方；所述逆变器单元7设置在整流器单元6的上方；所述斩波器单元8设置在电解电容单元2的上方；所述整流器单元6的输入端与外部电源电连接，所述整流器单元6的输出端与逆变器单元7的输入端电连接；所述斩波器单元8的输入端与电解电容单元2内的输出端连接，所述斩波器单元8的输出端与逆变器单元7的输入电连接；所述框架1上设置有6个接线端子；所述第一接线端子101、第二接线端子102和第三接线端子103连接整流器单元6的输入端，第一接线端子101、第二接线端子102和第三接线端子103用以外接外部三相电源；所述第四接线端子104、第五接线端子105和第六接线端子106连接逆变器的输出端，所述第四接线端子104、第五接线端子105和第六接线端子106用以输出电能给用电设备；IGBT模块5分为第一IGBT51、第二IGBT52和第三IGBT53，所述IGBT模块5的排列方式为自前往后的依次排列为第三IGBT53、第二IGBT52和第一IGBT51；所述整流器的输出端电连接电解电容单元2的输入端；所述整流器电连接第一IGBT51，第一IGBT51控制整流器的工作，所述逆变器电连接第二IGBT52，第二IGBT52控制逆变器的工作，所述斩波器单元8的电连接第三IGBT53，第三IGBT53控制斩波器单元8的工作。所述整流器单元6与IGBT模块5之间设置有层压板9，层压板9由导电铜排和绝缘层组成，绝缘层将导电铜排相互之间进行绝缘，从而将整流器单元6的并接回路、逆变器单元7的并接回路和斩波器单元8的并接回路相互绝缘独立，能够压缩整流器单元6的并接回路、逆变器单元7的并接回路和斩波器单元8的并接回路的接线所需空间，减少功率单元的体积。

优选地，所述IGBT模块5与通风腔3接触的一面设有高导热性能的硅胶层，能够叫IGBT模块5产生的热量传导到硅胶层中，然后硅胶层在通风腔3流通的风的作用下进行散热，能够提高IGBT模块5的散热效率。

优选地，所述通风腔3内设置有多条风道31，所述风道31方向为由电解电容单元2指向散热器4方向，多条风道31能够将通风腔3进行细分，进一步限制风的流向，减少风向两边运动，使得风能够最大化由电解电容单元2流向散热器4方向，使其风速增大，散热效果提高。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种一体化设置的功率单元，包括一框架，其特征在于：所述框架自前往后依次设置有电解电容单元、通风腔和散热器，所述通风腔的上方设置有IGBT模块，所述散热器的散热风流向为电解电容单元流向通风腔方向；所述IGBT模块分为第一IGBT、第二IGBT和第三IGBT；所述IGBT模块的上方层叠式设置有整流器单元和逆变器单元；所述电解电容单元的上方设置有斩波器单元；所述整流器单元的输入端与外部电源电连接，所述整流器单元的输出端与逆变器单元的输入端电连接；所述斩波器单元的输入端与电解电容单元内的输出端连接，所述斩波器单元的输出端与逆变器单元的输入电连接；所述整流器的输出端电连接电解电容单元的输入端；所述整流器电连接第一IGBT，所述逆变器电连接第二IGBT，所述斩波器单元的电连接第三IGBT。

2.根据权利要求1所述的一体化设置的功率单元，其特征在于：所述整流器单元设置在IGBT模块的上方，所述逆变器单元设置在整流器单元的上方。

3.根据权利要求2所述的一体化设置的功率单元，其特征在于：所述整流器单元与IGBT模块之间设置有层压板，所述层压板将整流器单元的并接回路、逆变器单元的并接回路和斩波器单元的并接回路相互独立。

4.根据权利要求3所述的一体化设置的功率单元，其特征在于：所述层压板设置有多层绝缘层，所述整流器单元的并接回路、逆变器单元的并接回路和斩波器单元并接回路之间通过绝缘层绝缘。

5.根据权利要求1所述的一体化设置的功率单元，其特征在于：所述IGBT模块与通风腔接触的一面设有硅胶层。

6.根据权利要求1所述的一体化设置的功率单元，其特征在于：所述通风腔内设置有多条风道，所述风道方向为由电解电容单元指向散热器方向。

7.根据权利要求1所述的一体化设置的功率单元，其特征在于：所述框架上设置有6个接线端子；所述6个接线端子包括第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子、第四接线端子、第五接线端子和第六接线端子；所述第一接线端子、第二接线端子和第三接线端子连接整流器单元的输入端；所述第四接线端子、第五接线端子和第六接线端子连接逆变器的输出端。

8.根据权利要求1所述的一体化设置的功率单元，其特征在于：所述IGBT模块自前往后的依次排列为第三IGBT、第二IGBT和第一IGBT。

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