CN212324599U - 一种电气设备及其散热总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电气设备的散热总成，包括封闭腔体、散热腔体、散热器以及风扇，其中，所述封闭腔体由多个侧面围合形成，所述散热器的基板构成所述封闭腔体的一部分，且所述基板上设置有产生热量的电器元件，所述散热器的散热端伸入所述散热腔体内，所述散热腔体具有进风口和出风口，其设置于所述封闭腔体的侧面外部并至少经过所述封闭腔体的两个侧面，所述风扇内置于所述散热腔体以使气流由所述进风口流向所述出风口。相比于现有技术而言，该散热总成的散热效果明显提升。本实用新型还公开了一种采用上述散热总成的电气设备。

Description

一种电气设备及其散热总成

技术领域

本实用新型涉及电气设备散热技术领域，特别涉及一种电气设备及其散热总成。

背景技术

及时充分的散热对于保证电气设备的可靠工作是至关重要的，目前的电气设备中多存在散热不充分的问题。

以组串逆变器为例，其包括一个具有一定防护等级的封闭腔体，电器元件(也称功率器件)设置在该封闭腔体中，该封闭腔体采用自然对流散热的方式实现对内部的电器元件的散热，为了增强散热效果，现有组串逆变器中还设置有散热器，散热器的基板本身构成封闭腔体的部分内壁，散热器的散热端裸露在封闭腔体的外部，将一部分发热量较大的大功率器件(如晶体管、 IGBT等)安装在散热器的基板上，热量传递至散热器的散热端后被空气带走。

然而，由于自然对流散热的单位面积热流密度较低，为了进一步提高散热效果，一些厂家将散热器的散热端置于带有风扇的强制散热腔体中，虽然该种方式在较大程度上优化了组串逆变器的散热效果，但由于散热腔体的覆盖面积有限，因此仅能够将散热器所导出的热量带走，封闭腔体的散热效果依然不够理想。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供一种电气设备的散热总成，以便能够进一步提高电气设备的散热效果。

本实用新型的另一目的是提供一种采用上述散热总成的电气设备。

为达到上述目的，本实用新型提供的电气设备的散热总成，包括封闭腔体、散热腔体、散热器以及风扇，其中，

所述封闭腔体由多个侧面围合形成，所述散热器的基板构成所述封闭腔体的一部分，且所述基板上设置有产生热量的电器元件，所述散热器的散热端伸入所述散热腔体内，所述散热腔体具有进风口和出风口，其设置于所述封闭腔体的侧面外部并至少经过所述封闭腔体的两个侧面，所述风扇内置于所述散热腔体以使气流由所述进风口流向所述出风口。

优选的，在所述散热腔体所经过的所述侧面中，所述散热器所在的侧面称为主散热面，其余所述侧面称为辅助散热面，并且，至少一个所述辅助散热面上还设置有用于增大散热面积的扩展散热装置。

优选的，所述扩展散热装置仅设置在所述封闭腔体的外壁上；或者所述扩展散热装置仅设置在所述封闭腔体的内壁上；或者所述扩展散热装置同时设置在所述封闭腔体的外壁和内壁上。

优选的，所述扩展散热装置为热管、散热翅片、散热凹槽或散热筋条中的一种或多种组合。

优选的，所述封闭腔体呈扁平的长方体状，其面积最大的两个侧面称为主面，其余四个侧面称为副面，所述散热腔体经过其中一个所述主面以及一个与该所述主面相邻的所述副面。

优选的，在所述散热腔体内的空气流动方向上，位于上游的所述电器元件的发热量不小于位于下游的所述电器元件的发热量。

优选的，所述进风口和出风口处还设置有能够开合的百叶窗。

优选的，所述封闭腔体的防护等级为IP66，所述散热腔体在闲置状态时的防护等级为IP66。

本实用新型中所公开的电气设备，设置有散热总成，所述散热总成为如上述任意一项所公开的电气设备的散热总成。

优选的，所述电气设备为组串逆变器。

本实用新型中所公开的电气设备散热总成的散热原理如下：

在风扇的作用下，散热腔体中产生由进风口向出风口持续流动的气流，持续流动的气流将散热器的散热端的热量带走，实现散热器与空气的强迫对流换热，同时由于散热腔体至少经过封闭腔体的两个侧面，这就有效增大了散热腔体所覆盖的封闭腔体的侧面数量以及面积，在散热风道的作用下，封闭腔体的多个侧面实现强迫对流换热，相比于现有技术而言，其散热效果明显提升。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例所公开的电气设备的散热总成中散热腔体在封闭腔体上的布置示意图；

图2为图1中所公开的散热总成的侧视结构示意图；

图3为图1中所公开的散热总成的主视结构示意图；

图4为图1中所公开的散热总成的俯视结构示意图。

其中，1为封闭腔体，2为散热腔板，3为扩展散热装置，4为散热腔体， 5为风扇，6为散热器，7为第一电器元件，8为第二电器元件，41为进风口， 42为出风口。

具体实施方式

本实用新型的核心之一是提供一种电气设备的散热总成，以便能够进一步提高电气设备的散热效果。

本实用新型的另一核心是提供一种采用上述散热总成的电气设备。

请结合图1至图4进行理解，本实用新型实施例中所公开的电气设备的散热总成，包括封闭腔体1、散热腔体4、散热器6以及风扇5，封闭腔体1 由多个侧面围合形成，如图1中所示，散热器6的基板构成封闭腔体1的一部分侧壁(即基板为封闭腔体1侧壁的一部分)，散热器6的散热端伸入到散热腔体4内，至少一部分发热的电器元件(通常为大功率的晶体管或IGBT) 安装在散热器6的基板上，散热腔体4设置有进风口41和出风口42，散热腔体4设置在封闭腔体1的外部并至少经过封闭腔体1的两个侧面，请参考图1 至图4，散热腔体4是由散热腔板2结合封闭腔体1的外壁围合形成的，风扇 5内置在散热腔体4中，以使气流由进风口41流向出风口42。

作为优选的方式，进风口41和出风口42分别设置在散热腔体4的起始端和终止端，这样设置可以尽量延长气流与封闭腔体1外壁的接触距离，以提高散热效果。

上述实施例中的IGBT是英文Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写，其中文名称为：绝缘栅双极型晶体管，除了在散热器6的基板上安装有电器元件，根据实际需要还可以在封闭腔体内的其他位置安装有电器元件。

需要进行说明的是，上述实施例中的封闭腔体1具体是指完成安装之后的腔体是封闭的，以保证安装在封闭腔体1内部的电器元件满足防护要求，应当理解，在进行电器元件安装的过程中，该封闭腔体1并非是封闭的。

上述实施例中所公开的电气设备散热总成的散热原理如下：

在风扇5的作用下，散热腔体4中产生由进风口向出风口持续流动的气流，持续流动的气流将散热器的散热端的热量带走，实现散热器与空气的强迫对流换热，同时由于散热腔体4至少经过封闭腔体1的两个侧面，这就有效增大了散热腔体4所覆盖的封闭腔体的侧面数量以及面积，在散热风道的作用下，封闭腔体1的多个侧面实现强迫对流换热，相比于现有技术而言，其散热效果明显提升。

以附图中所示的封闭腔体1为例进行说明，封闭腔体1具体呈扁平(即壳体的厚度明显小于其长度和高度)的长方体状，封闭腔体1面积最大的两个侧面称为主面，其余的四个侧面称为副面，结合图1至图4可以看出，散热腔体4经过其中一个主面以及一个与该主面相邻的副面，也就是说，散热腔体4覆盖在了封闭腔体1的两个侧面上，使封闭腔体外壁散热方式由原来的自然对流转变为强迫对流，显著提升了封闭腔体1内部电器元件的散热效果，另外，当该电气设备应用在户外时，散热腔板2还能够遮挡阳光，以避免阳光直射在其所覆盖的封闭腔体1的侧面上，这可以降低太阳辐射对封闭腔体1内部的温度产生的影响，除了长方体状之外，封闭腔体1还可以为其他形状，如三棱柱状、锥体状或者梯台状等，本实用新型中对封闭腔体1的具体形状不作限定。

当然，为了进一步提高散热腔体4对封闭腔体1的散热效果，在散热腔体4所经过的侧面中，散热器6所在的侧面称为主散热面，其余的侧面称为辅助散热面，在一个或多个辅助散热面上还设置有扩展散热装置3，扩展散热装置3可以增大封闭腔体1与散热腔体4中的气流的换热面积，以进一步提高散热效果；在本实施例中，扩展散热装置3包括但不限于热管、翅片散热器、散热翅片、开设在侧面上的散热凹槽以及散热筋条中的一种或者多种组合，扩展散热装置3可以仅设置在封闭腔体1的外壁上，也可仅设置在封闭腔体1的内壁上，也可同时设置在封闭腔体1的外壁和内壁上，当扩展散热装置3设置在封闭腔体1的外壁上时，扩展散热装置3的散热端伸入散热腔体4中，以通过散热腔体4中的气流及时将扩展散热装置3的热量带走。

不难理解的是，从散热腔体4的上游至其下游，气流的温度逐渐升高，因此为了确保发热量较大的电器元件能够充分散热，在散热腔体4内空气流动的方向上，位于上游的电器元件的发热量大于位于下游的电器元件的发热量，当然，若电器元件完全相同，处于上游的电器元件的发热量也可与处于下游的电器元件的发热量相同。

如图3中所示，第一电器元件7设置有一排，第二电器元件8也设置有一排，第一电器元件7位于第二电器元件8的上游，并且第一电器元件7的发热量大于第二电器元件8的发热量，从进风口41进入的气流，在温度较低时与发热量较大的第一电器元件7换热，有一定温升的气流再与发热量较小的第二电器元件8换热，最后从出风口42排出散热腔体4。

需要进行说明的是，上述实施例中的“上游”和“下游”是按照如下方式定义的：若存在部件A和部件B，散热腔体4内的气流流动过程中先经过部件A后经过部件B，则定义为部件A位于部件B的上游，或者说是部件B 位于部件A的下游。

风扇5在散热腔体4中的安装位置不受限制，其可以位于散热器6的上游也可以位于散热器6的下游，当位于散热器6的上游时，其对散热器6进行吹风；当位于散热器6的下游时，其对散热器6抽风即可。

进一步的，为了避免散热腔体4在闲置状态时进入过多杂质，还可在进风口和出风口处设置能够开合的百叶窗，散热腔体4闲置状态时百叶窗关闭，百叶窗关闭时，散热腔体4的防护等级能够达到IP66：散热腔体4进入工作状态时，百叶窗开启。

为了保护封闭腔体中的电器元件，本实施例中封闭腔体的防护等级为 IP66。

本实用新型实施例中还公开了一种电气设备，该电气设备包括但不限于组串逆变器，该电气设备设置有上述任意一实施例中所公开的电气设备的散热总成。

由于设置有上述散热总成，因此该电气设备兼具上述散热总成相应的技术优点，本领域技术人员可以参照上述实施例对此进行理解，本文中不在进行赘述。

以上对本实用新型所提供的电气设备及其散热总成进行了详细介绍。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 (10)

1.一种电气设备的散热总成，其特征在于，包括封闭腔体(1)、散热腔体(4)、散热器(6)以及风扇(5)，其中，

所述封闭腔体(1)由多个侧面围合形成，所述散热器(6)的基板构成所述封闭腔体(1)的一部分，且所述基板上设置有产生热量的电器元件，所述散热器(6)的散热端伸入所述散热腔体(4)内，所述散热腔体(4)具有进风口(41)和出风口(42)，其设置于所述封闭腔体(1)的侧面外部并至少经过所述封闭腔体(1)的两个侧面，所述风扇(5)内置于所述散热腔体(4)中以使气流由所述进风口(41)流向所述出风口(42)。

2.根据权利要求1所述的散热总成，其特征在于，在所述散热腔体(4)所经过的所述侧面中，所述散热器(6)所在的侧面称为主散热面，其余所述侧面称为辅助散热面，并且，至少一个所述辅助散热面上还设置有用于增大散热面积的扩展散热装置(3)。

3.根据权利要求2所述的散热总成，其特征在于，所述扩展散热装置(3)仅设置在所述封闭腔体(1)的外壁上；或者所述扩展散热装置(3)仅设置在所述封闭腔体(1)的内壁上；或者所述扩展散热装置(3)同时设置在所述封闭腔体(1)的外壁和内壁上。

4.根据权利要求2所述的散热总成，其特征在于，所述扩展散热装置(3)为热管、散热翅片、散热凹槽或散热筋条中的一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的散热总成，其特征在于，所述封闭腔体(1)呈扁平的长方体状，其面积最大的两个侧面称为主面，其余四个侧面称为副面，所述散热腔体(4)经过其中一个所述主面以及一个与该所述主面相邻的所述副面。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的散热总成，其特征在于，在所述散热腔体(4)内的空气流动方向上，位于上游的所述电器元件的发热量不小于位于下游的所述电器元件的发热量。

7.根据权利要求1所述的散热总成，其特征在于，所述进风口(41)和出风口(42)处还设置有能够开合的百叶窗。

8.根据权利要求7所述的散热总成，其特征在于，所述封闭腔体(1)的防护等级为IP66，所述散热腔体(4)在闲置状态时的防护等级为IP66。

9.一种电气设备，设置有散热总成，其特征在于，所述散热总成为如权利要求1-8任意一项所述的电气设备的散热总成。

10.根据权利要求9所述的电气设备，其特征在于，所述电气设备为组串逆变器。

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