CN212586794U - 风冷散热机箱及电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种风冷散热机箱及电源装置，风冷散热机箱包括箱体、散热器、第一散热机组和第二散热机组，箱体的第一面板上设有第一进风口和第二进风口，箱体的第二面板上设有第一出风口和第二出风口，第一面板与第二面板相对设置，散热器安装在箱体内，散热器的底板与箱体之间围成第一散热空间和第二散热空间，散热器的鳍片位于第一散热空间内，第一进风口和第一出风口位分别位于鳍片的两端处，第二进风口和第二出风口均位于第二散热空间侧，第一散热机组设在第一进风口和鳍片之间，第二散热机组设在第二散热空间内并位于第二进风口处。电源装置设有上述的风冷散热机箱，风冷散热机箱及电源装置均能够对功率器件进行针对性散热，且散热效果好。

Description

风冷散热机箱及电源装置

技术领域

本实用新型涉及电源设备技术领域，具体地说，是涉及一种风冷散热机箱及设置有该风冷散热机箱的电源装置。

背景技术

随着电力电子技术的高速发展，电源装置的功率越做越大，而功率器件在工作过程中的损耗大部分会以热能的形式出现，因此，当产生的热量不能被及时排散的话，会导致电源装置内部的温度迅速升高，进而导致功率器件发生故障甚至是损坏。

目前电源装置的散热系统主要包括风冷系统和液冷系统两种，其中，风冷系统具有结构简单、冷却介质安全、易维护及成本低等优点，但是，由于现有的风冷系统的风道和流向较为单一，使得冷却风风量分配不均匀，且也无法根据功率单元的发热量大小输送相对应量的冷却风，导致部分功率器件无法得到有效的散热、降温，严重时会造成功率器件由于过度发热而失控。与风冷系统相比，液冷系统冷却效果更好，但是，液冷系统存在成本高、系统复杂等缺点，且具有一定的安全隐患，因此不适合广泛使用于大功率电源设备中。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种可针对性散热且散热效果好的风冷散热机箱。

本实用新型的另一目的是提供一种设置有上述风冷散热机箱的电源装置。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种风冷散热机箱，其中，包括箱体、散热器、第一散热机组和第二散热机组，箱体的第一面板上设置有第一进风口和第二进风口，箱体的第二面板上设置有第一出风口和第二出风口，第一面板与第二面板相对设置，散热器安装在箱体内，散热器的底板与箱体之间围成第一散热空间和第二散热空间，散热器的鳍片位于第一散热空间内，第一进风口和第一出风口位分别位于鳍片的两端处，第二进风口和第二出风口均位于第二散热空间侧，第一散热机组设置在第一进风口和鳍片之间，第二散热机组设置在第二散热空间内并位于第二进风口处。

由上可见，通过对风冷散热机箱的结构设计，使得风冷散热机箱的内部被有选择性的分隔成不同的散热空间，而在不同的散热空间内设置相应的散热机组则使得散热机组能够配合散热空间对特定的功率器件进行针对性散热、降温。例如，第一散热机组可配合散热器和第一散热空间对安装在箱体内的IGBT模块进行快速散热，又例如第二散热机组可配合第二散热空间对安装在的箱体内的功率板、电感单元等功率器件进行快速散热，从而解决不同功率器件之间的散热问题，最大限度的降低功率器件及箱体内的温度，保证各功率器件能够正常的工作和运行，且还能够有效减小电源装置的体积。

一个优选的方案是，箱体内设置有安装板，安装板位于第一进风口和散热器之间，安装板上设置有滑槽，滑槽位于第二散热空间侧，第一散热机组和第二散热机组均安装在安装板上，且第二散热机组可沿滑槽的延伸方向相对安装板滑动。

由上可见，安装板用于为第一散热机组和第二散热机组提供安装空间，且便于对箱体进行防尘处理，此外，第二散热机组通过滑槽与安装板进行连接，使得第二散热机组的安装位置能够根据第二散热空间内的功率器件的安装位置进行调整，以更好的对第二散热空间内的功率器件进行散热。

另一个优选的方案是，第一散热机组包括两台以上的第一散热风扇，两台以上的第一散热风扇沿第一方向分布，第二散热机组包括两台以上的第二散热风扇，两台以上的第二散热风扇沿第二方向分布，第二方向与第一方向垂直，第一进风口和第二进风口沿第二方向分布。

由上可见，第一散热机组的第一散热风扇的数量及安装位置可根据相应的功率器件的散热需求和安装位置进行设置；同理地，第二散热机组的第二散热风扇的数量及安装位置也可根据相应的功率器件的散热需求和安装位置进行设置。

进一步的方案是，第一进风口处和第二进风口处均设置过滤层。

由上可见，过滤层能够对从第一进风口和/或第二进风口进入箱体的灰尘进行阻挡，使箱体内部保持干净，避免各功率器件由于受灰尘污染而无法正常工作和运行，并保证箱体内部能够进行可靠的散热和降温。

更进一步的方案是，风冷散热机箱还包括第一调节开关和第二调节开关，第一调节开关与第一散热机组电连接，第二调节开关与第二散热机组电连接。

由上可见，第一调节开关用于调节第一散热风扇的转速、第二调节开关用于调节第二散热风扇的转速，使得第一散热风扇和第二散热风扇能够分别根据相应功率器件的发热情况进行相应的转速调节。

更进一步的方案是，散热器由铝合金、铝、铸铁、钢或铜铝复合材料制成。

由上可见，散热器可根据不同散热需求、生成产本选择相应的制作材料。

更进一步的方案是，风冷散热机箱还包括隔板，隔板安装在第二散热空间内，隔板平行于鳍片。

由上可见，隔板的设置既能够为第二散热空间内的功率器件提供安装空间，又能够将高发热功率器件和低发热功率器件隔开，使高发热功率器件能够得到直接有效的散热，而低发热功率器件则可以免受高发热功率器件散出的热量的影响。

更进一步的方案是，隔板上设置有隔热层，沿隔板的法向，隔热层和第二进风口均位于隔板的第一侧。

由上可见，通过设置隔热层以及对隔热层的位置设置，使得隔热层能够进一步避免高发热功率器件散出的热量被传导至低发热功率器件处。

为了实现本实用新型的另一目的，本实用新型提供一种电源装置，其中，包括上述的风冷散热机箱。

进一步的方案是，风冷散热机箱还包括隔板，隔板安装在第二散热空间内，隔板平行于鳍片，隔板上设置有隔热层，沿隔板的法向，隔热层和第二进风口均位于隔板的第一侧，电源装置还包括设置在第二散热空间内的功率板、电感单元、IGBT模块、辅助电源板和主控电路板，IGBT模块安装在功率板上并与底板邻接，在法向上，电感单元位于隔板的第一侧，辅助电源板、主控电路板位于隔板的第二侧。

由上可见，设置有上述风冷散热机箱的电源装置能够对期内的各功率器件进行针对性的散热和降温，以解决不同铜铝器件之间的散热问题，最大限度的降低功率器件及箱体内的温度，保证各功率器件能够正常工作和运行，并更好的减小电源装置的体积。

附图说明

图1是本实用新型电源装置实施例的结构图。

图2是本实用新型电源装置实施例的第一省略部分组件后的结构图。

图3是本实用新型电源装置实施例的第二省略部分组件后的结构图。

图4是本实用新型电源装置实施例的第三省略部分组件后的结构图。

图5是本实用新型电源装置实施例的剖视图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

电源装置实施例：

参照图1至图3，电源装置100包括风冷散热机箱101及设置在风冷散热机箱101内的功率板102、IGBT模块103、电感单元104、变压单元105、辅助电源板106和主控电路板107。其中，风冷散热机箱101能够对上述各功率器件进行有针对性的散热和降温，以保证各功率器件能够正常工作和运行。

具体地，结合图4和图5，风冷散热机箱101包括箱体1、散热器2、第一散热机组31、第二散热机组32、隔板4、第一调节开关(未示出)和第二调节开关(未示出)。其中，箱体1的第一面板11上设置有第一进风口111和第二进风口112，箱体1的第二面板12上设置有第一出风口121和第二出风口122，第一面板11和第二面板12相对设置。在本实施例中，第一面板11和第二面板12沿第三方向Y分布并相互平行，第一进风口111和第一出风口121沿第三方向Y分布，第二进风口112和第二出风口122沿第三方向Y分布，且第一进风口111和第二进风口112沿第二方向Z分布在第一面板11上，第二方向Z垂直于第三方向Y。

散热器2安装在箱体1内，散热器2沿第三方向Y延伸设置。散热器2具有底板21和自底板21伸出的鳍片22，底板21与箱体1之间围成第一散热空间15和第二散热空间16，鳍片22位于第一散热空间15内，且鳍片22的伸出端优选与箱体1的第三面板13邻接，使得散热器2和该第三面板13在第一散热空间15内形成一组密闭性较好的第一散热通道151。第一进风口111和第一出风口121分别位于鳍片22的两端处，即第一进风口111位于第一散热通道151的第一端处，第一出风口121位于第一散热通道151的第二端处；而第二进风口112和第二出风口122均位于箱体1的第二散热空间16侧。其中，第一面板11和第二面板12分别位于第三面板13的两端处。

箱体1内设置有安装板17，安装板17位于第一进风口111和散热器2之间，且安装板17与第一面板11之间优选围成一个容纳腔。安装板17自第三面板13沿第二方向Z延伸至箱体1的第四面板14处，其中，第四面板14平行于第三面板13，且第四面板14分别与第一面板11和第二面板12连接。此外，安装板17上设置有滑槽171，滑槽171位于箱体1的第二散热空间16侧。在本实施例中，滑槽171沿第二方向Z延伸设置。

第一散热机组31设置在第一进风口111和鳍片22之间，即第一散热机组31位于第一散热通道151的第一端处。具体地，第一散热机组31位于安装板17和散热器2之间，第一散热机组31包括两台第一散热风扇311，两台第一散热风扇311均安装在安装板17上，且两台第一散热风扇311沿第一方向X分布，第一散热风扇311用于将箱体1外的空气自第一进风口111抽送至第一散热通道151内，并使该部分的空气经由第一散热通道151从第一出风口121排出，从而增加鳍片22表面的空气流速并带走散热器2的热量，实现对散热器2进行散热、降温。需要说明的是，第一散热风扇311的数量可以一台，也可为三台以上，而第一散热风扇311的具体数量及安装位置则可根据相应的功率器件的散热需求和安装位置进行设置，故在此不进行逐一例举。

第二散热机组32设置在箱体1的第二散热空间16内，且第二散热机组32位于第二进风口112处。具体地，安装板17位于第一面板11和第二散热机组32之间，第二散热机组32包括三台第二散热风扇321，三台第二散热风扇321沿第二方向Z分布，且每一台第二散热风扇321均通过滑槽171安装在安装板17上，使得每一台第二散热风扇321的位置均可沿滑槽171沿延伸方向相对安装板17滑动。第二散热机组32用于将箱体1外的空气抽送至第二散热空间16内，使该部分的空气与第二散热空间16内的各功率器件散出的热量进行热交换后从第二出风口122排出，从而增加第二散热空间16内各功率器件表面的空气流速并带走各功率器件的热量，实现对各功率器件进行散热、降温。其中，第一方向X、第二方向Z和第三方向Y两两垂直，且第一散热风扇311和第二散热风扇321优选均采用轴流风扇。需要说明的是，第二散热风扇321的数量可以一台、两台或四台以上，第二散热风扇321的具体数量及安装位置可根据相应的功率器件的散热需求和安装位置进行设置，故在此不进行逐一例举。

此外，风冷散热机箱101还包括过滤层(未示出)，过滤层设置于安装板17与第一面板11之间围成的容纳腔内。过滤层优选过滤网，过滤网设置于第一进风口111和第二进风口112处，使得过滤层能够对从第一进风口111和/或第二进风口112进入箱体1的灰尘进行阻挡，以箱体1内部保持干净，在避免各功率器件由于受灰尘污染而无法正常工作和运行的同时，保证箱体1内部能够进行可靠的散热和降温。当然，在不影响第一散热机组31和第二散热机组32抽取箱体1外部空气的前提下，过滤层还可以使用其他过滤结构。

第一调节开关与第一散热机组31电连接，第一调节开关用于调节第一散热风扇311的转速，使得第一散热风扇311能够根据相应的功率器件的发热情况进行相匹配的转速输出，以当第一散热通道151内的温度过高时，第一散热风扇311能够进行高速转动，当第一散热通道151内的温度较低时，进行低速转动，从而既能够满足散热要求，又能够降低能耗。同理地，第二调节开关与第二散热机组32电连接，第二调节开关用于调节第二散热风扇321的转速，使得第二散热风扇321能够根据相应的功率器件的发热情况进行相匹配的转速输出，以当第二散热空间16内的温度过高时，第二散热风扇321能够进行高速转动，当第二散热空间16内的温度较低时，进行低速转动。其中，第一调节开关和第二调节开关均可为拨动开关、船型开关、按键开关、旋转开关或温度传感器中的一种。

隔板4安装在第二散热空间16内，且隔板4平行于鳍片22。隔板4上设置有隔热层(未示出)，沿隔板4的法向，隔热层和第二进风口112均位于隔板4的第一侧，使得隔板4将第二散热空间16划分呈第二散热通道161和第三散热通道162。其中，第二散热通道161位于上述隔板4的第一侧，第三散热通道162位于隔板4的第二侧，而隔板4的法向平行于第一方向X。此外，隔板4优选采用钣金件，隔板4的设置能够为第二散热空间16内的功率器件提供更多的安装空间，还用于将高发热功率器件和低发热功率器件隔开，使高发热功率器件能够得到直接有效的散热，而低发热功率器件则可以免受高发热功率器件散出的热量的影响。隔热层则用于进一步阻隔高发热功率器件散出的热量，避免高发热功率器件散出的热量被传导至低发热功率器件处。

功率板102安装在箱体1的第二散热空间16内并位于第二散热通道161内，在第二方向Z上，功率板102位于散热器2和隔板4之间。IGBT模块103安装在功率板102上，且IGBT模块103与散热器2的底板21邻接，使得散热器2能够配合第一散热机组31对IGBT模块103进行高效且有针对性的散热。在本实施例中，散热器2优选由铝材制成。当然，作为其他的可选方案，散热器2还可由铝合金、铸铁、钢或铜铝复合材料制成，可见，散热器2可根据不同散热需求、生成产本选择相应的制作材料。

电感单元104和变压单元105均位于隔板4的第一侧，即电感单元104和变压单元105均位于第二散热通道161内，由于功率板102、电感单元104和变压单元105均为高发热的功率器件，因此，将功率板102、电感单元104和变压单元105设置在第二散热通道161内能够使第二散热机组32对其进行快速散热、降温，以保证功率板102、电感单元104和变压单元105能够正常的工作和运行。辅助电源板106和主控电路板107均安装隔板4上并位于隔板4的第二侧，即辅助电源板106和主控电路板107均位于第三散热通道162内。由于辅助电源板106和主控电路板107低发热的功率器件，故将其设置在第三散热通道162内能够避免其受到其他功率器件的高温影响，且由于第三散热通道162与第二散热通道161具有连通部分，因此，第二散热机组32抽送至第二散热空间16内的空气能够有部分流经第三散热通道162对辅助电源板106和主控电路板107进行散热。

综上可见，通过对风冷散热机箱的结构设计，使得风冷散热机箱的内部被有选择性的分隔成不同的散热空间，而在不同的散热空间内设置相应的散热机组则使得散热机组能够配合散热空间对特定的功率器件进行针对性散热、降温，同时还能够减少散热机组的风力的损失，降低风阻，提高散热的效率。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，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变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.风冷散热机箱，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体的第一面板上设置有第一进风口和第二进风口，所述箱体的第二面板上设置有第一出风口和第二出风口，所述第一面板与所述第二面板相对设置；

散热器，所述散热器安装在所述箱体内，所述散热器的底板与所述箱体之间围成第一散热空间和第二散热空间，所述散热器的鳍片位于所述第一散热空间内，所述第一进风口和所述第一出风口位分别位于所述鳍片的两端处，所述第二进风口和所述第二出风口均位于所述第二散热空间侧；

第一散热机组，所述第一散热机组设置在所述第一进风口和所述鳍片之间；

第二散热机组，所述第二散热机组设置在所述第二散热空间内并位于所述第二进风口处。

2.根据权利要求1所述的风冷散热机箱，其特征在于：

所述箱体内设置有安装板，所述安装板位于所述第一进风口和所述散热器之间，所述安装板上设置有滑槽，所述滑槽位于所述第二散热空间侧；

所述第一散热机组和所述第二散热机组均安装在所述安装板上，且所述第二散热机组可沿所述滑槽的延伸方向相对所述安装板滑动。

3.根据权利要求1所述的风冷散热机箱，其特征在于：

所述第一散热机组包括两台以上的第一散热风扇，两台以上的所述第一散热风扇沿第一方向分布；

所述第二散热机组包括两台以上的第二散热风扇，两台以上的所述第二散热风扇沿第二方向分布，所述第二方向与所述第一方向垂直，所述第一进风口和所述第二进风口沿所述第二方向分布。

4.根据权利要求3所述的风冷散热机箱，其特征在于：

所述第一进风口处和所述第二进风口处均设置有过滤层。

5.根据权利要求3所述的风冷散热机箱，其特征在于：

所述风冷散热机箱还包括：

第一调节开关，所述第一调节开关与所述第一散热机组电连接；

第二调节开关，所述第二调节开关与所述第二散热机组电连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的风冷散热机箱，其特征在于：

所述散热器由铝合金、铝、铸铁、钢或铜铝复合材料制成。

7.根据权利要求1至5任一项所述的风冷散热机箱，其特征在于：

所述风冷散热机箱还包括隔板，所述隔板安装在所述第二散热空间内，所述隔板平行于所述鳍片。

8.根据权利要求7所述的风冷散热机箱，其特征在于：

所述隔板上设置有隔热层，沿所述隔板的法向，所述隔热层和所述第二进风口均位于所述隔板的第一侧。

9.电源装置，其特征在于，包括上述权利要求1至6任一项所述的风冷散热机箱。

10.根据权利要求9所述的电源装置，其特征在于：

所述风冷散热机箱还包括隔板，所述隔板安装在所述第二散热空间内，所述隔板平行于所述鳍片，所述隔板上设置有隔热层，沿所述隔板的法向，所述隔热层和所述第二进风口均位于所述隔板的第一侧；

所述电源装置还包括设置在所述第二散热空间内的功率板、电感单元、IGBT模块、辅助电源板和主控电路板，所述IGBT模块安装在所述功率板上并与所述底板邻接，在所述法向上，所述电感单元位于所述隔板的第一侧，所述辅助电源板、所述主控电路板位于所述隔板的第二侧。

Images