CN214800318U - 一种电力电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力电子设备技术领域，具体公开了一种电力电子设备，包括具有密封内腔的壳体；由设置于内腔的换热器、水冷板、冷却管路及与壳体外部连接的第一液冷管接头与第二液冷管接头组成的散热组件；冷却管路一端连接换热器、另一端连接水冷板；换热器内设有换热通道、第一换热接口和第二换热接口，第一换热接口与第一液冷管接头连接，第二换热接口与冷却管路连接；水冷板内设有冷却液通道、第一水冷接口和第二水冷接口，第一水冷接口与冷却管路连接，第二水冷接口与第二液冷管接头连接。上述电力电子设备通过设置换热器促进冷却管路与内腔空气换热，并通过水冷板进一步降温，无需设置散热孔，在保证设备防尘效果的同时减小了设备体积。

Description

一种电力电子设备

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备技术领域，特别是涉及一种小型化、低成本且防尘效果好的电力电子设备。

背景技术

变频器作为一种电能转换装置，其内部的电力及电子元器件在运行过程中会产生一定的热量，如果热量不能及时地散发出去，则会导致电力及电子元器件因过热而损坏，从而缩短变频器的使用寿命。当前，主要采用风冷或液冷的方式对变频器主功率器件进行散热，其中，采用风冷散热时，为避免控制层受灰尘污染，风冷仅用于解决主功率器件、电容以及电抗部分的散热，控制腔内电源、控制板、驱动板以及铜排等的散热采用自然散热；采用液冷散热时，液冷仅用于解决主功率器件的散热，电容、电抗部分仍然要采用风冷散热，而控制腔内电源、控制板、驱动板以及铜排等的散热采用自然散热，上述两种散热方式均存在控制腔内散热效果较差的问题。

为了加快控制腔体内部热量的疏散，目前主要通过增大控制腔体的体积，降低内部发热量，或者在腔室上开自然通风孔来解决，如此，将造成变频器体积增大，进而提高了变频器的生产成本，且无法实现高效防尘，产品故障率高。

实用新型内容

基于此，有必要针对变频器体积大、生产成本高以及防尘效果差的技术问题，提供一种小型化、低成本且防尘效果好的电力电子设备。

一种电力电子设备，该电力电子设备包括：

壳体，包括密封的内腔；

散热组件，包括设置于所述内腔的换热器、水冷板、冷却管路，以及与所述壳体外部连接的第一液冷管接头、第二液冷管接头；所述第一液冷管接头和第二液冷管接头分别设置于所述壳体的外部，所述冷却管路一端连接所述换热器、另一端连接所述水冷板；

所述换热器内设有换热通道、第一换热接口和第二换热接口，所述第一换热接口与所述第一液冷管接头连接，所述第二换热接口与所述冷却管路连接；

所述水冷板内设有冷却液通道、第一水冷接口和第二水冷接口，所述第一水冷接口与所述冷却管路连接，所述第二水冷接口与所述第二液冷管接头连接。

在其中一个实施例中，所述壳体包括分别位于所述内腔的风道隔板以及散热风扇；

所述风道隔板将所述内腔分隔成电容腔与控制腔，所述水冷板收容于所述控制腔内；所述风道隔板上形成有两个分别连通所述电容腔与所述控制腔的连通口，且所述电容腔与所述控制腔经由两个所述连通口形成散热风道；

所述散热风扇收容于所述散热风道内，并提供所述散热风道内的气流动力。

在其中一个实施例中，所述换热器收容于所述电容腔内，且所述散热风扇固定在所述换热器上。

在其中一个实施例中，所述换热器和所述散热风扇沿所述壳体的侧壁设置，且所述散热风扇提供背向所述换热器的气流动力。

在其中一个实施例中，两个所述连通口分别位于所述风道隔板的长度方向的两端。

在其中一个实施例中，还包括收容于所述壳体的变频组件，所述变频组件包括收容于所述电容腔的电容、安装于所述控制腔的驱动板和控制板、位于所述壳体外的进线接口及出线接口，所述驱动板包括散热面贴附于所述水冷板的表面的功率器件，且所述进线接口及出线接口穿过所述壳体并分别与所述功率器件电性连接。

在其中一个实施例中，所述第一液冷管接头和第二液冷管接头位于所述壳体的同一侧壁。

在其中一个实施例中，在所述散热组件内，冷却液从所述第一液冷管接头流入、并从所述第二液冷管接头排出。

在其中一个实施例中，在所述散热组件内，冷却液从所述第二液冷管接头流入、并从所述第一液冷管接头排出。

在其中一个实施例中，所述壳体包括固定在所述换热器上的散热风扇，所述散热风扇、换热器和水冷板沿所述壳体的顶板依次设置，且所述散热风扇提供背向所述换热器的气流动力。

本实用新型实施例的电力电子设备，通过在壳体的内腔设置换热器，冷却液通过冷却管路，将与壳体内腔的空气进行热量交换，从而对壳体内腔的元器件进行降温；通过设置具有冷却液通道的水冷板，可以对临近或安装在水冷板上的电子元器件进一步降温，从而达到对壳体内元器件的散热效果；无需增大壳体的体积或在壳体上开设相应的散热孔，减小了电力电子设备的体积，降低了电力电子设备的生产成本，壳体采用密封设置，实现了对壳体内部各部件的防尘保护。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中电力电子设备的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中电力电子设备去掉壳体后的结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例中散热组件的结构示意图；

图4为本实用新型的另一个实施例中电力电子设备去掉部分壳体后的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请一并参阅图1至图3，本实用新型提供了一种小型化、低成本且防尘效果好的电力电子设备，该电力电子设备具体可以为变频器、逆变器、不间断电源等。本实施例的电力电子设备包括壳体100、收容于壳体100的变频组件200以及散热组件300，壳体100包括密封的内腔；散热组件300包括设置于内腔的换热器310、水冷板320、冷却管路330，以及与壳体100外部连接的第一液冷管接头340、第二液冷管接头350；冷却管路330一端连接换热器310、另一端连接水冷板320；换热器310内设有换热通道(图未示)、第一换热接口(图未示)和第二换热接口(图未示)，第一换热接口及第二换热接口分别与换热通道连通，第一换热接口与第一液冷管接头340连接，第二换热接口与冷却管路330连接；水冷板320内设有冷却液通道(图未示)、第一水冷接口(图未示)和第二水冷接口(图未示)，第一水冷接口与冷却管路330连接，第二水冷接口与第二液冷管接头350连接。

本实用新型实施例的电力电子设备不仅可通过水冷板320对功率器件进行散热，而且可通过换热器310对壳体100的内腔中的空气进行散热，从而可在壳体100大小不变且密闭的情况下，提升壳体100内部的散热效果，保证内腔中的元器件不会过热，进而延长电力电子设备的使用寿命。

优选的，第一液冷管接头340和第二液冷管接头350位于壳体100的同一侧壁，以缩短二者之间的距离，从而降低电力电子设备的组装及维护难度。

一实施例中，壳体100包括分别位于内腔的风道隔板110以及散热风扇360；风道隔板110将内腔分隔成电容腔120与控制腔130，水冷板320收容于控制腔130内；风道隔板110上形成有两个分别连通电容腔120与控制腔130的连通口(图未示)，且电容腔120与控制腔130经由两个连通口形成散热风道。优选的，两个连通口分别位于风道隔板110的长度方向的两端。进一步的，风道隔板110沿水平方向设置，且电容腔120位于控制腔130的上方。散热风扇360收容于散热风道内，并提供散热风道内的气流动力。散热风扇360用于加速壳体100内空气的流动速率，优选的，换热器310收容于电容腔120内，且散热风扇360固定在换热器310上。进一步的，换热器310和散热风扇360沿壳体100的侧壁设置，且散热风扇360提供背向换热器310的气流动力。

具体的，当第一液冷管接头340与第二液冷管接头350之间通入冷却液时，冷却液流经的水冷板320的温度降低，从而与设置在水冷板320上的部件或临近水冷板320的元件之间进行热传递，实现对控制腔130内各部件的降温；与此同时，冷却液流经换热器310时，换热器310的温度降低，从而使得换热器310周围的空气降温，如此，当散热风扇360工作并产生气流时，该气流将裹挟该部分冷空气沿散热风道流动，从而对设置于电容腔120以及控制腔130内的各元件进行降温，从而提升电力电子设备的散热效果。

风道隔板110的设置，用于将壳体100的内腔分隔为一回字形散热风道，回字形散热风道内于风道隔板110的一侧为电容腔120，回字形散热风道内于风道隔板110的另一侧位控制腔130，如此，限定了壳体100内腔冷空气的循环流道，避免因壳体100内空气无序扰动对壳体100侧壁造成的冲击，以延长壳体100的使用寿命。

变频组件200包括收容于电容腔120的电容210、安装于控制腔130的驱动板和控制板220、位于壳体100外的进线接口230及出线接口240，驱动板上的功率器件的散热面贴附于水冷板320的表面，且进线接口230及出线接口240穿过壳体100并分别与功率器件电性连接。优选的，进线接口230及出线接口240分别为铜排，当然也可以是其他形式的接线端子等。在控制腔130内，还设置有电源，用于为各用电元件供电。

进一步的，一实施例中，水冷板320上设有安装位(图未示)，用于对驱动板和控制板220以及电源等进行固定，避免驱动板和控制板220及电源在受外力冲击时产生晃动，以提升电力电子设备结构的稳定性。

一实施例中，在壳体100内，冷却液从第一液冷管接头340流入、并从第二液冷管接头350排出。另一实施例中，在壳体100内，冷却液从第二液冷管接头350流入、并从第一液冷管接头340排出，换热器310包括换热片，且流经换热通道的冷却液与换热片换热。也就是说，本实用新型的电力电子设备既可以由水冷板320向换热器310的方向通入冷却液，最大程度的疏散控制腔130内的驱动板和控制板220工作产生的热量，也可以是由换热器310向水冷板320的方向通入冷却液，以最大程度疏散电容腔120内的电容210工作产生的热量。

冷却管路330一方面用于连通换热器310及水冷板320，另一方面，冷却管路330还用于延长冷却液的流动通道，即用于延长冷却液在壳体100内腔停留的时间，以增大用于交换的热能总量，如此，单位体积的冷却液可以带走壳体100内腔更多的热量，从而提升电力电子设备的散热效果。

一实施例中，换热器310沿与第一液冷管接头340所在侧壁平行方向设置，且散热风扇360的出风方向垂直于壳体100顶面。请参阅图4，另一实施例中，壳体100包括固定在换热器310上的散热风扇360，散热风扇360、换热器310和水冷板320沿壳体100的顶板依次设置，且散热风扇360提供背向换热器310的气流动力，也就是说，散热风扇360的出风方向垂直于壳体100顶板，在此情况下，壳体100内无需设置风道隔板110，由散热风扇360产生气流可以在壳体100的内腔任意流动，从而实现对电容腔120内的电容210的全面散热。

实施本实用新型的电力电子设备，通过在壳体100的内腔设置换热器310，冷却液通过冷却管路330，将与壳体100内腔的空气进行热量交换，从而对壳体100内腔的元器件进行降温；通过设置具有冷却液通道的水冷板320，可以对临近或安装在水冷板320上的电子元器件进一步降温，从而达到对壳体100内元器件的散热效果；无需增大壳体100的体积或在壳体100上开设相应的散热孔，减小了电力电子设备的体积，降低了电力电子设备的生产成本，壳体100采用密封设置，可避免环境中的灰尘杂质以及水流或火源等经由通风孔进入壳体100的内腔，从而实现对壳体100内各电气元件的防尘保护。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电力电子设备，其特征在于，包括：

壳体，包括密封的内腔；

散热组件，包括设置于所述内腔的换热器、水冷板、冷却管路，以及与所述壳体外部连接的第一液冷管接头、第二液冷管接头；所述第一液冷管接头和第二液冷管接头分别设置于所述壳体的外部，所述冷却管路一端连接所述换热器、另一端连接所述水冷板；

所述换热器内设有换热通道、第一换热接口和第二换热接口，所述第一换热接口与所述第一液冷管接头连接，所述第二换热接口与所述冷却管路连接；

所述水冷板内设有冷却液通道、第一水冷接口和第二水冷接口，所述第一水冷接口与所述冷却管路连接，所述第二水冷接口与所述第二液冷管接头连接。

2.根据权利要求1所述的电力电子设备，其特征在于，所述壳体包括分别位于所述内腔的风道隔板以及散热风扇；

所述风道隔板将所述内腔分隔成电容腔与控制腔，所述水冷板收容于所述控制腔内；所述风道隔板上形成有两个分别连通所述电容腔与所述控制腔的连通口，且所述电容腔与所述控制腔经由两个所述连通口形成散热风道；

所述散热风扇收容于所述散热风道内，并提供所述散热风道内的气流动力。

3.根据权利要求2所述的电力电子设备，其特征在于，所述换热器收容于所述电容腔内，且所述散热风扇固定在所述换热器上。

4.根据权利要求3所述的电力电子设备，其特征在于，所述换热器和所述散热风扇沿所述壳体的侧壁设置，且所述散热风扇提供背向所述换热器的气流动力。

5.根据权利要求2所述的电力电子设备，其特征在于，两个所述连通口分别位于所述风道隔板的长度方向的两端。

6.根据权利要求2所述的电力电子设备，其特征在于，还包括收容于所述壳体的变频组件，所述变频组件包括收容于所述电容腔的电容、安装于所述控制腔的驱动板和控制板、位于所述壳体外的进线接口及出线接口，所述驱动板包括散热面贴附于所述水冷板的表面的功率器件，且所述进线接口及出线接口穿过所述壳体并分别与所述功率器件电性连接。

7.根据权利要求2所述的电力电子设备，其特征在于，所述第一液冷管接头和第二液冷管接头位于所述壳体的同一侧壁。

8.根据权利要求2所述的电力电子设备，其特征在于，在所述散热组件内，冷却液从所述第一液冷管接头流入、并从所述第二液冷管接头排出。

9.根据权利要求2所述的电力电子设备，其特征在于，在所述散热组件内，冷却液从所述第二液冷管接头流入、并从所述第一液冷管接头排出。

10.根据权利要求1所述的电力电子设备，其特征在于，所述壳体包括固定在所述换热器上的散热风扇，所述散热风扇、换热器和水冷板沿所述壳体的顶板依次设置，且所述散热风扇提供背向所述换热器的气流动力。

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