CN216218453U - 一种高压直流电源的散热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压直流电源的散热系统，一种高压直流电源的散热系统，高压直流电源包括机箱，机箱的前面板上开设有进风口，后面板上开设有出风口；机箱内部设有相互隔离的左风道和右风道，左风道和右风道的风向均从进风口到出风口；左风道的进风口处安装有一个小风机，右风道的进风口处安装有至少一个大风机；右风道中设有散热器，散热器上均匀布置有发热元器件；控制系统分别与大风机和小风机连接。本实用新型通过设置具有控制通讯部件的左风道和具有主功率元器件的右风道两个散热风道，左通道和右通道热隔离，使得机箱内的热量能够及时散出去，保证元器件的温度能够控制在安全的范围内，因此整个装置可以安全可靠地运行。

Description

一种高压直流电源的散热系统

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，具体为一种高压直流电源的散热系统。

背景技术

在电子技术领域，直流测试电源是电力电子企业必不可少的测试仪器之一，由于很多被测设备的测试过程需要大功率或高压，所以就要求我们的直流测试电源能够提供大功率或者高电压输出，以满足各种测试环境。而全桥变换是目前高频直流测试电源常用的一种拓扑，而全桥变换拓扑由于受现有半导体器件发展水平的限制，导致单路很难实现大功率或高压输出，所以会用多个模块并联或者串联的方式实现大功率或高压输出。对发热器件而言，同样功率损耗的前提下，即单位时间内发热量相同的情况下，散热面积小、热流密度越高、装置体积越小、热辐射范围越小等热传导效率就越低，如果此类发热器件没有有效的限制时，就会出现上述元器件失效、爆炸、燃烧等情况。

所以直流电源实现高功率密度设计同时，还要保证安全、高效、稳定的运行。而现有的技术没有热设计或者热设计不合理，一方面机器不能安全、稳定、可靠的工作，另一发面，也会令电源体积、成本有所增加，而且性能参数会受到制约。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：解决高压直流电源因没有散热系统或散热系统不合理而导致不能安全稳定地工作。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种高压直流电源的散热系统，高压直流电源包括机箱，所述机箱的前面板上开设有进风口，后面板上开设有出风口；

机箱内部设有相互隔离的左风道和右风道，左风道和右风道的风向均从进风口到出风口；所述左风道的进风口处安装有一个小风机，所述右风道的进风口处安装有至少一个大风机；

所述右风道中设有散热器，所述散热器上均匀布置有发热元器件；

高压直流电源还包括控制系统，所述控制系统分别与所述大风机和所述小风机连接。

优点：本实用新型通过设置左风道和右风道两个散热风道，使得机箱内的热量能够及时散出去，保证元器件的温度能够控制在安全的范围内；控制通讯部件位于左风道，主功率元器件位于右风道，左通道和右通道热隔离，避免控制通讯部件受到干扰，整个装置可以安全可靠地运行。

优选地，所述控制系统包括智能控制，所述大风机和所述小风机的转速受PWM的脉冲宽度控制，PWM的脉冲宽度由高压直流电源的关键元器件的温度控制。

优选地，所述进风口为长形孔，多个所述进风口均匀排布在所述机箱的前面板上。

优选地，所述出风口为方孔，多个所述出风口均匀排布在所述机箱的后面板上。

优选地，所述大风机的数量为三个，三个所述大风机并列布置。

优选地，所述大风机和小风机均具有堵转报故障功能。

优选地，所述左风道和所述右风道为直风道。

优选地，所述左风道的空间小于所述右风道的空间。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型通过设置左风道和右风道两个散热风道，使得机箱内的热量能够及时散出去，保证元器件的温度能够控制在安全的范围内，因此整个装置可以安全可靠地运行。

(2)本实用新型通过PWM的脉冲宽度控制大风机和小风机的转速，同时元器件的温度影响PWM的脉冲宽度，从而保证大风机和小风机可以根据元器件的温度更加高效地运行。

(3)装置布局合理简单，左风道和右风道均为直通道，控制通讯部件位于左风道，主功率元器件位于右风道，大风机放在进风口直吹能够保证散热器有足够的风压，左风道和右风道相互隔离布置，能够避免控制通讯部件受温度和电磁干扰的影响。同时装置的结构简单，易于装配。

(4)高功率密度，本装置可以额定输出15kW功率，而市场上同样体积产品最大电流/功率为10kW。

附图说明

图1为本实用新型的实施例的箱体的前面板示意图；

图2为本实用新型的实施例的箱体的后面板示意图；

图3为本实用新型的实施例的底层风道示意图；

图4为本实用新型的实施例的中层风道示意图；

图5为本实用新型的实施例的上层风道示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本实用新型技术方案，现结合说明书附图对本实用新型技术方案做进一步的说明。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参阅图1，本实施例公开了一种高压直流电源的散热系统，高压直流电源包括箱体，箱体的前面板11上开设有多个均匀排布的进风口111，进风口111为长形孔，长形孔既能满足风量要求，也能阻挡异物进入机箱1内，确保机箱1内不容易进灰尘杂物。

参阅图2，箱体的后面板12上开设有多个均匀排布的出风口112，出风口112为方孔，方形的出风口112能满足出风量要求，且方孔对电磁兼容有好处。

参阅图3至图5，箱体的内部设有相互隔离的左风道13和右风道14，且左风道13和右风道14均从进风口111进风，从出风口112出风。高压直流电源的控制通讯部件位于左风道13中，发热量最大的主功率元器件位于右风道14中。由于控制通讯容易受到温度和电磁干扰的影响，因此将主功率元器件和控制通讯部件相互隔离布置，能够避免控制通讯部件受温度和电磁干扰的影响。同时由于右风道14为主要的发热部，因此设置右风道14的空间大于左风道13的空间，从而使得主功率元器件的热更加容易排出到机箱1外面。

箱体内部从下到上能够分为底层风道、中层风道和上层风道。

参阅图3，在底层风道中，右风道14中设置有一块铝制的散热器141，高压直流电源的主功率元器件均匀分布在散热器141上；铝制的散热器141更加容易传热和散热，从而主功率元器件的热更加容易通过陶瓷片传导到散热器141上，然后被风带出机箱1外部。

参阅图4，在中层风道中，左风道13的进风口111处对应安装有一个小风机15，右风道14的进风口111处对应安装有至少一个大风机16，为保证足够大的净通风截面，提高大风机16和小风机15的性能，使得大风机16和小风机15与前面板11保证足够的距离。在本实施例中，由于右风道14的宽度较宽，一个大风机16的散热效果不佳，因此结合实际尺寸将大风机16的数量设置为三个，且将三个大风机16并联设置，保证能够将右风道14产生的热量及时散出去。

大风机16和小风机15的转速由PWM(脉冲宽度调制)的脉冲宽度控制，PWM的脉冲宽度由高压直流电源的关键元器件的温度控制。因此当关键元器件的温度升高时，PWM的脉冲宽度增加，从而使得大风机16和小风机15的转速增加；当关键元器件的温度下降时，PWM的脉冲宽度减小，从而使得大风机16和小风机15的转速降低。大风机16和小风机15能够根据元器件的温度智能地选择转速，在待机或轻载时保持低速运行，达到节能的效果。

同时大风机16和小风机15具有堵转报故障功能，当发生故障时，能够自行报警提醒，保证电源安全有效的运行。

参阅图5，在上层风道中，右风道14上还分布各种元器件。

在本实施例中，左风道13和右风道14均为直通道，大风机16和小风机15直吹能够保证元器件有足够的风压，从而快速对发热元器件进行散热。

通过上述的设计，本实施例的高压直流电源具有高功率密度的优点，能够额定输出15kW的功率，而市场上同样体积产品的最大功率仅为10kW。

本实施例的工作原理如下：当本装置处于待机或者轻载时，发热元器件的发热量不会太高，即发热元器件的温度不高，此时PWM的脉冲宽度较小，因此大电机和小电机保持低速运行，从而达到节能的效果；当本装置的发热元器件的温度升高时，此时PWM的脉冲宽度增加，因此大电机和小电机转速增加，为发热元器件进行更好地散热。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述实施例仅表示实用新型的实施方式，本实用新型的保护范围不仅局限于上述实施例，对于本领域的技术人员来说，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保护范围。

Claims (8)

1.一种高压直流电源的散热系统，其特征在于：高压直流电源包括机箱(1)，所述机箱(1)的前面板(11)上开设有进风口(111)，后面板(12)上开设有出风口(112)；

机箱(1)内部设有相互隔离的左风道(13)和右风道(14)，左风道(13)和右风道(14)的风向均从进风口(111)到出风口(112)；所述左风道(13)的进风口(111)处安装有一个小风机(15)，所述右风道(14)的进风口(111)处安装有至少一个大风机(16)；

所述右风道(14)中设有散热器(141)，所述散热器(141)上均匀布置有发热元器件；

高压直流电源还包括控制系统，所述控制系统分别与所述大风机(16)和所述小风机(15)连接。

2.根据权利要求1所述的高压直流电源的散热系统，其特征在于：所述控制系统包括智能控制，所述大风机(16)和所述小风机(15)的转速受PWM的脉冲宽度控制，PWM的脉冲宽度由高压直流电源的关键元器件的温度控制。

3.根据权利要求1所述的高压直流电源的散热系统，其特征在于：所述进风口(111)为长形孔，多个所述进风口(111)均匀排布在所述机箱(1)的前面板(11)上。

4.根据权利要求1所述的高压直流电源的散热系统，其特征在于：所述出风口(112)为方孔，多个所述出风口(112)均匀排布在所述机箱(1)的后面板(12)上。

5.根据权利要求1所述的高压直流电源的散热系统，其特征在于：所述大风机(16)的数量为三个，三个所述大风机(16)并列布置。

6.根据权利要求1所述的高压直流电源的散热系统，其特征在于：所述大风机(16)和小风机(15)均具有堵转报故障功能。

7.根据权利要求1所述的高压直流电源的散热系统，其特征在于：所述左风道(13)和所述右风道(14)为直风道。

8.根据权利要求1所述的高压直流电源的散热系统，其特征在于：所述左风道(13)的空间小于所述右风道(14)的空间。

Images