CN218102934U - 一种具有高防护等级的功率变换器散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有高防护等级的功率变换器散热装置，包括机壳，在机壳内设有线路板，在线路板上安装有辅助电源和电气元件，在机壳一侧内壁上，设有功率半导体、功率电感、功率变压器，在外壁上设有第一散热片；在所述机壳顶壁上，嵌设有制冷片，在所述制冷片上方设有第二散热片，在所述第二散热片上方设有第一风机；在所述制冷片下方设有吸热片，在所述吸热片下方设有第二风机；在所述机壳与所述制冷片之间，以及所述第二散热片与吸热片之间，均设有填充物。本实用新型的有益效果是：加装半导体制冷片，以及吸热片、散热片、风机，在保证产品的防护等级和气密性的同时，实现对产品内部环境和器件的快速散热，提高产品寿命和性能。

Description

一种具有高防护等级的功率变换器散热装置

技术领域

本实用新型涉及电力电子产品辅助装置领域，特别是一种具有高防护等级的功率变换器散热装置。

背景技术

在电力电子产品对大功率的电能进行变换时，功率电子元器件、电感器、变压器、电容器等会产生电能损耗，这些电能损耗最终都产生热量，热量会导致产品内部环境温度和元器件的温度升高，导致器件的寿命、性能和稳定性下降，加速绝缘层老化。因此在电力电子产品中经常要对产品的散热进行设计，提高产品的散热能力，延长产品的使用寿命，提高性能和稳定性。

目前电力电子产品采用的散热方式中，一般采用以下几种方案：

1、对于小功率，低损耗的产品一般采用自然散热的方式对产品进行散热。比如一些分布式的低功率逆变器，降散热片外置，通过自然散热的方式对产品进行散热。

2、对于中功率的产品，一般会采用强制风冷的方式进行散热，利用风机、风道和散热片组成散热系统，将器件产生的热量通过散热片和空气流动进行疏散。

3、大功率的产品会采用液冷方式进行散热。液冷散热效果好，但是成本高，同时复杂度也很高，不适合用在中小功率的场合。

在小功率的产品中，自然散热由于没有风机和散热风道，可以大大提高产品的高防护等级，使得产品能够在恶劣的环境中工作，比如室外、高湿度、高盐度的环境中。自然散热对紧贴在散热片上的元器件能够散热，比如功率半导体、功率电感、功率变压器等，但是对于没有贴在散热器上的元器件，比如MCU,辅助电源，继电器，小功率电感，小功率的功率电子元器件等，自然散热不能产生良好的散热效果的。因此它们工作时产生的热量，只能传递到产品内部环境的空气中，然后再由内部的空气传递到产品的外壳或者散热片进行散热，这种散热途径，效率缓慢，甚至是没有散热作用，特别是当产品的外部环境温度比较高时，产品的内部器件不能进行良好的散热，从而会影响寿命和性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服以上技术缺陷，提出一种具有高防护等级的功率变换器散热装置，对采用自然散热的电力电子产品内部进行降温散热，在保证了产品的高防护等级的同时，可以实现整个产品内部的散热降温。

本实用新型为实现其技术目的所采取的技术方案是：一种具有高防护等级的功率变换器散热装置，包括机壳，在所述机壳内设有线路板，在所述线路板上安装有辅助电源和电气元件，在所述机壳一侧内壁上，设有功率半导体、功率电感、功率变压器，在外壁上设有第一散热片；

在所述机壳顶壁上，嵌设有制冷片，在所述制冷片上方设有第二散热片，在所述第二散热片上方设有第一风机；在所述制冷片下方设有吸热片，在所述吸热片下方设有第二风机；在所述机壳与所述制冷片之间，以及所述第二散热片与吸热片之间，均设有填充物；

所述制冷片、第一风机、第二风机，均与所述辅助电源电连接。

优选的，所述制冷片为半导体制冷片。

优选的，所述第一散热片与第二散热片，均包括散热板和散热翅片；所述散热翅片间隔排列在所述散热板上，在所述散热板上、相邻散热翅片之间还设有散热通孔。

优选的，在所述第一散热片与第二散热片上，所述散热翅片均设置在所述散热板外侧。

优选的，所述吸热片包括吸热板和吸热翅片；所述吸热翅片间隔排列在所述吸热板上，在所述吸热板上、相邻吸热翅片之间还设有吸热通孔。

优选的，在所述吸热片上，所述吸热翅片设置在所述吸热板内侧。

优选的，所述第二散热片的散热板与所述吸热片的吸热板尺寸规格相同，采用背靠背的方式贴附在所述机壳顶壁的上下两侧，并采用铆钉与所述机壳固定连接。

优选的，所述第一风机、第二风机的壳体上均设有连接孔，所述散热翅片与吸热翅片外侧均设有连接柱，所述第一风机的连接孔套接在所述散热翅片外侧的连接柱上，所述第二风机的连接孔套接在所述吸热翅片外侧的连接柱上。

优选的，所述连接孔外设有螺母，所述螺母与所述连接柱螺纹连接。

优选的，所述填充物为隔热材料。

本实用新型的有益效果是：在采用自然散热的高防护等级的电力电子产品中，为了实现产品内部环境和器件的快速散热，利用半导体的热电效应，加装半导体制冷片，以及吸热片、散热片、风机，在保证产品的防护等级和气密性的同时，实现对产品内部环境和器件的快速散热，提高产品寿命和性能。

附图说明

图1为本实用新型整体示意图；

图2为第二散热片与吸热片的结构及连接方式示意图。

图中标记为：1、机壳；2、线路板；3、辅助电源；40、电气元件；4、功率半导体；5、功率电感；6、功率变压器；7、第一散热片；8、制冷片；9、第二散热片；

10、第一风机；11、吸热片；111、吸热板；112、吸热翅片；113、吸热通孔。

12、第二风机；13、填充物；14、散热板；15、散热翅片；16、散热通孔。17、连接孔；18、连接柱；19、螺母；20、铆钉。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本实用新型做进一步说明。

实施例一

如图1，图2所示：一种具有高防护等级的功率变换器散热装置，包括机壳1，在所述机壳1内设有线路板2，在所述线路板2上安装有辅助电源3和电气元件40，在机壳1一侧内壁上，设有功率半导体4、功率电感5、功率变压器6，在外壁上设有第一散热片7；

在所述机壳1顶壁上，嵌设有制冷片8，所述制冷片8为半导体制冷片。在所述制冷片8上方设有第二散热片9，在所述第二散热片9上方设有第一风机10；在所述制冷片8下方设有吸热片11，在所述吸热片11下方设有第二风机12；在所述机壳1与所述制冷片8之间，以及第二散热片9与吸热片11之间，均设有填充物13，填充物13为隔热材料；

所述制冷片8、第一风机10、第二风机12，均与所述辅助电源3电连接。

所述第一散热片7与第二散热片9，均包括散热板14和散热翅片15；散热翅片15间隔排列在所述散热板14上，在散热板14上、相邻散热翅片15之间还设有散热通孔16。

在所述第一散热片7与第二散热片9上，所述散热翅片15均设置在散热板14外侧。

所述吸热片11包括吸热板111和吸热翅片112；所述吸热翅片112间隔排列在所述吸热板111上，在所述吸热板111上、相邻吸热翅片112之间还设有吸热通孔113。

在所述吸热片11上，所述吸热翅片112设置在所述吸热板111内侧。

所述第二散热片9的散热板14与所述吸热片11的吸热板111尺寸规格相同，采用背靠背的方式贴附在所述机壳1顶壁的上下两侧，并采用铆钉20与所述机壳1固定连接。

所述第一风机10、第二风机12的壳体上均设有连接孔17，所述散热翅片15与吸热翅片112外侧均设有连接柱18，所述第一风机10的连接孔17套接在所述散热翅片112外侧的连接柱18上，所述第二风机的连接孔17套接在吸热翅片112外侧的连接柱18上。

所述连接孔17外设有螺母19，所述螺母19与所述连接柱18螺纹连接。

半导体的热电效应，指的是在两种不同的半导体上，施加电压并形成电流回路，则半导体会将热量从一侧传递到另一侧，当施加的电压方向相反时，热量的传递方向随之反转。

半导体制冷片中，当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端。

电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端；由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。

本实用新型的工作原理及工作过程如下：

在制冷片8上方设有第二散热片9，在第二散热片9上方设有第一风机10；在制冷片8下方设有吸热片11，在吸热片11下方设有第二风机12；

即：在半导体制冷片8的吸热面安装吸热片11，在半导体制冷片8的散热面安装第二散热片9，吸热片11上的吸热翅片112和第二散热片9上的散热翅片15，是为了增加半导体制冷片8两面的接触面积，与散热通孔16和吸热通孔113共同作用，提高热量的传递速度。

在机壳1与制冷片8之间，以及第二散热片9与吸热片11之间，均设有填充物13，填充物13为隔热材料，防止热量回流。

第二散热片9的散热板14与吸热片11的吸热板111尺寸规格相同，采用背靠背的方式贴附在所述机壳1顶壁的上下两侧，并采用铆钉16与机壳1固定连接，并做好防护和气密性设计，保证产品的防护等级和气密性。利用线路板2上的辅助电源3给半导体制冷片8供电，就可以将机壳1内部的热量传递到机壳外部。

为了实现对机壳1内部温度的精确控制，可以通过PWM调制的方式对半导体制冷片8进行供电，以控制半导体制冷片8的热量传递速度。

加装第一风机10与第二风机12，确保在不会影响机壳1防护等级的前提下，加快热量的传递。

Claims (10)

1.一种具有高防护等级的功率变换器散热装置，包括机壳，在所述机壳内设有线路板，在所述线路板上安装有辅助电源和电气元件，其特征在于：在所述机壳一侧内壁上，设有功率半导体、功率电感、功率变压器，在外壁上设有第一散热片；

在所述机壳顶壁上，嵌设有制冷片，在所述制冷片上方设有第二散热片，在所述第二散热片上方设有第一风机；在所述制冷片下方设有吸热片，在所述吸热片下方设有第二风机；在所述机壳与所述制冷片之间，以及所述第二散热片与吸热片之间，均设有填充物；

所述制冷片、第一风机、第二风机，均与所述辅助电源电连接。

2.根据权利要求1所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：所述制冷片为半导体制冷片。

3.根据权利要求1所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：所述第一散热片与第二散热片，均包括散热板和散热翅片；所述散热翅片间隔排列在所述散热板上，在所述散热板上、相邻散热翅片之间还设有散热通孔。

4.根据权利要求3所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：在所述第一散热片与第二散热片上，所述散热翅片均设置在所述散热板外侧。

5.根据权利要求1所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：所述吸热片包括吸热板和吸热翅片；所述吸热翅片间隔排列在所述吸热板上，在所述吸热板上、相邻吸热翅片之间还设有吸热通孔。

6.根据权利要求5所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：在所述吸热片上，所述吸热翅片设置在所述吸热板内侧。

7.根据权利要求6所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：第二散热片的散热板与所述吸热片的吸热板尺寸规格相同，采用背靠背的方式贴附在所述机壳顶壁的上下两侧，并采用铆钉与所述机壳固定连接。

8.根据权利要求1所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：所述第一风机、第二风机的壳体上均设有连接孔，散热翅片与吸热翅片外侧均设有连接柱，所述第一风机的连接孔套接在散热翅片外侧的连接柱上，所述第二风机的连接孔套接在吸热翅片外侧的连接柱上。

9.根据权利要求8所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：所述连接孔外设有螺母，所述螺母与所述连接柱螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的具有高防护等级的功率变换器散热装置，其特征在于：所述填充物为隔热材料。

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