CN220156912U - 一种散热结构和逆变器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种散热结构和逆变器。在散热结构中，将散热器置于后腔体中，将电气元件封闭于前腔体和散热器中，并通过设置换热器使前腔体得以加强散热。而后腔体设有与外界连通的第一进风口和第一出风口，有利于散热器的散热。本申请中的逆变器采用了上述散热结构。上述技术方案既能满足对电气元件防尘防水的密闭保护需求，又能有效散热，提高了电气元件的寿命。

Description

一种散热结构和逆变器

技术领域

本申请涉及逆变器领域，具体涉及一种散热结构和逆变器。

背景技术

众所周知，目前电力设备中电子模块功率不断增大，由于高温环境易使电气元件失效或寿命缩短，因此散热问题越来越突出。特别是组串式逆变器的功率密度不断增大，而在特定条件下，机箱设计需要采用IP65的防尘防水标准。因此，如何将元器件发热均布到机箱内部形成均温并最终仅依靠机箱将热量传输到外界环境，是行业内急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种散热结构和逆变器，其能够对电气元件防尘防水密闭保护，又能够有效散热，提高电气元件寿命。

为达成上述目的，采用如下技术方案：

一种散热结构，用于为逆变器的电气元件散热，包括：壳体，其包括彼此固接的箱体和隔板，所述隔板将箱体隔成前腔体和后腔体，所述电气元件的散热器适于容置于后腔体并适于封堵所述开口以隔绝所述前腔体和所述后腔体，所述电气元件容置于所述前腔体并装设于所述散热器上；所述箱体第一侧的侧板在前腔体沿上下方向布设有第一过风口和第二过风口；所述后腔体设有第一进风口和第一出风口；换热器，其固接于所述箱体第一侧的侧板，其设有彼此隔绝且适于换热的第一风道和第二风道，所述第一风道与所述第一过风口和所述第二过风口密封连通；所述第二风道设有与外界连通的第二进风口和第二出风口；第一散热风机组，其布设于所述前腔体以将前腔体的气流经所述第一过风口送入所述第一风道，并经所述第二过风口回流至所述前腔体；和第二散热风机组，其布设于所述后腔体以在第一进风口和第一出风口间形成气流。

进一步地，所述壳体还包括与所述隔板固接且平行于所述隔板的第一层板；所述前腔体设有彼此连通的上腔体和下腔体；所述第一层板、所述第一过风口和所述第二过风口均位于所述上腔体；所述第一散热风机组包括第一散热风机、第二散热风机和第三散热风机；所述第一散热风机置于所述隔板与所述第一层板间并靠近所述第一过风口以将风引入所述第一过风口；所述第二散热风机置于所述上腔体与所述下腔体间，以使风从所述第二过风口经所述下腔体吹入所述上腔体；所述第三散热风机装设于所述箱体与第一侧的侧板相对的第二侧的侧板并位于上腔体，其送风方向朝向所述第一过风口；所述第一过风口、所述第二过风口、所述第二散热风机和所述第三散热风机沿前后方向跨越所述第一层板。

进一步地，所述第一散热风机的叶片的转动轴线与水平呈倾角，所述第二散热风机的叶片的转动轴线垂直，所述第三散热风机的叶片的转动轴线水平。

进一步地，所述壳体还包括与所述隔板固接且平行于所述隔板的第二层板；所述第二层板位于所述下腔体。

进一步地，所述第二散热风机组包括若干第四散热风机，所述第一进风口位于后腔体的下端，所述第一出风口位于后腔体的上端，各所述第四散热风机沿左右方向布设于所述第一进风口并均固接于所述隔板。

进一步地，还包括第五散热风机和第六散热风机，所述第五散热风机设置于所述第一风道，所述第六散热风机设置于所述第二风道。

进一步地，所述第二进风口设置于所述换热器的底面，所述第二出风口设置于所述换热器的侧面。

一种逆变器，用于将直流逆变为交流，其包括：散热结构，其如上任一项所述；直流输入模块，其位于所述下腔体并固接于所述第二层板靠近所述箱体第一侧的部分，其设有密封固接于所述箱体的底板的直流输入端子；直流滤波模块，其位于所述下腔体并固接于所述隔板；直流供电模块，其位于所述上腔体，并固接于所述第一层板的上部靠近所述第一散热风机的位置；逆变模块，其位于所述上腔体并固接于所述隔板靠近所述第一散热风机的位置，其散热器凸设于所述后腔体中；交流滤波模块，其包括交流滤波板、交流滤波电容和交流滤波电感，所述交流滤波板固接于所述第一层板靠近所述第三散热风机的位置；所述交流滤波电容位于所述上腔体内并固接于所述隔板靠近所述第三散热风机的位置，所述交流滤波电感的散热器凸设于所述后腔体中，所述交流滤波电感置于所述散热器内；交流输出模块，其位于所述下腔体并固接于所述第二层板靠近所述箱体第二侧的部分，其设有密封固接于所述箱体的底板的交流输出端子；和控制模块，其固接于所述第一层板并位于所述直流供电模块的下方。

进一步地，所述交流滤波板设有若干继电器和共模电感，所述继电器设置于正对所述第三散热风机的位置，所述共模电感设置于靠近所述第三散热风机的位置。

相对于现有技术，上述方案具有的如下有益效果：

本申请中，隔板将箱体隔成前腔体和后腔体，后腔体用于容置散热器，前腔体和散热器用于容置电气元件，且散热器和隔板密封连接使前腔体与后腔体隔绝，使散热器得以工作于与外界环境连通的后腔体中，保证了散热效果；而使电气元件得以工作于密闭的前腔体中，而前腔体与换热器的第一风道密封连通，这样保证了防水防尘效果。换热器的第二风道与外界连通，也保证了换热效果。

通过设置第一层板和第二层板，使得不需要配置散热器的模块得以堆叠至第一层板和第二层板上，同时使需要配置散热器的模块得以固接于隔板上。

将第一散热风机配置于靠近第一过风口，有利于将风流引入换热器第一风道。将第二散热风机配置于上腔体与下腔体间，有利于将第二过风口出来的部分风流引至下腔体。将第三散热风机配置于正对第一过风口，有利于箱体内的风流循环流动。第一过风口、第二过风口、第二散热风机和第三散热风机跨越第一层板，有利于在隔板与第一层板间，以及第一层板与箱体的面板间的风流的形成。而将第一散热风机设置于隔板与第一层板间，有利于加大对固接于隔板上的功率器件的散热。

第一散热风机的叶片的转动轴线与水平呈倾角，而第三散热风机的叶片的转动轴线水平，使第一散热风机不遮挡第三散热风机的风流，让第一散热风机起到辅助引风效果。

在逆变器中，直流滤波模块、逆变模块、交流滤波电容和交流滤波电感的散热器均固接于隔板，有利于功率器件的散热。直流输入模块和交流输出模块设置于下腔体，有利于在箱体底部设置连接端子。

继电器是对散热非常敏感的器件，因此设置于正对第三散热风机的位置，有利于散热。

附图说明

为了更清楚地说明实施例的技术方案，下面简要介绍所需要使用的附图：

图1为实施例中逆变器的立体图；

图2为实施例中位于第一层板和第二层板上的电气元件的示意图；

图3为实施例中位于隔板上的电气元件的示意图；

图4为实施例中位于后腔体的示意图；

图5为实施例中箱体后向示意图。

主要附图标记说明：

逆变器100，散热结构10；

壳体1，箱体11，隔板12，第一层板13，第二层板14，前腔体15，上腔体151，下腔体152，第一过风口153，第二过风口154，后腔体16，第一进风口161，第一出风口162；换热器2，第一风道21，第二风道22，第二进风口221，第二出风口222，第一散热风机组3，第一散热风机31，第二散热风机32，第三散热风机33，第二散热风机组4，第五散热风机5，第六散热风机6；

直流输入模块20；直流滤波模块30；直流供电模块40；逆变模块50，母线电容51，功率开关器件52，第一散热器521；交流滤波模块60，交流滤波电容61，第二散热器611，交流滤波板62；交流输出模块70；控制模块80。

具体实施方式

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于简化描述，而不是暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作。

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

权利要求书和说明书中，除非另有限定，术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意为“包含但不限于”。

下面将结合附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1至图5，图1至图5示出了实施例中逆变器100。本实施例中的逆变器用于将直流逆变为交流。

如图1至图5所示，逆变器100包括散热结构10、直流输入模块20、直流滤波模块30、直流供电模块40、逆变模块50、交流滤波模块60、交流输出模块70和控制模块80。

散热结构10用于为逆变器100的电气元件散热。散热结构10包括壳体1、换热器2、第一散热风机组3、第二散热风机组4、第五散热风机5和第六散热风机6。

其中，壳体1包括箱体11、隔板12、第一层板13和第二层板14。箱体11与隔板12彼此固接，隔板12将箱体11隔成前腔体15和后腔体16。后腔体16用于容置电气元件的散热器，隔板12设有开口，开口适于被电气元件的散热器封堵以隔绝前腔体15和后腔体16，电气元件容置于前腔体15并适于装设于散热器上。前腔体15设有彼此连通的上腔体151和下腔体152。上腔体151的第一侧设有侧板(在本实施例中的左侧)，侧板沿上下方向布设有第一过风口153和第二过风口154。后腔体16的下端设有第一进风口161，后腔体16的上端设有第一出风口162。第一层板13与隔板12固接，其位于上腔体151且平行于隔板12，本实施例中，第一过风口153、第二过风口154、第二散热风机32和第三散热风机33均沿前后方向跨越第一层板13。第二层板14与隔板12固接，其位于下腔体152且平行于隔板12。

换热器2固接于箱体11第一侧的侧板，其设有彼此隔绝且适于换热的第一风道21和第二风道22，第一风道21与第一过风口153和第二过风口154密封连通。第二风道22设有与外界连通的第二进风口221和第二出风口222。本实施例中，第一风道21与前腔体15连通且共同构成一个密闭空间。

第一散热风机组3布设于前腔体15以将前腔体15的气流经所述第一过风口153送入第一风道21，并经第二过风口154回流至前腔体15。第一散热风机组3包括第一散热风机31、第二散热风机32和第三散热风机33。第一散热风机31置于隔板12与第一层板13间并靠近第一过风口153以将风引入第一过风口153，第一散热风机31的叶片的转动轴线与水平呈倾角，本实施例中，该倾角为45度。第二散热风机32置于上腔体151和下腔体152之间，以使风从第二过风口154经下腔体152吹入上腔体151，第二散热风机32的叶片的转动轴线垂直。第三散热风机33装设于箱体第二侧(与第一侧相对，本实施例中为右侧)的侧板并位于上腔体151中，其送风方向朝向第一过风口153，第三散热风机33的叶片的转动轴线水平。

第二散热风机组4包括若干第四散热风机，第四散热风机沿左右方向布设于第一进风口161并均固接于隔板12。

第五散热风机5设置于第一风道21。

第六散热风机6设置于第二风道22。

直流输入模块20用于与外界的直流电源连接以引入直流电。直流输入模块20包括若干沿左右方向布设的熔断器以及密封固接于箱体11的底板的直流输入端子。本实施例中，直流输入模块20位于下腔体152并固接于第二层板14靠近箱体11第一侧的部分。

直流滤波模块30用于进行直流滤波，其位于下腔体152并固接于隔板12。

直流供电模块40用于为逆变器100的用电元器件供电，其位于上腔体151，并固接于第一层板13的上部靠近第一散热风机31的位置。

逆变模块50用于将直流电变换为交流电，其包括若干母线电容51和若干功率开关器件52。其中，功率开关器件52设有第一散热器521。本实施例中，功率开关器件52数量为六个，分别两两围绕母线电容51布设。本实施例中，第一散热器521有三个，每个第一散热器521对应两个功率开关器件52。第一散热器521凸设于后腔体16中。

交流滤波模块60用于交流滤波。交流滤波模块60包括交流滤波板62、交流滤波电容61和交流滤波电感。交流滤波板62固接于第一层板13靠近第三散热风机33的位置。交流滤波板62设有若干继电器和共模电感，继电器设置于正对第三散热风机33的位置，有利于继电器作为散热敏感器件的散热。共模电感设置于靠近第三散热风机33的位置。交流滤波电容61位于上腔体151内并固接于隔板12靠近第三散热风机33的位置，交流滤波电感散热器为第二散热器611，第二散热器611凸设于后腔体16中，交流滤波电感置于第二散热器611内。

交流输出模块70用于输出交流电。交流输出模块70位于下腔体152并固接于第二层板14靠近箱体11第二侧的部分，交流输出模块70设有密封固接于箱体11的底板的交流输出端子。

控制模块80用于控制逆变变换，其固接于第一层板13并位于直流供电模块40的下方。

本实施例中，隔板12将箱体11隔成前腔体15和后腔体16，后腔体16用于容置散热器，前腔体15和散热器用于容置电气元件，且散热器和隔板12密封连接使前腔体15与后腔体16隔绝，使散热器得以工作于与外界环境连通的后腔体16中，保证了散热效果；而使电气元件得以工作于密闭的前腔体15中，而前腔体15与换热器2的第一风道21密封连通，这样保证了防水防尘效果。换热器2的第二风道22与外界连通，也保证了换热效果。

本实施例通过设置第一层板13和第二层板14，使得不需要配置散热器的模块得以堆叠至第一层板13和第二层板14上，同时使需要配置散热器的模块得以固接于隔板12上。本实施例将第一散热风机31配置于靠近第一过风口153，有利于将风流引入换热器2的第一风道21。将第二散热风机32配置于上腔体151与下腔体152间，有利于将第二过风口154出来的部分风流引至下腔体152。将第三散热风机33配置于正对第一过风口153，有利于箱体11内的风流循环流动。第一过风口153、第二过风口154、第二散热风机32和第三散热风机33跨越第一层板13，有利于在隔板12与第一层板13间，以及第一层板13与箱体11的面板间的风流的形成。而将第一散热风机31设置于隔板12与第一层板13间，有利于加大对固接于隔板12上的功率器件的散热，在本实施例中，有利于对左侧的功率开关器件52散热，使从第二过风口154出来的一部分风流得以被第一散热风机31引入至功率开关器件52。

本实施例中，第一散热风机31的叶片的转动轴线与水平呈倾角，而第三散热风机33的叶片的转动轴线水平，使第一散热风机31不遮挡第三散热风机33的风流，让第一散热风机31起到辅助引风效果，同时也使第二过风口154出来的一部分风流更容易被第一散热风机31牵引。

在逆变器100中，直流滤波模块30、逆变模块50、交流滤波电容62和交流滤波电感的散热器均固接于隔板12，有利于功率器件的散热。直流输入模块20和交流输出模块70设置于下腔体，有利于在箱体11底部设置连接端子。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本申请保护范围，但并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种散热结构，用于为逆变器的电气元件散热，其特征是，包括：

壳体，其包括彼此固接的箱体和隔板，所述隔板将箱体隔成前腔体和后腔体并设有开口，所述电气元件的散热器适于容置于后腔体并适于封堵所述开口以隔绝所述前腔体和所述后腔体，所述电气元件容置于所述前腔体并装设于所述散热器上；所述箱体第一侧的侧板在前腔体沿上下方向布设有第一过风口和第二过风口；所述后腔体设有第一进风口和第一出风口；

换热器，其固接于所述箱体第一侧的侧板，其设有彼此隔绝且适于换热的第一风道和第二风道，所述第一风道与所述第一过风口和所述第二过风口均密封连通；所述第二风道设有与外界连通的第二进风口和第二出风口；

第一散热风机组，其布设于所述前腔体以将前腔体的气流经所述第一过风口送入所述第一风道，并经所述第二过风口回流至所述前腔体；和

第二散热风机组，其布设于所述后腔体以在第一进风口和第一出风口间形成气流。

2.如权利要求1所述的一种散热结构，其特征是：

所述壳体还包括与所述隔板固接且平行于所述隔板的第一层板；所述前腔体设有彼此连通的上腔体和下腔体；所述第一层板、所述第一过风口和所述第二过风口均位于所述上腔体；

所述第一散热风机组包括第一散热风机、第二散热风机和第三散热风机；所述第一散热风机置于所述隔板与所述第一层板间并靠近所述第一过风口以将风引入所述第一过风口；所述第二散热风机置于所述上腔体与所述下腔体间，以使风从所述第二过风口经所述下腔体吹入所述上腔体；所述第三散热风机装设于所述箱体与第一侧的侧板相对的第二侧的侧板并位于上腔体，其送风方向朝向所述第一过风口；所述第一过风口、所述第二过风口、所述第二散热风机和所述第三散热风机沿前后方向跨越所述第一层板。

3.如权利要求2所述的一种散热结构，其特征是：所述第一散热风机的叶片的转动轴线与水平呈倾角，所述第二散热风机的叶片的转动轴线垂直，所述第三散热风机的叶片的转动轴线水平。

4.如权利要求3所述的一种散热结构，其特征是，所述壳体还包括与所述隔板固接且平行于所述隔板的第二层板；所述第二层板位于所述下腔体。

5.如权利要求4所述的一种散热结构，其特征是，所述第二散热风机组包括若干第四散热风机，所述第一进风口位于后腔体的下端，所述第一出风口位于后腔体的上端，各所述第四散热风机沿左右方向布设于所述第一进风口并均固接于所述隔板。

6.如权利要求5所述的一种散热结构，其特征是，还包括第五散热风机和第六散热风机，所述第五散热风机设置于所述第一风道，所述第六散热风机设置于所述第二风道。

7.如权利要求6所述的一种散热结构，其特征是，所述第二进风口设置于所述换热器的底面，所述第二出风口设置于所述换热器的侧面。

8.一种逆变器，用于将直流逆变为交流，其特征是，包括：

散热结构，其如权利要求4至7中任一项所述的散热结构；

直流输入模块，其位于所述下腔体并固接于所述第二层板靠近所述箱体第一侧的部分，其设有密封固接于所述箱体的底板的直流输入端子；

直流滤波模块，其位于所述下腔体并固接于所述隔板；

直流供电模块，其位于所述上腔体，并固接于所述第一层板的上部靠近所述第一散热风机的位置；

逆变模块，其位于所述上腔体并固接于所述隔板靠近所述第一散热风机的位置，其散热器凸设于所述后腔体中；

交流滤波模块，其包括交流滤波板、交流滤波电容和交流滤波电感，所述交流滤波板固接于所述第一层板靠近所述第三散热风机的位置；所述交流滤波电容位于所述上腔体内并固接于所述隔板靠近所述第三散热风机的位置，所述交流滤波电感的散热器凸设于所述后腔体中，所述交流滤波电感置于所述散热器内；

交流输出模块，其位于所述下腔体并固接于所述第二层板靠近所述箱体第二侧的部分，其设有密封固接于所述箱体的底板的交流输出端子；和

控制模块，其固接于所述第一层板并位于所述直流供电模块的下方。

9.如权利要求8所述的一种逆变器，其特征是，所述交流滤波板设有若干继电器和共模电感，所述继电器设置于正对所述第三散热风机的位置，所述共模电感设置于靠近所述第三散热风机的位置。