CN220776229U - 功率变换器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种功率变换器，属于电气设备散热技术领域。所述功率变换器包括：壳体，所述壳体限定出密闭腔体；多个发热器件，所述多个发热器件安装于所述密闭腔体；第一风机，所述第一风机安装于所述壳体的外部，用于朝第一区域吹风，所述第一区域为所述多个发热器件中集中布置的发热器件所对应的区域。通过上述第一风机的设置，实现了壳体外侧的扰流换热，相较于传统的自然对流和热辐射的换热方式，大幅度加快热量传递的速率，利用自然风冷结合强迫风冷的散热方式，有效地优化了散热效果，从而满足了输出功率较大的功率变换器的散热需求。

Description

功率变换器

技术领域

本申请属于电气设备散热技术领域，尤其涉及一种功率变换器。

背景技术

为保护电力电子器件免受外界环境的破坏，通常需要将电力电子器件包裹起来，形成密闭的高防护腔体，达到防雨防尘的目的，但是在电力电子器件工作的过程中会产生大量的热量排放到密闭腔体中，由于当前密闭腔体中的热量只能通过外壳的自然对流和热辐射扩散到外界环境，这种被动散热方式的效率较低，并且随着功率变换器产品使用功率的不断提升，密闭腔体内的热量越来越大，传统的被动散热方式已经无法满足产品的散热需求。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种功率变换器，大幅度加快热量传递的速率，有效地优化了散热效果，从而满足了大功率功率变换器的散热需求。

第一方面，本申请提供了一种功率变换器，包括：

壳体，所述壳体限定出密闭腔体；

多个发热器件，所述多个发热器件安装于所述密闭腔体；

第一风机，所述第一风机安装于所述密闭腔体的外部，用于朝第一区域吹风，所述第一区域为所述多个发热器件中集中布置的发热器件所对应的区域。

根据本申请的功率变换器，通过上述第二风机和第一风机的设置，实现了壳体内外侧的扰流换热，相较于传统的自然对流和热辐射的换热方式，大幅度加快热量传递的速率，利用自然风冷结合强迫风冷的散热方式，有效地优化了散热效果，从而满足了大功率功率变换器的散热需求。

根据本申请的一个实施例，功率变换器还包括：

风道壳，所述风道壳贴合于所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁，且所述风道壳限定出风道，所述风道的一端与所述第一风机相连。

根据本申请的一个实施例，功率变换器还包括：

导风罩，所述导风罩罩设于所述第一风机，且与所述风道壳连通。

根据本申请的一个实施例，所述风道壳内设有多个分隔板，所述多个分隔板将所述风道分隔成多个子风道。

根据本申请的一个实施例，所述多个分隔板与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁垂直布置。

根据本申请的一个实施例，所述风道壳可以包括顺次相连的第一段、第二段和第三段，所述第一段和所述第三段相对于所述第二段弯折，所述第二段贴合于所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁。

根据本申请的一个实施例，所述第一风机的轴线与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁平行布置，

和/或；

所述第一风机的轴线与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁垂直布置，

和/或；

所述第一风机的轴线与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁之间呈锐角布置。

根据本申请的一个实施例，所述第一风机和所述风道壳包括一一对应的多组，多组分别贴合在所述壳体的多个外侧壁。根据本申请的一个实施例，所述风道壳延伸设置，且贴合在所述壳体的多个外侧壁。

根据本申请的一个实施例，功率变换器还包括：

第二风机，所述第二风机安装于所述密闭腔体。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的功率变换器的结构示意图之一；

图2是本申请实施例提供的功率变换器的结构示意图之二；

图3是本申请实施例提供的功率变换器的结构示意图之三；

图4是本申请实施例提供的功率变换器的侧视图；

图5是图5中A-A截面的剖视图；

图6是本申请实施例提供的功率变换器的风道壳和分隔板的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的功率变换器的结构示意图之四；

图8是本申请实施例提供的功率变换器的结构示意图之五；

图9是本申请实施例提供的功率变换器的结构示意图之六。

附图标记：

功率变换器100，壳体110，密闭腔体111，电子器件120，第二风机130，第一风机140，风道壳150，第一段151，第二段152，第三段153，导风罩160，分隔板170。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

本申请公开了一种功率变换器100。

下面参考图1-图9描述根据本申请实施例的功率变换器100。

在一些实施例中，如图1-图3所示，功率变换器100包括：壳体110、第一风机140和多个发热器件120。

壳体110限定出密闭腔体111。

壳体110可以用于作为整体支撑框架安装第一风机140和多个发热器件120，壳体110可以采用塑料材质或者金属材质，其中，塑料材质可以包括但不限于PVC(Polyvinylchloride，聚氯乙烯)、PI(Polyimide，聚酰亚胺)、PS(Polystyrene，聚苯乙烯)、PC(Polycarbonate，聚碳酸酯)或者PA(Polyamide，聚酰胺)等，金属材质可以包括但不限于铝合金、铝镁合金或者不锈钢等，比如，在一些实施例中，壳体110采用金属材质。

多个发热器件120安装于密闭腔体111。

其中，多个表示2个或者2个以上，比如，在一些实施例中，如图1-图3所示，3个发热器件120安装于密闭腔体111。

发热器件120可以包括但不限于电子器件、电容器件、开关器件或者磁性器件等，此处不作限制。

第一风机140安装于密闭腔体111的外部，第一风机140用于朝第一区域吹风，第一区域为多个发热器件120中集中布置的发热器件120所对应的区域。

第一风机140用于在壳体110的外部扰流，第一区域可以为壳体110上温度最高的区域。

第一风机140可以设置于壳体110的外侧壁，或者，第一风机140可以悬挂于壳体110的外部，比如，在一些实施例中，如图1-图9所示，第一风机140可以设置于壳体110的外侧壁。

第一风机140与壳体110之间的连接方式可以包括但不限于螺栓连接、焊接链接或者粘接等，比如，在一些实施例中，第一风机140与壳体110之间的连接方式为螺栓连接。

在实际的执行中，如图1-图3所示，当功率变换器100处于工作状态下，发热器件120会散发大量的热量，发热器件120散发的热量可以传递至壳体110内部的空气，防止发热器件120局部升温过快，热空气可与壳体110进行热交换，第一风机140在壳体110的外侧壁的第一区域扰流以加快第一区域附近的空气流动的速度，壳体110的第一区域可以通过强迫风冷换热的方式实现降温散热，壳体110的其他区域可以通过自然对流和热辐射的方式将热量传递到外界。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述第一风机140的设置，实现了壳体110外侧的扰流换热，相较于传统的自然对流和热辐射的换热方式，大幅度加快热量传递的速率，利用自然风冷结合强迫风冷的散热方式，有效地优化了散热效果，从而满足了输出功率较大的功率变换器100的散热需求。

在一些实施例中，如图2-图6和图8-图9所示，功率变换器100还可以包括：风道壳150。

风道壳150可以贴合于第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁，且风道壳150可以限定出风道，风道的一端可以与第一风机140相连。

风道壳150与壳体110之间的连接方式可以包括但不限于螺栓连接、焊接链接或者粘接等，比如，在一些实施例中，风道壳150与壳体110之间的连接方式为螺栓连接。

风道管可以为方管状或者U字形，比如，在一些实施例中，如图2-图5和图8-图9所示，风道管为方管状，比如，在另一些实施例中，如图6所示，风道管为U字形。

在实际的执行中，如图2-图6和图8-图9所示，当功率变换器100处于工作状态下，发热器件120会散发大量的热量，发热器件120散发的热量可以传递至壳体110内部的空气，热空气可与壳体110进行热交换，第一风机140在壳体110的外侧壁的第一区域扰流以加快第一区域附近的空气流动的速度，第一区域附近的空气可以在风道壳150的导向作用下流动，即外部空气可以穿过风道与壳体110的外侧壁换热，壳体110的第一区域可以通过强迫风冷换热的方式实现降温散热，壳体110的其他区域可以通过自然对流和热辐射的方式将热量传递到外界。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述风道壳150的设置，实现了外部空气沿风道与壳体110进行热交换，利用风道壳150的导向作用，降低外部空气流动的无序性，从而加快强迫风冷的散热速率。

在一些实施例中，如图1-图5和图8-图9所示，功率变换器100还可以包括：导风罩160。

导风罩160可以罩设于第一风机140，且导风罩160可以与风道壳150连通。

在该实施方式中，如图1-图5和图8-图9所示，导风罩160可以在不完全遮挡第一风机140的进风面和出风面的情况下罩设在第一风机140外，导风罩160可以通过螺栓连接或者其他连接方式固定于壳体110，在第一风机140工作的过程中，外部冷空气可以通过第一风机140进入导风罩160内，随后离开导风罩160进入风道壳150内，换热后热空气可以穿过风道离开风道壳150。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述导风罩160的设置，使得第一风机140扰动后的外部冷空气可以最大限度地进入风道，加大单位时间内通过风道的风量，缩短散热时长，同时能够对第一风机140起到防晒以及防飞沙侵蚀的作用，从而延长第一风机140的使用寿命。

在一些实施例中，如图3-图4、图6和图8所示，风道壳150内可设有多个分隔板170，多个分隔板170可以将风道分隔成多个子风道。

其中，多个表示2个或者2个以上，比如，在一些实施例中，风道壳150内设有30个分隔板170。

在该实施方式中，如图3-图4、图6和图8所示，并且壳体110可以将部分热量传递给多个隔板和风道壳150，当气流由导风罩160通过导风口流入风道时，冷空气短时间内分别进入多个子风道内，冷空气与风道壳150进行热交换的同时，还可以与多个隔板进行热交换，从而更快地将热量带走。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述多个分隔板170的设置，实现了冷空气通过多个子风道同时与壳体110以及多个分隔板170进行换热，在不增加设备整体占有空间的情况下，增大了换热面积，大幅度加快热量传递的速率。

在一些实施例中，如图3-图4、图6和图8所示，多个分隔板170可以与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁垂直布置。

在另一些实施例中，多个分隔板170可以与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁平行布置。

在实际的执行中，在多个分隔板170与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁垂直布置的情况，多个子风道为竖向布置的子风道，在多个分隔板170与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁平行布置的情况下，多个子风道为横向布置的子风道，基于上述风道壳150的狭管设计，子风道竖向布置时分隔板170的数量多于子风道横向布置时分隔板170的数量。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述多个分隔板170的空间位置设计，使得风道管内尽可能地多布置分隔板170，最大限度地增大了换热面积，有效加快传热速率，同时结构布局合理，功能分区明确。

在一些实施例中，如图6所示，风道壳150可以包括顺次相连的第一段151、第二段152和第三段153，第一段151和第三段153可以相对于第二段152弯折，第二段152可以贴合于第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁。

在该实施方式中，第一段151、第二段152和第三段153可以形成U字形风道壳150，即此时风道壳150具有敞口，多个分隔板170可以呈散热翅片的形状，且分隔板170可以呈悬臂状，换句话说，分隔板170的一端与风道壳150的第二段152相连，分隔板170的另一端为自由端，风道壳150的敞口可以朝向背离第一区域的方向。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述风道壳150呈U字形的设计，使得多个分隔板170形成悬臂的翅片状与外部冷空气进行热交换，在保障散热效果的前提下，减少了风道壳150的用料，从而降低了整个功率变换器100的材料成本和加工成本。

在一些实施例中，如图1-图5、图8-图9所示，第一风机140的轴线与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁可以平行布置。

在另一些实施例中，第一风机140的轴线与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁可以垂直布置。

在又一些实施例中，如图7所示，第一风机140的轴线与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁之间可以呈锐角布置。

在实际的执行中，在功率变换器100的装配过程中，可以根据项目需求将第二风扇放置在任何位置，也可以根据项目需求将第二风扇设置成任何角度，具体而言，当散热效果要求最大化的情况下，第一风机140的轴线与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁可以平行布置，当设备内部空间较为紧张时，第一风机140的轴线与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁之间可以呈锐角布置，或者第一风机140的轴线与第一风机140所朝向的壳体110的外侧壁可以垂直布置。

需要说明的是，基于发热器件120大多安装在密闭腔体111偏上的位置，故第一风机140安装在壳体110上方为最佳选择。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述第一风机140的空间位置设计，实现了第一风机140的定制化设计，能够根据不同的项目需求布置不同空间位置的第一风机140，提高了整个设备在加工设计上的灵活性和可选择性。

在一些实施例中，如图8所示，第一风机140和风道壳150可以包括一一对应的多组，多组可以分别贴合在壳体110的多个外侧壁。

其中，多组表示2组或者2组以上，比如，在一些实施例中，如图8所示，第一风机140和风道壳150可以包括一一对应的2组，2组可以分别贴合在壳体110的2个外侧壁。

在该实施方式中，如图8所示，第一风机140、风道壳150、分隔板170以及导风罩160可以包括一一对应的2组，2组可以分别设置在壳体110相对的2个外侧壁。

或者，第一风机140、风道壳150、分隔板170以及导风罩160可以包括一一对应的2组，2组可以分别设置在壳体110相邻的2个外侧壁。

在另一些实施方式中，第一风机140、风道壳150、分隔板170以及导风罩160可以包括一一对应的3组，3组可以分别设置在壳体110相对的3个外侧壁。

在又一些实施方式中，第一风机140、风道壳150、分隔板170以及导风罩160可以包括一一对应的4组，4组可以分别设置在壳体110相对的4个外侧壁。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述多组第一风机140和风道壳150的结构设计，实现了多个第一风机140和风道壳150对壳体110的多个外侧壁进行强迫风冷，优化了降温冷却的效果的同时，提升了整个功率变换器100的均温性。

在一些实施例中，如图9所示，风道壳150可以延伸设置，且风道壳150可以贴合在壳体110的多个外侧壁。

在该实施方式中，如图9所示，风道壳150可以呈U字形，风道壳150可以贴合在壳体110的3个外侧壁。

在另一些实施方式中，风道壳150可以呈L字形，风道壳150可以贴合在壳体110的2个外侧壁。

在又一些实施方式中，风道壳150可以呈口字形，风道壳150可以贴合在壳体110的4个外侧壁。

在实际的执行中，如图9所示，当功率变换器100处于工作状态下，发热器件120会散发大量的热量，发热器件120散发的热量可以传递至壳体110内部的空气，热空气可与壳体110进行热交换，第一风机140在壳体110的外侧壁的第一区域扰流以加快第一区域附近的空气流动的速度，第一区域附近的空气可以在风道壳150的导向作用下流动，即外部空气可以穿过风道依次与壳体110的多个外侧壁接触并换热。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述风道壳150贴合在壳体110的多个外侧壁的结构设计，实现了单个第一风机140和单个风道壳150对壳体110的多个外侧壁进行强迫风冷，优化了降温冷却的效果的同时，实现了成本控制。

在一些实施例中，如图1-图3、图5、图7和图9所示，第二风机130可以安装于密闭腔体111。

第二风机130可以用于在壳体110内扰流，第二风机130可以设置多个，其中，多个表示2个或者2个以上，比如，在一些实施例中，如图1-图3所示，2个第二风机130安装于密闭腔体111。

第二风机130与壳体110之间的连接方式可以包括但不限于螺栓连接、焊接链接或者粘接等，比如，在一些实施例中，第二风机130与壳体110之间的连接方式为螺栓连接。

在实际的执行中，如图1-图3所示，当功率变换器100处于工作状态下，发热器件120会散发大量的热量，第二风机130在壳体110内扰流以加快密闭腔体111内空气流动的速度，发热器件120散发的热量可以传递至壳体110内部的空气，防止发热器件120局部升温过快，热空气可与壳体110进行热交换，第一风机140在壳体110的外侧壁的第一区域扰流以加快第一区域附近的空气流动的速度，壳体110的第一区域可以通过强迫风冷换热的方式实现降温散热，壳体110的其他区域可以通过自然对流和热辐射的方式将热量传递到外界。

本申请实施例提供的功率变换器100，通过上述第二风机130的设置，配合第一风机240的设置，实现了壳体110内外侧的扰流换热，进一步地加快热量传递的速率，利用自然风冷结合强迫风冷的散热方式，最大限度地优化了散热效果。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以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。

在本申请的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本申请的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种功率变换器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体限定出密闭腔体；

多个发热器件，所述多个发热器件安装于所述密闭腔体；

第一风机，所述第一风机安装于所述密闭腔体的外部，用于朝第一区域吹风，所述第一区域为所述多个发热器件中集中布置的发热器件所对应的区域。

2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，还包括：

风道壳，所述风道壳贴合于所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁，且所述风道壳限定出风道，所述风道的一端与所述第一风机相连。

3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，还包括：

导风罩，所述导风罩罩设于所述第一风机，且与所述风道壳连通。

4.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述风道壳内设有多个分隔板，所述多个分隔板将所述风道分隔成多个子风道。

5.根据权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述多个分隔板与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁垂直布置。

6.根据权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述风道壳可以包括顺次相连的第一段、第二段和第三段，所述第一段和所述第三段相对于所述第二段弯折，所述第二段贴合于所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述第一风机的轴线与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁平行布置，

和/或；

所述第一风机的轴线与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁垂直布置，

和/或；

所述第一风机的轴线与所述第一风机所朝向的所述壳体的外侧壁之间呈锐角布置。

8.根据权利要求2-6中任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述第一风机和所述风道壳包括一一对应的多组，多组分别贴合在所述壳体的多个外侧壁。

9.根据权利要求2-6中任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述风道壳延伸设置，且贴合在所述壳体的多个外侧壁。

10.根据权利要求1-6中任一项所述的功率变换器，其特征在于，还包括：第二风机，所述第二风机安装于所述密闭腔体。