DE29911836U1 - Assembly of a power electronics and a cooling fan - Google Patents
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Description
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7. Juli 1999July 7, 1999
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Unser Zeichen: H 1592 DE St/sc
10 Our reference: H 1592 DE St/sc
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Die Erfindung betrifft eine Baugruppe aus einer Leistungselektronik und einem Kühlkörper.The invention relates to an assembly comprising power electronics and a heat sink.
Die Leistungselektronik kann beispielsweise zur Steuerung von Motoren verwendet werden. Da die Bauteile der Leistungselektronik wärmeempfindlich sind, ist zum Abführen der auftretenden Verlustwärme ein Kühlelement vorgesehen, das als passiver Kühlkörper ausgeführt ist. Allerdings ist der Wärmeübergang von dem Kühlkörper auf die Umgebungsluft relativ unbefriedigend, so daß die Kühlkörper sehr große Abmessungen haben müssen, um die auftretende Verlustwärme mit der erforderlichen Geschwindigkeit abführen zu können.Power electronics can be used, for example, to control motors. Since the components of power electronics are sensitive to heat, a cooling element designed as a passive heat sink is provided to dissipate the heat that is lost. However, the heat transfer from the heat sink to the ambient air is relatively unsatisfactory, so the heat sinks must have very large dimensions in order to be able to dissipate the heat that is lost at the required speed.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Baugruppe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auch bei einem kompakten Kühlkörper eine ausreichende Kühlung der Leistungselektronik gewährleistet ist.The object of the invention is therefore to further develop an assembly of the type mentioned at the outset in such a way that sufficient cooling of the power electronics is ensured even with a compact heat sink.
Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung bei einer Baugruppe der eingangs genannten Art ein Kühlventilator vorgesehen, wobei die Leistungselektronik, derFor this purpose, according to the invention, a cooling fan is provided in an assembly of the type mentioned above, wherein the power electronics, the
Kühlkörper und der Kühlventilator zu einem Modul zusammengefaßt sind. Der Kühlventilator sorgt für eine Zwangskühlung des Kühlelementes, indem die Geschwindigkeit der an dem Kühlelement vorbeistreichenden Luft erhöht wird, daher ist eine im Vergleich zum Stand der Technik geringere Oberfläche des Kühlelementes ausreichend, um die anfallende Verlustwärme zuverlässig abführen zu können. Somit sind die Voraussetzungen geschaffen, um ein kompaktes, platz- und gewichtssparendes Modul zu realisieren.The heat sink and the cooling fan are combined into one module. The cooling fan ensures forced cooling of the cooling element by increasing the speed of the air passing by the cooling element, so a smaller surface area of the cooling element compared to the state of the art is sufficient to reliably dissipate the waste heat. This creates the conditions for creating a compact, space- and weight-saving module.
Vorzugsweise ist zur Geschwindigkeitssteuerung des Kühlventilators ein Temperatursensor vorgesehen. Somit kann die Arbeitsgeschwindigkeit des Kühlventilators und folglich auch dessen Energieaufnahme an die jeweils abzuführende Verlustwärme angepaßt werden.Preferably, a temperature sensor is provided to control the speed of the cooling fan. This allows the operating speed of the cooling fan and consequently also its energy consumption to be adapted to the waste heat to be dissipated.
In das Modul kann eine Überwachungselektronik für die Leistungselektronik sowie eine Anschaltelektronik für die Überwachungselektronik und die Leistungselektronik integriert werden. Dabei kann die Anschaltelektronik galvanisch von der Überwachungselektronik und der Leistungselektronik getrennt werden, insbesondere durch eine optische Signalübertragung zwischen der Anschaltelektronik einerseits und der Überwachungselektronik sowie der Leistungselektronik andererseits. Monitoring electronics for the power electronics and connection electronics for the monitoring electronics and the power electronics can be integrated into the module. The connection electronics can be galvanically separated from the monitoring electronics and the power electronics, in particular by means of optical signal transmission between the connection electronics on the one hand and the monitoring electronics and the power electronics on the other.
Vorzugsweise sind die Anschaltelektronik, die Überwachungselektronik und der Temperatursensor in einem Gehäuse vergossen. Auf diese Weise ergibt sich ein Modul, das gegenüber Umwelteinflüssen unempfindlich ist.Preferably, the connection electronics, the monitoring electronics and the temperature sensor are encapsulated in a housing. This results in a module that is insensitive to environmental influences.
Vorzugsweise ist ein Mikroprozessor vorgesehen, der mit der Anschaltelektronik verbunden ist. Der Mikroprozessor kann entweder in das Gehäuse integriert werden oder auf einer elektronischen Leiterplatte untergebracht werden. Der Mikroprozessor dient dazu, die Steuerung sowohl des Kühlventilators als auch der Leistungselektronik vorzunehmen.Preferably, a microprocessor is provided which is connected to the control electronics. The microprocessor can either be integrated into the housing or housed on an electronic circuit board. The microprocessor is used to control both the cooling fan and the power electronics.
Es kann ein Bus-Koppler vorgesehen sein, um den Mikroprozessor anzusteuern. Bei dieser Gestaltung kann das Modul und die darin enthaltene Leistungselektronik extern über ein elektronisches Bussystem angesteuert werden, wie es beispielsweise in der Automatisierungstechnik verbreitet ist. 5A bus coupler can be provided to control the microprocessor. With this design, the module and the power electronics contained therein can be controlled externally via an electronic bus system, as is common in automation technology, for example. 5
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. In diesen zeigen:The invention is described below with reference to a preferred embodiment shown in the accompanying drawings, in which:
- Figur 1 in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Modul; und- Figure 1 shows a perspective view of a module according to the invention; and
- Figur 2 in einem Blockschaltbild die verschiedenen Bauteile der erfindungsgemäßen Baugruppe.- Figure 2 shows a block diagram of the various components of the assembly according to the invention.
In Figur 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäßes Modul zu sehen. Es enthält einen Kühlkörper 10 mit Kühlrippen 12 sowie zwei Führungsschienen 14, 16. Zwischen den beiden Führungsschienen 14, 16 ist ein Kühlventilator 18 angeordnet, der von einem in dieser Ansicht nicht sichtbaren Motor angetrieben wird. An den Kühlkörper 10 schließt sich ein Gehäuse 20 an, in welchem insbesondere eine Leistungselektronik eingekapselt ist. Um die von der Leistungselektronik erzeugte Verlustwärme abführen zu können, erzeugt der Kühlventilator 18 einen Luftstrom, der über die Kühlrippen 12 streicht und dabei die Verlustwärme abführt.Figure 1 shows a perspective view of a module according to the invention. It contains a heat sink 10 with cooling fins 12 and two guide rails 14, 16. A cooling fan 18 is arranged between the two guide rails 14, 16 and is driven by a motor that is not visible in this view. The heat sink 10 is followed by a housing 20 in which power electronics are encapsulated. In order to be able to dissipate the waste heat generated by the power electronics, the cooling fan 18 generates an air flow that passes over the cooling fins 12 and dissipates the waste heat.
Die einzelnen Bauteile der erfindungsgemäßen Baugruppe werden nachfolgend anhand von Figur 2 beschrieben.
30The individual components of the assembly according to the invention are described below with reference to Figure 2.
30
Im Gehäuse 20 ist die Leistungselektronik 22 angeordnet, die beispielsweise zum Schalten eines Motors verwendet werden kann. Am Gehäuse 20 ist ein Anschluß 23 für die Versorgung der Leistungselektronik 22 vorgesehen. Für die Leistungselektronik 22 ist eine Überwachungselektronik 24 vorgesehen. 5The power electronics 22, which can be used for switching a motor, for example, are arranged in the housing 20. A connection 23 for supplying the power electronics 22 is provided on the housing 20. Monitoring electronics 24 are provided for the power electronics 22. 5
Sowohl für die Leistungselektronik 22 als auch die Überwachungselektronik 24 ist jeweils eine Anschaltelektronik 26 bzw. 28 vorgesehen. Die Anschaltelektronik 26, 28 ist von der Leistungselektronik 22 sowie der Überwachungselektronik 24 galvanisch getrennt, indem die Signalübertragung auf optischem Wege erfolgt. Diese galvanische Trennung ist in Figur 2 schematisch mit dem Bezugszeichen 29 versehen. A connection electronics 26 and 28 are provided for both the power electronics 22 and the monitoring electronics 24. The connection electronics 26, 28 are galvanically isolated from the power electronics 22 and the monitoring electronics 24 by transmitting the signals optically. This galvanic isolation is schematically provided with the reference number 29 in Figure 2.
Es ist ein Mikroprozessor 30 vorgesehen, der zur Steuerung sowohl der Leistungselektronik als auch der Geschwindigkeit des Kühlventilators dient. Der Mikroprozessor 30 ist über einen Eingang 32 und einen Ausgang 34 mit der Anschaltelektronik 26, 28 verbunden, um die Steuerung der Leistungselektronik vorzunehmen. Der Mikroprozessor 30 ist ferner über eine Leitung 36 mit dem Motor des Kühlventilators 18 verbunden, um dessen Geschwindigkeit steuern zu können. Außerdem ist der Mikroprozessor 30 mit einem Temperatursensor 40 verbunden, der im Inneren des Gehäuses 20 angebracht ist, um die von der Verlustwärme der Leistungselektronik herrührende Erwärmung erfassen zu können.A microprocessor 30 is provided which serves to control both the power electronics and the speed of the cooling fan. The microprocessor 30 is connected to the switching electronics 26, 28 via an input 32 and an output 34 in order to control the power electronics. The microprocessor 30 is also connected to the motor of the cooling fan 18 via a line 36 in order to be able to control its speed. The microprocessor 30 is also connected to a temperature sensor 40 which is mounted inside the housing 20 in order to be able to detect the heating resulting from the heat loss of the power electronics.
Der Mikroprozessor 30 kann entweder in das Gehäuse integriert sein oder extern auf einer elektronischen Leiterplatte untergebracht sein.The microprocessor 30 can either be integrated into the housing or housed externally on an electronic circuit board.
Zur Ansteuerung des Mikroprozessors und der Leistungselektronik ist ein Bus-Koppler 42 vorgesehen, der über Signalleitungen 44, 46 mit dem Mikroprozessor 30 in Verbindung steht. Auf diese Weise kann das Modul aus Leistungselektronik und Kühlventilator an ein elektrisches Bussystem angeschlossen werden.A bus coupler 42 is provided to control the microprocessor and the power electronics, which is connected to the microprocessor 30 via signal lines 44, 46. In this way, the module consisting of power electronics and cooling fan can be connected to an electrical bus system.
Das dargestellte Modul zeichnet sich dadurch aus, daß es besonders kompakt sowie unempfindlich gegen Umwelteinflüsse ist. Die Leistungselektronik ist zu-The module shown is characterized by being particularly compact and insensitive to environmental influences. The power electronics are
sammen mit den zu ihrer Steuerung erforderlichen Bauteilen gekapselt im Gehäuse untergebracht, an dem wiederum unmittelbar der Kühlkörper mit dem Kühlventilator angeordnet ist. Somit kann die in der Leistungselektronik anfallende Verlustwärme unmittelbar abgeführt werden, ohne daß es zu einer Überhitzung und der daraus resultierenden Zerstörung von Bauteilen kommen kann.together with the components required to control it, they are encapsulated in the housing, on which the heat sink with the cooling fan is located. This means that the waste heat generated in the power electronics can be dissipated immediately without overheating and the resulting destruction of components.
Claims (8)
Priority Applications (1)
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| DE29911836U DE29911836U1 (en) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Assembly of a power electronics and a cooling fan |
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| DE29911836U DE29911836U1 (en) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Assembly of a power electronics and a cooling fan |
Publications (1)
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| DE29911836U1 true DE29911836U1 (en) | 1999-09-02 |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29915465U1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-01-18 | Schneider-Clauss GmbH & Co. KG Metallwarenfabrikation, 50677 Köln | Cooling element |
| DE102005001603A1 (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Zippy Technology Corp., Hsin-Tien | Heat sink driving device for use with electronic device, has detection circuit driven by detective signal of parameter source to output acceleration signal to drive circuit for controlling heat sink |
-
1999
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE29915465U1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-01-18 | Schneider-Clauss GmbH & Co. KG Metallwarenfabrikation, 50677 Köln | Cooling element |
| DE102005001603A1 (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-27 | Zippy Technology Corp., Hsin-Tien | Heat sink driving device for use with electronic device, has detection circuit driven by detective signal of parameter source to output acceleration signal to drive circuit for controlling heat sink |
| DE102005001603B4 (en) * | 2005-01-12 | 2007-03-22 | Zippy Technology Corp., Hsin-Tien | Method for driving at least one cooler with device |
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