RU75504U1

RU75504U1 - DEVICE FOR CONVERTING AC VOLTAGE TO DC

Info

Publication number: RU75504U1
Application number: RU2007145097/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Вадимович Миронов
Original assignee: Андрей Вадимович Миронов
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2008-08-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при проектировании сварочных аппаратов. Устройство содержит радиатор 1 с ребрами, образующими его внутренние каналы, боковая поверхность которого служит для прикрепления охлаждаемых полупроводниковых приборов. Вентилятор 2, соединен с радиатором 1 герметично с зазором. Вентиляторы 2 и 3 установлены на первой торцевой стенке корпуса 4, в противоположной торцевой стенке которого выполнено отверстие для выхода потока хладагента. Второй вентилятор 3 образует с корпусом 4 трубу, направляющую поток хладагента на радиоэлементы, расположенные на установочной плате. В зазоре между радиатором 1 и первым вентилятором 2 установлена перегородка 5 перпендикулярно направлению закручивания потока хладагента установлена перегородка 5. Вентилятор 2 нагнетает поток хладагента во внутренние каналы радиатора 1. Тепло, выделяемое полупроводниковыми приборами, установленными на радиаторе, передается на его ребра и потоку охлаждающего воздуха. Перегородка 5 обеспечивает ламинарность потока хладагента, предотвращая его закручивание. Второй вентилятор 3 нагнетает поток хладагента внутрь корпуса 4, охлаждая установленные внутри него элементы и внешнюю поверхность трубы радиатора 1. Корпус 4 направляет поток хладагента для наилучшего охлаждения элементов, расположенных на установочной плате. Элементы установлены на плате специальным образом, способствующим перераспределению потока хладагента между ними для лучшего охлаждения. В устройстве используется принцип дозированного направления потоков хладагента к элементам, требующим интенсивного охлаждения. Технический результат заключается в повышении надежности работы путем увеличения эффективности охлаждения элементов устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to electrical engineering and can be used in the design of welding machines. The device comprises a radiator 1 with fins forming its internal channels, the lateral surface of which serves to attach cooled semiconductor devices. The fan 2 is connected to the radiator 1 hermetically with a gap. Fans 2 and 3 are installed on the first end wall of the housing 4, in the opposite end wall of which a hole is made for the outlet of the refrigerant stream. The second fan 3 forms a pipe with the body 4, directing the flow of refrigerant to the radio elements located on the mounting plate. In the gap between the radiator 1 and the first fan 2, a partition 5 is installed perpendicular to the direction of rotation of the refrigerant flow. . The partition 5 provides a laminar flow of the refrigerant, preventing it from twisting. The second fan 3 pumps the flow of refrigerant into the housing 4, cooling the elements installed inside it and the outer surface of the pipe of the radiator 1. Housing 4 directs the flow of refrigerant for the best cooling of the elements located on the mounting plate. Elements are installed on the board in a special way, contributing to the redistribution of the flow of refrigerant between them for better cooling. The device uses the principle of dosed direction of refrigerant flows to elements requiring intensive cooling. The technical result consists in increasing the reliability by increasing the cooling efficiency of the elements of the device. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при разработке изделий, имеющих минимальные размеры и вес при заданной мощности преобразования электрической энергии, например, сварочных аппаратах.The utility model relates to electrical engineering and can be used in the development of products having minimum dimensions and weight at a given power of electric energy conversion, for example, welding machines.

Известно устройство для преобразования напряжения переменного тока в постоянное, содержащее корпус, разделенный вертикальной перегородкой на два отсека, в первом из которых горизонтально относительно дна закреплена установочная плата. Первый из двух вентиляторов встроен в выполненное в первой торцевой стенке корпуса отверстие, совмещенное с входом трубообразного герметичного относительно корпуса радиатора, установленного на плате. Второй вентилятор встроен в вертикальную перегородку и предназначен для циркуляции хладагента в первом отсеке по замкнутому циклу.(1).A device is known for converting AC voltage to direct voltage, comprising a housing divided by a vertical partition into two compartments, in the first of which a mounting plate is mounted horizontally relative to the bottom. The first of the two fans is built into the hole made in the first end wall of the housing, combined with the inlet of a pipe-shaped radiator relative to the body of the radiator mounted on the board. The second fan is built into the vertical partition and is designed to circulate the refrigerant in the first compartment in a closed cycle. (1).

Недостатком известного устройства является относительный перегрев радиоэлементов установленных на плате и не закрепленных на трубообразном радиаторе, что приводит к уменьшению надежности устройства.A disadvantage of the known device is the relative overheating of radio elements mounted on the board and not mounted on a tube-shaped radiator, which reduces the reliability of the device.

Наиболее близким к данной полезной модели является устройство для преобразования переменного тока в постоянное, содержащее блок для охлаждения электронных приборов, включающий в себя радиатор с ребрами, образующими его внутренние каналы, наружная поверхность которого служит для прикрепления охлаждаемых полупроводниковых приборов и вентилятор, соединенный с радиатором, предназначенным для нагнетания хладагента в его внутренние каналы, крыльчатка которого размещена относительно радиатора на расстоянии А=0,2 Д, где Д - диаметр центральной конструктивной части радиатора (2).Closest to this utility model is a device for converting alternating current to direct current, comprising a unit for cooling electronic devices, including a radiator with fins forming its internal channels, the outer surface of which is used to attach cooled semiconductor devices and a fan connected to the radiator, designed to inject refrigerant into its internal channels, the impeller of which is placed relative to the radiator at a distance of A = 0.2 D, where D is the diameter of the central oh the structural part of the radiator (2).

Недостатком известного устройства так же является относительный перегрев радиоэлементов установленных на плате, что приводит к снижению надежности устройства.A disadvantage of the known device is also the relative overheating of the radio elements installed on the board, which leads to a decrease in the reliability of the device.

Технический результат, который может быть достигнут при использовании полезной модели, заключается в повышении надежности работы путем увеличения эффективности охлаждения всех элементов устройства.The technical result that can be achieved using the utility model is to increase the reliability by increasing the cooling efficiency of all elements of the device.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для преобразования напряжения сети переменного тока в постоянный ток, содержащем радиатор ребрами, образующими его внутренние каналы, боковая поверхность которого служит для прикрепления охлаждаемых полупроводниковых приборов, и первый вентилятор, соединенный с радиатором герметично с зазором, равным А=0,2 Д, где Д - диаметр центральной конструктивной части радиатора, причем первый вентилятор установлен на The technical result is achieved due to the fact that in the device for converting AC voltage to direct current, containing the radiator with ribs forming its internal channels, the side surface of which serves to attach the cooled semiconductor devices, and the first fan connected to the radiator hermetically with a gap, equal to A = 0.2 D, where D is the diameter of the central structural part of the radiator, and the first fan is installed on

первой торцевой стенке корпуса, в противоположной торцевой стенке которого выполнено отверстие для выхода потока хладагента, при этом на первой торцевой стенке корпуса установлен второй вентилятор, образующий с корпусом трубу, направляющую поток хладагента на радиоэлементы, расположенные на установочной плате. В зазоре между радиатором и первым вентилятором перпендикулярно направлению закручивания потока хладагента установлена перегородка, а охлаждаемые элементы расположены на установочной плате с максимальной для их охлаждения эффективностью.the first end wall of the housing, in the opposite end wall of which a hole is made for the outlet of the refrigerant flow, while a second fan is installed on the first end wall of the housing, forming a pipe with the housing that directs the flow of refrigerant to the radio elements located on the mounting plate. In the gap between the radiator and the first fan, a partition is installed perpendicular to the direction of rotation of the refrigerant flow, and the cooled elements are located on the mounting plate with the maximum efficiency for cooling them.

На чертеже представлена конструктивная схема устройства. Устройство содержит радиатор 1 с ребрами, образующими его внутренние каналы, боковая поверхность которого служит для прикрепления охлаждаемых полупроводниковых приборов. Вентилятор 2, соединен с радиатором 1 герметично с зазором, равным А=0,2 Д, где Д - диаметр центральной конструктивной части радиатора. Вентиляторы 2 и 3 установлены на первой торцевой стенке корпуса 4, в противоположной торцевой стенке которого выполнено отверстие для выхода потока хладагента. Второй вентилятор 3, образует с корпусом 4 трубу, направляющую поток хладагента на радиоэлементы, расположенные на установочной плате. В зазоре между радиатором 1 и первым вентилятором 2 установлена перегородка 5 перпендикулярно направлению закручивания потока хладагента.The drawing shows a structural diagram of the device. The device comprises a radiator 1 with fins forming its internal channels, the lateral surface of which serves to attach cooled semiconductor devices. The fan 2 is connected to the radiator 1 hermetically with a gap equal to A = 0.2 D, where D is the diameter of the central structural part of the radiator. Fans 2 and 3 are installed on the first end wall of the housing 4, in the opposite end wall of which a hole is made for the outlet of the refrigerant stream. The second fan 3, forms with the body 4 a pipe directing the flow of refrigerant to the radio elements located on the mounting plate. In the gap between the radiator 1 and the first fan 2, a partition 5 is installed perpendicular to the direction of swirling of the refrigerant stream.

В устройстве используется принцип дозированного направления потоков хладагента к изделиям, требующим интенсивного охлаждения. В случае применения радиаторов в изделии они объединяются в трубу с герметично закрепленным на ее торцевой части нагнетающем вентиляторе, который, в свою очередь, закреплен на внешней стенке корпуса прибора, что обеспечивает забор хладагента из окружающей среды.The device uses the principle of dosed direction of refrigerant flows to products requiring intensive cooling. In the case of the use of radiators in the product, they are combined into a pipe with a discharge fan that is tightly fixed on its end part, which, in turn, is mounted on the outer wall of the device casing, which ensures the intake of refrigerant from the environment.

При герметичном закреплении вентилятора на торцевой части трубы радиаторов между вентилятором и ребрами радиаторов установлен зазор, величина которого определяется конструкцией вентилятора, а именно - соотношением между внешним и внутренними диаметрами конструктивных элементов вентилятора.When the fan is sealed on the end of the radiator pipe, a gap is established between the fan and the fins of the radiators, the size of which is determined by the design of the fan, namely, the ratio between the external and internal diameters of the fan structural elements.

В случае, когда элементы конструкции установлены не на радиаторе, а на установочной плате, в качестве направляющего потока хладагента используется корпус прибора, причем поток хладагента нагнетается вентилятором, установленным на торцевой стороне охватывающей охлаждаемые элементы трубы, роль которой исполняет корпус прибора. При этом труба радиатора может быть установлена внутри корпуса, и в этом случае она будет охлаждаться снаружи вторым потоком хладагента, действующим внутри корпусаIn the case when the structural elements are mounted not on the radiator, but on the mounting plate, the device body is used as a directing flow of refrigerant, and the flow of refrigerant is pumped by a fan installed on the end side covering the cooled elements of the pipe, the role of which is played by the device body. In this case, the radiator pipe can be installed inside the housing, in which case it will be cooled outside by a second refrigerant stream acting inside the housing

Для еще большего эффекта теплообмена охлаждаемые элементы расположены на плате и пространстве таким образом, что последовательно расположенные в направлении потока хладагента радиоэлементы рассекают и направляют поток хладагента на последующие элементы с максимально возможной эффективностью. Элементы расположены в потоке хладагента с учетом их предельной рабочей температуры и увеличении температуры хладагента по мере его продвижения по образующей поток хладагента трубе радиатора и корпуса.For an even greater heat transfer effect, the cooled elements are located on the circuit board and in such a way that the radio elements sequentially located in the direction of the refrigerant flow dissect and direct the refrigerant flow to the subsequent elements with the highest possible efficiency. The elements are located in the flow of the refrigerant, taking into account their maximum operating temperature and increasing temperature of the refrigerant as it moves along the radiator and housing pipes forming the refrigerant flow.

Для дополнительного улучшения системы охлаждения устройства в зазоре между торцом радиатора и крыльчаткой вентилятора установлена перегородка 5, перегораживающая этот зазор перпендикулярно направлению вращения лопастей вентилятора 2. Перегородка препятствует закручиванию потока хладагента в направлении вращения лопастей вентилятора. Закручивание потока хладагента снижает величину избыточного давления, вырабатываемого вентилятором и, тем самым, скорость истечения потока хладагента. Снижение скорости потока хладагента, соответственно, уменьшает съем тепла с ребер радиатора.To further improve the cooling system of the device, a partition 5 is installed in the gap between the end of the radiator and the fan impeller, blocking this gap perpendicular to the direction of rotation of the fan blades 2. The partition prevents the refrigerant flow from swirling in the direction of rotation of the fan blades. Twisting the refrigerant stream reduces the amount of overpressure generated by the fan and thereby the rate of flow of the refrigerant. Reducing the flow rate of the refrigerant, respectively, reduces heat removal from the fins of the radiator.

Введение перегородки значительно (на 20-30%) повышает эффективность системы охлаждения устройства.The introduction of the partition significantly (by 20-30%) increases the efficiency of the cooling system of the device.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Вентилятор 2 нагнетает поток хладагента (воздуха) во внутренние каналы радиатора 1. Тепло, выделяемое полупроводниковыми приборами, установленными на радиаторе, передается на его ребра и, посредством соприкосновения, потоку охлаждающего воздуха. Перегородка 5 обеспечивает ламинарность потока хладагента, предотвращая его закручивание, а расстояние А - равномерное распределение потока хладагента по внутренней поверхности радиатора 1. Второй вентилятор 3 нагнетает поток хладагента внутрь корпуса 4, охлаждая установленные внутри корпуса элементы и внешнюю поверхность трубы радиатора 1. Корпус устройства направляет поток хладагента для наилучшего охлаждения элементов, расположенных на установочной плате. Элементы установлены на плате специальным образом, способствующим перераспределению потока хладагента между ними для лучшего охлаждения.The fan 2 pumps the flow of refrigerant (air) into the internal channels of the radiator 1. The heat generated by the semiconductor devices mounted on the radiator is transferred to its fins and, through contact, the flow of cooling air. The partition 5 ensures the laminarity of the refrigerant flow, preventing it from twisting, and the distance A ensures uniform distribution of the refrigerant flow on the inner surface of the radiator 1. The second fan 3 pumps the refrigerant flow inside the housing 4, cooling the elements installed inside the housing and the outer surface of the radiator pipe 1. The device body directs refrigerant flow for best cooling of components located on the mounting plate. Elements are installed on the board in a special way, contributing to the redistribution of the flow of refrigerant between them for better cooling.

Установка трубы радиатора внутри трубы корпуса прибора и установка герметично закрепленных вентиляторов на внешней стенке корпуса и торцевой поверхности трубы радиатора позволяет эффективно охлаждать одновременно элементы, установленные на радиаторе, вне радиатора и, также внешнюю поверхность трубы радиатора одновременно, что значительно увеличивает эффективность охлаждения и, следовательно, повышает надежность работы.The installation of the radiator pipe inside the pipe of the device casing and the installation of hermetically fixed fans on the outer wall of the case and the end surface of the radiator pipe allows you to effectively cool simultaneously the elements mounted on the radiator, outside the radiator and also the external surface of the radiator pipe at the same time, which significantly increases the cooling efficiency and, therefore , improves reliability.

Устройство может найти широкое применение при производстве источников электропитания широкого назначения, например, для сварочных аппаратов.The device can be widely used in the production of power supplies for a wide range of purposes, for example, for welding machines.

Источники информации.Information sources.

1. Патент RU 2133561 1999 C1.1. Patent RU 2133561 1999 C1.

2. Патент RU 2012098 1994.2. Patent RU 2012098 1994.

Claims

1. A device for converting AC voltage to direct current, comprising a radiator with fins forming its internal channels, the side surface of which is used to attach cooled semiconductor devices, and a first fan sealed to the radiator with a gap of A = 0.2 D where D is the diameter of the central structural part of the radiator, and the first fan is installed on the first end wall of the housing, in the opposite end wall of which a hole is made for the outlet of the flow of coolant dagent, moreover, on the first end wall of the casing there is a second fan forming a pipe with the casing directing the flow of refrigerant to the radio elements located on the mounting plate.

2. The device according to claim 1, characterized in that a partition is installed in the gap between the radiator and the first fan perpendicular to the direction of swirling of the refrigerant flow.