TWI535169B - 內建emi電路的變頻器結構 - Google Patents

Description

內建EMI電路的變頻器結構

本發明係有關於一種變頻器結構，尤指一種內建EMI電路的變頻器結構。

工業產業上常利用變頻器結構控制馬達電路，因電源電路本身切換也是干擾源，為了不影響市電，於是電源電路與市電輸入端間加上EMI濾波器，以免將本身干擾傳至共用電網。EMI濾波器的連接關係要介於市電與電源電路之間，使EMI濾波器可濾除雙向來的干擾。

傳統變頻器結構主要包含一塑膠殼體、一電源電路板、一EMI電路板、一散熱鰭片組及一風扇，電源電路板與EMI電路板容置在殼體內部上方，EMI電路板上方安裝一共模電感、複數電容、複數壓敏電阻及複數電阻，且電源電路板下方安裝散熱鰭片組，風扇對應散熱鰭片組配置以幫助電源電路板上的元件散熱。其中，變頻器結構利用共模電感、電容、壓敏電阻及電阻來達到濾除頻段的干擾。

然而，上述變頻器結構具有以下缺點，其一、因風扇難以對共模電感散熱，導致其溫度過高；其二、EMI元件僅靠輸入端子接地，造成電路板的接地效果不佳，將導致中高頻段的共模抑制能力降低。

有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人開發之目標。

本發明之ㄧ目的，在於提供一種內建EMI電路的變頻器結構，其係利用EMI電路板貼接於底板並容置在下容室內，風扇對應下容室配置，使風扇直接對EMI電路板進行散熱，進而提高變頻器結構的散熱效率，且EMI電路板能夠透過底板與外部環境電性連接，以增加接地面積，更有效的提升中高頻段的共模抑制能力。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種內建EMI電路的變頻器結構，包括：一箱體，具有相對的一頂板及一底板，該頂板及該底板之間設置有一分隔板件，該分隔板件將該箱體分隔出一上容室及一下容室，該底板由導電材質所構成，該分隔板件連接有容置在該下容室內的一散熱鰭片組；一風扇，對應該下容室配置；一電源電路板，固接於該分隔板件並容置在該上容室內；以及一EMI電路板，貼接於該底板並容置在該下容室內，該電源電路板與該EMI電路板電性連接。

本發明還具有以下功效：

第一、下容室的空間體積大於上容室的空間體積，所以將EMI電路板放置在下容室內時，可以調整的感容值也較大，使變頻器結構的濾波能力更強。

第二、變頻器結構更包括蓋板，蓋板能夠達到遮蓋EMI電路板之功效，以避免過多灰塵沉積於EMI電路板。

第三、EMI電路板上安裝有共模電感、電容、壓敏電阻及電阻，使EMI電路板專門提供過濾電源雜訊之功能，且共模電感、電容、壓敏電阻及電阻集中由風扇幫助散熱，以避免EMI元件過熱。

第四、本發明變頻器結構更包括導線管，讓線材被導線管限位以避免線材偏移，同時導線管設有缺口，使作業員在組裝時可清楚辨識並將線材導入正確的位置。

第五、變頻器結構更包括鐵芯環，鐵芯環設置在端子台內部，因鐵芯環具有過濾雜訊的功能，更加強變頻器結構的過濾雜訊能力，並且讓客戶無須自行額外裝配鐵芯，以提升變頻器結構的使用便利性。

有關本發明之詳細說明及技術內容，將配合圖式說明如下，然而所附圖式僅作為說明用途，並非用於侷限本發明。

請參考圖1至圖8所示，本發明係提供一種內建EMI電路的變頻器結構，此變頻器結構10主要包括一箱體1、一風扇2、一電源電路板3及一EMI電路板4。

如圖1至圖3所示，箱體1具有相對的一頂板11及一底板12，頂板11及底板12之間設置有一分隔板件13，分隔板件13將箱體1分隔出一上容室14及一下容室15，底板12由導電材質所構成，分隔板件13連接有一散熱鰭片組131，散熱鰭片組131容置在下容室15的內部。其中，底板12由銅、鐵等導電金屬材質所構成。

另外，頂板11與分隔板件13之間的間隔距離a小於底板12與分隔板件13之間的間隔距離b，而令下容室15的空間體積大於上容室14的空間體積。

如圖1至圖4所示，風扇2對應下容室15配置，電源電路板3固接於分隔板件13並容置在上容室14內部，電源電路板3設有複數透空孔31，EMI電路板4貼接於底板12並容置在下容室15內部，電源電路板3與EMI電路板4電性連接。其中，電源電路板3上安裝有一切換電路、複數變換元件及複數整流元件（圖未標示），以用於切換電源；EMI電路板4上安裝有一共模電感41、複數電容42、複數壓敏電阻43及複數電阻44，以用於過濾頻段干擾。

如圖5至圖6所示，本發明變頻器結構10更包括複數導線管5，各導線管5分別穿固於分隔板件13上，每一導線管5具有相對的一第一開口端51及一第二開口端52，各第一開口端51對應各透空孔31配置，各第二開口端52對應下容室15設置，每一第二開口端52的端部朝第一開口端51方向開設有一缺口53。

進一步說明如下，電源電路板3與EMI電路板4呈平行配置，每一導線管5為一中空圓柱，每一導線管5定義出一中心線L，每一中心線L與EMI電路板4呈垂直配置。

本如圖1至圖4所示，變頻器結構10更包括一蓋板6，蓋板6設置在底板12與分隔板件13之間並罩蓋於EMI電路板4，風扇2配置在分隔板件13與蓋板6之間。其中，蓋板6為一ㄇ字狀板體，但蓋板6也可為其他幾何形狀板體，不以本實施例為限制。

另外，蓋板6與底板12共同圍設出一容置空間s，容置空間s與下容室15相互連通，且蓋板6有複數貫通孔61，各貫通孔61分別與各第二開口端52呈相對配置。

本如圖7至圖8所示，本發明變頻器結構10更包括一端子台7及一鐵芯環8，端子台7固定於電源電路板3上，端子台7與電源電路板3電性連接，端子台7設有複數插接部71，鐵芯環8設置在端子台7內部，鐵芯環8具有一穿設口81，穿設口81對應數個插接部71的下方配置。

如圖1至圖2所示，本發明變頻器結構10之組合，其係利用箱體1具有相對的頂板11及底板12，頂板11及底板12之間設置有分隔板件13，分隔板件13將箱體1分隔出上容室14及下容室15，底板12由導電材質所構成，分隔板件13連接有容置在下容室15內的一散熱鰭片組131；風扇2對應下容室15配置；電源電路板3固接於分隔板件13並容置在上容室14內；EMI電路板4貼接於底板12並容置在下容室15內，電源電路板3與EMI電路板4電性連接。藉此，EMI電路板4容置在下容室15內，風扇2對應下容室15配置，使風扇2直接對EMI電路板4進行散熱，進而提高變頻器結構10的散熱效率，且EMI電路板4貼接於底板12並透過底板12與外部環境電性連接，以增加接地面積，更有效的提升中高頻段的共模抑制能力。

另外，下容室15的空間體積大於上容室14的空間體積，所以將EMI電路板4放置在下容室15內時，可以調整的感容值（共模電感與X,Y電容值）也較大，使變頻器結構10的濾波能力更強。

再者，變頻器結構10更包括蓋板6，蓋板6設置在底板12與分隔板件13之間並罩蓋於EMI電路板4，風扇2配置在分隔板件13與蓋板6之間，使蓋板6能夠達到遮蓋EMI電路板4之功效，以避免過多灰塵沉積於EMI電路板4，同時因蓋板6與底板12共同圍設出容置空間s，容置空間s與下容室15相互連通，所以風扇2的部分氣流能進入容置空間s內，進而帶走EMI電路板4的熱量或EMI電路板4傳遞至蓋板6的熱量。

如圖4所示，EMI電路板4上安裝有共模電感41、數個電容42、數個壓敏電阻43及數個電阻44，使EMI電路板4專門提供過濾電源雜訊之功能，且共模電感41、電容42、壓敏電阻43及電阻44容易產生熱量，故將較熱的電子元件集中由風扇2幫助散熱，以達到變頻器結構10具有優良的散熱效率。

如圖4至圖6所示，電源電路板3與EMI電路板4需要線材100導通，且為節省配置空間和避免線材彎曲造成額外的電磁干擾，線材100盡可能以直上直下的方式和電源電路板3與EMI電路板4呈垂直連接。因此，本發明變頻器結構10更包括複數導線管5，讓線材100穿設於導線管5內即被限制須以直上直下的方式與電源電路板3、EMI電路板4電性連接，同時線材100被導線管5限位以避免線材100偏移，使導線管5能導引線材100一端穿設透空孔31與電源電路板3電性連接，另一端穿設貫通孔61與EMI電路板4電性連接。

另外，每一導線管5的第二開口端52設有缺口53，使作業員在組裝時可清楚辨識並將線材100導入正確的位置。

如圖7至圖8所示，本發明變頻器結構10更包括鐵芯環8，鐵芯環8設置在端子台7內部，鐵芯環8具有穿設口81，穿設口81對應數個插接部71的下方配置，因鐵芯環8具有過濾雜訊的功能，更加強變頻器結構10的過濾雜訊能力。並且，本發明變頻器結構10直接在插接部71的下方安裝鐵芯環8，所以客戶無須自行額外裝配鐵芯，以提升變頻器結構10的使用便利性。

如圖4至圖8所示，本發明變頻器結構10之使用狀態，即過濾電源雜訊的流程為將市電（圖未示）與插接部71相互對接，再透過線材100電性連接EMI電路板4，因電源電路本身切換也是干擾源，為了不影響市電，於是在市電與電源電路板3之間加上EMI電路板4，以免將本身干擾傳至共用電網，所以在電流路徑上，EMI電路板4的連接關係要介於市電與電源電路板3之間，使EMI濾波器可濾除雙向來的干擾。藉此，EMI電路板4達成過濾電源雜訊的功能，過濾後的電源再導回電源電路板3上，使變頻器結構10完成過濾電源雜訊之目的。

綜上所述，本發明之內建EMI電路的變頻器結構，亦未曾見於同類產品及公開使用，並具有產業利用性、新穎性與進步性，完全符合新型專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

10‧‧‧變頻器結構

1‧‧‧箱體

11‧‧‧頂板

12‧‧‧底板

13‧‧‧分隔板件

131‧‧‧散熱鰭片組

14‧‧‧上容室

15‧‧‧下容室

2‧‧‧風扇

3‧‧‧電源電路板

31‧‧‧透空孔

4‧‧‧EMI電路板

41‧‧‧共模電感

42‧‧‧電容

43‧‧‧壓敏電阻

44‧‧‧電阻

5‧‧‧導線管

51‧‧‧第一開口端

52‧‧‧第二開口端

53‧‧‧缺口

6‧‧‧蓋板

61‧‧‧貫通孔

7‧‧‧端子台

71‧‧‧插接部

8‧‧‧鐵芯環

81‧‧‧穿設口

L‧‧‧中心線

s‧‧‧容置空間

100‧‧‧線材

圖1 係本發明變頻器結構之立體組合圖。

圖2 係本發明變頻器結構之另一立體組合圖。

圖3 係本發明變頻器結構之斷面示意圖。

圖4 係本發明變頻器結構之又一立體組合圖。

圖5 係本發明變頻器結構之局部立體放大圖。

圖6 係本發明變頻器結構之另一局部立體放大圖。

圖7 係本發明變頻器結構之又一局部立體放大圖。

圖8 係本發明變頻器結構之再一局部立體放大圖。

10‧‧‧變頻器結構

1‧‧‧箱體

11‧‧‧頂板

12‧‧‧底板

131‧‧‧散熱鰭片組

14‧‧‧上容室

15‧‧‧下容室

2‧‧‧風扇

3‧‧‧電源電路板

4‧‧‧EMI電路板

6‧‧‧蓋板

61‧‧‧貫通孔

7‧‧‧端子台

71‧‧‧插接部

s‧‧‧容置空間

100‧‧‧線材

Claims (13)

1. 一種內建EMI電路的變頻器結構，包括：一箱體，具有相對的一頂板及一底板，該頂板及該底板之間設置有一分隔板件，該分隔板件將該箱體分隔出一上容室及一下容室，該底板由導電材質所構成，該分隔板件連接有容置在該下容室內的一散熱鰭片組；一風扇，對應該下容室配置；一電源電路板，固接於該分隔板件並容置在該上容室內；以及一EMI電路板，貼接於該底板並容置在該下容室內，該電源電路板與該EMI電路板電性連接。
2. 如請求項1所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中該EMI電路板上安裝有一共模電感、複數電容、複數壓敏電阻及複數電阻。
3. 如請求項1所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中該底板由金屬材質所構成。
4. 如請求項1所述之內建EMI電路的變頻器結構，其更包括複數導線管，該等導線管分別穿固於該分隔板件上，每一該導線管具有相對的一第一開口端及一第二開口端，該電源電路板設有複數透空孔，各該第一開口端對應各該透空孔配置，各該第二開口端對應該下容室設置。
5. 如請求項4所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中每一該第二開口端的端部朝該第一開口端方向開設有一缺口。
6. 如請求項4所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中該電源電路板與該EMI電路板呈平行配置，每一該導線管定義出一中心線，每一該中心線與該EMI電路板呈垂直配置。
7. 如請求項4所述之內建EMI電路的變頻器結構，其更包括一蓋板，該蓋板設置在該底板與該分隔板件之間並罩蓋於該EMI電路板，該風扇配置在該分隔板件與該蓋板之間。
8. 如請求項7所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中該蓋板與該底板共同圍設出一容置空間，該容置空間與該下容室相互連通。
9. 如請求項7所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中該蓋板設有複數貫通孔，各該貫通孔分別與各該第二開口端呈相對配置。
10. 如請求項4所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中每一該導線管為一中空圓柱。
11. 如請求項1所述之內建EMI電路的變頻器結構，其更包括一端子台及一鐵芯環，該端子台固定於該電源電路板上，該端子台與該電源電路板電性連接，該端子台設有複數插接部，該鐵芯環設置在該端子台內部，該鐵芯環具有一穿設口，該穿設口對應該等插接部配置。
12. 如請求項1所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中該頂板與該分隔板件之間的間隔距離小於該底板與該分隔板件之間的間隔距離。
13. 如請求項1所述之內建EMI電路的變頻器結構，其中該電源電路板上安裝有一切換電路、複數變換元件及複數整流元件。