TWI692294B - 變頻器 - Google Patents

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TWI692294B TW108101101A TW108101101A TWI692294B TW I692294 B TWI692294 B TW I692294B TW 108101101 A TW108101101 A TW 108101101A TW 108101101 A TW108101101 A TW 108101101A TW I692294 B TWI692294 B TW I692294B
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Abstract

一種變頻器，包括一機殼、一電路板單元、一發熱元件、一風扇以及一第一散熱器。該機殼內具有一防水區以及一通風區。該電路板單元設於該防水區之中。發熱元件設於該防水區之中並耦接該電路板單元。該風扇設於該通風區並適於產生一氣流。該第一散熱器設於該通風區並熱連接該發熱元件，其中，該氣流適於經過該第一散熱器。

Description

變頻器
本發明之實施例係有關於一種變頻器，特別係有關於一種具有散熱設計之變頻器。
在變頻器之中，電容器為熱源之一。在習知技術中，電容器透過襯套連接外部冷卻系統以進行散熱，然而，此設計無法提供充分防水效果，使得電容器容易被水氣影響而損壞。
在另一習知技術中，電容器被設置於變頻器的防水區之內，並以設於防水區內之風扇對該電容器進行散熱，然而，設置風扇佔用了防水區內的有限空間，降低空間利用率。
本發明之實施例係為了欲解決習知技術之問題而提供之一種變頻器，包括一機殼、一電路板單元、一發熱元件、一風扇以及一第一散熱器。該機殼內具有一防水區以及一通風區。電路板單元設於該防水區之中。發熱元件設於該防水區之中並耦接該電路板單元。風扇設於該通風區並適於產生一氣流。第一散熱器設於該通風區並熱連接該發熱元件，其中，該氣流適於經過該第一散熱器。
在一實施例中，該變頻器更包括一導熱層，該導熱層設於該防水區之中並夾設於該發熱元件與該第一散熱器之間。
在一實施例中，該變頻器更包括一轉接板，該轉接板設於該防水區之中並耦接該電路板單元，其中，該轉接板垂直於該電路板單元，該發熱元件連接該轉接板。
在一實施例中，在一投影面上，該電路板單元、該發熱元件以及該第一散熱器之投影彼此部分重疊。
在一實施例中，該發熱元件包括一電容器。
在一實施例中，該變頻器更包括一繼電器，該繼電器設於該防水區之中並設於該電路板單元之上，該繼電器對應該電容器。
在一實施例中，該變頻器更包括一變壓器、一輸出控制單元以及一第二散熱器，該變壓器以及該輸出控制單元設於該電路板單元，該變壓器對應該第二散熱器，該第二散熱器熱連接該輸出控制單元，該變壓器以及該輸出控制單元設於該防水區之中，該第二散熱器設於該通風區之中，該氣流適於經過該第二散熱器。
在一實施例中，該第二散熱器位於該第一散熱器與該風扇之間。
在一實施例中，該電路板單元包括一第一電路板以及一第二電路板，該繼電器設於該第一電路板，該變壓器以及該輸出控制單元設於該第二電路板，該第二電路板包括一第一表面以及一第二表面，該第一表面相對於該第二表面，該變壓器設於該第一表面，該輸出控制單元設於該第二表面。
在一實施例中，在一投影面上，該第一電路板、該電容器以及該第一散熱器之投影彼此部分重疊，該第二電路板與該第二散熱器之投影彼此部分重疊。
在一實施例中，該機殼更包括一隔板，該隔板位於該第一電路板與該電容器之間，該第一電路板鎖附於該隔板。
在一實施例中，該變頻器更包括一第一擋板以及一第一防水圈，該第一擋板具有一第一開口，該第一散熱器覆蓋該第一開口，該第一防水圈嵌設於該第一擋板並抵接該第一散熱器，該第一散熱器經由該第一開口熱連接該電容器。
在一實施例中，該變頻器更包括一第二擋板以及一第二防水圈，該第二擋板具有一第二開口，該第二散熱器覆蓋該第二開口，該第二防水圈嵌設於該第二擋板並抵接該第二散熱器，該第二散熱器經由該第二開口熱連接該輸出控制單元。
在另一實施例中，本發明提供一種變頻器，包括一電路板單元、一轉接板、一電容器以及一第一散熱器。轉接板耦接該電路板單元，其中，該轉接板垂直於該電路板單元。該電容器連接該轉接板。該第一散熱器熱連接該電容器。
應用本發明實施例之變頻器，由於防水區內並未設置多餘的風扇，因此可節省成本，並增加了防水區內的可用空間。特別是，將電容器設置於電路板單元下方之設計，可進一步提高機殼內的空間使用率。在本發明之實施例中，由第一擋板、第一散熱器、第二擋板以及第二散熱器分隔及定義防水區以及通風區，其防水性、空間利用性以及可靠度佳，並且散熱效果良好。
第1A圖係顯示本發明實施例之變頻器C的立體圖。第1B圖係顯示本發明第一實施例之變頻器C1的內部結構。第1C圖係顯示本發明第一實施例之變頻器C1的剖面圖。搭配參照第1A、1B以及1C圖，本發明第一實施例之變頻器C1包括一機殼1、一電路板單元2、一發熱元件3、一風扇4以及一第一散熱器51。該機殼1內具有一防水區101以及一通風區102。電路板單元2設於該防水區101之中。在本實施例及本揭露其他實施例中，發熱元件包括一電容器，但不以此為限。電容器3設於該防水區101之中並耦接該電路板單元2。風扇4設於該通風區102並適於產生一氣流A。第一散熱器51設於該通風區102之中並熱連接該電容器3，其中，該氣流A適於經過該第一散熱器51，並與該第一散熱器51接觸而散熱。其中，該電容器3的既有位置亦可配置如功率模組或開關元件等其他種類的發熱元件。
參照第1B以及1C圖，在一實施例中，該變頻器C1更包括一導熱層53，該導熱層53設於該防水區101之中並夾設於該電容器3與該第一散熱器51之間。該導熱層53作為中介層可使該電容器3與該第一散熱器51的熱連接更穩定，故該導熱層53亦可以被導熱墊、導熱膏或類似的導熱元件取代。在另一實施例中，該電容器3亦可以直接連接該第一散熱器51，上述揭露並未限制本發明。
參照第1B以及1C圖，在此實施例中，該變頻器C1更包括一轉接板31，該轉接板31設於該防水區101之中並耦接該電路板單元2，其中，該轉接板31垂直於該電路板單元2，且該電容器3連接該轉接板31。亦即，該電容器3透過該轉接板31耦接該電路板單元2。
參照第1B以及1C圖，在此實施例中，該轉接板31係透過一轉接線32耦接該電路板單元2。在另一實施例中，該轉接板31亦可能透過連接器（未有繪示）而直接插設於該電路板單元2之上，上述揭露並未限制本發明。
參照第1B以及1C圖，在一實施例中，在一第一方向Z上之一投影面P上，該電路板單元2、該電容器3以及該第一散熱器51的投影彼此部分重疊。如圖所示，該電容器3橫置於該電路板單元2下方，在此實施例中，該電容器3的配置可充分對應該第一散熱器51。該第一散熱器51熱連接該電容器3，並將該電容器3所產生的熱量導出，再透過該氣流A而移除。
參照第1A圖，在一實施例中，該變頻器C1更包括一繼電器241，該繼電器241設於該防水區101之中並設於該電路板單元2之上，該繼電器241對應該電容器3配置。詳細地說，該繼電器241與該電容器3分別配置於該電路板單元2相對的兩面，在一實施例中，該繼電器241配置於該電路板單元2的上表面，該電容器3配置於該電路板單元2的下表面。
參照第1B以及1C圖，在一實施例中，該變頻器C1更包括一變壓器242、一輸出控制單元243以及一第二散熱器52，該變壓器242以及該輸出控制單元243設於該電路板單元2，該變壓器242對應該第二散熱器52配置，該第二散熱器52熱連接該輸出控制單元243，該變壓器242以及該輸出控制單元243設於該防水區101之中，該第二散熱器52設於該通風區102之中，該氣流A適於經過該第二散熱器52，並與該第二散熱器52接觸而散熱。
在一實施例中，該第二散熱器52可直接連接該輸出控制單元243。或，該第二散熱器52與該輸出控制單元243之間亦可以設置導熱層或導熱膏（圖未繪示），上述揭露並未限制本發明。該變壓器242以及該輸出控制單元243所產生的熱量由該第二散熱器52導出，再透過該該氣流A而移除。
參照第1A圖，在一實施例中，該第二散熱器52位於該第一散熱器51與該風扇4之間。該氣流A先經過該該第二散熱器52，再經過該該第一散熱器51。然而，上述揭露並未限制本發明，亦即該氣流A的流向亦可能相反。
參照第1B以及1C圖，在此實施例中，該電路板單元2包括一第一電路板21以及一第二電路板22，該第一電路板21與該第二電路板22，且可以具有一高度差，可以依需求調整配置於該第一電路板21與該第二電路板22的電子元件，配合該機殼1設計以提高該防水區101的空間利用率。其中，該繼電器241設於該第一電路板21，該變壓器242以及輸出控制單元243設於該第二電路板22，該第二電路板22包括一第一表面221以及一第二表面222，該第一表面221相對於該第二表面222，該變壓器242設於該第一表面221，該輸出控制單元243設於該第二表面222。該第一電路板21以及第二電路板22之設計增加了機殼1內空間的使用彈性，上述揭露並未限制本發明。
在一實施例中，該第一電路板21耦接該第二電路板22，耦接方式可以以導線或連接器達成，上述揭露並未限制本發明。
在一實施例中，該輸出控制單元243可以為絕緣柵雙極電晶體（Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT）、雙極性接面型電晶體（Bipolar Junction Transistor, BJT）、金屬氧化物半導體場效電晶體（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET）或其他可控制電路開關的類似的電子元件，上述揭露並未限制本發明。
參照第1B以及1C圖，在一實施例中，在該第一方向Z上之該投影面P上，該第一電路板21、該電容器3以及該第一散熱器51的投影彼此部分重疊，且該第二電路板22與該第二散熱器52的投影彼此部分重疊。此配置可確保發熱元件盡可能與散熱器於熱傳導路徑上重疊，提高散熱效率。
參照第1B以及1C圖，在一實施例中，該機殼1更包括一隔板13，該隔板13位於該第一電路板21與該電容器3之間，且該第一電路板21鎖附於該隔板13。在一實施例中，該隔板13亦提供定位該轉接板31之功能，上述揭露並未限制本發明。
參照第1B以及1C圖，在一實施例中，該變頻器C1更包括一第一擋板11以及一第一防水圈111，其中該第一擋板11具有一第一開口112，該第一散熱器51覆蓋該第一開口112，該第一防水圈111嵌設於該第一擋板11並抵接該第一散熱器51，該第一散熱器51經由該第一開口112而熱連接該電容器3。
參照第1B以及1C圖，在一實施例中，該變頻器C1更包括一第二擋板12以及一第二防水圈121，其中該第二擋板12具有一第二開口122，該第二散熱器52覆蓋該第二開口122，該第二防水圈121嵌設於該第二擋板12並抵接該第二散熱器52，該第二散熱器52經由該第二開口122而熱連接該輸出控制單元243。
在一實施例中，該第一散熱器51以及該第二散熱器52於熱連接的另一側可以具有鰭片結構以增加散熱面積，亦可以以鋁擠方式製成使易於成形並與防水圈緊密貼合，其製作成本比習用的襯套較低，密合度及信賴度則較高，上述揭露並未限制本發明。
應用本發明實施例之變頻器，由於防水區內並未設置多餘的風扇，因此可節省成本，並增加了防水區內的可用空間。特別是，將電容器設置於電路板單元下方之設計，可進一步提高機殼內的空間使用率。在本發明之實施例中，由第一擋板、第一散熱器、第二擋板以及第二散熱器分隔及定義防水區以及通風區，其防水性、空間利用性以及可靠度佳，並且散熱效果良好。
在另一實施例中，基於其他考量及設計，在本發明之架構下，防水區內亦可能設置風扇，上述揭露並未限制本發明。
第2A圖係顯示本發明第二實施例之變頻器的內部結構。第2B圖係顯示本發明第二實施例之變頻器的剖面圖。搭配參照第2A、2B圖，在本發明第二實施例之變頻器C2中，該電路板單元僅具有單一個電路板23，而前一實施例揭露的該繼電器241、該變壓器242以及該輸出控制單元243均設置於該電路板23之上。應用本發明第二實施例之變頻器，僅使用單一片電路板，且可以無需額外的機構件以架高部分電路板，可更降低電路板單元及變頻器整體製作的成本。
雖然本發明已以具體之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此項技術者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
C、C1、C2‧‧‧變頻器1‧‧‧機殼101‧‧‧防水區102‧‧‧通風區11‧‧‧第一擋板111‧‧‧第一防水圈112‧‧‧第一開口12‧‧‧第二擋板121‧‧‧第二防水圈122‧‧‧第二開口13‧‧‧隔板2‧‧‧電路板單元21‧‧‧第一電路板22‧‧‧第二電路板221‧‧‧第一表面222‧‧‧第二表面23‧‧‧電路板241‧‧‧繼電器242‧‧‧變壓器243‧‧‧輸出控制單元3‧‧‧電容器/發熱元件31‧‧‧轉接板32‧‧‧轉接線4‧‧‧風扇51‧‧‧第一散熱器52‧‧‧散熱器53‧‧‧導熱層A‧‧‧氣流Z‧‧‧第一方向P‧‧‧投影面
第1A圖係顯示本發明實施例之變頻器的立體圖。 第1B圖係顯示本發明第一實施例之變頻器的內部結構。 第1C圖係顯示本發明第一實施例之變頻器的剖面圖。 第2A圖係顯示本發明第二實施例之變頻器的內部結構。 第2B圖係顯示本發明第二實施例之變頻器的剖面圖。
C1‧‧‧變頻器
1‧‧‧機殼
101‧‧‧防水區
102‧‧‧通風區
11‧‧‧第一擋板
111‧‧‧第一防水圈
112‧‧‧第一開口
12‧‧‧第二擋板
121‧‧‧第二防水圈
122‧‧‧第二開口
13‧‧‧隔板
2‧‧‧電路板單元
21‧‧‧第一電路板
22‧‧‧第二電路板
221‧‧‧第一表面
222‧‧‧第二表面
241‧‧‧繼電器
242‧‧‧變壓器
243‧‧‧輸出控制單元
3‧‧‧電容器/發熱元件
31‧‧‧轉接板
32‧‧‧轉接線
4‧‧‧風扇
51‧‧‧第一散熱器
52‧‧‧散熱器
53‧‧‧導熱層
A‧‧‧氣流
Z‧‧‧第一方向
P‧‧‧投影面

Claims (11)

  1. 一種變頻器，包括：一機殼，該機殼內具有一防水區以及一通風區，其中，該機殼包括一隔板；一電路板單元，設於該防水區之中，其中，該電路板單元包括一第一電路板；一發熱元件，設於該防水區之中並耦接該電路板單元，其中，該發熱元件包括一電容器；一風扇，設於該通風區並適於產生一氣流；以及一第一散熱器，設於該通風區並熱連接該發熱元件，其中，該氣流適於經過該第一散熱器，其中，該隔板位於該第一電路板與該電容器之間，該第一電路板鎖附於該隔板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器，其更包括一導熱層，該導熱層設於該防水區之中並夾設於該發熱元件與該第一散熱器之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器，其更包括一轉接板，該轉接板設於該防水區之中並耦接該電路板單元，其中，該轉接板垂直於該電路板單元，該發熱元件連接該轉接板。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器，其中，在一投影面上，該電路板單元、該發熱元件以及該第一散熱器之投影彼此部分重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器，其更包括一繼電器，該繼電器設於該防水區之中並設於該電路板單元，其中，該繼電器對應該電容器。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之變頻器，其更包括一變壓器、一輸出控制單元以及一第二散熱器，該變壓器以及該輸出控制單元設於該電路板單元，該變壓器對應該第二散熱器，該第二散熱器熱連接該輸出控制單元，其中，該變壓器以及該輸出控制單元設於該防水區之中，該第二散熱器設於該通風區之中，該氣流適於經過該第二散熱器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之變頻器，其中，該第二散熱器位於該第一散熱器與該風扇之間。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之變頻器，其中，該電路板單元更包括一第二電路板，該繼電器設於該第一電路板，該變壓器以及該輸出控制單元設於該第二電路板，該第二電路板包括一第一表面以及一第二表面，該第一表面相對於該第二表面，該變壓器設於該第一表面，該輸出控制單元設於該第二表面。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之變頻器，其中，在一投影面上，該第一電路板、該電容器以及該第一散熱器之投影彼此部分重疊，該第二電路板與該第二散熱器之投影彼此部分重疊。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之變頻器，其更包括一第一擋板以及一第一防水圈，該第一擋板具有一第一開口，該第一散熱器覆蓋該第一開口，該第一防水圈嵌設於該第一擋板並抵接該第一散熱器，該第一散熱器經由該第一開口熱連接該電容器。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之變頻器，其更包括一第二擋板以及一第二防水圈，該第二擋板具有一第二開口，該第二散熱器覆蓋該第二開口，該第二防水圈嵌設於該第二擋板並抵接該第二散熱器，該第二散熱器經由該第二開口熱連接該輸出控制單元。
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