TWI838369B - 散熱器及包括其之散熱裝置、自冷卻電感器套件及電設備 - Google Patents
散熱器及包括其之散熱裝置、自冷卻電感器套件及電設備 Download PDFInfo
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Abstract
本發明提供了一種散熱器及包括其之散熱裝置、自冷卻電感器套件及電設備。所述散熱器採用導熱材料製作，包括：基座；位於所述基座上的支撐件；以及位於所述基座兩側的第一散熱組件及第二散熱組件，所述第一散熱組件及第二散熱組件相對於所述支撐件對稱設置，所述第一散熱組件及第二散熱組件上形成有多個散熱片；其中，所述基座、支撐件、第一散熱組件及第二散熱組件限定了用於容納發熱器件的一部分的容納空間。本發明的散熱器能夠對電感器進行散熱，使得自冷卻電感器套件實現了自冷卻，提高了其工作可靠性且降低了成本。
Description
本發明涉及散熱器，特別涉及一種散熱器及包括其之散熱裝置、自冷卻電感器套件及電設備。
在不斷電電源供應器中，電感器是一個重要且必不可少的元器件。尤其是在大功率的不斷電電源供應器中，電感器的溫度的上升會影響其正常使用。伴隨著過熱現象的持續進行，電感器容易出現熱老化而縮短其使用壽命。電感器的溫度一旦達到80攝氏度以上還會出現毀損情況。
目前，通常是在機櫃中安裝多個風扇對電感器進行散熱以避免其溫度升高。然而，採用這種方式，除了需要增加不斷電電源供應器機櫃的體積以安裝風扇之外，還必須確保風扇正常工作，這對風扇的性能及工作狀態提出了很高的要求。
針對現有技術存在的上述技術問題，本發明提供了一種散熱器，所述散熱器採用導熱材料製作，包括：
基座；
位於所述基座上的支撐件；以及
位於所述基座兩側的第一散熱組件及第二散熱組件，所述第一散熱組件及第二散熱組件相對於所述支撐件對稱設置，所述第一散熱組件及第二散熱組件上形成有多個散熱片；
其中，所述基座、支撐件、第一散熱組件及第二散熱組件限定了用於容納發熱器件的一部分的容納空間。
較佳的，所述多個散熱片的每一個呈波紋彎折成型。
較佳的，所述第一散熱組件包括相對設置的安裝板及限位板，所述限位板的形狀與所述發熱器件的一部分的形狀相吻合，所述多個散熱片位於所述安裝板與限位板之間，所述多個散熱片的每一個的一端固定至所述安裝板的內側，另一端固定至所述限位板的內側。
較佳的，所述安裝板呈平板狀，其具有螺紋孔。
較佳的，所述支撐件呈圓柱形，所述支撐件的一端固定至所述基座的中心，另一端的端面形成有半圓形的臺階部。
較佳的，所述容納空間呈扇環形的凹槽。
較佳的，所述第一散熱組件與第二散熱組件相同，所述散熱器由金屬材料一體成型。
本發明提供了一種散熱裝置，包括：兩個如上所述的散熱器；其中，兩個散熱器並列佈置，所述兩個散熱器分別限定了第一容納空間及第二容納空間。
較佳的，兩個散熱器中的第一散熱器的支撐件與兩個散熱器中的第二散熱器的支撐件卡合連接。
較佳的，所述第一散熱器的第一散熱組件及所述第二散熱器的第一散熱組件被佈置在同一平面上，所述第一散熱器的第二散熱組件及所述第二散熱器的第二散熱組件被佈置在同一平面上。
本發明提供了一種自冷卻電感器套件，包括：
如上所述的散熱裝置，以及
環柱狀的電感器，其位於所述第一容納空間及第二容納空間中。
較佳的，所述自冷卻電感器套件進一步包括：
設置在兩個散熱器中的第一散熱器的基座與所述電感器的一個環形端面之間的第一端面絕緣件；
設置在兩個散熱器中的第二散熱器的基座與所述電感器的另一個環形端面之間的第二端面絕緣件；
設置在所述第一散熱器、第二散熱器的支撐件與所述電感器的內側壁之間的內絕緣件；以及
設置在所述第一散熱器、第二散熱器的第一散熱組件及第二散熱組件與所述電感器的外側壁之間的外絕緣件。
較佳的，所述自冷卻電感器套件進一步包括：
填充在所述第一散熱器、第二散熱器的第一散熱組件及第二散熱組件與所述電感器的外側壁之間的散熱膠；以及
填充在所述第一散熱器、第二散熱器的支撐件與所述電感器的內側壁之間的散熱膠。
較佳的，所述第一端面絕緣件、第二端面絕緣件、內絕緣件與外絕緣件相同，且其長度等於所述電感器的高度；所述第一散熱器中的支撐件的長度是所述電感器的高度的一半。
本發明進一步提供了一種電設備，其配置有如上所述的自冷卻電感器套件，所述電設備為整流器、逆變器、不斷電電源供應器或儲能裝置。
本發明的散熱器能夠對電感器進行散熱，使得自冷卻電感器套件實現了自冷卻，提高了其工作可靠性。無需在機櫃中安裝風扇，降低了成本，減小了機櫃體積。自冷卻電感器套件的散熱器的製造工藝簡單，不會產生誤裝配。且自冷卻電感器套件能夠自支撐地放置在機櫃中。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖通過具體實施例對本發明進一步詳細說明。
圖1是根據本發明第一個實施例的自冷卻電感器套件的立體示意圖。如圖1所示，自冷卻電感器套件1包括並列佈置的散熱器11及散熱器12，以及位於散熱器11與散熱器12之間的電感器13。散熱器11包括平行佈置的安裝板1111及安裝板1115，散熱器12包括平行佈置的安裝板1211及安裝板1215。安裝板1115及安裝板1215位於同一平面上，由此自冷卻電感器套件1可以以圖1所示位置自支撐地放置在機櫃或機箱中的同一平面上。安裝板1111及安裝板1211也位於同一平面上，自冷卻電感器套件1旋轉180°後也能自支撐地放置在機櫃或機箱中的同一平面上。
圖2是圖1所示的自冷卻電感器套件的分解圖。如圖2所示，電感器13呈環柱狀，其包括環柱形的磁芯及在磁芯的內側及外側上纏繞的導線132。電感器13為現有技術的電感器，其具體形狀及結構在此不再贅述。
散熱器11及散熱器12的結構相同，下面將以散熱器11為例進行介紹。散熱器11由金屬材料一體成型，大體上呈由對置的兩個梯形連接成的凹六邊形，其包括基座110，位於基座110上的呈圓柱形的支撐件113，以及位於基座110兩側且相對於支撐件113對稱設置的散熱組件111及散熱組件112。支撐件113的一端固定至基座110的中心，另一端伸出，其端面形成有半圓形的臺階部1131。支撐件113的中軸線L1與電感器13的旋轉軸重合，支撐件113的直徑略小於電感器13的內徑，其長度（即沿中軸線L1的尺寸）是電感器13高度的一半。散熱組件111、散熱組件112、基座110及支撐件113限定了用於容納電感器13的一部分的容納空間，較佳呈扇環形且相對於支撐件113對稱的凹槽114。凹槽114的外徑略大於電感器13的外徑，凹槽114用於容納電感器13的一部分。
散熱器11中的散熱組件111與散熱組件112相同，下面以散熱組件111為例進行說明。散熱組件111包括相對設置的安裝板1111及限位板1112，以及位於安裝板1111與限位板1112之間的多個散熱片1113。安裝板1111呈平板狀，且平行於支撐件113的中軸線L1。安裝板1111上具有兩個螺紋孔1114。限位板1112為圓弧形板，其與電感器13的外側壁的一部分的形狀相吻合。多個散熱器1113排列在安裝板1111與限位板1112之間的空間中，每一個散熱片1113的一端固定至安裝板1111的內側，另一端固定至限位板1112的內側。每一個散熱片1113呈波紋彎折成型以增大散熱面積。
散熱器11沿中軸線L1旋轉180°後，與散熱器12關於垂直中軸線L1的平面對稱。散熱器11的支撐件113的臺階部1131與散熱器12的支撐件123的臺階部1231互補，使得臺階部1131與臺階部1231相配合形成完整的圓柱形。
圖3是圖1所示的自冷卻電感器套件的部分分解圖，以下結合圖3說明自冷卻電感器套件1的組裝過程。首先將散熱器11放置在工作臺上，使得電感器13的旋轉軸與中軸線L1重合後將電感器13放置在凹槽114中，散熱器11的支撐件113插入到電感器13的內側壁限定的孔中，參見圖3所示。最後放置散熱器12，使得散熱器12與散熱器11並列佈置在一起，將散熱器12的支撐件123插入電感器13的內側壁限定的孔中，最後形成圖1所示的自冷卻電感器套件1。
在完成組裝之後，電感器13的一部分位於散熱器11的凹槽114中，另一部分位於散熱器12限定的凹槽中。散熱器11的支撐件113的臺階部1131及散熱器12的支撐件123的臺階部1231卡合連接，能夠防止散熱器11或散熱器12繞中軸線L1旋轉。
本實施例的散熱器11與散熱器12相同，僅通過一次開模工藝即可製造，降低了製造成本。另外在組裝過程中，散熱器11、電感器13及散熱器12之間不會存在誤裝配。
本發明的散熱器11、12並不限於由金屬材料製成，還可以採用導熱陶瓷等導熱材料製成。
在本實施例的自冷卻電感器套件1中，電感器13的內側導線的一半與散熱器11的支撐件113相接觸，另一半與散熱器12的支撐件123相接觸，內側導線的任何地方產生的熱量都能夠快速地傳導至支撐件113、123上，並且電感器13的外側導線的大部分與散熱器11、12的圓弧形的限位板相接觸，其產生的熱量能夠快速地傳導至散熱片中，從而實現自冷卻，提高了電感器的可靠性。而且無需在機櫃中增加空間用於安裝風扇，減小了機櫃的體積。
散熱器11上的安裝板1111、1115及散熱器12的安裝板1211、1215具有自支撐作用，適於放置在機櫃或機箱中，無需通過固定件或夾具將其放置在機櫃中。
散熱器11、12的安裝板上的螺紋孔適於通過螺釘被安裝在機箱或機櫃中，確保散熱器11、電感器13及散熱器12與機櫃的相對位置保持不變。
在本發明的另一個實施例中，支撐件113或支撐件123的長度小於電感器13的高度的一半。
本發明的支撐件113、123的形狀並不限於是圓柱形，還可以是橢圓柱、桿狀或管狀等。
在本發明的其他實施例中，散熱器11、12的支撐件的端面形成其他形狀的臺階部，例如三角形臺階部、四邊形臺階部等，其中三角形臺階部或四邊形臺階部的一條邊與支撐件的端面的直徑重合。
在本發明的其他實施例中，散熱器11及散熱器12也可以不相同，例如，散熱器11的支撐件113的端面具有凸起，散熱器12的支撐件123的端面上具有與該凸起相適配的凹槽。或散熱器11的支撐件113的端面具有凹槽，且散熱器12的支撐件123的端面具有與該凹槽相適配的凸起。由此實現散熱器11及散熱器12的相互鎖定。
圖4是根據本發明第二個實施例的自冷卻電感器套件的分解圖。自冷卻電感器套件2與圖2所示的自冷卻電感器套件1基本相同，區別在於，自冷卻電感器套件2進一步包括第一端面絕緣件241，第二端面絕緣件242，四個內絕緣件243，兩個第一外絕緣件244，兩個第二外絕緣件245。其中第一端面絕緣件241設置在散熱器21的凹槽214的底部，且垂直於支撐件213的中軸線L2。第二端面絕緣件242設置在散熱器22的凹槽224的底部，且垂直於中軸線L2。四個內絕緣件243平行於中軸線L2，且設置在支撐件213上。兩個第一外絕緣件244平行於中軸線L2，且設置在限位板2112的表面上。兩個第二外絕緣件245平行於中軸線L2，且設置在限位板2122的表面上。
在本實施例的自冷卻電感器套件2中，絕緣件241～245相同，且呈長條狀，其長度等於電感器23的高度。第一端面絕緣件241使得散熱器21的基座與電感器23的一個環形端面相絕緣，第二端面絕緣件242使得散熱器22的基座與電感器23的另一個環形端面相絕緣。四個內絕緣件243使得電感器23的內側壁與散熱器21的支撐件213及散熱器22的支撐件223相絕緣。兩個第一外絕緣件244及兩個第二外絕緣件245使得電感器23的外側壁與散熱器21、22的限位板相絕緣。當自冷卻電感器套件2使用一段時間之後，如果電感器23與散熱器21、22相接觸的地方的導線的絕緣漆或絕緣包覆層破損，電感器23也不會與散熱器21、22電連接，避免了散熱器21、22帶電導致觸電危險。
圖5是圖4所示的自冷卻電感器套件的部分分解圖，以下結合圖5簡單說明自冷卻電感器套件2的組裝過程。首先將上述絕緣件241～245通過黏結劑分別固定在上述相應位置。然後將電感器23放置在散熱器21的凹槽中，如圖5所示。最後將散熱器22與散熱器21相對齊，並將其支撐件插入電感器23的內側壁限定的孔中。
在本發明的其他實施例中，絕緣件241～245的長度可以短於電感器23的高度。
在本發明的其他實施例中，絕緣件的數量可以多於或少於十個。
圖6是根據本發明第三個實施例的自冷卻電感器套件的分解圖。自冷卻電感器套件3與圖5所示的自冷卻電感器套件2基本相同，區別在於，自冷卻電感器套件3進一步包括填充在電感器33的外側壁的一部分與散熱器31的限位板3112、散熱器32的限位板3212之間的散熱膠351，填充在電感器33的外側壁的一部分與散熱器31的限位板3122、散熱器32的限位板3222之間的散熱膠352，以及填充在電感器33的內側壁與散熱器31的支撐件（圖6未顯示）、散熱器32的支撐件323之間的散熱膠353。其中散熱膠351、352與電感器33的外側壁的一部分的形狀相同，散熱膠353呈管狀。
散熱膠351、352、353具有良好的導熱性，能夠將電感器33的內側導線及外側導線產生的熱量快速地傳遞到散熱器31、32中。另外，散熱膠351、352、353使得電感器33與散熱器31、32之間更加牢固地黏結。
圖7是本發明第三個實施例的自冷卻電感器套件的部分分解圖，以下將結合圖7簡單說明自冷卻電感器套件3的生產過程。首先按照自冷卻電感器套件2的組裝方法進行組裝。如圖7所示，電感器33的一部分位於扇環形凹槽（圖7未顯示）之外，然後在扇環形凹槽的邊緣處灌注散熱膠並固化，最終形成自冷卻電感器套件3。
本發明進一步提供一種電設備，其可以配置有上述實施例所述的自冷卻電感器套件。
根據本發明的另一態樣，所述電設備為整流器，包括上述自冷卻電感器套件1、2或3。
根據本發明的另一態樣，所述電設備為逆變器，包括上述自冷卻電感器套件1、2或3。
根據本發明的又一態樣，所述電設備為不斷電電源供應器，包括上述自冷卻電感器套件1、2或3。
根據本發明的再一態樣，所述電設備為儲能裝置，包括上述自冷卻電感器套件1、2或3。
雖然本發明已經通過較佳實施例進行了描述，然而本發明並非侷限於這裡所描述的實施例，在不脫離本發明範圍的情況下還包括所作出的各種改變以及變化。
1‧‧‧自冷卻電感器套件
2‧‧‧自冷卻電感器套件
3‧‧‧自冷卻電感器套件
11‧‧‧散熱器
12‧‧‧散熱器
13‧‧‧電感器
21‧‧‧散熱器
22‧‧‧散熱器
23‧‧‧電感器
31‧‧‧散熱器
32‧‧‧散熱器
33‧‧‧電感器
110‧‧‧基座
111‧‧‧散熱組件
112‧‧‧散熱組件
113‧‧‧支撐件
114‧‧‧凹槽
123‧‧‧支撐件
132‧‧‧導線
213‧‧‧支撐件
214‧‧‧凹槽
223‧‧‧支撐件
224‧‧‧凹槽
241‧‧‧第一端面絕緣件/絕緣件
242‧‧‧第二端面絕緣件/絕緣件
243‧‧‧內絕緣件/絕緣件
244‧‧‧第一外絕緣件/絕緣件
245‧‧‧第二外絕緣件/絕緣件
323‧‧‧支撐件
351‧‧‧散熱膠
352‧‧‧散熱膠
353‧‧‧散熱膠
1111‧‧‧安裝板
1112‧‧‧限位板
1113‧‧‧散熱片/散熱器
1114‧‧‧螺紋孔
1115‧‧‧安裝板
1131‧‧‧臺階部
1211‧‧‧安裝板
1215‧‧‧安裝板
1231‧‧‧臺階部
2112‧‧‧限位板
2122‧‧‧限位板
3112‧‧‧限位板
3122‧‧‧限位板
3212‧‧‧限位板
3222‧‧‧限位板
L1‧‧‧中軸線
L2‧‧‧中軸線
以下參照附圖對本發明實施例作進一步說明，其中：
［圖1］是根據本發明第一個實施例的自冷卻電感器套件的立體示意圖。
［圖2］是圖1所示的自冷卻電感器套件的分解圖。
［圖3］是圖1所示的自冷卻電感器套件的部分分解圖。
［圖4］是根據本發明第二個實施例的自冷卻電感器套件的分解圖。
［圖5］是圖4所示的自冷卻電感器套件的部分分解圖。
［圖6］是根據本發明第三個實施例的自冷卻電感器套件的分解圖。
［圖7］是圖6所示的自冷卻電感器套件的部分分解圖。
11‧‧‧散熱器
12‧‧‧散熱器
13‧‧‧電感器
110‧‧‧基座
111‧‧‧散熱組件
112‧‧‧散熱組件
113‧‧‧支撐件
114‧‧‧凹槽
123‧‧‧支撐件
132‧‧‧導線
1111‧‧‧安裝板
1112‧‧‧限位板
1113‧‧‧散熱片/散熱器
1114‧‧‧螺紋孔
1211‧‧‧安裝板
1231‧‧‧臺階部
L1‧‧‧中軸線
Claims (14)
- 一種散熱器，其特徵在於，所述散熱器採用導熱材料製作，包括：基座；位於所述基座上的支撐件；以及位於所述基座兩側的第一散熱組件及第二散熱組件，所述第一散熱組件及第二散熱組件相對於所述支撐件對稱設置，所述第一散熱組件及第二散熱組件上形成有多個散熱片；其中，所述基座、支撐件、第一散熱組件及第二散熱組件限定了用於容納發熱器件的一部分的容納空間，以及其中所述支撐件呈圓柱形，所述支撐件的一端固定至所述基座的中心，另一端的端面形成有半圓形的臺階部。
- 如請求項1之散熱器，其中所述多個散熱片的每一個呈波紋彎折成型。
- 如請求項1之散熱器，其中所述第一散熱組件包括相對設置的安裝板及限位板，所述限位板的形狀與所述發熱器件的一部分的形狀相吻合，所述多個散熱片位於所述安裝板與限位板之間，所述多個散熱片的每一個的一端固定至所述安裝板的內側，另一端固定至所述限位板的內側。
- 如請求項3之散熱器，其中所述安裝板呈平板狀，其具有螺紋孔。
- 如請求項1之散熱器，其中所述容納空間呈扇環形的凹槽。
- 如請求項1至5中任一項之散熱器，其中所述第一散熱組件與第二散熱組件相同，所述散熱器由金屬材料一體成型。
- 一種散熱裝置，其特徵在於，包括：兩個如請求項1至6中任一項之散熱器；其中，兩個散熱器並列佈置，所述兩個散熱器分別限定了第一容納空間及第二容納空間。
- 如請求項7之散熱裝置，其中兩個散熱器中的第一散熱器的支撐件與兩個散熱器中的第二散熱器的支撐件卡合連接。
- 如請求項8之散熱裝置，其中所述第一散熱器的第一散熱組件及所述第二散熱器的第一散熱組件被佈置在同一平面上，所述第一散熱器的第二散熱組件及所述第二散熱器的第二散熱組件被佈置在同一平面上。
- 一種自冷卻電感器套件，其特徵在於，包括：如請求項7至9中任一項之散熱裝置，以及環柱狀的電感器，其位於所述第一容納空間及第二容納空間中。
- 如請求項10之自冷卻電感器套件，其中所述自冷卻電感器套件進一步包括：設置在兩個散熱器中的第一散熱器的基座與所述電感器的一個環形端面之間的第一端面絕緣件；設置在兩個散熱器中的第二散熱器的基座與所述電感器的另一個環形端面之間的第二端面絕緣件；設置在所述第一散熱器、第二散熱器的支撐件與所述電感器的內側壁之間的內絕緣件；以及 設置在所述第一散熱器、第二散熱器的第一散熱組件及第二散熱組件與所述電感器的外側壁之間的外絕緣件。
- 如請求項11之自冷卻電感器套件，其中所述自冷卻電感器套件進一步包括：填充在所述第一散熱器、第二散熱器的第一散熱組件及第二散熱組件與所述電感器的外側壁之間的散熱膠；以及填充在所述第一散熱器、第二散熱器的支撐件與所述電感器的內側壁之間的散熱膠。
- 如請求項11之自冷卻電感器套件，其中所述第一端面絕緣件、第二端面絕緣件、內絕緣件與外絕緣件相同，且其長度等於所述電感器的高度；所述第一散熱器中的支撐件的長度是所述電感器的高度的一半。
- 一種電設備，其特徵在於，其配置有請求項10至13中任一項之自冷卻電感器套件，所述電設備為整流器、逆變器、不斷電電源供應器或儲能裝置。
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