TWM541152U - 高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組 - Google Patents

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TWM541152U
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Description

高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組
本創作係與一種功率轉換器之配置有關，特別是指一種高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組。
各種功率轉換器已經廣泛用於向電子電路(例如電源供應器、電腦、家用電器、核磁共振之梯度放大器、UPS不斷電系統、太陽能逆變器、變流器、振動測試之功率放大器、市電轉400Hz、800Hz、1200Hz之變頻器等)提供穩定的定電壓或定電流，其功能主要是將輸入電源的型式轉換成負載所需要的電源型式，其中，一般功率轉換器係由功率開關元件(例如功率電晶體、功率二極體等)、電能儲存與濾波元件(例如電感器、電容器、變壓器、抗流圈等)、檢測與控制元件所組成。
藉此，透過該檢測與控制元件控制該功率開關元件，將該電壓或電流予以調變(切換與整流)，並以該電能儲存與濾波元件，提供轉換電能所需要的濾波與暫時儲能，然而，該功率轉換器於功率轉換期間，係將電源供給之部份能量轉換為熱能，其中，熱能係多集中於該功率轉換器之功率晶體以及抗流圈。
又，工業級以及伺服器用功率轉換器之需求數量極為龐大，且該等功率轉換器係分別透過一機架組設於機櫃，同時，一般企業係將該等功率轉換器以及伺服器集中於一機房以方便管理，而該等功率轉換器以及伺服器係全天候不停頓的運作，也因此該功率轉換器之散熱尤其重要。
為方便管理及節省空間，一般機架式之功率轉換器之機箱尺寸，通常採通用的工業標準，其寬度固定為19英寸，高度以U為單位(1U=1.75英寸=44.45毫米)，通常有1U、2U或3U等幾種標準的機箱，一般而言，在相同功率下，功率轉換器由於其內部須包含功率開關元件、電能儲存與濾波元件及檢測與控制元件等，加上需要極大之散熱條件，故往往須採用空間較大之機箱，例如3U以上之機箱。
惟，為減少機箱體積，有業者開發2U以下之機箱，但其配置設計卻造成散熱不良，其原因乃因功率轉換器具有數個抗流圈以及數個功率晶體，而該等抗流圈於高度限制的空間內往往採橫向設置，使熱能易集中於該抗流圈底部，而該等功率晶體與其他電子零件一般係同時採直立設置於電路板上，遮蔽了風扇之風力吹送，無法提供順暢的散熱路徑，導致所產生之熱能集中於該功率轉換器之功率晶體以及抗流圈，有易造成該功率轉換器過熱而停止作動、故障及毀損之缺點。
有鑑於此，本案創作人在觀察到上述缺失後，乃秉持者精益求精之精神，潛心研究改良，而終有本創作之產生。
本創作之主要目的係在提供一種高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，其係可在較小之機箱內，例如2U高度之機箱，仍能達到極佳之散熱效果，可使功率轉換器之抗流圈，所產生之熱能不易聚集，更容易透過風傳導至外界，以達到快速散熱之目的。
為達上述目的，本創作所提供之高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，該功率轉換器包含有一機箱，且該機箱內設有該抗流圈模組，另該機箱之兩側分別設有數進風孔及數排風孔，而該機箱一側設有一風扇單元，可引導外部空氣由該等進風孔進入該機箱內，經該等排風孔排出至外部，其中，該抗流圈模組包含有一固定座，其係橫向間隔設有一下板體及一上板體，該下板體係固設於該機箱底部上，而該上板體則位於該下板體上方，並藉由數縱向之鎖固桿與該下板體形成固接，使該固定座於該上板體及該下板體之間形成有一容置空間，另該上板體及該下板體分別至少設有一透孔；至少一抗流圈，其係斜向置設於該固定座之容置空間內，使該抗流圈之頂部以及底部分別凸抵於該上板體及該下板體之透孔中。
本創作所提供之高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，當該功率轉換器作動時，該抗流圈會產生熱能，透過該風扇單元，引導外部空氣由該機箱之進風孔進入該機箱，將該抗流圈所產生之熱能，經該機箱之排風孔排至外部，使本創作可在較小之機箱內，例如2U高度之機箱，仍能達到極佳之散熱效果。
請參閱第1圖、第2圖以及第3圖所示，係為本創作實施例之立體圖、分解圖以及剖視圖，一種高功率密度直流轉交直流功率轉換器101之抗流圈模組100，該功率轉換器101包含有一機箱102，且該機箱102內設有該抗流圈模組100，另該機箱102之兩側分別設有數進風孔103及數排風孔104，而該機箱102一側設有一風扇單元105，可引導外部空氣由該等進風孔103進入該機箱102內，經該等排風孔104排出至外部，其中，該抗流圈模組100包含有：
一固定座10，其係橫向間隔設有一下板體11及一上板體12，該下板體11係固設於該機箱102底部上，其中，該固定座10之下板體11透過數支撐柱13與該機箱102底部固接，使該固定座10之下板體11與該機箱102底部形成有一間隙14，而該上板體12則位於該下板體11上方，並藉由數縱向之鎖固桿15與該下板體11形成固接，使該固定座10於該上板體12及該下板體11之間形成有一容置空間16，另該上板體12及該下板體11分別設有二透孔17，其中，該上板體12之透孔17及該下板體11之透孔17係為矩形，又該固定座10於該上板體12之透孔17周側及該下板體11之透孔17周側分別設有數固定孔18。
至少一抗流圈20，於本創作之實施力，該抗流圈模組100係具有二抗流圈20，各該等抗流圈20分別具有一通孔21，該等抗流圈20係採錯位方式設置於該固定座10之容置空間16內，並斜向置設於該固定座10之容置空間16內，且該等抗流圈20及該等通孔21係朝該機箱102之排風孔104方向由下往上傾斜，使該等抗流圈20之頂部22以及底部23分別凸抵於該上板體12之透孔17及該下板體11之透孔17中，其中，該等抗流圈20可透過數束線24及該等固定孔18固設於該上板體12及該下板體11。
為供進一步瞭解本創作構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本創作使用方式加以敘述，相信當可由此而對本創作有更深入且具體之瞭解，如下所述：
請再參閱第3圖所示，係為本創作實施例之剖視圖，以顯示抗流圈模組100設於機箱102內之狀態，當該功率轉換器101作動時，該等抗流圈20係產生熱能，並傳導熱能至該等抗流圈20周圍，同時該風扇單元105係引導外部空氣經該機箱102之進風孔103進入該機箱102，對該等抗流圈20進行散熱，並透過風力吹送將熱能經該機箱102之排風孔104傳導至外界，以達到快速散熱之目的。
請再參閱第3圖所示，由於該固定座10於該上板體12之透孔17周側及該下板體11之透孔17周側分別設有該等固定孔18，當該等抗流圈20之頂部22以及底部23分別凸抵於該上板體12及該下板體11之透孔17，以形成卡制之效，又該等抗流圈20更透過該等束線24及該等固定孔18固設於該上板體12及該下板體11，可使該等抗流圈20可牢固地斜向置設於該固定座10之容置空間16中，有穩固該等抗流圈20之效果。
請再參閱第3圖所示，係為本創作實施例之剖視圖，以顯示抗流圈模組100設於機箱102內之狀態，於本創作之實施例，該抗流圈模組100係具有二抗流圈20，該等抗流圈20係採錯位方式設置於該固定座10之容置空間16內，透過錯位方式設置，可增加該等抗流圈20之迎風面，當該風扇單元105透過風力吹送，對該等抗流圈20進行散熱時，有使該等抗流圈20不會互相遮蔽之優點，而可確保有效散熱。
請再參閱第4圖所示，係為本創作實施例之剖視圖，以顯示抗流圈模組100熱傳導之狀態，由於該固定座10之下板體11透過該等支撐柱13與該機箱102底部固接，使該固定座10之下板體11與該機箱102底部形成有一間隙14，使該等抗流圈20之下方形成有順暢的散熱路徑。又該等抗流圈20及該等通孔21係朝該機箱102之排風孔104方向由下往上傾斜設置，當該風扇單元105引導外部空氣進行風力吹送時，可輕易引導風由該等抗流圈20之通孔21，往該等抗流圈20之下方進行散熱。相較前述習知技藝所提及橫向設置之抗流圈，本創作之抗流圈模組100於有限高度之機箱中(如2U高度以下較小之機箱)，有風力散熱路徑不受該等抗流圈20阻礙之優點，進一步有使熱能不易聚集於該等抗流圈20下方之效果，更令該功率轉換器101有不會因過熱而故障之優勢。
茲，再將本創作之特徵及其可達成之預期功效陳述如下：
本創作之高功率密度直流轉交直流功率轉換器101之抗流圈模組100，當該功率轉換器101作動時，該等抗流圈20會產生熱能，透過該風扇單元105，引導外部空氣由該機箱102之進風孔103進入該機箱102，將該等抗流圈20所產生之熱能，經該機箱102之排風孔104排至外部，使本創作可在較小之機箱102內，例如2U高度之機箱，仍能達到極佳之散熱效果。
綜上所述，本創作在同類產品中實有其極佳之進步實用性，同時遍查國內外關於此類結構之技術資料，文獻中亦未發現有相同的構造存在在先，是以，本創作實已具備新型專利要件，爰依法提出申請。
惟，以上所述者，僅係本創作之一較佳可行實施例而已，故舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本創作之專利範圍內。
100‧‧‧高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組
101‧‧‧功率轉換器
102‧‧‧機箱
103‧‧‧進風孔
104‧‧‧排風孔
105‧‧‧風扇單元
10‧‧‧固定座
11‧‧‧下板體
12‧‧‧上板體
13‧‧‧支撐柱
14‧‧‧間隙
15‧‧‧鎖固桿
16‧‧‧容置空間
17‧‧‧透孔
18‧‧‧固定孔
20‧‧‧抗流圈
21‧‧‧通孔
22‧‧‧頂部
23‧‧‧底部
24‧‧‧束線
第1圖係本創作實施例之立體圖。 第2圖係本創作實施例之分解圖。 第3圖係本創作實施例之剖視圖，以顯示抗流圈模組設於機箱內之狀態。 第4圖係本創作實施例之剖視圖，以顯示抗流圈模組熱傳導之狀態。
100‧‧‧高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組
101‧‧‧功率轉換器
102‧‧‧機箱
103‧‧‧進風孔
104‧‧‧排風孔
105‧‧‧風扇單元
10‧‧‧固定座
11‧‧‧下板體
12‧‧‧上板體
13‧‧‧支撐柱
15‧‧‧鎖固桿
17‧‧‧透孔
18‧‧‧固定孔
20‧‧‧抗流圈
21‧‧‧通孔
22‧‧‧頂部
23‧‧‧底部
24‧‧‧束線

Claims (6)

  1. 一種高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，該功率轉換器包含有一機箱，且該機箱內設有該抗流圈模組，另該機箱之兩側分別設有數進風孔及數排風孔，而該機箱一側設有一風扇單元，可引導外部空氣由該等進風孔進入該機箱內，經該等排風孔排出至外部，其中，該抗流圈模組包含有： 一固定座，其係橫向間隔設有一下板體及一上板體，該下板體係固設於該機箱底部上，而該上板體則位於該下板體上方，並藉由數縱向之鎖固桿與該下板體形成固接，使該固定座於該上板體及該下板體之間形成有一容置空間，另該上板體及該下板體分別至少設有一透孔； 至少一抗流圈，其係斜向置設於該固定座之容置空間內，使該抗流圈之頂部以及底部分別凸抵於該上板體及該下板體之透孔中； 藉此，當該功率轉換器作動時，該抗流圈會產生熱能，透過該風扇單元，引導外部空氣由該機箱之進風孔進入該機箱，將該抗流圈所產生之熱能，經該機箱之排風孔排至外部。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，其中，該抗流圈模組係具有二抗流圈，該等抗流圈係採錯位方式設置於該固定座之容置空間內。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，其中，該上板體之透孔及該下板體之透孔係為矩形。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，其中，該抗流圈具有一通孔，該抗流圈及該通孔係朝該機箱之排風孔方向由下往上傾斜。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，其中，該固定座之下板體透過數支撐柱與該機箱底部固接，使該固定座之下板體與該機箱底部形成有一間隙。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度直流轉交直流功率轉換器之抗流圈模組，其中，該固定座於該上板體之透孔周側及該下板體之透孔周側分別設有數固定孔，該抗流圈可透過數束線及該等固定孔固設於該上板體及該下板體。
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