WO2014067397A1 - 一种用于ups的开关器件的散热装置 - Google Patents

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杨大海
郑大为
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    • H01H50/12—Ventilating; Cooling; Heating

Definitions

  • the present invention relates to a heat sink for a UPS, and more particularly to a heat sink for a switching device of a UPS. Background technique
  • Switching devices such as contactors and breakers are widely used in UPS to switch currents.
  • a large current flows through the switching device, so the heat sink is an important aspect that designers should consider when designing the structure of the switching device.
  • Switching devices rely primarily on wires, bases, and external packages that are connected to them to dissipate heat, but under natural convection cooling conditions, switching devices still experience overheating problems.
  • the current common solution is to improve the heat dissipation by increasing the fan, increasing the copper bus area, increasing the wire diameter of the wire, or by replacing the wire or switching device with higher current carrying capability. Meet the overall UPS design requirements.
  • the invention provides a heat dissipation device for a switching device, comprising:
  • a heat sink is fixed to the copper row for dissipating heat to the copper bus.
  • the heat sink is fin-shaped.
  • the heat sink is L-shaped.
  • the heat sink is U-shaped.
  • the heat dissipation device according to the present invention wherein the heat sink and the copper row have a heat conductive material Material.
  • a heat sink according to the present invention wherein the heat sink is made of metal.
  • a heat sink according to the present invention wherein the heat sink is made of aluminum.
  • a heat sink according to the present invention wherein the switching device comprises a contactor, a circuit breaker.
  • the method of fixing the heat sink to the copper row includes welding, riveting, bonding, screwing, or a combination thereof.
  • a heat sink according to the present invention wherein the other end of the copper row is connected to a fuse.
  • the heat dissipating device provided by the invention can prevent the occurrence of overheating of the switching device without increasing the cost and weight of the whole UPS.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a heat sink according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic exploded view of a heat sink according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic structural view of a heat sink according to Embodiment 2 of the present invention.
  • Figure 4 is a schematic exploded view of a heat sink according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural view of a heat sink according to Embodiment 3 of the present invention.
  • Fig. 6 is a schematic exploded view of a heat sink according to Embodiment 3 of the present invention. detailed description
  • the embodiment provides a heat dissipation device for a switching device of a UPS, and the structure thereof is as shown in FIG. 1 and FIG. 2, and includes:
  • the copper row 3 is flat, one end of which is electrically connected to the contactor 4, and the other end is electrically connected to the fuse 1 for conducting current between the contactor 4 and the fuse 1, wherein the other end of the fuse 1 passes through the wire 5 External circuit electrical connection;
  • the heat sink 2 which is fin-shaped, is made of aluminum and is screwed to the flat copper strip 3, Used to dissipate heat from the copper strip 3.
  • the heat generated by the current flow is sequentially discharged through the copper row and the aluminum heat sink, thereby preventing the contactor from being overheated.
  • the additional heat sink of the aluminum heat sink enhances the heat dissipation and therefore reduces the volume of the copper bus. Since aluminum is an inexpensive and denser metal, the use of aluminum heat sinks reduces the use of higher density and more expensive copper.
  • the embodiment provides a heat dissipation device for a switching device of a UPS, and the structure thereof is as shown in FIG. 3 and FIG. 4, and includes:
  • the copper row 3 is flat, one end of which is electrically connected to the contactor 4, and the other end is electrically connected to the fuse 1 for conducting current between the contactor 4 and the fuse 1, wherein the other end of the fuse 1 passes through the wire 5 External circuit electrical connection;
  • the heat sink 2 which is fin-shaped, is made of aluminum and is screwed to the flat copper strip 3 for heat dissipation of the copper strip 3, wherein the heat sink 2 and the copper strip 3 also have a heat-dissipating silicone. It is used to enhance the heat conduction between the fins 2 and the copper bars 3.
  • the embodiment provides a heat dissipation device for a switching device of a UPS, and the structure thereof is as shown in FIG. 5 and FIG. 6, and includes:
  • Two copper bars 3 respectively located at both ends of the contactor 4 and electrically connected to the contactor 4 are flat, for conducting current flowing through the contactor 4, and the end of the copper bar 3 not in contact with the contactor 4 is connected to Other devices in the UPS for electrical communication between the device and the contactor 4;
  • the heat sink 2 which is L-shaped, is made of aluminum and is screwed to the flat copper strip 3 for heat dissipation of the copper strip 3.
  • the heat generated by the current flow passes through the copper row and the aluminum powder in turn.
  • the hot film is dissipated to prevent overheating of the contactor.
  • the addition of an aluminum heat sink increases the heat dissipation and therefore reduces the volume of the copper bus. Since aluminum is an inexpensive and denser metal, the use of aluminum fins can reduce the use of high density and expensive copper.
  • the temperature rise of the contactor body and the copper row is greatly reduced, the temperature rise of the contactor body can be reduced by up to 20.1%, the temperature rise of the copper discharge can be decreased by 22.9%, and the temperature rise of the wire It fell by 27.3%.
  • the cost of the UPS is also reduced, and the cost reduction using the present invention is as follows:
  • the heat sink according to the present invention can be used not only for a contactor but also for other switching devices such as a circuit breaker.
  • the heat sink may have other shapes, such as a U-shape or the like, preferably a shape having a large specific surface area, such as a fin shape, which is more advantageous for heat dissipation.
  • the material of the heat sink is not limited to aluminum, but may be other materials, but is preferably a metal having a small density and good thermal conductivity.
  • a heat conductive material is disposed between the heat sink and the copper row to enhance heat transfer between the heat sink and the copper bus.
  • the manner in which the heat sink is fixed to the copper row is not limited to the above method, and may be, for example, riveting, welding, bonding, or the like, or a combination of various fixing means.

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Abstract

一种用于开关器件（4）的散热装置，包括：铜排（3），其一端电连接到该开关器件，用于传导流过该开关器件的电流；散热片（2），固定到该铜排上，用于对该铜排进行散热。该散热装置可防止开关器件过热现象的产生，同时不增加整机UPS的成本和重量。

Description

一种用于 UPS的开关器件的散热装置 技术领域
本发明涉及一种用于 UPS的散热装置， 尤其涉及一种用于 UPS的开 关器件的散热装置。 背景技术
接触器（contactor ), 断路器 （breaker ) 等开关器件是在 UPS 中得到 广泛应用的器件， 用于对电流进行切换等操作。 开关器件上通常会流过较 大的电流， 因此散热装置是设计师在设计开关器件结构时所要考虑的重要 方面。
开关器件主要依靠与之相连的线材、 底座和外部封装来散热， 但是在 自然对流冷却条件下， 开关器件仍然会遇到过热的问题。 针对开关器件自 然冷却下的过热问题， 目前常用的解决方式是通过增加风扇、 增大铜排面 积、 增大线材的线径来改善散热， 或者通过更换承载电流能力更高的线材 或开关器件来满足整体 UPS的设计要求。
但是这种处理方式无疑会增加整机 UPS 的成本和重量。 如何使整机 UPS 的成本和重量保持在较低的水平的同时确保开关器件的散热性能良 好， 成为本领域亟需解决的问题。 发明内容
因此， 本发明的目的在于提供一种用于 UPS的开关器件的散热装置， 能够确保开关器件的散热性能良好， 同时不增加整机 UPS的成本和重量。
本发明提供一种用于开关器件的散热装置， 包括：
铜排， 其一端电连接到所述开关器件， 用于传导流过所述开关器件的 电流；
散热片， 固定到所述铜排上， 用于对所述铜排进行散热。
根据本发明提供的散热装置， 其中所述散热片为翅片形。
根据本发明提供的散热装置， 其中所述散热片为 L形。
根据本发明提供的散热装置， 其中所述散热片为 U字形。
根据本发明提供的散热装置， 其中所述散热片与铜排之间具有导热材 料。
根据本发明提供的散热装置， 其中所述散热片由金属制成。
根据本发明提供的散热装置， 其中所述散热片由铝制成。
根据本发明提供的散热装置，其中所述开关器件包括接触器、断路器。 根据本发明提供的散热装置， 其中所述散热片固定到所述铜排上的方 法包括焊接、 铆接、 粘结、 螺丝固定或其组合。
根据本发明提供的散热装置， 其中所述铜排的另一端连接到保险丝。 本发明提供的散热装置， 可防止开关器件过热现象的产生， 同时不增 加整机 UPS的成本和重量。 附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明， 其中：
图 1为根据本发明的实施例 1的散热装置的结构示意图；
图 2为根据本发明的实施例 1的散热装置的爆炸示意图；
图 3为根据本发明的实施例 2的散热装置的结构示意图；
图 4为根据本发明的实施例 2的散热装置的爆炸示意图；
图 5为根据本发明的实施例 3的散热装置的结构示意图；
图 6为根据本发明的实施例 3的散热装置的爆炸示意图。 具体实施方式
为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合具体 实施例， 对本发明进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例 仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 实施例 1
本实施例提供一种用于 UPS 的开关器件的散热装置， 其结构如图 1 和图 2所示， 包括：
铜排 3 , 为扁平状， 其一端电连接到接触器 4, 另一端电连接到保险 丝 1 , 用于在接触器 4与保险丝 1之间导通电流， 其中保险丝 1的另一端 通过导线 5与外部电路电连接；
散热片 2, 为翅片形， 由铝制成， 用螺丝固定到扁平状的铜排 3上， 用于对铜排 3进行散热。
当接触器 4工作时， 由于电流流过而产生的热量依次通过铜排、 铝散 热片被散发出去， 可防止接触器过热现象的产生。 由于额外增加了铝散热 片， 能够使散热效果增强， 因此可减少铜排的体积。 由于铝是一种廉价且 密度较 d、的金属， 通过使用铝散热片可减少密度较高且价格昂贵的铜的使 用量。 实施例 2
本实施例提供一种用于 UPS 的开关器件的散热装置， 其结构如图 3 和图 4所示， 包括：
铜排 3 , 为扁平状， 其一端电连接到接触器 4, 另一端电连接到保险 丝 1 , 用于在接触器 4与保险丝 1之间导通电流， 其中保险丝 1的另一端 通过导线 5与外部电路电连接；
散热片 2, 为翅片形， 由铝制成， 用螺丝固定到扁平状的铜排 3上， 用于对铜排 3进行散热， 其中散热片 2与铜排 3之间还具有散热硅胶， 用 于增强散热片 2与铜排 3之间的热传导。
当接触器 4工作时， 由于电流流过而产生的热量依次通过铜排、 散热 硅胶、 铝散热片被散发出去， 可防止接触器过热现象的产生。 由于额外增 加了铝散热片， 能够使散热效果增强， 因此可减少铜排的体积。 由于铝是 一种廉价且密度较 d、的金属， 通过使用铝散热片可减少密度较高且价格昂 贵的铜的使用量。 实施例 3
本实施例提供一种用于 UPS 的开关器件的散热装置， 其结构如图 5 和图 6所示， 包括：
分别位于接触器 4的两端且与接触器 4电连接的两个铜排 3 , 为扁平 状， 用于传导流过接触器 4的电流， 铜排 3不与接触器 4接触的一端连接 到 UPS中的其他器件， 用于在该器件与接触器 4之间实现电连通；
散热片 2, 为 L型， 由铝制成， 用螺丝固定在扁平状的铜排 3上， 用 于对铜排 3进行散热。
当接触器 4工作时， 由于电流流过而产生的热量依次通过铜排、 铝散 热片被散发出去， 可防止接触器过热现象的产生。 由于额外增加了铝散热 片， 能够使散热效果增强， 因此可减少铜排的体积。 由于铝是一种廉价且 密度较 d、的金属， 通过使用铝散热片可减少密度较高且价格昂贵的铜的使 用量。
采用本发明的方案加装铝散热片后， 接触器本体、 铜排的温升都有了 大幅下降， 接触器本体温升可下降高达 20.1%, 铜排温升可下降 22.9%, 线材温升下降 27.3%。
采用本发明后， UPS的成本也有所下降， 采用本发明的成本降低情况 如下：
1 ) 与加风扇的方案比成本降低 92.5%。
2 ) 与增大线材线径的方案比成本降低 97.6%。
3 ) 与增大接触器规格的方案比成本降低 99.5%。
根据本发明的其他实施例， 其中根据本发明的散热装置不仅可用于接 触器， 也可以用于断路器等其他开关器件。
根据本发明的其他实施例， 其中散热片也可以为其他形状， 例如 U字 型等， 优选为比表面积较大的形状， 例如翅片形， 更有利于散热。
根据本发明的其他实施例， 其中散热片的材料不限于铝， 也可以为其 他材料， 但优选为密度小、 热传导性良好的金属。
根据本发明的其他实施例， 其中散热片与铜排之间具有导热材料， 以 增强散热片与铜排之间的热传导。
根据本发明的其他实施例， 其中散热片固定到铜排上的方式不限于上 述方法， 例如还可以为铆接、 焊接、 粘结等， 也可以为各种固定方式的结 合。
最后所应说明的是， 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限 制。 尽管参照实施例对本发明进行了详细说明， 本领域的普通技术人员应当 理解， 对本发明的技术方案进行修改或者等同替换， 都不脱离本发明技术方 案的精神和范围， 其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

权 利 要 求
1. 一种用于开关器件的散热装置， 包括：
铜排， 其一端电连接到所述开关器件， 用于传导流过所述开关器件的 电流；
散热片， 固定到所述铜排上， 用于对所述铜排进行散热。
2. 根据权利要求 1所述的散热装置， 其中所述散热片为翅片形。
3. 根据权利要求 1所述的散热装置， 其中所述散热片为 L形。
4. 根据权利要求 1所述的散热装置， 其中所述散热片为 U字形。
5. 根据权利要求 1所述的散热装置，其中所述散热片与铜排之间具有 导热材料。
6. 根据权利要求 1所述的散热装置， 其中所述散热片由金属制成。
7. 根据权利要求 6所述的散热装置， 其中所述散热片由铝制成。
8. 根据权利要求 1所述的散热装置， 其中所述开关器件包括接触器、 断路器。
9. 根据权利要求 1所述的散热装置，其中所述散热片固定到所述铜排 上的方法包括焊接、 铆接、 粘结、 螺丝固定或其组合。
10. 根据权利要求 1所述的散热装置， 其中所述铜排的另一端连接到 保险丝。
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