[實(shí)用新型]一種高散熱結(jié)構(gòu)的功率單元箱

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720055691.0
• 申請(qǐng)日: 2007-08-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201113773Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜新宇;楊忠民;石本星;王衛(wèi)宏
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州智光電機(jī)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M1/00
• 分類(lèi)號(hào): H02M1/00;H02B1/56;H05K7/20
• 代理公司: 廣州廣信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張文雄

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種高散熱結(jié)構(gòu)的功率單元箱，是一種應(yīng)用于大功率電力電子產(chǎn)品的模塊化功率單元箱，特別適用于大功率逆變器。屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

模塊化的功率單元箱是大功率電力電子產(chǎn)品的重要組成部分，涉及高壓、大功率或高壓大功率的整流、逆變、變頻等功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品，它對(duì)大功率電力電子產(chǎn)品的體積、重量、可靠性等性能有直接的影響。因此功率單元箱的設(shè)計(jì)需考慮功能、安裝、散熱等因素，特別是散熱性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的體積大小(功率密度)、工作穩(wěn)定性、器件的壽命都有重要的影響。

目前，市場(chǎng)上使用的功率單元箱一般采用風(fēng)道較長(zhǎng)的單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，電力電子器件在散熱器的安裝布局主要采用縱向設(shè)置，即主要器件布局連線基本分布于散熱器風(fēng)道的前后方向。這種功率單元箱存在如下缺點(diǎn)：由于在散熱器風(fēng)道的阻力相對(duì)較大，前端冷風(fēng)與后端熱風(fēng)的溫差相對(duì)較大，造成位于散熱器風(fēng)道后端的元件散熱溫差小、需要較大散熱面積，因此為保證散熱器風(fēng)道后端的元件溫升在允許范圍，散熱器的體積相對(duì)較大，這樣，一方面造成散熱材料浪費(fèi)、產(chǎn)品的成本較高，另一方面會(huì)造成產(chǎn)品的體積較大，不利于搬運(yùn)和使用，是一種低散熱結(jié)構(gòu)的功率單元箱。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的，是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的功率單元箱散熱器風(fēng)道阻力大、要求散熱器面積相對(duì)較大的缺點(diǎn)，提供一種散熱器風(fēng)道阻力小、要求散熱器面積相對(duì)較小的高散熱結(jié)構(gòu)的功率單元箱

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)如下措施達(dá)到：

一種高散熱結(jié)構(gòu)的功率單元箱，包括殼體、濾波電容器、電力電子器件、散熱器和母線/母排，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：散熱器采用寬截面、短風(fēng)道結(jié)構(gòu)，散熱器的風(fēng)道長(zhǎng)度≤500mm，散熱器的進(jìn)風(fēng)口寬度為150mm～1000mm；電力電子器件橫向設(shè)置在散熱器上并與散熱器緊密連接，濾波電容器和散熱器固定安裝在殼體上；電力電子器件與濾波電容器之間通過(guò)母線/母排連接、形成電流電壓電路。

本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)如下措施達(dá)到：

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：電力電子器件可以由大功率可控硅、整流橋和IGBT中的一種或二種以上器件構(gòu)成，分別獨(dú)立安裝于散熱器上。

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：電力電子器件的端口還連接有控制電路板，控制電路板設(shè)有信號(hào)檢測(cè)端和控制信號(hào)輸出端，分別與電力電子器件的相應(yīng)信號(hào)端子連接。

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：殼體可以由金屬、塑料或復(fù)合材料制成；濾波電容器可以由電解電容器或無(wú)極性電力電容器構(gòu)成。

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：散熱器可以由鋁、鋁合金、銅或銅合金材料構(gòu)成，并采用強(qiáng)迫風(fēng)冷方式散熱。

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：母線/母排可以由印制電路板、銅箔、銅板或銅排構(gòu)成。

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：電力電子器件通過(guò)螺釘固定安裝于散熱器并構(gòu)成橫向設(shè)置結(jié)構(gòu)，使發(fā)熱器件連線與散熱器風(fēng)道方向垂直或基本垂直。

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：濾波電容器和散熱器或以通過(guò)螺釘固定安裝在殼體上。

本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式是：還設(shè)有與殼體配套的殼蓋，殼體呈“U”形狀、構(gòu)成安裝濾波電容器和散熱器的支撐架。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型由于設(shè)計(jì)采用截面寬、風(fēng)道較短的散熱器設(shè)計(jì)，即冷卻風(fēng)流過(guò)的散熱器時(shí)的路徑小于500mm，進(jìn)風(fēng)口寬度根據(jù)功率單元容量大小、散熱量多少采用150mm～1000mm不等的設(shè)計(jì)。做到主要電力電子器件在散熱器的安裝布局主要采用橫向，即主要器件布局連線基本垂直于風(fēng)道方向，散熱器風(fēng)道的阻力相對(duì)較小，后端熱風(fēng)與前端冷風(fēng)的溫升相對(duì)小，位于散熱器風(fēng)道左右的元件溫差較小，為保證相同溫升的散熱器的設(shè)計(jì)可相對(duì)較小，提高功率單元的功率密度，對(duì)于相同容量的功率單元，采用以上設(shè)計(jì)的功率單元箱體具有散熱效果好、體積相對(duì)小的特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中電容器-散熱器平式單元電力電子器件布局示意圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中電容器-散熱器疊式單元電力電子器件布局示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型根據(jù)電容器與散熱器安裝位置的不同，功率單元箱可有電容器-散熱器平式功率單元箱結(jié)構(gòu)和電容器-散熱器疊式功率單元箱結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施例1：