專利名稱：逆變器功率單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及逆變器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種逆變器功率單元。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用于中大功率(500kW以上)變頻調(diào)速器、不間斷電源(Uninterruptible Power Supply ;UPS)、應(yīng)急電源(Emergency Power Supply ；EPS)等產(chǎn)品中的逆變器功率 單元，其主要由殼體及安裝于殼體中的電容、功率模塊、散熱器、風(fēng)機(jī)、電抗器等功能器件組 成，由于所存在的散熱和干擾等問題，各功能器件之間的組裝結(jié)構(gòu)是否合理，就成為影響逆 變器功率單元性能的關(guān)鍵因素之一。參考圖1所示，為一種常見的逆變器功率單元的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。在該逆變器功 率單元中，電抗器11設(shè)置于殼體的下部處，散熱器13縱向?qū)?yīng)于該電抗器11而設(shè)置于該 電抗器11的上方處，將功率模塊15呈橫向順次排列方式而安裝于該散熱器13的基板上， 電容17與功率模塊15設(shè)置于功率模塊15的縱向上方處，位于該電容17的上方處設(shè)置有 第一散熱風(fēng)機(jī)19，而位于該功率模塊15(及電抗器11)的上方處設(shè)置有第二散熱風(fēng)機(jī)21。參閱圖2a和2b，為另一種常見的逆變器功率單元的組裝結(jié)構(gòu)的示意圖。在該逆變 器功率單元中，電抗器31安裝于殼體33的下部處，而散熱器35則縱向固定于該殼體33之 中，將功率模塊37設(shè)置于該散熱器35的基板351，而電容39則并排于該功率模塊37而設(shè) 置于殼體33之中，對應(yīng)于該散熱器35的鰭片353的中部處設(shè)置有散熱風(fēng)扇41，殼體33對 應(yīng)于散熱器35的兩端處分別形成有出風(fēng)口，從而形成散熱風(fēng)道，另外，在裝柜時(shí)，在該殼體 33的頂部對應(yīng)于電容39處設(shè)置抽風(fēng)風(fēng)機(jī)(圖中沒有示出)以用于電容39的散熱。上述組裝結(jié)構(gòu)所存在的缺陷在于1、將電抗器安裝于殼體的下部，會減小散熱風(fēng) 道的進(jìn)風(fēng)量，且，電抗器所產(chǎn)生的熱量會傳遞通過電容和功率模塊，不利于電容組和功率模 塊的散熱；2、電抗器對于整個(gè)功率單元而言為一干擾源，將其安裝于殼體下部對應(yīng)于散熱 風(fēng)道處，不利于該電抗器的屏蔽設(shè)計(jì)，易對逆變器功率單元內(nèi)的控制元件及外部電子設(shè)備 產(chǎn)生一定的干擾，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)，未能將電抗器的工作噪音屏蔽于逆變器功率單 元的機(jī)身內(nèi)部，加大了工作環(huán)境的噪音污染；3、電抗器下置的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，需設(shè)置獨(dú)立的風(fēng)道 和/或風(fēng)機(jī)對其進(jìn)行散熱，造成了整個(gè)功率單元的體積較為龐大，不利于系統(tǒng)的安裝；4、對 于電容、功率模塊及電抗器分別設(shè)置各自的風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇進(jìn)行散熱，從硬件的角度來說，也加 大了功率單元的故障率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有逆變器功率單元所存在的體積大、電抗器干擾和 環(huán)境噪音大、不利于散熱的缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、散熱效果好、電抗器干擾及環(huán)境噪音 小、故障率相對較低的逆變器功率單元。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過如下所述的技術(shù)方案一種逆變器功率單元， 包括有殼體及設(shè)置于所述殼體內(nèi)的散熱器、功率模塊、電抗器、電容、風(fēng)機(jī)及控制模塊，其中，所述風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述殼體內(nèi)腔下部處，所述散熱器設(shè)置于所述風(fēng)機(jī)的上方處，所述電抗 器縱向?qū)τ谒錾崞鞫O(shè)置于其上方處，所述功率模塊設(shè)置于所述散熱器的基板上，所 述電容縱向?qū)?yīng)于所述功率模塊而設(shè)置于其上方處，所述殼體下部對應(yīng)于所述風(fēng)機(jī)處形成 有進(jìn)風(fēng)口，其上頂面對應(yīng)于所述電抗器和電容處分別形成有出風(fēng)口。上述逆變器功率單元中，于所述風(fēng)機(jī)的上方縱向設(shè)置一風(fēng)道隔離板，而將所述殼 體內(nèi)腔的位于所述風(fēng)機(jī)之上的部分分隔形成左側(cè)風(fēng)道和右側(cè)風(fēng)道，并使所述風(fēng)機(jī)可朝上述 兩個(gè)風(fēng)道送風(fēng)，所述散熱器和電抗器位于右側(cè)風(fēng)道，所述電容位于左側(cè)風(fēng)道，所述功率模塊 位于左側(cè)風(fēng)道并穿過所述風(fēng)道隔離板而設(shè)置于所述散熱器的基板上。上述逆變器功率單元中，所述控制模塊設(shè)置于所述電容和功率模塊之間。上述逆變器功率單元中，所述功率模塊呈橫向順次排列方式而設(shè)置于所述散熱器 的基板之上。上述逆變器功率單元中，所述風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口處設(shè)置有一導(dǎo)風(fēng)板，所述導(dǎo)風(fēng)板形成 有至少一對應(yīng)于右側(cè)風(fēng)道的第一導(dǎo)風(fēng)孔及至少一對應(yīng)于左側(cè)風(fēng)道的第二導(dǎo)風(fēng)孔。上述逆變器功率單元中，所述風(fēng)道隔離板的側(cè)邊緣延伸至所述殼體的側(cè)壁處，而 上邊緣則延伸至所述殼體的上頂面處。上述逆變器功率單元中，所述風(fēng)道隔離板為金屬材料制備。上述逆變器功率單元中，所述散熱器和電抗器兩者之間的距離為100MM。上述逆變器功率單元中，所述散熱器的鰭片的長邊與基板的長度方向平行。上述逆變器功率單元中，所述散熱器的長度方向與右側(cè)風(fēng)道送風(fēng)方向相一致。本實(shí)用新型所公開的逆變器功率單元，其將電抗器設(shè)置于殼體內(nèi)腔位于散熱器的 上方處，并在殼體下部設(shè)置風(fēng)機(jī)以對殼體內(nèi)的功能器件吹風(fēng)散熱，可使各個(gè)功能器件的分 布結(jié)構(gòu)較為緊湊，減少所需設(shè)置的風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇的數(shù)量，從而減少功率單元的體積及故障率， 且電抗器所產(chǎn)生的熱量直接散發(fā)出去，不會流過其他功能器件，可提高功率單元的散熱效
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圖1是一種常見的逆變器功率單元的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2a、2b分別是另一種常見的逆變器功率單元的外觀結(jié)構(gòu)圖和組裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型逆變器功率單元的外觀結(jié)構(gòu)圖。圖4是本實(shí)用新型逆變器功率單元的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型逆變器功率單元的組裝結(jié)構(gòu)的另一個(gè)方向的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更加清楚地理解本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu) 點(diǎn)，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的闡述。結(jié)合圖3至圖5所示，本實(shí)用新型所公開的逆變器功率單元包括有一殼體10，于該 殼體10中設(shè)置有散熱器12、功率模塊14、電抗器16、電容18、風(fēng)機(jī)20、控制模塊(圖中沒 有示出)等功能器件。其中，風(fēng)機(jī)20設(shè)置于該殼體10內(nèi)腔下部處，于該風(fēng)機(jī)20的上方縱 向設(shè)置一風(fēng)道隔離板22，從而將該殼體10內(nèi)腔的位于該風(fēng)機(jī)20之上的部分分隔形成左側(cè)風(fēng)道和右側(cè)風(fēng)道，并使風(fēng)機(jī)20可同時(shí)朝上述兩個(gè)風(fēng)道送風(fēng)。散熱器12設(shè)置于該風(fēng)道隔離 板22右側(cè)的近風(fēng)機(jī)20處，其具有一基板120及自該基板120延伸形成的多個(gè)鰭片122，鰭 片122的長邊與基板120的長度方向平行，且相鄰兩個(gè)鰭片122之間的間距相等。功率模 塊14位于該風(fēng)道隔離板22左側(cè)并穿過該風(fēng)道隔離板22而設(shè)置于該散熱器12的基板120 上，在此實(shí)施例中，功率模塊14呈橫向順次排列方式而設(shè)置于該散熱器12的基板120之 上。電抗器16縱向?qū)?yīng)于散熱器12設(shè)置于該散熱器12的上方處，一般地，散熱器12和電 抗器16兩者之間的距離以100MM左右為宜。電容18設(shè)置于該風(fēng)道隔離板22左側(cè)位于功 率模塊14的縱向上方處，而將控制模塊設(shè)置于電容18和功率模塊14之間，當(dāng)然，也可將功 率模塊14設(shè)置于殼體10的其他位置處，例如功率模塊12的下方處。該殼體10下部對應(yīng) 于該風(fēng)機(jī)20處形成有進(jìn)風(fēng)口，上頂面對應(yīng)于電抗器16和電容18處分別形成有出風(fēng)口。 在本實(shí)施例中，該風(fēng)機(jī)20的出風(fēng)口處設(shè)置有一導(dǎo)風(fēng)板24，該導(dǎo)風(fēng)板24形成有至少 一對應(yīng)于右側(cè)風(fēng)道的第一導(dǎo)風(fēng)孔及至少一對應(yīng)于左側(cè)風(fēng)道的第二導(dǎo)風(fēng)孔，如此，藉由第一 導(dǎo)風(fēng)孔和第二導(dǎo)風(fēng)孔的作用，而將風(fēng)機(jī)20的出風(fēng)分別導(dǎo)送至右側(cè)風(fēng)道以對散熱器12、電抗 器16進(jìn)行散熱和左側(cè)風(fēng)道以對控制器件、電容18進(jìn)行散熱。由于右側(cè)風(fēng)道內(nèi)所設(shè)置的功 能器件所產(chǎn)生的熱量大于左側(cè)風(fēng)道內(nèi)所設(shè)置的功能器件所產(chǎn)生的熱量，故而，風(fēng)機(jī)20對于 右側(cè)風(fēng)道的送風(fēng)量一般需大于對于左側(cè)風(fēng)道的送風(fēng)量。工作時(shí)，風(fēng)機(jī)20啟動(dòng)，經(jīng)由導(dǎo)風(fēng)板24的第一導(dǎo)風(fēng)孔而對右側(cè)風(fēng)道吹風(fēng)，通過熱對 流方式而將功率模塊14 (所產(chǎn)生的熱量傳遞至散熱器12處)、電抗器16所產(chǎn)生的熱量經(jīng)由 殼體10上頂面處的出風(fēng)口散發(fā)出去，經(jīng)由導(dǎo)風(fēng)板24的第二導(dǎo)風(fēng)孔而對左側(cè)風(fēng)道吹風(fēng)，通過 熱對流方式而將控制模塊、電容18所產(chǎn)生的熱量藉由殼體10上頂面處的出風(fēng)口散發(fā)出去。 將電抗器16設(shè)置于殼體10內(nèi)的散熱器12的上方處，并在殼體10下部設(shè)置風(fēng)機(jī)20以對殼 體10內(nèi)的功能器件吹風(fēng)散熱，可使各個(gè)功能器件的分布結(jié)構(gòu)較為緊湊，從而減小功率單元 的體積，且電抗器16所產(chǎn)生的熱量直接散發(fā)出去，不會流過其他功能器件，可提高功率單 元的散熱效果。此外，可只在殼體的下部設(shè)置一風(fēng)機(jī)以對設(shè)于其上的功能器件吹風(fēng)散熱，減 少所需的風(fēng)機(jī)或風(fēng)扇的數(shù)量，進(jìn)而可減少功能單元的故障率。優(yōu)選地，該風(fēng)道隔離板22采用金屬材料制備，其側(cè)邊緣延伸至殼體10的側(cè)壁處， 而上邊緣則延伸至殼體10的上頂面處，這樣，右側(cè)風(fēng)道則形成一個(gè)相對密閉的空間，而將 電抗器16安裝于其中，可減小電抗器16對諸如控制器件等其他電子設(shè)備的干擾，同時(shí)，電 抗器16所產(chǎn)生的噪音也基本屏蔽于該空間內(nèi)，大幅度降低對外部環(huán)境的噪音污染。一般地，該散熱器12的長度方向與右側(cè)風(fēng)道送風(fēng)方向相一致，如此，利于空氣的 熱對流，可提高散熱效果。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，而非對本實(shí)用新型做任何形式上的限 制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上施以各種等同的更改和改進(jìn)，凡在權(quán)利要 求范圍內(nèi)所做的等同變化或修飾，均應(yīng)落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種逆變器功率單元，包括有殼體(10)及設(shè)置于所述殼體(10)內(nèi)的散熱器(12)、功率模塊(14)、電抗器(16)、電容(18)、風(fēng)機(jī)(20)及控制模塊，其特征在于所述風(fēng)機(jī)(20)設(shè)置于所述殼體(10)內(nèi)腔下部處，所述散熱器(12)設(shè)置于所述風(fēng)機(jī)(20)的上方處，所述電抗器(16)縱向?qū)τ谒錾崞?12)而設(shè)置于其上方處，所述功率模塊(14)設(shè)置于所述散熱器(12)的基板(120)上，所述電容(18)縱向?qū)?yīng)于所述功率模塊(14)而設(shè)置于其上方處，所述殼體(10)下部對應(yīng)于所述風(fēng)機(jī)(20)處形成有進(jìn)風(fēng)口，其上頂面對應(yīng)于所述電抗器(16)和電容(18)處分別形成有出風(fēng)口。
2.如權(quán)利要求1所述的逆變器功率單元，其特征在于于所述風(fēng)機(jī)(20)的上方縱向設(shè) 置一風(fēng)道隔離板(22)，而將所述殼體(10)內(nèi)腔的位于所述風(fēng)機(jī)(20)之上的部分分隔形成 左側(cè)風(fēng)道和右側(cè)風(fēng)道，并使所述風(fēng)機(jī)(20)可朝上述兩個(gè)風(fēng)道送風(fēng)，所述散熱器(12)和電抗 器(16)位于右側(cè)風(fēng)道，所述電容(18)位于左側(cè)風(fēng)道，所述功率模塊(14)位于左側(cè)風(fēng)道并 穿過所述風(fēng)道隔離板(22)而設(shè)置于所述散熱器(12)的基板(120)上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的逆變器功率單元，其特征在于所述控制模塊設(shè)置于所述 電容(18)和功率模塊(14)之間。
4.如權(quán)利要求2所述的逆變器功率單元，其特征在于所述功率模塊(14)呈橫向順次 排列方式而設(shè)置于所述散熱器(12)的基板(120)之上。
5.如權(quán)利要求2所述的逆變器功率單元，其特征在于所述風(fēng)機(jī)(20)的出風(fēng)口處設(shè)置 有一導(dǎo)風(fēng)板(24)，所述導(dǎo)風(fēng)板(24)形成有至少一對應(yīng)于右側(cè)風(fēng)道的第一導(dǎo)風(fēng)孔及至少一 對應(yīng)于左側(cè)風(fēng)道的第二導(dǎo)風(fēng)孔。
6.如權(quán)利要求2所述的逆變器功率單元，其特征在于所述風(fēng)道隔離板(22)的側(cè)邊緣 延伸至所述殼體(10)的側(cè)壁處，而上邊緣則延伸至所述殼體(10)的上頂面處。
7.如權(quán)利要求6所述的逆變器功率單元，其特征在于所述風(fēng)道隔離板(22)為金屬材 料制備。
8.如權(quán)利要求1或2所述的逆變器功率單元，其特征在于所述散熱器(12)和電抗器 (16)兩者之間的距離為100MM。
9.如權(quán)利要求2所述的逆變器功率單元，其特征在于所述散熱器(12)的鰭片(122) 的長邊與基板(120)的長度方向平行。
10.如權(quán)利要求9所述的逆變器功率單元，其特征在于所述散熱器(12)的長度方向 與右側(cè)風(fēng)道送風(fēng)方向相一致。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種逆變器功率單元，其包括有殼體及設(shè)置于所述殼體內(nèi)的散熱器、功率模塊、電抗器、電容、風(fēng)機(jī)及控制模塊，其中，所述風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述殼體內(nèi)腔下部處，所述散熱器設(shè)置于所述風(fēng)機(jī)的上方處，所述電抗器縱向?qū)τ谒錾崞鞫O(shè)置于其上方處，所述功率模塊設(shè)置于所述散熱器的基板上，所述電容縱向?qū)?yīng)于所述功率模塊而設(shè)置于其上方處，所述殼體下部對應(yīng)于所述風(fēng)機(jī)處形成有進(jìn)風(fēng)口，其上頂面對應(yīng)于所述電抗器和電容處分別形成有出風(fēng)口。本實(shí)用新型采用電抗器內(nèi)置的方式，具有結(jié)構(gòu)緊湊、散熱效果好、低干擾等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H02M7/44GK201774472SQ201020186428
公開日2011年3月23日 申請日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者吳建安, 朱江榮 申請人:深圳市英威騰電氣股份有限公司