[实用新型]一种高散热结构的功率单元箱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高散热结构的功率单元箱，是一种应用于大功率电力电子产品的模块化功率单元箱，特别适用于大功率逆变器。属于电力电子技术领域。

背景技术

模块化的功率单元箱是大功率电力电子产品的重要组成部分，涉及高压、大功率或高压大功率的整流、逆变、变频等功率转换产品，它对大功率电力电子产品的体积、重量、可靠性等性能有直接的影响。因此功率单元箱的设计需考虑功能、安装、散热等因素，特别是散热性能对整个系统的体积大小(功率密度)、工作稳定性、器件的寿命都有重要的影响。

目前，市场上使用的功率单元箱一般采用风道较长的单元结构设计，电力电子器件在散热器的安装布局主要采用纵向设置，即主要器件布局连线基本分布于散热器风道的前后方向。这种功率单元箱存在如下缺点：由于在散热器风道的阻力相对较大，前端冷风与后端热风的温差相对较大，造成位于散热器风道后端的元件散热温差小、需要较大散热面积，因此为保证散热器风道后端的元件温升在允许范围，散热器的体积相对较大，这样，一方面造成散热材料浪费、产品的成本较高，另一方面会造成产品的体积较大，不利于搬运和使用，是一种低散热结构的功率单元箱。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了克服现有技术的功率单元箱散热器风道阻力大、要求散热器面积相对较大的缺点，提供一种散热器风道阻力小、要求散热器面积相对较小的高散热结构的功率单元箱

本实用新型的目的可以通过如下措施达到：

一种高散热结构的功率单元箱，包括壳体、滤波电容器、电力电子器件、散热器和母线/母排，其结构特点是：散热器采用宽截面、短风道结构，散热器的风道长度≤500mm，散热器的进风口宽度为150mm～1000mm；电力电子器件横向设置在散热器上并与散热器紧密连接，滤波电容器和散热器固定安装在壳体上；电力电子器件与滤波电容器之间通过母线/母排连接、形成电流电压电路。

本实用新型的目的还可以通过如下措施达到：

本实用新型的一种实施方式是：电力电子器件可以由大功率可控硅、整流桥和IGBT中的一种或二种以上器件构成，分别独立安装于散热器上。

本实用新型的一种实施方式是：电力电子器件的端口还连接有控制电路板，控制电路板设有信号检测端和控制信号输出端，分别与电力电子器件的相应信号端子连接。

本实用新型的一种实施方式是：壳体可以由金属、塑料或复合材料制成；滤波电容器可以由电解电容器或无极性电力电容器构成。

本实用新型的一种实施方式是：散热器可以由铝、铝合金、铜或铜合金材料构成，并采用强迫风冷方式散热。

本实用新型的一种实施方式是：母线/母排可以由印制电路板、铜箔、铜板或铜排构成。

本实用新型的一种实施方式是：电力电子器件通过螺钉固定安装于散热器并构成横向设置结构，使发热器件连线与散热器风道方向垂直或基本垂直。

本实用新型的一种实施方式是：滤波电容器和散热器或以通过螺钉固定安装在壳体上。

本实用新型的一种实施方式是：还设有与壳体配套的壳盖，壳体呈“U”形状、构成安装滤波电容器和散热器的支撑架。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型由于设计采用截面宽、风道较短的散热器设计，即冷却风流过的散热器时的路径小于500mm，进风口宽度根据功率单元容量大小、散热量多少采用150mm～1000mm不等的设计。做到主要电力电子器件在散热器的安装布局主要采用横向，即主要器件布局连线基本垂直于风道方向，散热器风道的阻力相对较小，后端热风与前端冷风的温升相对小，位于散热器风道左右的元件温差较小，为保证相同温升的散热器的设计可相对较小，提高功率单元的功率密度，对于相同容量的功率单元，采用以上设计的功率单元箱体具有散热效果好、体积相对小的特点。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为图1中电容器-散热器平式单元电力电子器件布局示意图。

图3为本实用新型实施例2的结构示意图。

图4为图3中电容器-散热器叠式单元电力电子器件布局示意图。

具体实施方式

本实用新型根据电容器与散热器安装位置的不同，功率单元箱可有电容器-散热器平式功率单元箱结构和电容器-散热器叠式功率单元箱结构。

具体实施例1：