專利名稱：逆變器功率單元的組裝結構及使用其的模塊化功率單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子電力領域，尤其涉及一種中大功率逆變器功率單元 的組裝結構及使用該組裝結構設計的模塊化功率單元。
背景技術：
在電力電子領域，特別是在中大功率(100kW以上)變頻調速器、不間斷 電源(Uninterruptible Power Supply ， UPS )、應急電源(Emergency Power Supply, EPS)等產品中，工作時，往往由于功率的消耗會產生大量 的熱，而熱量的積蓄往往會導致這些產品的壽命縮短，產品特性的不穩定。 為了解決散熱問題，通常會采用風扇來進行散熱，然而，隨著這些產品主功 率部分的電容、功率模塊、散熱器、風扇等關鍵器件的數量越來越多、體積 也越來越大，嚴重阻礙了這些產品向小型化的發展，不利于高功率密度系統 的集成。而目前市面上逆變器功率單元的組裝結構普遍采用的是扁平化的設 計方案。
參閱圖l，為一種傳統逆變器功率單元的組裝結構示意圖。該逆變器功 率單元的組裝結構包括電容ll、功率模塊12、散熱器13以及風扇14。其中， 電容11安裝在散熱器13長邊的一側。風扇14安裝在散熱器13與電容11的非相 鄰一側(散熱器13長邊的另一側)，即，風扇14、散熱器13以及電容11依次 并排設置，因此，該結構是采用與散熱器13平行的抽風模式來實現散熱的目 的。而功率模塊12則安裝在散熱器之上。然而，這種扁平化的設計方案，其 安裝面積較大，不利于高功率密度系統的集成；其次，這種逆變器功率單元 的組裝結構的橫向面積太寬，且，由于電容11與風扇14相對設置在散熱器13 的兩側，電容ll會阻擋風道，增加散熱風阻，不利于散熱。
圖2所示為另 一種傳統逆變器功率單元的組裝結構示意圖。該逆變器功 率單元的組裝結構與圖l所示的逆變器功率單元的組裝結構基本相同，區別 僅在于，圖2所示的風扇24安裝在散熱器23的短邊一側，并與電容21相鄰設置。換句話說，電容21與風扇24分別設置于散熱器23的相鄰兩側面上。這種 結構的橫向寬度雖然比圖1所示的逆變器功率單元的組裝結構的橫向寬度較 小，然而，同樣存在安裝面積較大，不利于高功率密度系統的集成的問題， 且，由于風道較長，需要使用高風壓風扇，使其成本增加，同時，該結構存 在風道的熱累積效應，進風口處的功率模塊22由于臨近風扇，溫度較低，而 出風口處的功率模塊22由于遠離風扇，溫度較高，因此，這種組裝結構會影 響功率模塊22的使用率和可靠性。
實用新型內容
有鑒于此，須提供一種結構緊湊、散熱效果好、安裝面積小、可靠性高 的逆變器功率單元的組裝結構。
另外，還需提供一種使用靈活、結構緊湊、散熱效果好的模塊化功率單元。
--種逆變器功率單元的組裝結構，包括電容、功率模塊、散熱器以及風 扇。其中，所述散熱器包括基板以及與基板相連的多條齒片。所述電容設置 在所述功率模塊上。所述功率模塊安裝在所述基板的外表面。所述風扇安裝 在齒片與基板相對的端部，且與所述功率模塊平行設置。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述電容與所述功率 模塊相互垂直設置。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述電容與所述功率 模塊相互平行設置，有利于減小逆變器功率單元的組裝結構的厚度。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述散熱器的基板、 齒片均為長條形狀；所述風扇正對所述齒片吹風，散熱器的出風通道與所述 齒片的方向-致。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述齒片沿散熱器基 板的長度方向均勻排列在所述基板的內表面；所述散熱器的出風通道在散熱 器的長度方向上。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述齒片沿散熱器基 板的寬度方向均勻排列在所述基板的內表面；所述散熱器的出風通道在散熱 器的寬度方向上。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述齒片的長邊與所述基板相連。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述風扇通過螺絲固 定在所述齒片的底部。
上述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述功率模塊的數量 為多個，相互平行布置在所述基板的上表面，有利于均勻散熱。
一種使用上述組裝結構設計的模塊化功率單元，包括殼體，所述散熱器 固定在所述殼體內部，所述風扇部分裸露在殼體外，所述殼體上還設置有傳 遞電信號的輸入、輸出端子。
本實用新型的逆變器功率單元的組裝結構，通過電容、功率模塊、散熱 器以及風扇的依次順序放置，這種立體化結構的設計方案使整個逆變器功率 單元的安裝面積與散熱器的基板的面積相近，結構更為緊湊，能滿足小型化 的需求。且，在散熱器中，由于散熱是釆用風扇對齒片垂直吹風的模式，因 此，這種散熱方式不存在風道的熱累積效應，使得散熱更為均勻，提高了功 率模塊的使用率和可靠性，此外，其風道也較短，只需要采用一般的風扇， 即可實現均勻散熱，節約成本，且風扇的維護也更為方便。而使用該組裝結 構設計的模塊化功率單元，使用靈活，且結構緊湊，散熱效果好。
為了易于說明，本實用新型由下述的較佳實施例及附圖作以詳細描述。
圖1為一種傳統逆變器功率單元的組裝結構示意圖2為另一種傳統逆變器功率單元的組裝結構示意圖3A為本實用新型逆變器功率單元的組裝結構的立體示意圖3B為圖3A的主視示意圖； 圖3C為圖3A的側視示意圖4為使用本實用新型結構方案設計的一種模塊化功率單元的示意圖5為使用圖4在系統結構中的安裝結構示意圖。
具體實施方式
圖3A所示為本實用新型逆變器功率單元的組裝結構的立體示意圖，同時 參閱圖3B以及圖3C，其中，圖3B為圖3A的主視示意圖，圖3C為圖3A的側視示 意圖。該逆變器功率單元的組裝結構包括電容31、功率模塊32、散熱器33以及風扇34。其中，散熱器33包括基板331以及與基板331的下表面相連、用 于散熱的多個齒片332 。
電容31設置在功率模塊32上，且電容31與功率模塊32是相互垂直設置。 即，電容31與功率模塊32呈垂直安裝。
本實用新型其它實施方式中，電容31與功率模塊32也可以相互平行設 置，有利于減小逆變器功率單元的組裝結構的厚度。
功率模塊32安裝在基板331的上表面。本實用新型實施方式中，功率模 塊32的數量為多個，相互平行、均勻的布置在基板331的上表面，有利于均 勻散熱。
本實用新型實施方式中，散熱器33的基板331呈長條形狀，齒片332也 為長條形狀，而散熱器33的出風通道與齒片332的方向一致。參閱圖3B，多 個齒片33:2是沿散熱器33基板331的長度方向均勻排列在基板331的下表 面，并且齒片332的長邊與基板331的下表面相連，使散熱器33的出風通道 在散熱器33基板331的長度方向上，即散熱器33的長邊方向。此外，多個齒 片332是垂直安裝在基板331的下表面。
本實用新型其它實施方式中，多個齒片332也可以沿散熱器33基板331 的寬度方向均勻排列在基板331的下表面，使散熱器33的出風通道在散熱器 33基板331的寬度方向上，即散熱器33的短邊方向。多個齒片332也可以傾 斜安裝在基板331的下表面，形成傾斜齒片。
風扇34安裝在齒片332的底部，即安裝在齒片332與基板331相對的端 部，且與功率模塊32平行設置，采取正對齒片332吹風的模式進行散熱。本 實用新型實施方式中，風扇34的數量為2個，通過螺絲(圖中未標示)固定 在齒片332的底部，有利于拆卸以及維護。
本實用新型其它實施方式中，風扇34的數量可依據散熱要求以及散熱器 3:3齒片332的大小來確定，可以為一個，也可以為2個以上。
參閱圖3C，本實施方式中的逆變器功率單元的組裝結構中的電容31、功 率模塊32、散熱器33以及風扇34是依次順序放置，這種立體化結構的設計方 案使整個逆變器功率單元的安裝面積與散熱器33的基板331的面積相近，遠 小于傳統的扁平化設計方案(如圖l、圖2)，結構更為緊湊，能滿足小型 化的需求。又，在散熱器33中，由于散熱是采用風扇34對齒片332垂直吹風 的模式，而散熱器33的短邊兩端均可成為出風口，因此，這種散熱方式不存在風道的熱累積效應，使得散熱更為均勻，提高了功率模塊32的使用率和可 靠性，此外，其風道也較短，只需要采用一般的風扇34，即可實現均勻散 熱，節約成本，且風扇34的維護也更為方便。
圖4為使用本實用新型結構方案設計的一種模塊化功率單元的結構示意 閣，該模塊化功率單元包括殼體35，散熱器固定在殼體35的內部，而風扇34 則部分裸露在殼體35外，殼體35上還設置有用于傳遞電信號的輸入、輸出端 子(圖中未標示)。這種模塊化功率單元的使用非常靈活，參閱圖5，為使 用圖4在系統結構中的安裝結構示意圖，該模塊化功率單元正是通過輸入、 輸出端子與系統中的其它元器件實現電信號的傳遞。本實用新型實施方式 中，模塊化功率單元的數量為2個，并行設置在系統結構內，裸露的風扇34
均朝向系統結構的開口，有利于空氣的對流，增進散熱的效果。
以上所述之具體實施方式
為本實用新型的較佳實施方式，并非以此限定 本實用新型的具體實施范圍，本實用新型的范圍包括并不限于本具體實施方 式。凡依照本實用新型之形狀、結構所作的等效變化均包含本實用新型的保 護范闈內。
權利要求1.一種逆變器功率單元的組裝結構，包括電容、功率模塊、散熱器以及風扇，其中，所述散熱器包括基板以及與基板相連的多條齒片，其特征在于，所述電容設置在所述功率模塊上，所述功率模塊安裝在所述基板的外表面，所述風扇安裝在齒片與基板相對的端部，且與所述功率模塊平行設置。
2. 根據權利要求l所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于， 所述屯容與所述功率模塊相互垂直設置。
3. 根據權利要求l所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于， 所述電容與所述功率模塊相互平行設置。
4. 根據權利要求l所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于， 所述散熱器的基板、齒片均為長條形狀；所述風扇正對所述齒片吹風，散熱 器的出風通道與所述齒片的方向一致。
5. 根據權利要求4所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于， 所述齒片沿散熱器基板的長度方向均勻排列在所述基板的內表面；所述散熱 器的出風通道在散熱器的長度方向上。
6. 根據權利要求4所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于， 所述齒片沿散熱器基板的寬度方向均勻排列在所述基板的內表面；所述散熱 器的出風通道在散熱器的寬度方向上。
7. 根據權利要求4所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于，所述齒片的長邊與所述基板相連。
8. 根據權利要求l所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于， 所述風扇通過螺絲固定在所述齒片的底部。
9. 根據權利要求l所述的逆變器功率單元的組裝結構，其特征在于， 所述功率模塊的數量為多個，相互平行布置在所述基板的上表面。
10. —種使用權利要求1至9任意一項組裝結構設計的模塊化功率單 元，包括殼休，所述散熱器固定在所述殼體內部，所述風扇部分裸露在殼體 外，所述売體t還設置有傳遞電信號的輸入、輸出端子。
專利摘要一種逆變器功率單元的組裝結構，包括電容、功率模塊、散熱器以及風扇。其中，所述散熱器包括基板以及與基板相連的多條齒片。所述電容設置在所述功率模塊上。所述功率模塊安裝在所述基板的外表面。所述風扇安裝在齒片與基板相對的端部，且與所述功率模塊平行設置。本實用新型通過電容、功率模塊、散熱器以及風扇的依次順序放置的立體化結構設計，使結構更為緊湊，安裝面積小，且，采用風扇對齒片垂直吹風的模式，散熱效果好，同時提高了功率模塊的使用率和可靠性。另外，本實用新型還提供一種使用該組裝結構設計的模塊化功率單元。
文檔編號H05K7/20GK201388149SQ20092013583
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者吳建安, 朱江榮 申請人:深圳市英威騰電氣股份有限公司