電氣設備及用於電氣設備的底座的製作方法

2023-10-11 07:21:39 3

專利名稱：電氣設備及用於電氣設備的底座的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣設備以及用於該電氣設備的底座。具體地說，本發明涉及對電氣設備的工作溫度進行控制。
背景技術：
在傳統的電氣設備，例如變頻器中，包括功率模塊在內的各種電氣元件通常安裝在印刷電路板上，並且該印刷電路板固定於通常一個底座的一側上。安裝有印刷電路板的底座進一步容納在外殼內，以構成一個封閉的環境。另外，由於功率模塊等電氣元件在工作過程中發出大量的熱量。為了散走這些熱量，通常在底座的另一側上安裝有散熱器，並且底座中形成有開口。安裝於印刷電路板上的功率模塊穿過該開口而與散熱器接觸。另外，為了滿足散熱要求，通常在外殼的側壁以及頂部上形成開孔，從而在電氣設備內形成冷卻空氣的自然流動，以帶走設備內部的熱量。但是，隨著對電氣設備的安全要求越來越高，例如為了出於防塵等目的，電氣設備的外殼的頂部開孔通常被封閉或由封堵件覆蓋。並且例如為了防止在電氣設備出現故障而內部起火時火焰傳播到設備的外部而危及其他設備的安全，要求在外殼側壁上的散熱開口封閉或足夠小。而這些措施導致電氣設備內部的空氣流動被切斷，進而導致散熱性能下降， 使得電氣設備有可能超出工作溫度允許範圍而被迫停機。另外，在外殼側壁上的散熱開口被封閉或縮小的情況下，由於在外殼中無法形成空氣流動，功率模塊的熱量會加熱與該功率模塊接觸的散熱器，然後散熱器的熱量會通過與之接觸的底座返回到電氣設備內部，成為電氣設備內部溫度升高的一個因素。因此，存在一種通過減弱或切斷底座與散熱器之間的熱耦合來改善電氣設備的散熱條件的需求。在小功率的電氣設備中，由於利用空氣對流可以滿足散熱條件，所以散熱器有可能被省略掉。但是，如果在如上所述的情形下封閉了外殼側壁上的開孔，則導致整個電氣設備無法散熱，使得電氣設備無法工作。因此，存在一種改變電氣設備的結構來改善這些小功率電氣設備的散熱條件的需求。

發明內容
鑑於現有技術中存在的上述問題而作出本發明。本發明提供一種具有良好散熱性能的電氣設備。即使在為了滿足安全要求而減小或封閉電氣設備外殼上的散熱開口的情況下，該電氣設備的散熱性能仍可以保證電氣設備正常運作。本發明另一個要解決的技術問題是提供一種用於上述電氣設備的底座，以使該電氣設備的散熱性能可以得到充分保證。為了解決上述技術問題，本發明的電氣設備包括具有側壁的外殼、具有開口的底座和散熱器；以及電氣部分。電氣部分包括安裝在底座的一側上的印刷電路板以及安裝在印刷電路板上的電氣元件。所述外殼罩住底座的一側並圍繞底座，以與底座一起構成一個容納所述電氣部分的空間。散熱器安裝在底座的另一側上。且至少一個所述電氣元件穿過形成在底座上的開口而與散熱器接觸。且在外殼圍繞所述底座的側壁中的至少一個側壁上形成有供空氣流過的開孔。底座的所述另一側上包括平面部分和一支撐部分。所述散熱器被支撐在該支撐部分上，以便在底座的平面部分與散熱器之間形成一間隙。且所述開孔設置在所述外殼的側壁上與所述間隙相鄰的位置處，從而使所述間隙形成供空氣流過的氣室。由於在散熱器和底座之間形成一氣室，外部冷空氣經過氣室流動。因此，散熱器的熱量不會通過底座反向傳播到電氣設備內部，進而改善了電氣設備的散熱性能。在本發明電氣設備的優選方案中，底座的所述支撐部分可以為沿著底座的部分邊緣延伸的臺階部分，也可以為設置在所述平面部分上的多個具有相同高度的凸臺。並且底座的所述支撐部分與底座平面部分可以一體形成，也可以與底座平面部分分別單獨形成後與組裝到一起。在本發明電氣設備的另一優選方案中，底座在安裝印刷電路板的一側上也設置有撐部分。該支撐部分支撐所述印刷電路板，以使所述底座和所述印刷電路板之間形成間隙。 此外，還可以在所述外殼的所述側壁中的至少一個側壁上、與所述該間隙相鄰的位置處形成有開孔，從而使所述該間隙形成為供空氣流過的又一氣室。對於這種具有兩個散熱開口的電氣設備的優選方案中，還可以在所述又一散熱開口設置將其封閉的封堵件；或者，所述又一散熱開口可以設置有灰塵過濾網。通過設置兩個氣室，在灰塵較少的環境下，可以更有效地對電氣設備散熱。另外， 在灰塵較多的環境下，即使封閉所述又一開孔，由於與散熱器相鄰氣室的存在，仍可以確保電氣設備能夠有效地散熱。作為本發明電氣設備的更進一步的優選方案，在所述底座的開口的周邊形成有阻擋壁，該阻擋壁朝向所述散熱器延伸，以便將所述至少一個電氣元件與包含印刷電路板的氣室隔離。另外，該阻擋壁可以既朝向散熱器延伸又朝向印刷電路板延伸，以便將所述至少一個電氣元件與所述兩個氣室隔離。通過設置阻擋壁，可以防止流過氣室的冷空氣中所夾帶的灰塵沉積在電氣元件上，從而提高了電氣設備的電氣可靠性。作為本發明的一個具體應用，所述電氣設備可以是變頻器，而所述至少一個電氣元件可以為功率模塊。另外，為了解決本發明的技術問題，本發明一優選方案提供了一種用於電氣設備的底座，該底座的一側用於安裝印刷電路板，而另一側用於安裝散熱器。且底座中形成有開口，以供印刷電路板上安裝的電氣設備的至少一個電氣元件穿過而接觸散熱器。在底座的安裝散熱器的一側上包括平面部分和支撐部分，該支撐部分用於支撐散熱器，以便在底座的平面部分與所支撐的散熱器之間形成間隙。在該優選方案中，在底座的平面部分與散熱器之間的間隙使散熱器與底座之間的熱耦合被減弱，從而防止了散熱器的熱量經過底座反向傳播到電氣設備內部，有利於改善電氣設備的散熱性能。作為本發明底座的優選方案，所述支撐部分可以為沿著所述底座的部分邊緣延伸的臺階部分也可以是設置在所述平面部分上的多個具有相同高度的凸臺。另外，所述支撐部分與所述平面部分可以一體形成也可以分別單獨形成後組裝到一起。
作為本發明底座的另一優選方案，在所述底座的用於安裝所述印刷電路板的一側上還可以設置有用於支撐所述印刷電路板的第二支撐部分，以便被支撐的所述印刷電路板與所述底座間隔開。作為本發明底座的又一優選方案，在所述底座的開口的周邊形成有阻擋壁，所述阻擋壁可以在垂直於所述平面部分的方向上中所述支撐部分的方向延伸。作為另一供選擇的方案，所述阻擋壁也可以在垂直於所述底座的平面部分的兩個相對方向上延伸。另外，為了解決本發明要解決的技術問題，本發明提供了一種電氣設備。該電氣設備包括具有側壁的外殼、具有開口的底座、底板以及電氣部分。電氣部分包括安裝在底座一側上的印刷電路板以及安裝在印刷電路板上的電氣元件。外殼罩住底座安裝印刷電路板的一側並圍繞底座，以與底座一起構成一個容納所述電氣部分的空間。底板安裝在底座的另一側上以封閉外殼。且在外殼圍繞所述底座的側壁中的至少一個側壁上形成有供空氣流過的開孔。底座在所述另一側上包括平面部分和一支撐部分。所述底板被支撐在該支撐部分上，以便在底座的平面部分與底板之間形成一間隙。且所述開孔包括設置在所述外殼的側壁上與所述該間隙相鄰的位置處的第一開孔，從而形成供空氣流過的氣室。且至少一個所述電氣元件穿過形成在底座上的開口而延伸到該氣室中。利用本發明，在省略散熱器的小功率電氣設備中，發熱量比較大的電氣元件設置在氣室內，由於氣室保持有冷空氣流過，因此可以獲得較好的散熱條件。


下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作詳細描述，以便更好地理解本發明，圖中圖1是示出了現有技術中的變頻器的外觀側視圖；圖2是示出圖1所示的變頻器在外殼局部剖開後的透視圖，用於說明底座、印刷電路板和電氣元件以及散熱器之間的安裝關係；圖3是示出了從圖1所示的變頻器剖開外殼後的視圖；圖4是示出在圖1所示的變頻器中的底座的示意圖；圖5是示出變頻器的一種可能的安裝方式的示意圖；圖6是示出根據本發明第一種實施方式的變頻器的局部外觀圖；圖7是示出根據本發明第一種實施方式的變頻器的剖開的局部視圖，示出形成在底座與散熱器之間的第一氣室；圖8是示出根據本發明實施方式的底座的透視圖；圖9是根據本發明第二種實施方式的變頻器的剖開的側視圖，其中外殼上形成有
第一和第二散熱開口，從而形成第一氣室和第二氣室；圖10是示出根據本發明第二種實施方式的變頻器的局部外觀圖，其中第二散熱開口被封堵件覆蓋；圖11是示出圖10中的變頻器局部剖開視圖；圖12是示出根據本發明第三實施方式的第一實施例的小功率電氣設備的局部剖開視圖；以及
圖13是示出根據本發明第三種實施方式的第二實施例的小功率電氣設備的局部剖開視圖。
具體實施例方式下面結合

本發明的示例性實施方式。要指出的是，在此描述的實施方式僅僅出於解釋本發明要解決的技術問題，而不作為本發明的限制。另外，在本說明書中，電氣設備定位成散熱器處於最下方，並由此在本說明書中的方位性用詞，如「上」、「下」、「左」、 「右」、「向上」、「向下」、「向左」、「向右」、「偵彳壁」、「頂側」和「底側」等僅僅與附圖中的方向相對應以方便對本發明進行描述，這些方向有可能與電氣設備的實際安裝位置不同，例如，在一些安裝場合，電氣設備利用散熱器上的安裝螺釘固定在機櫃的安裝板上，這樣的話，散熱器處於電氣設備的橫向側，因此這些用詞並非出於限制的目的，本領域技術人員可以在充分理解本發明的情況下根據電氣設備的具體使用情況和安裝情況重新定義。另外，在本說明書中，以變頻器為例對電氣設備加以描述，但是本領域技術人員可以理解到本發明並不局限於變頻器，而是可以應用於各種存在改善散熱性能要求的電氣設備中。首先，參照附圖1至圖4描述現有技術的變頻器的結構示意圖。其中，圖1示出了現有技術中的變頻器的外觀側視圖；圖2示出圖1所示的變頻器外殼局部剖開後的透視圖， 用於說明底座、印刷電路板和電氣元件以及散熱器之間的安裝關係；圖3示出了從圖1所示的變頻器剖開外殼後的視圖；以及圖4示出在圖1所示的變頻器中的底座的示意圖。如圖1和2所示，變頻器100包括外殼101和散熱器103，外殼101罩住底座102 (見圖2)的一側(上側)，從而與底座102—起構成一個封閉空間。散熱器103安裝在底座102 的另一側(下側)。印刷電路板104安裝在底座102上與散熱器103相對的一側，即上側。 印刷電路板104上安裝有各種電氣元件，其中包括作為主要發熱元件的功率模塊1041。該功率模塊1041穿過底座上的開口 1021與散熱器103接觸(參見圖3和4)，以便散去功率模塊1041在工作過程中發出的熱量。另外，在變頻器外殼101的側壁上設置了開孔1011。為了整個變頻器100內部的電氣元件更好地散熱，底座102在安裝印刷電路板104的一側上形成有凸臺。印刷電路板 104由這些凸臺支撐，以便與底座102之間形成間隙105。在外殼的側壁上與該間隙105相鄰的位置處形成有開孔1013，從而在變頻器100外側的冷空氣可以通過外殼側壁上的這些開孔1013流入間隙105。但是，這樣做會帶來一些問題。例如，隨著冷卻氣流流過變頻器100，空氣中所夾帶的灰塵會一同進入變頻器100的殼體101，並且堆積在印刷電路板104上、尤其是在各個電氣元件的引腳附近，這種灰塵堆積會導致各電氣元件之間的電氣間隙減小，為電氣事故帶
來隱患ο尤其在變頻器100以如圖5所示的位置進行工作的情況下，在圖5所示的工作位置，外殼101的側壁上的開孔1011和1013朝上，使得灰塵堆積的問題進一步惡化。作為一種解決方式，如圖5所示，利用封堵件106封閉朝上的開孔1011和1013。 但是這樣做帶來的問題是阻斷了上述間隙105中的空氣流動。除了防塵要求之外，如在背景技術部分所述，出於安全考慮，也要求在變頻器100側壁上的開口儘可能小，這都對變頻器的散熱性能帶來不利影響。本發明人在試驗中發現，在封閉外殼上的開孔1011和1013使得間隙105中沒有冷空氣流動的情況下，散熱器103由於吸收了功率模塊1041的熱量而溫度升高。散熱器的溫度升高會加熱與散熱器103安裝在一起的底座102，並經過底座102進一步加熱印刷電路板104及其上安裝的電氣元件。也就是說，功率模塊1041產生的一部分熱量通過散熱器 103和底座102返回到外殼101內，而沒有被有效散發出去。因此有必要減弱或切斷散熱器與底座之間的熱耦合，從而改善變頻器的散熱性能。下面，參照圖6至圖8，詳細描述根據本發明的第一種實施方式。其中，圖6是示出根據本發明第一種實施方式的變頻器的局部外觀透視圖；圖7根據本發明第一種實施方式的變頻器的剖開視圖，示出形成在底座與散熱器之間的第一氣室；而圖8示出根據本發明優選實施方式的底座的透視圖。在這些附圖中，與上面現有技術的變頻器100相同的元件用相同的附圖標記表示，並且省略對它們的詳細描述。如圖6和7所示，類似於現有技術中的變頻器，根據本發明的變頻器100包括外殼 101、底座102和散熱器103。外殼101罩住底座102的一側並圍繞底座102，從而與所述底座102 —起構成一個封閉空間，以容納變頻器100的電氣部分。底座102在兩側上分別安裝散熱器103和印刷電路板104，在印刷電路板104上承載有變頻器100工作所需的電氣元件，包括作為主要發熱元件的功率模塊1041。為了將散熱器103和印刷電路板104與底座 102相組裝，可以採用現有技術中的各種方式，如通過榫扣配合、通過螺釘緊固、或者甚至通過粘結、焊接等不可拆卸方式。本發明並不局限於上述任何一種方式，而是本領域技術人員根據具體的用途可以採用任何適當的安裝方式。為了給功率模塊1041散熱，如圖7所示，在底座102中形成有開口 1021，反向安裝在印刷電路板104上的功率模塊1041穿過該開口 1021而與散熱器103接觸，以散去在工作過程中功率模塊1041發出的熱量。進一步參照圖8，根據本實施方式的底座102包括平面部分1023和第一支撐部分 1024，在圖8中，該第一支撐部分IOM形成為臺階狀，沿著底座102的部分邊緣延伸，散熱器103安裝在第一支撐部分IOM上，從而在底座102的平面部分1023與散熱器103之間形成一個間隙。並且，外殼101的至少一個側壁上在與這個間隙相鄰的位置處形成有第一開孔1012，該第一開孔1012與該間隙連通，由此構成供空氣流過的第一氣室1051。可替代的是，第一支撐部分IOM也可以為多個凸臺，這些凸臺具有大致或基本相同的高度，並且設置在平面部分1023的多個位置處，例如設置在平面部分1023的四個角落處。另外，所述第一支撐部分IOM與所述平面部分1023可以一體形成。可替代地是，所述第一支撐部分IOM也可以與所述平面部分1023分別單獨形成並然後組裝到一起。在底座102的開口 1021的四周，形成有阻擋壁1022，該阻擋壁1022朝向散熱器 103延伸，以將功率模塊1041與第一氣室1051隔開，從而經過第一氣室1051的冷空氣不會經過功率模塊1041，避免冷空氣中所夾帶的灰塵粘附到功率模塊1041上。如圖7所示，印刷電路板104安裝在底座102的另一側上，並且底座102在這一側還包括如凸臺或臺階的第二支撐部分，類似於上述支撐部分1024，印刷電路板104被該第二支撐部分支撐，以與底座102之間形成第二間隙。但是，在外殼101的側壁上與該第二間隙相鄰的位置沒有形成開孔，由此，在第二間隙與外界環境隔離。
在變頻器100工作過程中，由於在外殼101的側壁上與第二間隙相對應的位置處沒有形成開孔，因此，不會有灰塵進入到這個第二間隙中，進而也就防止灰塵堆積在印刷電路板104上的各電氣元件處而帶來電氣間隙縮小的問題。另外，儘管形成第一開孔1012，而外界冷空氣可以通過第一氣室1051流過變頻器100，但是，由於在第一氣室1051內不包含有源器件或部分，因此，不會存在灰塵沉積而導致電氣故障的風險。尤其在設置有阻擋壁的情況下，流過第一間隙的氣流不會通過底座上的開口 1021而流向第二間隙。在工作過程中，功率模塊1041的熱量通過散熱器103、第一氣室1051、及第一開孔 1012被有效散發到變頻器100外面。儘管由於功率模塊1041的熱量導致散熱器103的溫度較高，但是由於存在第一氣室1051，使得散熱器103的熱量不會傳導到底座102並進而經底座102反向傳導到電氣設備100的外殼內，也就是，散熱器103與底座102之間的熱耦合被減弱，因此，電氣設備100的內部溫度不會升高得過高。下面，參照圖9至圖11，描述根據本發明的第二種實施方式。其中圖9是根據本發明第二實施方式的變頻器的剖開的側視圖，其中外殼上形成有第一和第二開孔，從而形成將在下面具體描述的第一氣室1051和第二氣室1052 ；圖10示出根據本發明第二實施方式的變頻器的局部外觀圖，其中第二開孔被封堵件覆蓋；以及圖11示出圖10中的變頻器局部剖開視圖。本發明第二種實施方式中的變頻器100與第一種實施方式中的基本上相同，其不同之處在於在外殼101的至少一個側壁上在與底座102和印刷電路板104之間的第二間隙相鄰的位置處還形成有第二開孔1013，該第二開孔1013與第二間隙連通，由此構成第二氣室1052，參見圖9。類似於第一種實施方式中的，在底座102的平面部分1023內形成開口部分1021， 以接納功率模塊1041，且在該開口部分1021的四周形成阻擋壁1022，不同於第一種實施方式，該阻擋壁1022不僅朝向散熱器103延伸，而且朝向印刷電路板104延伸，以便將功率模塊1041與第一氣室1051和第二氣室1052都分隔開。由此，在防塵等要求比較小的環境下，例如在灰塵較小的環境中工作時，如圖9所示，變頻器100可以利用第一氣室1051和第二氣室1052同時進行散熱，從而獲得非常高的散熱性能。在灰塵較大的環境中或者安全要求比較嚴格時，可以將第二開孔1013封閉，例如加裝封堵件106 (如圖10和11所示)、加裝防塵過濾網等；或者將第二開孔形成有儘可能小的尺寸，以保證變頻器100發生故障時內部的火焰不會向變頻器100外側傳播。在這些情況下，不需要封閉第一開孔1012。這是因為第一開孔1012與第一氣室1051相連通，而如上所述第一氣室1051形成於底座102的平面部分與散熱器103之間且印刷電路板104安裝在底座102的另一側上。因此，在第一氣室1051內不包含有源部分，例如電氣元件的引腳、印刷電路板的焊點或布線等。因此，即使灰塵伴隨流過第一氣室1051的冷空氣而進入第一氣室1051中，也不會對電氣絕緣帶來不利影響。如上所述，由於在底座102和散熱器103之間形成了第一氣室1051，隔離了散熱器103的熱量向底座102傳播的通道，並且由於在第一氣室1051與外界環境流通，可以有效降低散熱器的溫度，從而進一步防止了散熱器的熱量返回到電氣設備內從而導致電氣設備內的溫度升高。
由於現有技術的變頻器中，通常外殼101上已經形成有開孔，因此，本發明第二實施方式的變頻器不需要提供新的外殼101，只需要按照不同的使用場合對外殼101上的開孔進行局部封閉即可，也就是說，在灰塵大的環境中，封閉與底座102和印刷電路邊104之間的第二間隙相對應的開孔。從而本發明第二實施方式更利於在現有技術基礎上進行改造，節省了製造成本。下面，表1示出了在四種安裝方式下採用現有技術的底座的變頻器的內部溫度與採用根據本發明優選實施方式的底座的變頻器的內部溫度的比較結果。其中環境溫度為55 攝氏度(°C)，變頻器的工作頻率為4千赫茲(kHz)。安裝方式A為多個變頻器100以圖5 所示的方式安裝在機櫃的金屬安裝板上，且變頻器之間的間隔為50毫米(mm)以上且封閉與氣室105或第二氣室1052相連通的開孔1011 (1013)，安裝方式B類似於安裝方式A，不同之處在於變頻器之間的間隔為IOmm到20mm，安裝方式C也類似於安裝方式A，不同之處為變頻器之間沒有間隔且打開所有開孔，安裝方式D為以散熱器為底部將變頻器放置在木製桌面上，且打開所有開孔。表 1
現有技術本發明安裝方式A54.3。C50。C安裝方式B51J°C51.1°C安裝方式C52.7°C47.4°C安裝方式D58.2°C51.1°C從表1的測量結果可以看出，採用根據本發明的底座的變頻器的內部溫度明顯低於採用現有技術底座的變頻器的內部溫度。下面，參照附圖12-13來描述本發明應用於小功率電氣設備中的第三種實施方式。圖12示出根據第三實施方式的第一實施例的該小功率電氣設備的局部剖開視圖。圖 13示出根據第三種實施方式的第二實施例的小功率電氣設備的局部剖開視圖。如圖12所示，該第一實施例類似於前面描述的第一種實施方式，其不同之處在於散熱器103由底板108替代進而底板108由底座102的第一支撐部分1023來支撐，並且其中功率模塊1041不必接觸底板108。因此，相同或相似的部分將不再重複描述。從圖12可以看出，由於在底座102與底板108之間形成間隙，並且在外殼102側壁上對應於該間隙的位置形成有第一開孔1012，因此形成了供冷空氣流過的第一氣室1051。 功率模塊1041穿過底座102上的開口延伸到該第一氣室1051中，由此被流經第一氣室 1051的冷空氣冷卻。因此，即使根據該第一實施例的電氣設備用於灰塵大的環境中，由於在第一氣室 1051內不包含有源器件或部分，因此，不會存在灰塵沉積而導致電氣故障的風險。並且，類似於第一種實施方式，通過在底座102的開口 1021周邊設置阻擋壁1022，可以防止灰塵累積於功率模塊1041上。同時，由於在第一氣室1051中保持有冷空氣流過，功率模塊1041的散熱條件得以保證。圖13示出第二實施例的電氣設備，其類似於前面描述的第二種實施方式中的電氣設備，不同之處在於散熱器103由底板108替代進而底板108由底座102的第一支撐部分1023來支撐，並且功率模塊1041不必接觸底板108。類似於第二種實施方式中所描述的，外殼101的側壁上可以形成有第一開孔1012 和第二開孔1013。在這種電氣設備用於灰塵小的環境中時，可以使第一開孔1012和第二開孔1013都保持開放，形成第一氣室1051和第二氣室1052，從而對電氣設備進行有效散熱。在這種電氣設備用於灰塵大的環境中時，可以通過利用例如封堵件106來封閉第二開孔1013，這樣的話，儘管第二氣室1052被堵塞，但是由於第一氣室1051的存在，仍能保證電氣設備100的散熱需求。雖然上面參照本發明優選實施方式對本發明進行了描述，但是本領域技術人員可以理解到，這些描述僅僅是示例性的，而意圖並非是限制本發明。顯然可以在上述優選實施方式中做出各種修改或改進。例如，在上述各優選實施方式中，底座102的第一支撐部分IOM形成為臺階狀，但是顯然可以採用各種形式的支撐部分，例如，可以採用凸臺或其他各種形式，並且該支撐部分IOM可以與底座一體形成，並且也可以單獨形成而隨後利用粘結、焊接或者螺紋連接安裝到底座上。在上面的描述中，外殼的四個側壁可以都形成有開孔，但是，可以僅在其中一個或兩個側壁中形成開孔，只要能夠獲得所需的空氣流動即可。 另外，在上述各具體實施方式
中，以變頻器為例對本發明進行了說明，但是顯然本發明並不局限於變頻器，而是可以應用於任何存在散熱需求的電氣設備中，並且，其中置於第一氣室中的電氣元件也不局限於功率模塊，而是可以為任何發熱量比較大的電氣元件。尤其在第三種實施方式中，可以將發熱量較大的電氣元件置於第一氣室中，由此即使在電氣設備處於灰塵比較大的環境中，也可以有效地散去這些電氣元件產生的熱量。本發明已經參考具體實施例進行了詳細說明。然而，很明顯，在不背離本發明的精神的情況下，本領域技術人員能夠對實施例執行更改和替換。換句話說，本發明用說明的形式公開，而不是被限制地解釋。要判斷本發明的要旨，應該考慮所附的權利要求。
權利要求
1.一種電氣設備，包括具有側壁的外殼(101)、具有開口(1021)的底座(102)、和散熱器(103)；電氣部分，包括安裝在所述底座(10 —側上的印刷電路板(104)以及安裝在所述印刷電路板(104)上的電氣元件；所述外殼(101)罩住所述底座(10 的所述一側並圍繞所述底座(10 ，以與所述底座 (102) 一起構成一個容納所述電氣部分的空間；所述散熱器(10 安裝在所述底座(10 另一側上，且至少一個所述電氣元件(1041) 穿過所述底座(10 上的所述開口(1021)與所述散熱器(10 接觸；在所述外殼(101)圍繞所述底座(10 的所述側壁中的至少一個側壁上形成有供空氣流過的開孔；所述底座(10 在所述另一側上包括平面部分(102 和第一支撐部分(IOM)，所述散熱器(10 被支撐在該第一支撐部分(1024)上，以使所述底座(10 的平面部分(1023) 與所述散熱器(10 之間形成第一間隙；且所述開孔包括設置在所述外殼(101)的側壁上與所述第一間隙相鄰的位置處的第一開孔(1012)，從而使所述第一間隙形成供空氣流過的第一氣室(1051)。
2.如權利要求1所述的電氣設備，其特徵在於所述第一支撐部分(1024)為沿著所述底座(102)的部分邊緣延伸的臺階部分。
3.如權利要求1所述的電氣設備，其特徵在於所述第一支撐部分(1024)為設置在所述平面部分(102 上的多個具有基本相同高度的凸臺。
4.如權利要求1所述的電氣設備，其特徵在於所述底座(10 在所述一側上設置有第二支撐部分，該第二支撐部分支撐所述印刷電路板(104)，以使所述底座(10 和所述印刷電路板(104)之間形成第二間隙。
5.如權利要求4所述的電氣設備，其特徵在於在所述外殼(101)的所述側壁中的至少一個側壁上、在與所述第二間隙相鄰的位置處形成有第二開孔(1013)，從而使所述第二間隙形成為供空氣流過的第二氣室(1052)。
6.如權利要求5所述的電氣設備，其特徵在於所述第二開孔(1013)設置有將其封閉的封堵件(106)。
7.如權利要求5所述的電氣設備，其特徵在於所述第二開孔(1013)設置有灰塵過濾網。
8.如權利要求5所述的電氣設備，其特徵在於在所述底座(102)上所述開口(1021) 的周邊形成有阻擋壁(1022)，該阻擋壁(1022)朝向所述散熱器(103)延伸並且朝向所述印刷電路板(104)延伸，以便將所述至少一個電氣元件(1041)與所述第一氣室(1051)和所述第二氣室(1052)隔離。
9.如權利要求1所述的電氣設備，其特徵在於在底座(102)上所述開口(1021)的周邊形成有阻擋壁(1022)，該阻擋壁(102 朝向所述散熱器(10 延伸，以便將所述至少一個電氣元件(1041)與所述第一氣室(1051)隔離。
10.如權利要求1所述的電氣設備，其特徵在於所述電氣設備是變頻器(100)，而所述至少一個電氣元件(1041)為功率模塊。
11.一種用於電氣設備中的底座(102)，該底座(102)的一側用於安裝印刷電路板(104)，而另一側用於安裝散熱器(103)，且所述底座(102)中形成有開口(1021)，以供所述印刷電路板(104)上安裝的電氣設備的電氣元件中的一發熱元件穿過而與所述散熱器接觸，其特徵在於在所述底座所述另一側上包括平面部分(102 和第一支撐部分(IOM)，該第一支撐部分(1024)用於支撐所述散熱器(10 ，以便在所述底座(10 的平面部分(102 與所述散熱器(103)之間形成間隙。
12.如權利要求11所述的底座(102)，其特徵在於所述第一支撐部分(1024)為沿著所述底座(10 的部分邊緣延伸的臺階部分。
13.如權利要求11所述的底座(102)，其特徵在於所述第一支撐部分(1024)包括設置在所述平面部分(102 上的多個具有基本相同高度的凸臺。
14.如權利要求11至13中任一項所述的底座(102)，其特徵在於所述第一支撐部分 (1024)與平面部分(1023) 一體形成。
15.如權利要求11至13中任一項所述的底座(102)，其特徵在於所述第一支撐部分 (1024)與平面部分(102 分別形成後組裝到一起。
16.如權利要求11至13中任一項所述的底座(102)，其特徵在於所述底座(102)在所述另一側上沿著所述開口(1021)的周邊形成有阻擋壁(1022)，所述阻擋壁(1022)沿著垂直於所述平面部分(1023)的方向延伸。
17.如權利要求11所述的底座(102)，其特徵在於在所述一側上設置有用於支撐所述印刷電路板(104)的第二支撐部分。
18.如權利要求17所述的底座(102)，其特徵在於在所述開口(1021)的周邊形成有阻擋壁(1022)，所述阻擋壁(1022)在垂直於所述平面部分(1023)的兩個相對方向上延伸。
全文摘要
本發明公開了一種電氣設備以及用於電氣設備的底座。其中，電氣設備包括外殼(101)、具有開口(1021)的底座(102)和散熱器(103)。散熱器(103)安裝在底座(102)上，且底座(102)在安裝所述散熱器的一側包括平面部分(1023)和支撐部分(1024)。散熱器(103)被支撐在該支撐部分(1024)上，以便在底座(102)的平面部分(1023)與散熱器(103)之間形成間隙。且外殼(101)的側壁上在與所述間隙相對應的位置具有開孔(1012)，以形成供空氣流過的氣室(1051)由於該氣室(1051)的存在，散熱器(103)與底座(102)之間的熱耦合被減弱，有利於改善電氣設備的散熱性能。
文檔編號H05K7/20GK102271480SQ20101019188
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月4日 優先權日2010年6月4日
發明者胡良果, 菲利普·鮑德森 申請人:施耐德東芝換流器歐洲公司