一種用於磁性元件的散熱系統的製作方法

2023-06-17 02:49:31 1

專利名稱：一種用於磁性元件的散熱系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及散熱系統，尤其涉及一種用於磁性元件的散熱系統。
背景技術：
隨著工業的快速發展，大型電力電子設備在各行業的應用越來越廣泛，功率等級也越來越高，對設備體積的限制也越來越多。磁性元件是電力電子設備中最重要的部分之一，因為它們在很大程度上決定了整機的性能、效率以及尺寸。通常磁性元件在電力電子設備中扮演著變壓器、耦合電感和電感的角色，因此系統功率的增加和體積的限制給磁性元件的設計帶來很大的挑戰，磁性元件的散熱問題成為一個瓶頸。目前，電力電子設備中磁性元件的散熱主要依靠自然散熱，風冷散熱和液冷散熱等方法。自然散熱主要依靠磁性元件的外表面積對周圍空氣的熱輻射來實現散熱。自然散熱的方法雖然很簡單，但有如下兩點缺陷第一，由於其本身散熱能力有限，磁性元件的體積設計往往較為巨大，不利於整機體積的優化，很少應用到大型電力電子設備中；第二，系統散熱方面雖然不需要投入成本，但是為了使磁性元件本身能夠自然散熱而增加的設計成本也非常大。風冷散熱實際是一種強制熱對流的方法，主要依靠風扇以及一定形式的風道將磁性元件內部的較熱空氣與設備外部的較冷空氣循環，從而使溫度均勻化。風冷散熱的方法相對也比較簡單，成本比較低廉，但是需要較為複雜的風道設計，散熱能力也並非最優，磁性元件體積仍然較大，不利於整機體積的減小。
液冷散熱主要依靠流動的水和高效的換熱系統來實現對磁性元件的散熱，目前的液冷散熱主要通過在磁性元件鐵心表面以及繞組之間埋置水管來實現。在磁性元件鐵心表面以及繞組之間埋置水管的液冷散熱的方法散熱效率很高，磁性元件體積可以設計的較小，但是水路設計比較複雜，成本相對來說比較昂貴。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於，針對現有技術的風冷散熱需要較複雜的風道設計、液冷散熱水路設計較複雜等上述缺陷，提供一種結構簡單、散熱效果好的用於磁性元件的散熱系統。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是構造一種用於磁性元件的散熱系統，包括箱體以及安裝在箱體內部的第一風道罩、第二風道罩、換熱器；所述第一風道罩和所述第二風道罩分別是兩端開口的殼體，所述第一風道罩和第二風道罩聯通形成第一風道，箱體以內第一風道以外的空間形成第二風道；磁性元件安裝在第一風道的端部；所述換熱器安裝在第一風道內，所述箱體內還設有風機。在本實用新型用於磁性元件的散熱系統中，所述第二風道罩安裝在所述第一風道罩的上方，所述換熱器安裝在所述第二風道罩內部，所述風機安裝在所述第二風道罩的上方。[0009]在本實用新型用於磁性元件的散熱系統中，所述第二風道罩上設置有連接換熱器水管的防水鎖頭。
在本實用新型用於磁性元件的散熱系統中，所述第二風道罩上設置有連接換熱器水管的防水鎖頭。在本實用新型用於磁性元件的散熱系統中，所述用於磁性元件的散熱系統還包括連接件，所述連接件是底端設有進風口、頂端設有出風口的殼體，所述連接件頂端、底端分別和所述第二風道罩、所述第一風道罩相連。在本實用新型用於磁性元件的散熱系統中，所述第二風道罩的側部設置有透明的觀察窗。在本實用新型用於磁性元件的散熱系統中，所述第一風道罩、第二風道罩和連接件的形狀分別為長方體、正方體或圓柱體。在本實用新型用於磁性元件的散熱系統中，所述風機為離心風機。實施本實用新型的磁性元件散熱系統，與現有技術比較，其有益效果是為第一，結構相對簡單，不需要複雜的風道設計，減小了磁性元件的設計難度，從而實現磁性元件體積和成本的更優化，實用性很高。將磁性元件安裝在箱體內，將第一風道罩固定在磁性元件的主體上，將第二風道罩安裝在第一風道罩的上方，在第一風道罩內安裝有換熱器，第一風道罩上方安裝有風機，以形成空氣流動的通道，當風機工作時，空氣在箱體內形成強制對流，經過換熱器產生的冷風流到第一風道罩內部時，經過磁性元件表面帶走熱量變成熱風，熱風由風機帶動的循環氣流再次與換熱器進行熱交換後，變為冷風，繼續對磁性元件降溫；第二，多個磁性元件並聯使用時，保證了磁性元件間的共存性。當多個磁性元件並聯使用時，可以將多個第一風道罩分別安裝在多個磁性元件的主體上，第一風道罩上設置的多個出風口分別和第二風道罩上設置的多個進風口對接，使用該散熱系統的整機可以保證用單個磁性元件或多個磁性元件時都能高效的散熱，從而保證了磁性元件間的共存性。

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中圖1是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例的爆炸圖；圖2是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例中風機的風向流動圖；圖3是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例中箱體以內零部件組合的立體圖；圖4是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例第一風道罩的立體圖；圖5是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例連接件的立體圖；圖6是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例第二風道罩的立體圖；圖7是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例風機的立體圖；圖8是本實用新型用於磁性元件的散熱系統實施例換熱器的立體圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型用於磁性元件的散熱系統包括箱體10、第一風道罩42、第二風道罩32、連接件41、換熱器31和風機22。第一風道罩42、第二風道罩32、連接件41、 換熱器31和風機22安裝在箱體10的內部，其工作原理為第一風道罩42、連接件41和第二風道罩32形成一個整體的風道罩，風道罩將箱體10的內部空間分隔成兩個空間，分別是第一風道罩42、連接件41和第二風道罩32聯通形成的空氣流動的通道，即第一風道； 箱體10內部風道外部形成的空間，即第二風道。當風機工作時，空氣在第一風道和第二風道間強制對流，其流動的路徑，如圖2所示。箱體10有兩個作用第一個作用是保護箱體內部的零部件；第二個作用，通過風機22的工作使空氣在箱體10內產生強制對流。磁性元件安裝在箱體10的內部，既可以安裝在箱體的底部，也可以安裝在箱體的側部。本實施例中，將磁性元件安裝在第一風道的入口處，即箱體10的底部。磁性元件的主體與第一風道罩42採用固定連接，比如採用螺母螺栓等緊固的方式連接。如圖4所示，第一風道罩42是風機產生的散熱風流穿越需要散熱的布置磁性元件區域的通道，是一個兩端開口的殼體，其底端和頂端分別設有進風口、出風口，當冷風從磁性元件的表面流過時，帶走磁性元件產生的熱量。第一風道罩42的作用是使風機22產生的冷風能集中在第一風道罩內流動，所以其形狀可以是各式各樣的，比如圓柱體、長方體等形狀。第二風道罩32的結構如圖6所示，第二風道罩32安裝在第一風道罩42的上方， 第二風道罩32包括底板、側板和頂蓋，其底板和頂蓋分別設有進風口、出風口，當多個磁性元件並聯使用時，可在底板和頂板上分別開設多個進風口、多個出風口，頂蓋上的出風口根據散熱風量的需要來確定開兩個或兩個以上。第二風道罩32的進風口進風面與磁性元件區域在進風口進風面的投影相適應， 出風口固定於磁性元件的頂部，出風口所在平面位於磁性元件頂部。進風口位置包含但不限於磁性元件底部，出風口位置包含但不限於磁性元件頂部。第二風道罩32和第一風道罩42的連接方式有兩種實施方式第一種實施方式，直接將第二風道罩32安裝在第一風道罩42之上，其連接方式為固定連接；較佳地，第一風道罩42的出風口和第二風道罩32的進風口口徑相同，將第二風道罩32和第一風道罩42對接；第二種實施方式，在第二風道罩32和第一風道罩42之間採用連接件41進行連接，連接件41的結構如圖5所示，連接件41是底端設有進風口、頂端設有出風口的封閉殼體，其進風口進風面與風道罩出風口出風面相適應，出風口出風面與第一風道罩42的進風口進風面相適應，以保證兩者之間相互密閉配合。將連接件41的上端和第二風道罩32採用固定連接，其下端和第一風道罩42採用固定連接，包含但不限於用螺釘打緊，以保證兩者之間相互密閉配合。以使風流所經過的通道封閉性更好。連接件41不是一種必需的附件，當第二風道罩32的進風口進風面可直接與第一風道罩42的出風口出風面完全密閉適應時，可不使用該附件。第二風道罩32有兩個作用第一，是限制從磁性元件出來的熱風通過換熱器轉換成冷風后的通道；第二，可以使將多個磁性元件並聯使用，將多個磁性元件安裝在箱體10的底部時，將多個第一風道罩42分別固定在多個磁性元件的主體上，並且使第二風道罩32的進風口分別和第一風道罩42的出風口對接，即可實現對多個磁性元件的散熱。當多個磁性元件並聯使用時，可以做成不同高底的連接件41來調整磁性元件之間的高度差，以保證兩個或以上的磁性元件是在一個水平面上的，該附件不作為所述磁性元件散熱系統的必需附件。進一步地，在第二風道罩32兩側設置連接件，所述連接件用於連接其它附件，用於更好的散熱；或者與箱體10連接，以便在箱體10中更好的固定本實用新型散熱系統。進一步地，在第二風道罩32的側部設置有觀察窗33，以便於觀察安裝在第二風道罩32內部的換熱器31的工作狀況。為了使觀察效果更佳，觀察窗採用透明材料製成，本實施例中，觀察窗33採用透明PVC製成。如圖7所示，風機22安裝在第二風道罩32的上方，風機22包括進風口和出風口。較佳地，風機22的外部安裝有風機罩21，使空氣在箱體10內的對流效果更好。風機22進風口的實施方式有兩種第一種，將風機22安裝在第二風道罩32出風口的上方，其進風口與第二風道罩32 的出風口適應，即第二風道罩32的出風口也是風機22的進風口。風機22和第二風道罩32 的連接方式包括但不限於用螺釘擰緊，以保證兩者之間相互密閉配合。第二種，將風機罩21和風機22製成一體，在風機罩21的下部設置進風口。風機22的出風口暴露於磁性元件所在的系統的內部空氣中，開設出風口的作用是給磁性元件所在的內部空氣提供強制對流，所以出風口可以設置在風機罩21的前部、後部、側部或上部，本實施例中出風口設置在風機罩21的前部和後部。風機22的作用是提供使空氣在箱體10內強制對流，所以風機可以任何結構形式的風機，風機22既可以是吹風型風機，也可以是抽風型風機。本實施例中採用離心風機。風機22既可以安裝在第一風道內加速空氣的流動，也可以安裝在第一風道外部以強制空氣在第一風道和第二風道間對流。本實施例中風機22安裝在第二風道罩32的上方。如圖8所示，換熱器31安裝在第二風道罩32的內部，換熱器31包括散熱翅片312 以及設置在散熱翅片中的水管311。在第二風道罩32的上部設有防水鎖頭35，防水鎖頭35 是用來連接換熱器水管311的連接水管，並起到完全密封的作用，以保證風道內的風流走向，換熱器31的進水管和出水管分別和防水鎖頭連接。換熱器31的下部和上部分別設置有進風口和出風口。進風口進風面與第二風道罩32的進風口進風面相適應，包括但不限於用螺釘打緊，以保證兩者之間相互密閉配合， 將磁性元件散發出的熱流轉換成冷流的作用，冷流通過第二風道罩32上方的出風口進入風機22，通過風機22強制冷流在箱體10內循環流動。第一風道罩42、連接件41和第二風道罩32聯通形成空氣流動的通道，即風道，為使空氣在箱體10內的強制對流效果更好，進一步地，在第一風道罩42與連接件41連接的地方、連接件41與第二風道罩32連接的地方添加密封圈，以保證風道側面的密封，使空氣更好地從風道進風口向出風口流動。當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬於本實用新型所附權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種用於磁性元件的散熱系統，其特徵在於，包括箱體(10)以及安裝在箱體內部的第一風道罩(42)、第二風道罩(32)、換熱器(31)；所述第一風道罩(42)和所述第二風道罩(32)分別是兩端開口的殼體，所述第一風道罩(42)和第二風道罩(32)聯通形成第一風道，箱體(10)以內第一風道以外的空間形成第二風道；磁性元件安裝在第一風道的端部；所述換熱器(31)安裝在第一風道內，所述箱體(10) 內還設有使空氣強制對流的風機(22)。
2.根據權利要求1所述的用於磁性元件的散熱系統，其特徵在於，所述第二風道罩 (32)安裝在所述第一風道罩(42)的上方，所述換熱器(31)安裝在所述第二風道罩(32)內部，所述風機(22)安裝在所述第二風道罩(32)的上方。
3.根據權利要求2所述的用於磁性元件的散熱系統，其特徵在於，所述第二風道罩 (32)上設置有連接換熱器水管(311)的防水鎖頭(35)。
4.根據權利要求1所述的用於磁性元件的散熱系統，其特徵在於，所述用於磁性元件的散熱系統還包括連接件(41)，所述連接件(41)是底端設有進風口、頂端設有出風口的殼體，所述連接件頂端、底端分別和所述第二風道罩(32)、所述第一風道罩(42)相連。
5.根據權利要求1所述的用於磁性元件的散熱系統，其特徵在於，所述第二風道罩 (32)的側部設置有透明的觀察窗(33)。
6.根據權利要求1所述的用於磁性元件的散熱系統，其特徵在於，所述第一風道罩 (42)、第二風道罩(32)和連接件(41)的形狀分別為長方體、正方體或圓柱體。
7.根據權利要求1所述的用於磁性元件的散熱系統，其特徵在於，所述風機(22)為離心風機。
專利摘要本實用新型公開了一種用於磁性元件的散熱系統，包括箱體以及安裝在箱體內部的第一風道罩、第二風道罩、換熱器；所述第一風道罩和所述第二風道罩分別是兩端開口的殼體，所述第一風道罩和第二風道罩聯通形成第一風道，箱體以內第一風道以外的空間形成第二風道；磁性元件安裝在第一風道的端部；所述換熱器安裝在第一風道內，所述箱體內還設有風機。本實用新型散熱系統的有益效果為結構相對簡單，不需要複雜的風道設計，減小了磁性元件的設計難度，從而實現磁性元件體積和成本的更優化，實用性很高；多個磁性元件並聯使用時，保證了磁性元件間的共存性。
文檔編號H05K7/20GK202183927SQ201120203818
公開日2012年4月4日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者廖榮輝, 黃載堯 申請人:深圳市禾望電氣有限公司