一種功率單元的製作方法

2024-04-01 04:03:05

本實用新型涉及電器設備領域，具體涉及一種功率模塊與電容模塊為一體化設計的功率單元領域。

背景技術：

目前電器設備普遍採用功率模塊與電容模塊分離的結構形式，安裝時，需要將功率模塊和電容模塊分別安裝，功率模塊與電容模塊之間的對接要求高，操作不便，而且兩者之間的配合較為困難，容易出現裝配誤差或製造誤差，結構複雜，工作難度大，安裝和維護不便，同時影響電器設備的性能，另外，電器設備通常採用的散熱器為直接向風道通散熱風的形式，散熱速度較慢，散熱成本較高，散熱效果不理想。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於解決現有技術中的問題，提供一種結構緊湊，功率模塊和電容模塊配合良好，安裝和維護方便快捷的功率模塊和電容模塊為一體化設計的功率單元；功率單元的散熱器中設有用於優化風道的導風部，導風部可引導風向，加快風道中的氣流流速，散熱速度快，散熱效果好。

為達成上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種功率單元，包括支撐架、電容模塊、功率模塊、散熱器和母排組件；所述支撐架包括底板，所述底板上並排放置電容模塊和散熱器；所述電容模塊與底板固定連接，電容模塊頂部與母排組件固定連接；所述功率模塊固定於散熱器上，功率模塊頂部與母排組件固定連接；所述散熱器包括風道和導風部；所述風道用於供散熱風沿一個方向通過，散熱風通過的方向定義為風向；所述導風部設置於所述風道內，並使所述風道內形成有垂直於所述風向的截面面積小於風道進風口面積的截面。

進一步地，所述導風部設於所述散熱器的風道的底部，所述導風部在靠近所述風道的進風口的一端設有沿風向傾斜向上的傾斜面。

進一步地，所述支撐架還包括側板和隔板；所述側板設於所述底板的兩邊，並與所述底板垂直；所述隔板設於所述底板上的兩側板之間，並與所述側板平行；所述隔板和底板分別與所述底板兩邊的側板形成電容容納部和散熱器容納部，所述電容容納部和散熱器容納部分別用於容納電容模塊和散熱器。

進一步地，所述支撐架還包括固定板，所述固定板與位於所述散熱器容納部一側的所述側板的頂端連接，且垂直於所述側板，所述散熱器放置於散熱器容納部時，所述固定板位於散熱器上方且與散熱器固定連接。

進一步地，所述固定板可由位於所述散熱器容納部一側的所述側板彎折而成。

進一步地，所述電容模塊包括若干個電容，所述支撐架還包括電容定位板，所述電容定位板上設有若干個通孔，所述電容定位板固定於所述隔板和位於所述電容容納部一側的側板上，並蓋設於所述電容容納部上，所述通孔用於供電容置入。

進一步地，所述散熱器還包括多片導熱葉片，所述導熱葉片均平行於所述風向地設置於所述風道中，導熱葉片位於所述導風部上方且與所述風道底面垂直。

本實用新型所述的技術方案相對於現有技術，取得的有益效果是：

(1)由於本技術方案中通過將散熱器和電容模塊固定於支撐架的底板上，功率模塊固定連接於散熱器上，功率模塊和電容模塊通過母排組件進行連接，使得各器件模塊連接成一個完整的功率單元，結構緊湊，連接可靠，且便於安裝與維護。

(2)散熱器的風道中設置有導風部，並使風道形成有垂直於風向的截面，其截面的面積小於風道進風口的面積，由於導風部的作用，使得散熱風在風道中經過導風部時能夠加速，加快氣流流動，進而加快了散熱器的散熱速度，散熱效果較好。

(3)通過在支撐架上設置側板和隔板，支撐架的隔板和底板分別與兩邊的側板形成了兩個相互獨立的空間，分別作為電容模塊容納部和散熱器容納部，使得散熱器中的散熱風只在獨立的散熱器容納部中通過，而不會分散至電容模塊容納部中，散熱風集中度高，散熱速度更快，同時能夠降低散熱成本。

(4)支撐架上設有用於固定散熱器的固定板，固定板設置於散熱器容納部一側的側板的頂端，且垂直於側板，當散熱器置於散熱器容納部中時，支撐架的固定板位於散熱器上方且與散熱器固定連接，以簡單的結構，實現散熱器在支撐架上的固定連接。

(5)支撐架上的固定板可由位於散熱器容納部一側的側板直接彎折而成，生產工藝簡單，易實現。

(6)通過在支撐架上設置電容定位板，並蓋設於所述電容容納部上，使得電容模塊中的電容能夠通過電容定位板上的通孔置入，進而放置於支撐架的底板上，電容定位板的設置使得電容能夠穩定的定位於支撐架上，避免了電容在使用的過程中產生晃動等問題，從而防止由於電容的不穩定性而造成的器件損傷。

(7)散熱器的風道中設置有多片導熱葉片，導熱葉片均平行於風向且垂直於風道底面，導熱葉片的設置能夠加快將功率模塊所產生的熱量傳導至散熱器的風道中，同時增大了散熱器的散熱面積，使得散熱器的散熱速度加快，散熱效果更好。

(8)將導風部設置於散熱器的風道的底部，且位於導熱葉片下方，導風部在靠近風道進風口的一端設有沿風向傾斜向上的傾斜面，傾斜面能夠引導散熱風的風向，同時由於導風部的存在，使得風道的通風面積減小，有利於散熱風的加速，從而加快風道中的氣流流速，加快散熱速度，降低散熱成本。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例整體結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例母排結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例支撐架與電容結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例支撐架結構示意圖；

圖5為本實用新型實施例散熱器風道與導風板示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

如圖1至圖5所示，本實用新型實施例中，功率單元包括支撐架1、電容模塊2、功率模塊3、散熱器4和母排組件5。

支撐架1包括底板11、側板12、隔板13、固定板14和電容定位板15，底板11上並排放置有電容模塊2和散熱器4；側板12設置於底板11的兩邊，並與底板11垂直；隔板13設於底板11上，位於底板11兩邊的側板12之間，並與側板12平行；隔板13和底板11分別與底板11兩邊的側板12形成電容容納部和散熱器容納部，電容容納部和散熱器容納部分別用於容納電容模塊2和散熱器4；固定板14連接於位於散熱器容納部一側的側板12的頂端，且垂直於側板12，固定板14可以由位於散熱器容納部一側的側板12直接彎折而成；電容定位板15上設置有若干個通孔，電容定位板15固定於隔板13和位於電容容納部一側的側板12上，並蓋設於電容容納部上。

電容模塊2包括若干個電容21，電容定位板15上的通孔用於供電容21置入，電容模塊2與支撐架1的底板11固定連接，電容模塊2的頂部與母排組件5固定連接；可選擇地，電容模塊2與支撐架1的底板11通過螺栓或螺釘鎖固進行固定連接。

功率模塊3固定於散熱器4上，功率模塊3頂部與母排組件5固定連接；可選擇地，功率模塊3通過螺釘鎖固於散熱器上。

散熱器4包括風道41、導風部42和導熱葉片43，散熱器4置入散熱器容納部中時，固定板14位於散熱器4的上方，散熱器4和固定板14可通過螺栓或螺釘鎖固進行固定連接；風道41用於供散熱風沿一個方向通過，散熱風通過的方向定義為風向，風道41中設有多片導熱葉片43，導熱葉片43均平行於風向且垂直於風道41底面設置；導風部42設置於風道41的底部，使得風道41中至少有一個垂直於風向的截面，截面的面積小於風道41進風口的面積，導風部42位於導熱葉片43的下方，導風部42在靠近風道41進風口的一端設有沿風向傾斜向上的傾斜面422。

採用上述實施例，通過將散熱器4和電容模塊2固定於支撐架1的底板11上，功率模塊3固定連接於散熱器4上，功率模塊3和電容模塊2通過母排組件5進行連接，使得各器件模塊連接成一個完整的功率單元，結構緊湊，連接可靠，且便於安裝與維護。

散熱器4的風道41中設置有導風部42，並使風道41至少有一個垂直於風向的截面，截面的面積小於風道41進風口的面積，由於導風部42的作用，使得散熱風在風道41中經過導風部42時能夠加速，加快氣流流動，進而加快了散熱器4的散熱速度，散熱效果較好。

通過在支撐架1上設置側板12和隔板13，支撐架1的隔板13和底板11分別與側板12形成了兩個相互獨立的空間，分別作為電容模塊容納部和散熱器容納部，使得散熱器4中的散熱風只在獨立的散熱器容納部中通過，而不會分散至電容模塊容納部中，散熱風集中度高，散熱速度更快，同時能夠降低散熱成本。

支撐架1上設有用於固定散熱器4的固定板14，固定板14設置於散熱器容納部一側的側板的頂端，且垂直於側板12，當散熱器4置於散熱器容納部中時，支撐架1的固定板14位於散熱器4上方且與散熱器4固定連接，以簡單的結構，實現散熱器4在支撐架1上的固定連接。

支撐架1上的固定板14可由位於散熱器容納部一側的側板12直接彎折而成，生產工藝簡單，易實現。

通過在支撐架1上設置電容定位板15，並蓋設於所述電容容納部上，使得電容模塊2中的電容21能夠通過電容定位板15上的通孔置入，進而放置於支撐架1的底板11上，電容定位板15的設置使得電容21能夠穩定的定位於支撐架1上，避免了電容21在使用的過程中產生晃動等問題，從而防止由於電容21的不穩定性而造成的器件損傷。

散熱器4的風道41中設置有多片導熱葉片43，導熱葉片43均平行於風向且垂直於風道41底面，導熱葉片43的設置能夠加快將功率模塊3所產生熱量的傳導至散熱器4的風道41中，同時增大了散熱器4的散熱面積，使得散熱器4的散熱速度加快，散熱效果更好。

將導風部42設置於散熱器4的風道41的底部，且位於導熱葉片43下方，導風部42在靠近風道41進風口的一端設有沿風向傾斜向上的傾斜面422，傾斜面422能夠引導散熱風的風向，同時由於導風部42的存在，使得風道41的通風面積減小，有利於散熱風的加速，從而加快風道41中的氣流流速，加快散熱速度，降低散熱成本。

上述說明描述了本實用樣的型的優選實施例，但應當理解本實用樣的型並非局限於上述實施例，且不應看作對其他實施例的排除。通過本實用新型的啟示，本領域技術人員結合公知或現有技術、知識所進行的改動也應視為在本發實用新型的保護範圍內。