高压开关电源装置及其散热箱的制作方法

本发明涉及一种高压开关电源装置及其散热箱。

背景技术：

高压开关电源包括工作过程中需要良好地散热和绝缘的高压电气器件，常规的自然冷却或者强制风冷不能满足此类电气器件的散热需求，且此类电压等级较高的电气器件对器件与器件、器件与大地之间的绝缘耐压的要求越来越高；高压开关电源还包括另外一种工作过程中发热量较少且无绝缘耐压要求中低压电气器件。随着设备设计越来越紧凑，电气器件之间的空间越来越小，自然冷却无法满足要求，且对于发热电气器件，温度越高其稳定性越差。

为了满足一个高压开关电源装置中的高压电气器件的绝缘、散热和中低压电气器件的散热问题，目前采用的方案为上述两类电气器件各有自己独立的散热系统。由于高压电气器件同时具有绝缘和散热需求，所以其采用油浸液冷式绝缘、散热方式，该散热系统包括散热箱，散热箱具有用于盛放绝缘、导热介质的箱体内腔，箱体内腔中的绝缘、导热介质为具有优良导热、绝缘性能的变压器油，高压电气器件安装到箱内腔中，实现器件与器件之间、器件与大地之间较为理想的绝缘效果，散热箱的箱壁内设有供冷却介质循环流通的通道，以实现液冷式循环冷却；中低压电气器件的散热则采用翅片散热、加装风扇进行风冷散热或者采用液冷循环系统进行辅助散热。散热箱的箱壁上设有连接器，连接器用于连接箱内、外电气器件形成一个整体的系统，上述高压电气器件和中低压电气器件分别具有一个独立的绝缘、散热系统，造成设备结构复杂、体积庞大，与目前设备向紧凑型发展的方向背道而驰。而如果把高压、中低压电气器件同时安装于箱体内腔中采用油浸式散热方式，会造成箱体体积庞大、成本升高的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高压开关电源装置，以解决现有设备中，高压电气器件和中低压电气器件分别拥有一套绝缘、散热系统时造成的设备结构复杂、体积庞大、成本较高的问题，本发明还提供了一种高压开关电源装置的散热箱。

为解决上述问题，本发明中的高压开关电源装置采取如下技术方案：高压开关电源装置包括电气器件和散热箱，散热箱具有用于盛放导热介质的箱体内腔，所述散热箱的箱壁内设有冷却介质循环通道，所述电气器件包括设置在箱体内腔中的第一发热器件和设置在箱体的外部的第二发热器件，散热箱的具有所述冷却介质循环通道的箱壁上设有供第二发热器件贴合以传导热量的导热面，所述第二发热器件贴合设置在所述导热面上。

所述高压开关电源装置包括设置在箱体内腔中的具有绝缘耐压要求的电气器件，所述导热介质为变压器油。

所述散热箱包括壳体和顶盖，所述冷却介质循环通道设置在壳体上。

所述散热箱的箱壁上设有密封连接器，所述密封连接器具有用于连接箱内、箱外的电气器件的内、外连接端。

本发明中的散热箱采取如下技术方案：散热箱包括用于盛放导热介质并容纳发热器件的箱体内腔，所述散热箱的箱壁内设有冷却介质循环通道，散热箱的具有所述冷却介质循环通道的箱壁上设有供散热箱外部的发热器件贴合以传导热量的导热面。

所述散热箱包括壳体和顶盖，所述冷却介质循环通道设置在壳体上。

所述散热箱的箱壁上设有密封连接器，所述密封连接器具有用于连接箱内、箱外的电气器件的内、外连接端。

本发明的有益效果：高压开关电源装置包括电气器件和散热箱，散热箱具有用于盛放导热介质的箱体内腔，所述散热箱的箱壁内设有冷却介质循环通道，所述电气器件包括设置在箱体内腔中的第一发热器件和设置在箱体的外部的第二发热器件，散热箱的具有所述冷却介质循环通道的箱壁上设有供第二发热器件贴合以传导热量的导热面，所述第二发热器件贴合设置在所述导热面上。本方案实施时，所述散热箱中注入变压器油，变压器油具有良好的导热性和绝缘性，可以满足设置在箱体内腔中的第一发热器件的散热和绝缘要求，还可以同时实现贴合在散热箱的导热面的第二发热器件的散热。本方案优化了不同散热需求的电气器件的布局，在实现所有电气器件散热的同时增强了结构的紧凑性，同时一套散热系统同时对散热箱内、外的两类电气器件同时散热，简单可靠，并且本方案也显著提高了散热系统的利用效率。

附图说明

图1为本发明中的高压开关电源装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明中的散热箱的一个实施例的立体示意图；

图3为本发明中的散热箱打开顶盖后的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明中的高压开关电源装置的一个实施例如图1、图2、图3所示，所述高压开关电源装置包括电气器件和散热箱，所述散热箱具有用于盛放导热介质的箱体内腔，所述电气器件包括设置在箱体内腔中的第一发热器件4和设置在箱体的外部的第二发热器件5，所述第一发热器件4为具有绝缘耐压要求的高压电气器件，所述第二发热器件5为具有散热需求的中低压电气器件，所述箱体内腔中的导热介质为变压器油，变压器油的比热较大，具有优良的储热和导热效果，且变压器油属于高压绝缘油，具有较强的耐压能力，对箱体内腔中的电气器件也实现了绝缘作用，当然在其他实施例中，变压器油也可以替换为其他具有良好的导热和绝缘性能的介质，例如SF₆气体。所述散热箱包括壳体1和顶盖2，所述壳体1的五个面的壳体壁内部均设有冷却介质的循环通道，当然也可以根据实际需要在需要的壁内设置循环通道，循环通道是设置在箱壁内部的开槽，当然也可以是设置在箱壁内部的管路结构，且所有的循环通道相互贯通，设有冷却介质循环通道的壳体的壁形成散热箱的导热面，所述导热面供设置在散热箱外部的中低压电气器件贴合以传导热量，在壳体的外壁上设有供冷却介质流通的进口12和出口13，进口12和出口13的位置可以根据实际需求设置在其他位置，本实施例中的冷却介质为水，当然在其他实施例中，水也可以替换为其他可以用于循环的冷却介质，例如冷气。在本实施例中，壳体1上与顶盖相对的壁为壳体1的底壁，其他的壁为壳体1的侧壁，所述壳体1的底壁上设有供箱体内腔中的高压电气器件固定安装的安装孔16，壳体1的侧壁的内表面设有锯齿形结构17，锯齿形结构17用于增大箱体内腔中的变压器油与箱壁内表面的接触面积，获得更好的散热效果。当然，在其他实施例中，也可以根据实际需要在壳体1的内壁上或者顶盖上设置锯齿形结构17，箱体内腔中的高压电气器件也可以根据实际需要设置在散热箱的其他的壁上。散热箱的箱壁上设有密封连接器3，所述密封连接器3用于连接散热箱内、外的电气器件形成一个整体的系统，既能实现箱内、箱外电气器件连接又能防止箱体内腔中变压器油泄露，壳体1上与顶盖2配合的边缘沿其长度方向设有密封槽18，顶盖2上设有用于与壳体1上的密封槽18相互扣合密封的密封凸起，所述壳体1和顶盖2相互接触的密封面之间设有用于防止箱体内腔中的油泄露的密封垫片15，所述壳体1与顶盖2通过螺钉连接，壳体1上与顶盖接触的面上设有用于螺钉配合的螺纹孔14，所述螺纹孔14在密封槽18的两边均有设置，当然，在其他实施例中，螺纹孔14的位置和数量可以根据实际需求进行增减；壳体1与顶盖2也可以通过其他连接方式连接，例如螺栓连接。

使用时，箱体内腔中安装有具有绝缘、散热要求的高压电气器件，即第一发热器件4，箱体内腔中充满变压器油，顶盖2与壳体1密封闭合，散热箱上冷却介质的进口12和出口13连接外部冷却循环系统；在散热箱的外部，具有散热需求的中低压电气器件，即第二发热器件5，贴合安装在散热箱的导热面上，中低压电气器件本身具有散热面，安装时，中低压电气器件的散热面涂有导热硅脂，然后贴合到箱壁的导热面，当然，在其他实施例中，中低压电气器件也可以不用涂导热硅脂，中低压电气器件的散热面直接贴合到散热箱的导热面，或者中低压电气器件的散热面与散热箱的导热面之间贴合导热性能优良的其他介质，例如铜片或铝片；设置于箱体内腔中的高压电气器件的连接线穿过密封连接器连接3与散热箱外部的电气器件连接。在散热箱内、外的电气器件工作时，箱体内腔中的变压器油能够实现对高压电气器件的绝缘，同时，变压器油把高压电气器件产生的热量传递到散热箱的内壁，由散热箱的内壁将热量传导到箱壁内的冷却循环系统，最后热量被冷却循环系统带走，散热箱外部的中低压电气器件的热量通过其散热面传递给导热硅脂，由于导热硅脂具有优良的导热性能，中低压电气器件产生的热量很快就被传递给散热箱的导热面，导热面把热量传递给箱壁内的冷却循环系统，热量被冷却循环系统带走。本方案优化了系统中高、中低压电气器件的布局，在实现所有电气器件散热的同时增强了结构的紧凑性，并且一套散热系统同时对散热箱内、外的两类电气器件同时散热，显著提高了散热系统的利用效率。

本发明中的散热箱的一个实施例，所述散热箱的具体结构在上述高压开关电源装置的实施例中已经做过叙述，这里不再赘述。