液冷有源电力滤波器的制作方法

本实用新型属于电能质量技术领域，具体地来说，是一种液冷有源电力滤波器。

背景技术：

有源电力滤波器(Active Power Filter，简称APF)是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。

随着国家对电网质量的要求提高，各工业领域为满足电能质量标准的要求，通常需要配备有源电力滤波器进行谐波和无功补偿。工业领域的用电设备通常需长时间连续运行，对有源电力滤波器的长时运行稳定性要求很高。

在长时运行中，有源电力滤波器的功率器件发热量很大。随着电流等级的增加，发热量增加愈益显著，给有源电力滤波器的稳定运行带来严重挑战。现有的有源电力滤波器通常采用风冷方式进行散热，难以满足迅速增加的散热功能需要。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种液冷有源电力滤波器，以水冷方式实现高效散热，并合理布局各功能器件的结构而进一步提升散热效果，使有源电力滤波器的长时运行稳定性得到有效保证。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种液冷有源电力滤波器，包括机箱及均设置于所述机箱内部的平板散热器、逆变组件、电感组件、RC吸收组件与主控板：

所述平板散热器具有用于实现冷却液循环的冷却通道；

所述逆变组件与所述电感组件互不堆叠地安装于所述平板散热器的冷却表面，所述主控板安装于所述逆变组件远离所述平板散热器的一侧表面，所述RC吸收组件安装于所述平板散热器的冷却表面或与所述平板散热器的冷却表面保持相对设置。

作为上述技术方案的改进，所述逆变组件包括IGBT与逆变板：

所述IGBT安装于所述平板散热器的冷却表面，所述逆变板安装于所述IGBT远离所述平板散热器的一侧表面，而所述主控板安装于所述逆变板上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述逆变板具有充电电容，所述充电电容与所述平板散热器的冷却表面接触。

作为上述技术方案的进一步改进，所述逆变组件还包括散热风扇，所述散热风扇安装于所述逆变板远离所述IGBT的一侧表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述IGBT为复数个且互不堆叠地安装于所述平板散热器的冷却表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电感组件通过导热胶安装于所述平板散热器的冷却表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述电感组件包括封胶隔板及设置于所述封胶隔板内的电感，所述电感通过所述导热胶固定于所述封胶隔板内及所述平板散热器的冷却表面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述RC吸收组件包括吸收电阻与吸收电容：

所述吸收电阻安装于所述封胶隔板的外表面，所述吸收电容安装于所述机箱的内侧表面，所述吸收电阻、所述吸收电容分别与所述平板散热器的冷却表面保持相对。

作为上述技术方案的进一步改进，所述冷却通道具有通道接口，所述通道接口设置于所述机箱上，用于与外接冷却液源连接而形成冷却循环回路。

作为上述技术方案的进一步改进，所述机箱的前端板上设有用于安装显示板的显示板安装孔。

本实用新型的有益效果是：

通过设置平板散热器，于平板散热器内设置冷却通道而以冷却液实现水冷，且逆变组件与电感组件互不堆叠地安装于平板散热器的冷却表面，而主控板安装于逆变组件远离平板散热器的一侧表面，以合理布局使机箱内形成理想的温度梯度与分区散热结构，各功能器件获得其所需的散热条件，实现高效理想的散热效能，有效地保证有源电力滤波器的长时运行稳定性。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例1提供的液冷有源电力滤波器的第一轴测示意图；

图2是本实用新型实施例1提供的液冷有源电力滤波器的第二轴测示意图；

图3是本实用新型实施例1提供的液冷有源电力滤波器的俯视结构示意图；

图4是本实用新型实施例1提供的液冷有源电力滤波器的分解结构示意图。

主要元件符号说明：

1000-液冷有源电力滤波器，0100-机箱，0110-前端板，0111-显示板安装孔，0120-散热孔，0200-平板散热器，0210-冷却通道，0220-通道接口，0300-逆变组件，0310-IGBT，0320-逆变板，0330-充电电容，0340-散热风扇，0350-开关电源，0400-电感组件，0410-封胶隔板，0420-网侧电感，0430-PMW电感，0500-RC吸收组件，0510-吸收电阻，0520-吸收电容，0600-主控板。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对液冷有源电力滤波器进行更全面的描述。附图中给出了液冷有源电力滤波器的优选实施例。但是，液冷有源电力滤波器可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对液冷有源电力滤波器的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在液冷有源电力滤波器的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请结合参阅图1～4，本实施例公开一种液冷有源电力滤波器1000，该液冷有源电力滤波器1000包括机箱0100及均设置于机箱0100内部的平板散热器0200、逆变组件0300、电感组件0400、RC吸收组件0500与主控板0600，以水冷方式与合理布局实现梯度式与分区式散热，达到高效理想的散热效能。

机箱0100为液冷有源电力滤波器1000的承载壳体，用于包容封装各类功能器件，形成统一的模块化外观，便于用户进行运输、安装与使用。机箱0100的实现方式众多，示范性地，机箱0100可由金属板材通过钣金工艺与拼接方式制成。

机箱0100表面可设置各类安装孔位，用于对应安装不同的使用模块。示范性地，机箱0100的前端板0110上设有用于安装显示板的显示板安装孔0111，安装显示板后以便用户进行观察或操作。

示范性地，机箱0100上还可设置接线端、进出水孔，用于分别实现电气线路排布与水路连接。示范性地，机箱0100上还设有散热孔0120，用于进一步提升散热效果。

平板散热器0200为主要的水冷执行部件，其具有用于实现冷却液循环的冷却通道0210。冷却液自冷却通道0210循环流动，带走各功率器件发出的热量。

冷却液的种类众多，包括冷却水、乙二醇等类型。可以理解，冷却通道0210遍及平板散热器0200的冷却表面的各个区域，保证有效的冷却效果。示范性地，平板散热器0200安装于机箱0100的底部。示范性地，平板散热器0200与散热孔0120保持相对，进一步提升散热效率。

冷却通道0210的实现方式众多，包括镂空于平板散热器0200内部的蜿蜒腔道、安装于平板散热器0200内部的蜿蜒式冷却管等类型。示范性地，冷却通道0210具有通道接口0220，通道接口0220设置于机箱0100上，用于与外接冷却液源连接而形成冷却循环回路。其中，通道接口0220可为快插接头、螺纹插头等类型，实现方便快捷的插拔连接。

逆变组件0300与电感组件0400互不堆叠地安装于平板散热器0200的冷却表面，形成分区冷却结构。同时，逆变组件0300与电感组件0400分别由平板散热器0200的冷却表面进行直接冷却，避免相互之间发生热损害，并保证各自的散热效率。示范性地，平板散热器0200的冷却表面为一平整表面，位于平板散热器0200远离机箱0100底部的一侧。

主控板0600安装于逆变组件0300远离平板散热器0200的一侧表面，通过逆变组件0300而将热量传递于平板散热器0200，形成符合主控板0600与逆变组件0300工作温度特性的温度梯度。RC吸收组件0500可安装于平板散热器0200的冷却表面，亦可与平板散热器0200的冷却表面保持相对且互不接触地设置，具有非接触式布局结构。

示范性地，逆变组件0300包括IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)0310与逆变板0320。IGBT 0310安装于平板散热器0200的冷却表面，由平板散热器0200直接冷却；逆变板0320安装于IGBT 0310远离平板散热器0200的一侧表面，主控板0600安装于逆变板0320上，由平板散热器0200经温度梯度路径间接冷却。

其中，IGBT 0310工作温度区间较高，发热量很大，属于可耐受高温的高温器件；逆变板0320与主控板0600均属线路板，工作温度区间较低，发热量较小，属于难以承受高温的低温器件。

显然，IGBT 0310的发热量更为显著，散热要求更高。在此构造下，IGBT 0310的散热要求得以优先满足，并以合理的温度梯度而满足逆变板0320与主控板0600的散热要求。示范性地，IGBT 0310的接线端面与逆变板0320底面的覆铜盘直接电气连接。

示范性地，逆变板0320具有充电电容0330，充电电容0330与平板散热器0200的冷却表面接触。充电电容0330直接与平板散热器0200的冷却表面保持接触，得以快速地将热量传递于冷却表面，实现理想的散热。可以理解，充电电容0330不受IGBT 0310的阻碍。

示范性地，逆变组件0300还包括散热风扇0340，散热风扇0340安装于逆变板0320远离IGBT 0310的一侧表面。散热风扇0340的作用至少在于，增强对逆变板0320的散热能力，减少IGBT 0310对逆变板0320的温度影响，保证逆变板0320的正常工作。

示范性地，散热风扇0340与主控板0600互不堆叠，保证散热风扇0340的风可直接地排出机箱0100，避免影响散热效果或对主控板0600造成热损害。示范性地，散热风扇0340连接有开关电源0350，用于实现对散热风扇0340的电源供给。

示范性地，逆变组件0300具有复数个IGBT 0310。在此实施例方式中，复数个IGBT 0310互不堆叠地分别直接安装于平板散热器0200的冷却表面，保证理想的散热效果。相应地，逆变板0320设置于复数个IGBT 0310的上方。

示范性地，电感组件0400通过导热胶安装于平板散热器0200的冷却表面。例如，电感组件0400由导热胶灌封于平板散热器0200的冷却表面，待导热胶凝固后即可实现电感组件0400与平板散热器0200之间的固定连接。

导热胶的种类众多，示范性地，导热胶可为有机硅粘接密封胶。导热胶具有良好的导热性，将电感组件0400的热量高效地传递于平板散热器0200的冷却表面，并经由冷却液而散失。

示范性地，电感组件0400包括封胶隔板0410及设置于封胶隔板0410内的电感，电感通过导热胶固定于封胶隔板0410内及平板散热器0200的冷却表面。

其中，封胶隔板0410至少一端开口而与平板散热器0200的冷却表面相接。电感嵌入于封胶隔板0410的腔体内，由导热胶灌封凝固而实现与封胶隔板0410、平板散热器0200的冷却表面的固定连接。示范性地，封胶隔板0410为两端开口的环形结构。

可以理解，电感既可一一对应地嵌设于封胶隔板0410内，亦可共同地嵌设于一封胶隔板0410内。电感种类众多，包括网侧电感0420、PMW电感0430等类型，用于实现不同的功能。

示范性地，网侧电感0420与PMW电感0430分别灌封于不同的封胶隔板0410内部。示范性地，网侧电感0420与PMW电感0430的数量可分别为一至复数个。

示范性地，RC吸收组件0500包括吸收电阻0510与吸收电容0520。吸收电阻0510安装于封胶隔板0410的外表面，吸收电容0520安装于机箱0100的内侧表面，吸收电阻0510、吸收电容0520分别与平板散热器0200的冷却表面保持相对。

在非接触条件下，吸收电阻0510的热量经由空气及“封胶隔板0410-导热胶”等路径传递至平板散热器0200的冷却表面；吸收电容0520的热量经由空气及机箱0100等路径传递至平板散热器0200的冷却表面，实现冷却。

补充说明，由于主控板0600叠设于逆变组件0300的上方，而RC吸收组件0500分别安装于机箱0100的内壁面与电感组件0400的封胶隔板0410的外壁面上，节省了安装空间，有效地减小了液冷有源电力滤波器1000的体积，提高了功率密度，满足大功率密度电源设备的发展需要。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。