变频器功率单元的散热装置、变频器功率单元及变频器的制造方法
【专利摘要】本实用新型实施例中公开了一种变频器功率单元的散热装置、变频器功率单元及变频器。其中，散热装置包括：至少两个独立的散热器单元；每个散热器单元具有一散热基板，所述散热基板用于放置所述变频器功率单元的一部分功率元器件；所述至少两个独立的散热器单元分散设置在所述变频器功率单元的壳体内。该散热装置能够方便散热器的加工和搬运，并提高功率元器件的平面空间利用率。
【专利说明】
变频器功率单元的散热装置、变频器功率单元及变频器
技术领域
[0001] 本实用新型设及变频器领域，特别是一种变频器功率单元的散热装置、变频器功 率单元及变频器。
【背景技术】
[0002] 变频器主要用于交流电动机转速的调节。随着市场对传动产品的要求的逐渐提 高，变频器调速W其自身所具有的调速范围广、调速精度高、动态响应好等优点，在许多速 度控制应用领域中发挥着越来越重要的作用。
[0003] 作为变频器的一个重要组成部分，功率单元主要利用各功率元器件进行整流、滤 波、逆变等处理，是构成变频器主回路的主要部分。在功率单元的正常工作中，运些功率元 器件的溫度会不断增加，因此在功率单元中通常会设计有散热器件。
[0004] 当前，变频器的散热器件通常都是采用一体式的散热器，即所有的功率元器件都 布置在该一体式的散热器上，运样的结构使得散热器的尺寸大、重量大、成本高，且不利于 加工与工位搬运。并且，所有的功率元器件均布置于该散热器上时，功率元器件的损耗差异 较大;若有某一功率元器件失效时，易影响安装在该散热器上的其它元器件，造成维修成本 增加。此外，对于风冷的热传导散热方式来说，由于各功率元器件对风量的要求可能不同， 而安装在一体式散热器上的功率元器件却只能接受相同的风量，使得风量无法合理分配。 【实用新型内容】
[0005] 有鉴于此，本实用新型一方面提出了一种变频器功率单元的散热装置，另一方面 提出了一种变频器功率单元及变频器，用W方便散热器的加工和搬运，提高功率元器件的 平面空间利用率，并降低维护成本。
[0006] 本实用新型中提出的一种变频器功率单元的散热装置，包括：
[0007] 至少两个独立的散热器单元；
[000引每个散热器单元具有一散热基板，所述散热基板用于放置所述变频器功率单元的 一部分功率元器件；
[0009] 所述至少两个独立的散热器单元分散设置在所述变频器功率单元的壳体内。
[0010] 在一个实施方式中，所述至少两个独立的散热器单元根据所述功率元器件的发热 量、安装位置W及散热要求设置为具有相同、部分相同或不同的结构、大小、材质及制造工 乙。
[0011] 在一个实施方式中，所述每个散热器单元进一步具有垂直于所述散热基板设置的 多个散热片，用于将所述散热基板传递的热量释放到空气中。
[0012] 在一个实施方式中，所述至少两个独立的散热器单元包括:第一散热器单元和第 二散热器单元；
[0013] 所述第一散热器单元具有第一设定尺寸的散热基板，用于放置所述变频器功率单 元的大发热量的功率元器件，且所述第一散热器单元设置在所述变频器功率单元的主风道 处；
[0014] 所述第二散热器单元具有第二设定尺寸的散热基板，用于放置所述变频器功率单 元的小发热量的功率元器件，且所述第二散热器单元设置在所述变频器功率单元的小风道 处；
[0015] 其中，所述第一设定尺寸大于所述第二设定尺寸。
[0016] 本实用新型中提出的一种变频器功率单元，包括:壳体、功率元器件和上述任一实 现形式的散热装置。
[0017] 本实用新型中提出的一种变频器，包括上述的变频器功率单元。
[0018] 从上述方案中可W看出，由于本实用新型中为变频器功率单元设置至少两个独立 的散热器单元，且每个散热器单元用于对变频器功率单元的一部分功率元器件进行散热， 且各散热器单元可W分散设置在变频器功率单元的壳体内，因此可降低每个散热器单元尺 寸和重量，从而可W方便散热器的加工和搬运;并且由于同一个散热器单元平面内布置功 率元器件的种类和数量变少，因此可便于功率元器件及散热器单元的规则排布，提高平面 空间利用率。此外，在某一功率元器件出现故障时其最多影响一个散热器单元平面上的元 器件，而不会影响其它散热器单元上的元器件，因此可降低维护成本。
[0019] 此外，对于热传导式的散热装置，通过进一步为散热器单元的散热基板设置散热 片，可便于热量的快速传导与释放。
[0020] 另外，由于可根据功率单元格功率元器件的发热量、安装位置W及散热要求，设置 具有相同、部分相同或不同的结构、大小、材质及制造工艺的散热器单元，例如，可针对大发 热量功率元器件设置铜质、大尺寸的散热器单元，而针对小发热量功率元器件设置侣质、小 尺寸的散热器单元等，可方便功率元器件及散热器单元按需进行分散排布，并且运种按需 设计及排布，可在提高散热效率的同时，降低散热器的成本，进而可降低功率单元的成本。 进一步地，对于不同风量需求的功率元器件，也便于将其分布到风量大小不同的位置。
[0021] 并且，运种多散热器单元的设置，也使得产品的安装维护更方便快捷。
【附图说明】
[0022] 下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人 员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：
[0023] 图1至图5为本实用新型一个实施例中的变频器功率单元的结构示意图。其中，图1 和图2为不同视角的立体结构图；图3为俯视图，图4为图3中A-A剖视图，图5为左视图。
[0024] 其中，附图标记如下： r00251
【具体实施方式】
[0026] 本实用新型中，为了便于散热器的加工和搬运，提高功率元器件的平面空间利用 率，并降低维护成本，考虑采用多散热器单元的设计，即采用至少两个独立的散热器单元； 每个散热器单元具有一散热基板，所述散热基板用于放置所述变频器功率单元的一部分功 率元器件，且所述至少两个独立的散热器单元分散设置在所述变频器功率单元的壳体内。
[0027] 其中，所述至少两个独立的散热器单元可根据所述功率元器件的发热量、安装位 置W及散热要求设置为具有相同、部分相同或不同的结构、大小、材质及制造工艺。例如， 材质可W为铜、侣或侣合金。结构可W为散热基板+散热片的结构，或者散热基板+冷却液管 +散热片的结构，或者为散热基板+冷却液管的结构等。制造工艺可W为机加工、焊接或一体 成型等。
[0028] 例如，针对大发热量功率元器件可设置铜质、大尺寸的散热器单元，而针对小发热 量功率元器件可设置侣质、小尺寸的散热器单元等。运里的侣可W为侣或侣合金。
[0029] 又如，对于采用热传导进行散热的方式，可采用散热基板+散热片的结构；对于采 用热传导+冷却液共同散热的方式，则可采用单散热基板+冷却液管+散热片的结构；或者， 双散热基板+冷却液管+散热片的结构;又或者，散热基板+冷却液管的结构等。
[0030] 再如，如果采用热传导进行散热的方式，则对于铜质、大尺寸的散热器单元，可采 用散热基板焊接散热片的制造工艺;而对于侣质、小尺寸的散热器单元，则可采用散热基板 和散热片一体成型的制造工艺，或者也可采用散热基板焊接散热片的制造工艺等。
[0031] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，W下举实施例对本实用新型 进一步详细说明。
[0032] 图1至图5为本实用新型一个实施例中的变频器功率单元的结构示意图。其中，图1 和图2为不同视角的立体结构图；图3为俯视图，图4为A-A剖视图，图5为左视图。
[0033] 结合图1至图5所示，本实施例中的变频器功率单元包括:散热装置1、壳体2和功率 元器件3。
[0034] 其中，散热装置1包括:两个独立的散热器单元，分别记为第一散热器单元11和第 二散热器单元12。第一散热器单元11具有第一设定尺寸的散热基板111，用于放置所述变频 器功率单元的大发热量的功率元器件31。第二散热器单元12具有第二设定尺寸的散热基板 121，用于放置所述变频器功率单元的小发热量的功率元器件32。本实施例中，所述第一设 定尺寸大于所述第二设定尺寸。
[0035] 对于风冷的热传导散热方式来说，第一散热器单元11可设置在所述变频器功率单 元的主风道处，而第二散热器单元12可设置在所述变频器功率单元的小风道21处。如图1至 图5中所示，第一散热器单元11和第二散热器单元12采用上、下两层的方式布置。
[0036] 图1至图5所示实施例中W热传导方式进行散热的情况为例，因此，图中的第一散 热器单元11还具有第一设定数量的散热片112,用于将散热基板111传导的热量释放到空气 中。同样，图中的第二散热器单元11还具有第二设定数量的散热片122，用于将散热基板121 传导的热量释放到空气中。
[0037] 本实施例中，第一散热器单元11的散热基板111及散热片112可由铜制成，并且散 热基板111与散热片112可通过焊接方式连接;第二散热器单元12的散热基板121及散热片 122可由侣合金制成，并且散热基板121和散热片122可一体成型，或通过焊接方式连接在一 起。
[0038] 其中，变频器功率单元的大发热量的功率元器件31可W为IGBT等，变频器功率单 元的小发热量的功率元器件32可W为整流桥的二极管等。
[0039] 本实用新型中提出的一种变频器，可包括上述任一实现形式的变频器功率单元。
[0040] W上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用W限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种变频器功率单元的散热装置，其特征在于，包括： 至少两个独立的散热器单元（11，12); 每个散热器单元（11，12)具有一散热基板（111，121)，所述散热基板（111，121)用于放 置所述变频器功率单元的一部分功率元器件(31，32); 所述至少两个独立的散热器单元（11，12)分散设置在所述变频器功率单元的壳体(2) 内。2. 根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述每个散热器单元（11，12)进一步 具有垂直于所述散热基板（111，121)设置的多个散热片（112,122)，用于将所述散热基板 (111，121)传递的热量释放到空气中。3. 根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述至少两个独立的散热器单元（11， 12)包括:第一散热器单元(11)和第二散热器单元(12); 所述第一散热器单元（11)具有第一设定尺寸的散热基板（111 )，用于放置所述变频器 功率单元的大发热量的功率元器件(31)，且所述第一散热器单元(11)设置在所述变频器功 率单元的主风道处； 所述第二散热器单元（12)具有第二设定尺寸的散热基板（121)，用于放置所述变频器 功率单元的小发热量的功率元器件(32)，且所述第二散热器单元(12)设置在所述变频器功 率单元的小风道(21)处； 其中，所述第一设定尺寸大于所述第二设定尺寸。4. 一种变频器功率单元，其特征在于，包括:壳体(2)、功率元器件（31，32)和如权利要 求1至3中任一项所述的散热装置(1)。5. -种变频器，其特征在于，包括如权利要求4所述的变频器功率单元。
【文档编号】H05K7/20GK205610464SQ201521127677
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】李芳忠, 张万宝
【申请人】西门子（上海）电气传动设备有限公司