大功率机芯直流母线散热结构的制作方法

本发明涉及大功率机芯领域，特别涉及大功率机芯直流母线散热结构。

背景技术：

大功率机芯为大功率电磁炉的核心，相当于电脑的主机，有着不可替代的作用，制约机芯加大功率的条件有几点，其中散热问题是重要的一点，当母线电流上升时，温度相应的上升，在散热不良不及时的情况下，电容和IGBT都容易过热烧坏。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种大大强化散热性能，满足提高功率的散热条件的大功率机芯直流母线散热结构。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，大功率机芯直流母线散热结构，包括机芯盒，机芯盒设有整流桥，整流桥连接直流母线，直流母线上依次电连接第一滤波电容、第一IGBT模块、第二滤波电容、第三滤波电容、第二IGBT模块和第四滤波电容，第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容和第四滤波电容安装在直流母线上方，机芯盒底部设有散热片。将四个电容安装在直流母线上方，使得直流母线下方空气流通变强，且电容不再受到高温散热片的热传导，大大提高了电容的散热能力。

在一些实施方式中，第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容和第四滤波电容设有两个引脚，引脚上设有电容安装孔，直流母线对应设有母线安装孔，电容安装孔与母线安装孔配合固定连接。

在一些实施方式中，还包括螺钉与螺帽，电容安装孔与母线安装孔螺接。

在一些实施方式中，还包括风机，机芯盒两侧盒壁设有排风孔，风机与排风孔配合。通过设置风机，对机芯盒吹风，气流通过排风孔进入机芯盒并从另一侧排风孔流出，带出机芯盒内产出的大量热量。

在一些实施方式中，第一滤波电容、第二滤波电容、第三滤波电容和第四滤波电容电容量相同。

在一些实施方式中，还包括并联的第一谐振电容和第二谐振电容，第一IGBT模块通过两位线圈盘端子CN电联接第一谐振电容，第二IGBT模块电联接第二谐振电容。

在一些实施方式中，机芯盒安装风机一侧的盒壁，为倾斜设计，倾斜壁排风孔与风机风向呈夹角。设置倾斜壁，使得排风孔与风机风向呈夹角，使得机芯盒内气流对流，强化散热能力。

在一些实施方式中，排风孔设置在机芯盒壁中下部。排风孔设置在机芯盒臂中下部，使得气流从机芯盒底部进入，配合直流母线下部空间，使得气流自下至上流通，散热效果更佳。

本发明的有益效果为：本发明大功率机芯直流母线散热结构，通过将四个电容安装在直流母线上方，使得直流母线下方空余空间，且电容不再受到高温散热片的热传导，大大加强了电容的散热性能，并在机芯盒两侧设置排风孔，配合风机，加强气流流动，更进一步加强散热效果。

附图说明

图1为本发明大功率机芯直流母线散热结构的结构示意图；

图2为图1的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1、2所示，大功率机芯直流母线散热结构，包括机芯盒1，机芯盒1设有整流桥11，整流桥11连接直流母线2，引出两条直流母线2分别为正负极，直流母线2上依次电连接第一滤波电容C1、第一IGBT模块G1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3、第二IGBT模块G2和第四滤波电容C4，机芯盒1底部设有散热片13。

整流桥11将输入的交流电转换输出直流母线。

还包括相互并联的第一谐振电容C5和第二谐振电容C6，第一IGBT模块G1通过两位线圈盘端子CN电联接第一谐振电容C5，第二IGBT模块G2电联接第二谐振电容C6。

第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3和第四滤波电容C4安装在直流母线2上方，第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3和第四滤波电容C4设有两个引脚3，引脚3上设有电容安装孔31，直流母线2对应打孔母线安装孔21，电容安装孔31与母线安装孔21配合固定连接，机芯盒1底部安装散热片。常规安装方式下，直流母线2与散热片13之间底部空间为热量聚集地，电容安装在直流母线2与散热片13之间，电容极易受到高温散热片13的影响，热量不易散发，十分容易超温，造成烧坏现象，将电容安装在直流母线2上方，使得直流母线下方空出位置，气流流动方便，能快速的散发带走大量热量，且电容不再受到高温散热片的热传导，使得机芯盒1内散热性能大大提高。

还包括螺钉4与螺帽41，电容安装孔31与母线安装孔21螺接。通过螺接的方式使用螺钉4和螺帽41将电容与直流母线2固定安装，且不影响其电路连通。

第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第三滤波电容C3和第四滤波电容C4都为30微法。

还包括风机5，机芯盒1两侧盒壁设有排风孔12，排风孔12设置在机芯盒1壁中下部。

风机5与排风孔12配合，风机5吹动，外界气流通过一侧排风孔12流入机芯盒1内，在机芯盒1内受热，并从另一侧排风孔12排出，带走机芯盒1内电子元器件产生的热量。

将排风孔12开设在盒壁中部偏下位置，使得气流从排风孔12进入时，处于机芯盒1底部，并带动直流母线2底部空间内的气流，直流母线2底部空间为热量聚集地，风机5吹入的气流，快速的带走直流母线2底部高温空气，使得散热迅速，机芯盒1内保持良好的温度。自下至上的气流，同时很好的使得机芯盒1内的空气对流，使得温度发散的更快，从而提高散热性能。

机芯盒1安装风机5一侧的盒壁，为倾斜设计，倾斜壁排风孔12与风机5风向呈15°夹角。设置倾斜壁排风孔12与风机5风向呈15°夹角，使得气流流速更高，方便将直流母线2底部高温气流更快的流通到另一侧排风口排出，带走热量；同时一定角度的风向使得空气对流更快，散热效果更好。

下表为机芯盒1在80kw功率下，各个电子元器件的相对时间内的温度数据，表1为常规安装方式，表2为本发明安装方案：

表1

表2

由上两个表可得到结论：常规安装方式下，从表1可得出，在80kw功率下，四个滤波电容温度在20分钟就超过了80℃，甚至会出现冒黑烟、爆裂等过热恶劣现象，无法正常工作。

从表2可以得出：IGBT工作后，温度涨幅比电容要大，由原来的初始温度36.5℃直接涨到了70℃左右，相对而言，电容的温度涨幅为32℃到50℃左右，随着机芯工作一段时间后，各个元器件的温度缓慢上升，并在90分钟时达到了峰值，在温度达到峰值之后，开始呈现轻微的下滑并保持相对平稳状态，我们可以理解在90分钟时达到的温度峰值，分别为：C1＝63.79℃、C2＝66.19℃、C3＝58.4℃、C4＝59.7℃、G1＝76.09℃、G2＝78℃，该温度对于正常工作下的机芯盒内元器件温度是良好合理的，四个滤波电容可以正常运行，两个IGBT模块的温度相对常规模式也大幅度降低，对使用寿命和安全性更有保障，即为本发明大功率机芯直流母线散热结构在80kw功率下散热性能的工作有效值，本发明的散热结构对80kw功率的大功率机芯起到的散热效果理想，能有效的防止机芯盒1内的电子元器件过热，特别是对滤波电容的散热效果极佳，防止滤波电容过热无法工作和出现安全隐患。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。