一种功率变换器机柜的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种功率变换器机柜。


背景技术：

2.功率变换器通常包含功率单元、电感器和变压器等组件。功率单元中的大功率电力电子器件由于工作时产生的热量较大而需通过散热器进行散热，此时需要大量的外部空气流过散热器翅片，从而达到快速散热的目的。一般地，现有的功率变换器机柜常采用机柜侧壁或底部进风的风冷散热方式，机柜不密封，防护等级较低。并且，当机柜设置于舰船甲板等室外恶劣环境时，还可能遭受水流直接喷射而引起柜内电路失效；此时需要考虑气流和入射水流两者的隔离，但是这样势必会影响冷却气流的流量和流速，从而影响散热效果。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术中至少一个技术问题，本实用新型提供一种功率变换器机柜，能够在兼顾功率变换器高效散热的同时，有效的对功率变换器进行防护，防止恶劣环境下水流的喷射引起的电路失效。
4.本实用新型所采用的技术方案具体如下：
5.本实用新型公开了一种功率变换器机柜，包括柜体、设置于柜体顶部的散热风道、设置在柜体内的第一隔板及第二隔板；
6.第一隔板将功率变换器机柜内除散热风道以外的部分分隔为密封腔室及散热腔室，并且，第一隔板上设置有第一散热窗口，第一散热窗口内嵌设有散热器，散热器包括散热基板及设置于散热基板的第一表面上的散热翅片，散热基板嵌设于第一散热窗口内，散热翅片经第一散热窗口延伸至散热腔室内，第二隔板将功率变换器机柜内的密封腔室与散热风道隔开，散热风道与散热腔室相连通；
7.其中，散热腔室由第一隔板及部分柜体围成，并且形成散热腔室侧壁的柜体上设置有散热孔；功率变换器机柜除散热腔室、散热风道之外的部分形成密封腔室。
8.可选地，第一隔板包括：
9.第一面板，位于散热腔室的底部且与柜体的底部面板平行；
10.第二面板，与第一面板垂直，并与柜体的两侧面板平行；
11.第三面板，与第一面板垂直，并与柜体的前面板平行。
12.可选地，第一散热窗口设置于第三面板上。
13.可选地，散热孔分布于围成散热腔室的柜体的中下部。
14.可选地，功率变换器机柜内部设置有功率器件模组；功率器件模组设置于散热基板的第二表面上，并位于密封腔室内，散热基板的第一表面和第二表面相对设置。
15.可选地，第二隔板上设置有第二散热窗口，第二散热窗口内嵌设有热交换器。
16.可选地，形成散热风道的柜体侧面板上设置有散热口。
17.可选地，散热风道内还设置有风扇。
18.可选地，密封腔室内还设置有变压器及电感器。
19.与现有技术相比，本实用新型所述的功率变换器机柜至少具备如下有益效果：
20.1)本实用新型的功率变换器机柜通过设置密封腔室，能够有效的防护设置其中的功率变换器的电路部分，有利于防止因水流喷射入密封腔室引起的电路失效等问题，防护性能较好，防护等级较高；并且设置于密封腔室内的功率器件工作时产生的热量能够通过连通密封腔室及散热腔室的散热器传输至散热腔室内，并经由与散热腔室连通的散热风道排出机柜外，具备高效的散热功能。
21.2)本实用新型的功率变换器机柜通过在密封腔室内设置热交换器，能够将设置其中的功率变换器中发热量较小的电路部分产生的热量传输至散热风道，能够进一步地加快密封腔室内热量的排出。
22.3)本实用新型的功率变换器机柜通过在散热风道与散热腔室相连通的部分设置风扇，能够将散热腔室内的热量加速吸收至散热风道并排出机柜，有利于进一步提高机柜的散热效率。
附图说明
23.图1为本实用新型的功率变换器机柜的正面打开机柜门后的结构示意图。
24.图2为本实用新型的功率变换器机柜的背面结构示意图。
25.图3为沿图2中a-a向的剖视示意图。
26.图4为本实用新型的功率变换器机柜去除柜体后面板的结构示意图。
27.图5为本实用新型的功率变换器机柜去除柜体后面板的立体示意图。
28.附图标记列表：
29.1功率变换器机柜
30.11密封腔室
31.12散热腔室
32.121第一隔板
33.1211第一面板
34.1212第二面板
35.1213第三面板
36.1213-1第一散热窗口
37.122-1散热腔室的后侧壁
38.122-2散热腔室的左侧壁
39.123散热孔
40.13散热风道
41.131第二隔板
42.1311第二散热窗口
43.132热交换器
44.133散热口
45.14散热器
46.141散热基板
47.15功率器件模组
具体实施方式
48.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.参照图1～图5，本实施例提供一种功率变换器机柜1，用于放置并防护其内部的功率变换器，并兼具散热功能。
50.如图1-图5所示，所述该功率变换器机柜1包括柜体、设置于柜体顶部的散热风道13及设置在柜体内的第一隔板121及第二隔板131，第一隔板121将功率变换器机柜1内除散热风道13以外的部分分隔为密封腔室11及散热腔室12，并且，第一隔板121上设置有第一散热窗口1213-1，第一散热窗口1213-1内嵌设有散热器14，散热器14包括散热基板141及设置于散热基板141的第一表面上的散热翅片(图中未示出)，散热基板141嵌设于第一散热窗口1213-1内，散热翅片经第一散热窗口1213-1延伸至散热腔室12内；第二隔板131将功率变换器机柜1内的密封腔室11与散热风道13隔开，散热风道13与散热腔室12相连通；其中：
51.散热腔室12由第一隔板121及部分柜体围成，形成散热腔室12侧壁的柜体上设置有散热孔123。
52.具体地，所述柜体是指所述功率变换器机柜1的外壳，包括前面板、后面板、左侧面板、右侧面板、顶部面板及底部面板。
53.具体地，参照图3～图5，散热腔室12呈长方体状，是由第一隔板121及部分柜体围成的空间；其中，第一隔板121包括第一面板1211，第二面板1212及第三面板1213；第一面板1211位于散热腔室12的底部且与柜体的底部面板平行，该第一面板1211形成为散热腔室12底面；第二面板1212与第一面板1211垂直并且与形成散热腔室12侧壁的柜体的左侧面板平行，且第二面板1212及与其对应平行的柜体的左侧面板形成为散热腔室12的左面和右面；第三面板1213与第一面板1211垂直并且与柜体的前面板平行，第三面板1213距离柜体前面板一定距离；该第三面板1213及与其对应平行的柜体后面板形成为散热腔室12的前面和后面；由此，上述三个面板、柜体的后面板及左侧面板构成了呈长方体状的散热腔室12。
54.在可选实施例中，第一隔板121还包括第四面板(图中未示出)，该第四面板平行于柜体的后面板且距离柜体后面板一定距离，并且与上述第一面板1211、第二面板1212、第三面板1213及柜体的左侧面板配合围成散热腔室12，此时，第四面板形成为散热腔室12的后面。
55.参照图2，形成散热腔室12侧壁的柜体上设置有散热孔123。该散热孔123具体设置在散热腔室的后侧壁122-1和散热腔室的左侧壁122-2上，由此，大量冷却气能够通过散热孔123进入至散热腔室12内，加速散热腔室12内的散热。可选地，散热孔123分布于散热腔室的后侧壁122-1及散热腔室的左侧壁122-2的中下部，以便于冷却气由散热腔室11的中下部进入，促使冷却风能够带走所有散热翅片热量，避免出现冷热气流分层造成的散热不完全现象。
56.参照图1或3，第二隔板131与柜体的顶部面板配合，以在柜体的顶部形成散热风道13。散热腔室12与散热风道13相连通。可选地，散热风道13的侧壁上还设置有散热口133，该散热口133与外界连通，用于散热风道13的散热。由于散热风道13位于散热腔室12的上部，且散热腔室12与散热风道13相连通，散热腔室12内的热量能够在大量冷空气输入的状况下流入至上部的散热风道13内，由散热风道13上的散热口133排出。可选地，散热风道13内连通散热腔室12的部分还设置有风扇(图中未示出)，该风扇用于加速吸收散热腔室12内的热量更进一步加速了散热腔室12内的空气流通，有效的提高了功率变换器机柜的散热。
57.功率变换器机柜1除散热腔室12、散热风道13之外的部分形成密封腔室11。
58.具体地，参照图1或3，第二隔板131将除散热风道12、散热腔室12以外的部分隔离出一个密封的空间，形成密封腔室11。并且，通过第一隔板121和第二隔板131将密封腔室11分别与散热腔室12及散热风道12相隔离，能够防止在机柜处于恶劣环境时，避免由散热孔123或散热口133射入的水流流入密封腔室，进而造成电路问题，防护性能好(本实施例中的机柜防护等级可以达到ip56)。
59.参照图1和3，功率变换器机柜1内设置有功率变换器，该功率变换器包括功率单元，功率单元包括功率器件模组15及散热器14。功率器件模组15设置于密封腔室11的内部，以实现其与外部的隔离。散热器14包括散热基板141及散热翅片(图中未示出)，散热基板141具有相对设置的第一表面和第二表面。功率器件模组15贴置于散热基板141的第二表面上，散热翅片设置于散热基板141的第一表面上；散热基板141和散热翅片一体成型，或者散热基板141上设置有沟槽，散热翅片插设于沟槽中。进一步地，散热基板141和/或散热翅片内部具有封闭的散热管路，散热管路内填充有导热媒质。散热基板141嵌设于第一隔板121的第三面板1213上的第一散热窗口1213-1内，位于散热基板141的第一表面上的散热翅片经第一散热窗口1213-1延伸至散热腔室12内。由此，设置于散热基板141的第二表面上且位于密封腔室11内的功率器件模组15的热量能够借助散热基板141传输至散热翅片，而由于散热翅片位于散热腔室12内，因而传输至散热翅片的热量能够被经由流入散热腔室12内的冷空气带至散热风道13后排出机柜，从而能够实现功率器件模组15的快速散热。可选地，功率变换器还包括电感器和变压器等电子元器件，该电感器及变压器也设置于密封腔室11内，能够防止在机柜处于恶劣环境时，遭受水流直接喷射引起柜内电路失效。
60.电感器和变压器等电子元器件工作时产生的热量较小，可以通过机柜柜体自然散热。进一步的，参照图3，第二隔板131上设置有第二散热窗口1311，第二散热窗口1311内嵌设有热交换器132，热交换器132经第二散热窗口1311延伸至散热风道13内，密封腔室11内的热量通过热交换器132传输至散热风道13内。该热交换器132能够将密封腔室11内的电感器、变压器等其他电子元器件工作时产生的热量传输至散热风道13内，由散热风道13排至机柜外。可选地，热交换器132包括但不限于半导体制冷换热器、压缩机制冷器等。
61.综上，本实用新型所述的功率变换器机柜的密封腔室通过第一隔板、第二隔板与散热腔室、散热风道相隔离，能够有效的避免水流喷射引起的电路失效等问题，具有较好的防护性能，达到较高的防护等级；并且，该密封腔室能够通过嵌于第一隔板上的散热器以及嵌于第二隔板上的热交换器分别与散热腔室及散热风道连通，进而将密封腔室内功率器件模组、电感器及变压器在工作时产生热量排至散热风道，并由散热风道排出机柜外，因而，本实用新型所述的功率变化器机柜在具备较好的防护性能的同时，还具备高效的散热功
能。
62.本具体的实施例仅仅是对本实用新型的解释，而并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。