专利名称：一种电力电子设备及其散热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种用于电力电子设备的散热系统。本
实用新型还涉及一种包括上述散热系统的电力电子设备。
背景技术：
随着我国经济建设的快速发展，市场对于各种电力电子设备尤其是较大功率的电 力电子设备的需求日益增大。 电力电子设备在工作过程中会产生热量，尤其是较大型的电力电子设备，由于其 功率较大，在工作中产生的热量较大。设备中的电力元件例如半导体器件等在工作中所产 生的热量，会导致半导体芯片的温度升高，如果不采取适当的散热措施，便可能使芯片的温 度超过所允许的最高节温，从而导致半导体器件的性能受到影响，甚至造成器件的损坏。而 随着较大功率集成电路的发展，电力电子设备中的半导体器件的功率逐渐增加，而半导体 器件产生的热量与其功率密切相关，则随着半导体器件功率的增加，其产生的热量也随之 不断增加，因此，较大功率电力电子设备的冷却就成为影响设备性能和可靠性的重要因素。 在一般的电力电子设备中，可以通过自冷式的方式实现散热，但是，较大功率的电 力电子设备通过自冷式的方式无法满足其较大的散热需要。 为改善较大功率电力电子设备的散热效果，从而延长其使用寿命，并提高其工作 可靠性，一般可以通过零散分布于设备中的循环水泵以及散热风扇等，通过冷却水流经电 子元件以达到降温的目的。但是，水泵、散热装置以及其他各种装置均较为分散地设置于设 备的不同位置，使得各部分之间的连接管路较长，增加了管路中的故障点，较易发生管路故障。 因此，如何提高散热系统的安全性能，降低故障率就成为本领域技术人员亟须解 决的问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种散热系统，其具有较高的安全性能，故障率较低。本 发明的另一目的是提供一种包括上述散热系统的电力电子设备。 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种散热系统，用于电力电子设备，包括具
有散热管的散热器，所述散热管的两端分别连通有出流管和回流管，所述散热器、出流管以
及回流管均安装于柜体中，所述柜体的底部安装有与所述出流管连通的循环泵。 优选地，所述柜体的顶部安装有用于将柜体内的热空气抽出的散热风机。 优选地，所述循环泵的数目为两个，且两者通过并列的管路分别与所述出流管连通。 优选地，所述散热器的数目为两个。 优选地，两所述散热器均呈板状，且分别设置于所述柜体相对的两面。 优选地，还包括温度控制装置，该装置进一步包括均安装于所述柜体内部的加热
3器和温度传感器；当所述温度传感器检测到所述柜体内的温度小于第一温度时，所述加热 器工作。 优选地，所述回流管靠近所述散热器的管路上连通有单向阀，所述单向阀的流通 方向为自系统外部到系统内部。 优选地，所述出流管靠近所述散热器的管路与所述柜体外部通过加液阀可选择地 连通。 本实用新型还提供一种电力电子设备，包括上述任一项所述的散热系统。 本实用新型所提供的散热系统，用于电力电子设备，包括具有散热管的散热器、该
散热管的两端分别连通有出流管和回流管，散热器安装于柜体中，且上述出流管和回流管
也均设置于上述柜体中，且柜体的底部安装有与出流管连通的循环泵。经散热器降温后的
温度较低的冷却液，在循环泵的加压作用下，通过出流管流至需要散热的部件处，冷却液吸
收部件产生的热量，自身温度升高，升温后的冷却液经回流管流回散热器，并通过散热器使
冷却液的温度降低。上述过程循环作用，以实现设备中发热部件的散热，提高设备的可靠
性。将散热器、回流管以及出流管均安装于柜体的内部，从而实现散热系统各主要部分的集
成，使得各部分之间的连接管路得以简化，降低了管路泄露的危险，从而提高了散热系统的
工作安全性和可靠性。另外，将各部分集合与一个整体的柜体中，提高了散热系统的美观
度，且其体积较小，安装更加方便。 在一种优选的实施方式中，上述柜体的底部安装有数目为两个的循环泵，两循环 泵通过并列的管路与出流管连通。当其中一个循环泵发生故障时，不会影响另一个循环泵 的工作，从而能够实现在散热系统的工作过程中对循环泵进行检修和维护，并且避免了在 冷却循环泵发生故障时，由于散热不及时而造成的危险，进一步提高了散热系统的可靠性。 在另一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的散热系统还可以包括温度控制装 置，该温度控制装置进一步包括安装于上述柜体内部的加热器和温度传感器，并且当温度 传感器检测到所述柜体内的温度小于第一温度时，加热器开始加热工作。这样，避免了柜体 内的温度低于某一设定值第一温度时对散热系统工作造成的影响，进一步提高了系统的工 作稳定性。
图1为本实用新型所提供散热系统一种具体实施方式
的原理示意图； 图2为图1所示散热系统的结构示意图； 图3为图2所示散热系统左视方向的结构示意图； 图4为本实用新型另一种具体实施方式
的原理示意图。
具体实施方式本实用新型的核心是提供一种散热系统，其具有较高的安全性能，故障率较低。本 发明的另一核心是提供一种包括上述散热系统的电力电子设备。 为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具 体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。 请参考图1、图2以及图3，图1为本实用新型所提供散热系统一种具体实施方式
的原理示意图；图2为图1所示散热系统的结构示意图；图3为图2所示散热系统左视方向 的结构示意图。 在一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的散热系统，用于电力电子设备，包括 具有散热管11的散热器1、上述散热管11的两端分别连通有出流管2和回流管3，上述散 热器1、出流管2以及回流管3均安装于柜体4中，且柜体4的底部安装有循环泵5，该循环 泵5与出流管2连通。 上述电力电子设备可以为任意具有发热部件的设备，而该种散热系统多用于较大 功率的电力电子设备。 上述散热器1可以为本领域中常规使用的液冷散热器，其内部具有散热管11 ，散 热管11中流通有冷却液，散热管11中的冷却液为经过发热部件后温度升高的冷却液，冷却 液在散热管11中得到降温冷却后，重新流过发热部件。显然地，散热管11内部流动的冷却 液可以为水，也可以为本领域中常规使用的冷却液。 上述柜体4的形状可以为方形，也可以为其他规则或者不规则的形状。柜体4的 材料可以为本领域中常规使用的金属材料，也可以为树脂等材料。 上述循环泵5的数目为两个，且通过相互并列的管路分别与出流管2连通。这样，
当其中一个循环泵5发生故障时，不会影响另一个循环泵5的工作，从而能够实现在散热系
统的工作过程中对循环泵5进行检修和维护，并且避免了在某一循环泵5发生故障时，由于
散热不及时而造成的危险，进一步提高了散热系统的可靠性。 上述散热器1的数目可以为两个，以便进一步提高系统的散热效果。 上述散热器1可以为板状结构，被分别设置于上述柜体4相对的两面上。这样，能
够使得系统的结构更加紧凑，且安装方便，便于维护和更换。 上述回流管3靠近散热器1 一端的管路上可以连通有单向阀6，且单向阀6的流通 方向为自系统外部到系统外部。当系统进行卸载等操作时，需要将管路中的液体放出，将上 述单向阀6打开，即可实现排液的功能，操作简单方便。 上述单向阀6的设置位置也不局限于回流管3上，也可以为管路的其他位置。 上述出流管2靠近散热器1的管路上设置有与上述柜体4外部可选择地相连通的 加液阀7。当需要向散热系统中加入冷却液时，将加液阀7打开，并通过该加液阀7向管路 中加入冷却液。 上述加液阀7的设置位置也不局限于进液管2上，也可以为管路的其他位置。为 避免排液工作和加液工作的相互影响，一般将单向阀6和加液阀7分别设置于回流管3和 出流管2上。 显然地，上述单向阀6和加液阀7的数量也不局限于一个，在不影响其他部分工作 的情况下，也可以设置多个，以提高排液和加液的速度。 在散热系统的工作状态下，上述单向阀6和加液阀7通常均处于截止状态，当需要 向系统内部增加冷却液时，将加液阀7打开，相应地，当需要将系统内部的冷却液排出时， 将单向阀6打开。 上述单向阀6和加液阀7的打开和截止可以通过手动完成，也可以通过自动控制 装置实现。 经散热器1降温后的温度较低的冷却液，通过出流管2流至需要散热的部件处，冷却液吸收部件产生的热量，自身温度升高，升温后的冷却液经回流管3流回散热器l，并通
过散热器1使冷却液的温度降低。上述过程循环作用，以实现设备中发热部件的散热，提高
设备的可靠性。将散热器1、回流管3以及出流管2均安装于柜体4的内部，从而实现散热
系统各主要部分的集成，使得各部分之间的连接管路得以简化，降低了管路泄露的危险，从
而提高了散热系统的工作安全性和可靠性。另外，将各部分集成于一个整体的柜体4中，提
高了散热系统的美观度，且其体积较小，安装更加方便。 还可以对本实用新型所提供的散热系统进行进一步的改进。 请参考图4，图4为本实用新型另一种具体实施方式
的原理示意图。 在另一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的散热系统还可以包括温度控制装
置，该温度控制装置还可以进一步包括均安装于上述柜体4内部的加热器41和温度传感器
42 ;当温度传感器42检测到柜体4内的温度小于预先设定的第一温度时，加热器41工作，
为柜体4加温；而当柜体4内部的温度大于预先设定的第一温度时，加热器41不工作。这
样，避免了柜体4内的温度低于某一设定值第一温度时对散热系统工作造成的影B向，从而
进一步提高了系统的工作稳定性和可靠性。 当上述冷却液为水时，上述第一温度可以设定为5° ，当柜体4内的温度低于5° 时，加热器41开始加热，以提高柜体4内的温度，防止冷却液在低温下结露。显然地，当冷 却液为其他液体时，上述第一温度的具体数值应根据冷却液类型确定。 上述柜体4的顶部还可以安装有散热风机8，以将柜体4内的热空气抽出。随着高 温冷却液源源不断地流回散热器1时，由于热交换，使得柜体4内的温度升高，冷却液与柜 体4内空气的温度差减小，限制了散热管11中的冷却液与柜体4中空气的热交换，降低了 散热系统的散热效率。利用顶部的散热风机8将柜体4中的高温空气抽出，使得大量较低 温度的空气得以进入柜体4，增加了散热管11中的高温冷却液与柜体4内空气的温度差，从 而进一步提高了散热系统的散热效率。 在另一种具体实施方式
中，本实用新型所提供的散热系统还可以包括连接于出流 管2适当位置的流量计31，其能够实时地检测出流管2内冷却液的流量，以适时地通过手动 或者自动的方式调节冷却液的流量，从而使冷却液的流量处于较为适宜的范围。 该散热系统还可以包括连接于出流管2适当位置的压力表32，该压力表32能够实 时地检测并显示出流管2中冷却液的压力，以便通过适时地调整压力，从而使冷却液的压 力处于较为适宜的范围。显然地，压力调节的方式也可以为手动调节或者自动调节。 上述散热系统中还可以包括安装于出流管2适当位置的安全阀33，该安全阀33可 以为流量控制阀或者压力控制阀，当系统中的冷却液的流量或者压力大于某一设定值时， 安全阀33打开，以实现安全卸载，从而提高了装置的安全性能。 上述散热系统还可以包括膨胀罐34，以缓冲系统中循环的冷却液由于温度的改变 产生的容积变化，其作用相当于一个设置于系统中的蓄液箱。 除了上述散热系统，本实用新型还提供一种包括上述散热系统的电力电子设备， 该电力电子设备的其他各部分的结构请参考现有技术，在此不再赘述。 以上对本实用新型所提供的一种电力电子设备及其散热系统进行了详细介绍。本 文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是 用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这 些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求一种散热系统，用于电力电子设备，包括具有散热管(11)的散热器(1)，所述散热管(11)的两端分别连通有出流管(2)和回流管(3)，其特征在于，所述散热器(1)、出流管(2)以及回流管(3)均安装于柜体(4)中，所述柜体(4)的底部安装有与所述出流管(2)连通的循环泵(5)。
2. 根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，所述柜体(4)的顶部安装有用于将柜 体(4)内的热空气抽出的散热风机(8)。
3. 根据权利要求l所述的散热系统，其特征在于，所述循环泵(5)的数目为两个，且两 者通过并列的管路分别与所述出流管(2)连通。
4. 根据权利要求l所述的散热系统，其特征在于，所述散热器(1)的数目为两个。
5. 根据权利要求4所述的散热系统，其特征在于，两所述散热器(1)均呈板状，且分别 设置于所述柜体(4)相对的两面。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的散热系统，其特征在于，还包括温度控制装置，该 装置进一步包括均安装于所述柜体(4)内部的加热器(41)和温度传感器(42);当所述温 度传感器(42)检测到所述柜体(4)内的温度小于第一温度时，所述加热器(41)工作。
7. 根据权利要求1至5任一项所述的散热系统，其特征在于，所述回流管(3)的管路上 连通有单向阀(6)，所述单向阀(6)的流通方向为自系统外部到系统内部。
8. 根据权利要求1至5任一项所述的散热系统，其特征在于，所述出流管(2)的管路与 所述柜体(4)外部通过加液阀(7)可选择地连通。
9. 一种电力电子设备，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的散热系统。
专利摘要本实用新型公开了一种散热系统，用于电力电子设备，包括具有散热管(11)的散热器(1)，所述散热管(11)的两端分别连通有出流管(2)和回流管(3)，所述散热器(1)、出流管(2)以及回流管(3)均安装于柜体(4)中，所述柜体(4)的底部安装有与所述出流管(2)连通的循环泵(5)。将散热器(1)、回流管(3)以及出流管(2)均安装于柜体(4)的内部，从而实现散热系统各主要部分的集成，使得各部分之间的连接管路得以简化，降低了管路泄露的危险，从而提高了散热系统的工作安全性和可靠性。另外，将各部分集合与一个整体的柜体中，提高了散热系统的美观度，且其体积较小，安装更加方便。
文档编号H05K7/20GK201515587SQ20092024644
公开日2010年6月23日 申请日期2009年10月23日 优先权日2009年10月23日
发明者余铁辉, 曾赣生, 郑湘玉 申请人:三一电气有限责任公司