专利名称：电源设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电源设备，其例如用作电弧焊机、等离子电弧切割机、充电器和贵金属电镀装置等的电源。
一种常规电源设备的配置为，利用输入整流电路和平波电容将民用AC电源变换为DC，然后通过控制一逆变器将DC电源变换为高频电源。然后将高频电源加到变压器以便降低电压，然后利用输出整流电路和平波电容将该低压电源变换为DC电源，将该DC电源提供到负载。为了使加到负载上的电压或电流维持恒定，检测负载电压或电流，利用控制电路控制逆变器的开关转换，从而维持负载电压或电流恒定。在这类装置中，逆变器和降压变压器产生相当大的热量，因而它们被称为发热元件。另一方面，例如控制电路的元件产生相对少的热量，因而，这类元件可以称为非发热元件。
利用4个开关元件连成电桥可以构成一个逆变器。在这种情况下，对于逆变器为了从其有效地使热量消散，在HEI6—178553号日本未经审查的专利申请中所示的一个系统这样配置，4个开关元件中的两个置于一个组件中，其余两个开关元件置于另一个组件中，两个组件安装在一个带散热片的散热器上。
除了若干组件之外，电源设备需要输入整流电路和输出整流电路。因而，使用的电气元件的数量很大，使得电源设备电路复杂。除了使电路复杂之外，这种系统存在的另一缺点是为了节省元件占用空间，由于发热元件和非发热元件彼此可能紧密配置，由发热元件产生的热量可能对非发热元件产生不利的影响，使得后者不正常运行。
HEI2—41876和HEI3—46556号日本已经审查实用新型公开文件公开了几种电源。在这些电源中，两个安装板彼此平行相互隔开。各安装板的下端利用多个横臂相连接，印刷电路板安装在横臂的顶面上。印刷电路板的一个区域，其中配置发热元件例如开关电路和变压器，另一个区域其中配置非发热元件例如用于开关电路的控制电路。在两个区域的边界上配置带散热片的散热器。
这种结构的电源设备具有的优点是，印刷电路板的顶部和底部表面能够易于检查，因为其安装在横臂上；以及由于散热器的作用由发热元件产生的热量不会传到非发热元件上。
由于印刷电路板配置在横臂的顶表面上，当电源设备整体能够做得较小时，就对印刷电路板要限制尺寸。此外，因为很重的散热器配置在印刷电路板上，印刷电路板受到危害。特别是在便携的电源设备中，因为该设备要携带，印刷电路板会受到冲击震动，相对于固定安装的电源装置就增加了故障的可能性。
根据本发明的一个方面，电源设备包括的第一和第二安装板的配置彼此平行相互隔开。分隔装置延伸方向基本上与第一和第二安装板相垂直并介于其间，利用分隔装置的两个对端分别连接到第一和第二安装板上，使得在第一和第二安装板之间的空间被分为第一和第二区域。电源装置包括的第一发热电气元件配置在第一区域以及非发热元件配置在第二区域。
第一和第二安装板可以具有基本相同的形状和结构，也可以采用具有基本相同形状和结构的第三和第四安装板。第三和第四安装板基本上垂直于第一和第二安装板，使得第一和第二区域由这些安装板所环绕。
分隔装置可以包括一开孔，通过它第一和第二区域可以彼此连通。散热器装置配置在分隔装置的第一区域侧，基本上覆盖该开孔。第二发热电气元件安装在散热器装置上。
第二发热电气元件可以包括一半导体组件，在其中配置有用于高频转换DC电源的功率半导体开关装置。该组件安装在散热器装置上并延伸通过在分隔装置中的开孔，借此定位在第二区域中。
非发热元件可以包括电连接到半导体组件上的各元件并可以靠近半导体组件配置。
电连接到半导体组件上的元件可以配置在印刷电路板上。印刷电路板包括电连接到各元件上的连接端固定件和在印刷电路板中在邻近连接端固定件形成的通孔。半导体组件具有的连接端适合插入通孔中并由连接端固定件来固定。
第一和第二安装板与分隔装置可以利用安装在第一和第二安装板上的第一连接装置以及安装在分隔装置上与第一连接装置连接的第二连接装置连接在一起。
根据本发明的另一个方面，电源设备包括第一和第二安装板和分隔装置。第一安装板包括其中的第一开孔和其中的第二开孔，第一开孔位置与第一区域相对应，通过第一开孔第一区域可以与外部连通，第二开孔位置与第二区域相对应，通过第二开孔第二区域与外部相连通。第二安装板包括第三开孔，其位置与第一区域相对应，通过第三开孔第一区域可以与外部相连通。分隔装置包括第四开孔，通过其使第一和第二区域彼此连通。电源装置包括的发热元件基本上配置在第一区域，非发热元件配置在第二区域。吹风装置配置在第一区域中。吹风装置使气流从第一开孔向第三开孔或从第三开孔向第一开孔流动，以及从第二开孔向第三开孔或从第三开孔向第二开孔经过第四开孔流动。
根据这个方面，若干个发热元件可以从接近第一开孔的位置向第三开孔配置。
另外，散热器装置可以配置在第四开孔的第一区域侧，在其间有一间隙。发热元件可以包括用于将DC电源变换为AC电源的DC向AC电源变换装置，用于降低该DC向AC变换装置的输出电压的降压装置，以及用于将降压装置的输出电压变换为DC的AC向DC变换装置。DC向AC变换装置可以安装在散热器上的第四开孔侧。
根据本发明的再一个方面，电源设备包括用于将AC电源变换为DC电源的输入侧的AC向DC变换装置，用于将DC电源变换为高频电源的逆变装置以及用于将高频电源变换为DC电源的输出侧AC向DC变换装置。逆变装置配置在半导体组件上。
输入侧AC向DC变换装置可以包括输入侧整流装置和平波装置，输入侧整流装置配置在半导体组件上。
输出侧AC向DC变换装置可以包括输出侧整流装置和平波装置。输出侧整流装置配置在半导体组件上。
电源设备可以包括第一和第二安装板，它们基本上彼此平行相互隔开，以及分隔装置，它的相对两端分别连接到第一和第二连接板上，借此将第一和第二安装板之间的空间分为第一和第二区域。分隔装置包括一开孔，通过它第一和第二区域可以彼此连通。散热器装置可以装到该开口在其第一区域侧。半导体组件配置在散热器装置的第二区域侧，输出侧AC向DC变换装置包括输出侧整流装置和平波装置，输出侧整流装置配置在第一区域。
图1是包括根据本发明第一实施例的电源设备的等离子电弧切割机的方块图；图2是图1中所示的等离子电弧切割机的分解图；图3a是图2中的切割机元件经放大的横断面图，其中表示前安装板和底盘连接在一起；图3b是与图3a相对应的经放大的横断面图，其中表示前安装板与底盘相分离的情况；图3c是图2中的切割机的元件的放大侧视图，其中表示前安装板与底盘连接在一起的情况；图3d是与图3c相对应的放大侧视图，其中表示前安装板和底盘彼此相分离的情况；图4是图2中所示的等离子电弧切割机的前视图；图5是图2中所示的等离子电弧切割机的后视图；图6是切割机的后视图，具有的前后安装板被移去；图7表示怎样将风扇连接到图2所示切割机中的底盘上；图8是图2中的等离子电弧切割机的平面图；图9是图2中的切割机的侧视图，具有的右侧和左侧覆盖板被移去；图10是图2中的切割机的放大侧视图，表示功率半导体组件、主印刷电路板和控制印刷电路板是怎样连接的；图11是图2中的切割机的元件的放大平面图，与图10相对应，表示功率半导体组件、主印刷电路板和控制印刷电路板是怎样连接的；图12a是可用于制造图2中的等离子电弧切割机的前安装板的注模的横断面图；图12b是可用于制造图2中的等离子电弧切割机的后安装板的注模的横断面图；图13是可用于制造图2中的等离子电弧切割机的左右侧覆盖板的注模的横断面图；图14是根据对本发明的第一实施例的改进的等离子电弧切割机的侧视图，具有的左右侧覆盖板被移去；图15是根据本发明的另一种改进的切割机的放大侧视图，表示功率半导体组件、主印刷电路板和控制印刷电路板是怎样连接的；图16是根据本发明的再一种改进的切割机的放大侧视图，表示功率半导体组件、主印刷电路板和控制印刷电路板是怎样连接的；图17是包括根据本发明的第二实施例的电源设备的等离子电弧切割机的横断面图。
根据本发明的第一实施例的电源设备可以结合等离子电弧切割机使用。如图1所示，该电源设备的配置使得利用输入侧的整流器2将民用AC电源变换为DC电源，利用平波电容器4进行平波。利用包括功率半导体开关元件6a、6b、6c和6d的逆变器6将DC电源变换为高频电源，各元件连接成电桥并进行高频开关转换。开关元件6a、6b、6c和6d可以是晶体管、IGBT(绝缘栅极双极型晶体管)，MOSFET或其它元件。众所周知，逆变器6包括各续流(flywbeel)二极管，它们与各自开关元件6a—6d相并联，不过它们未被表示。
由逆变器6输出的高频电源利用降压变压器8降压。该降压的高频电源然后利用输出侧整流器10进行整流，该整流器10包括整流二极管10a和10b，并利用平波电抗器11进行平波。经平波的电源形成在输出端14和16之间。
利用驱动单元20驱动功率半导体开关元件6a—6d，该驱动单元20的工作响应于来自控制单元18的控制信号。控制单元18利用电流检测器22检测流经在输出端12和14之间连接的负载电流，并以这样一种方式控制各个功率半导体开关元件6a—6d，以便将该电流维持在预定的参考值即恒定值。代替电流检测器22，可以采用检测负载电压的电压检测器，以便控制该电压为恒定值，或者可以利用电流检测器和电压检测器来控制功率为恒定值。
连接在输出端12和14之间的负载可以包括例如切割器和基体金属。由于在其间有间隙，不能通过将DC电压简单地施加在切割器和基体金属之间来形成电弧。为了开始等离子电弧切割，RF(射频)单元24用来产生电弧。
如图2—14所示，具有上述配置的电源设备组装和容纳在壳体26之中。
壳体26包括第一安装板，例如前板100，第二安装板，例如后板200，分隔装置例如底盘300，第三安装板例如左侧覆盖板400以及第四安装板例如右侧覆盖板500。
前后安装板100和200例如由热塑性树脂制成，彼此平行相互隔开，如图2所示。安装板100和200呈平面矩形，横向侧尺寸长于顶底侧尺寸。在安装板100和200的上部中，分别形成开孔102和202，在安装板100和200的中部分别形成若干通道104和204，经过这些通道可以流有冷却空气。在安装板100和200的中间部分的左右侧分别有第一连接部分例如通孔或槽口106和206。开孔102和202，通道104和204以及通孔106和206具有相同的形状并形成在各自安装板100和200中的相同位置上。前安装板100还包括三个开孔110，用于两个输出端12和14，以及用于等离子电弧产生的气流导出端口108。开孔110形成在安装板100的下部。后安装板200包括在其下部的开孔210用于将等离子电弧产生的气流引入端口208。
在安装板的顶侧和底侧之间的中部位置处将底盘300连接到前后安装板100和200上。底盘300例如由热塑性树脂构成，呈矩形的框架有朝下开孔，横侧比其前、后侧长。底盘300为箱形具有中央开孔302。邻开孔302的后侧，底盘300含有一朝下敞开的凹槽304，其由侧壁、后壁和一与后壁平行延伸的壁的各部分所限定(参见图2和7)。在所述实施例中，凹槽底部稍向上突出，使得当从侧面看时，底盘300呈L形。
如图3a—3c所示，伸出件310从底盘300的前后端部分306和308的左右端分别向前和向后延伸。每个伸出件10具有第二连接件例如突起312，其从该伸出件的尖端向外突出。为了使伸出件310能够向内弯曲，在前后部分306和308中形成槽隙314，如图3a和3b所示。
突起312分别嵌入在前后安装板100和200中的通孔106和206。例如在底盘300前右角处的突起312嵌入该形成在前安装板100的右侧边缘中的通孔106中，如图3a和3c所示。虽然没有表示，其余的突起312以相同的方式嵌入在前后安装板100和200中与其分别相关的通孔106和206中。
因此，将底盘300连接到前后安装板100和200上，借此，与安装板100和200形成一呈H形的组合体。
为了将前后安装板100和200从底盘300上卸下，用手指将例如在图3a所示的突起312向内按，安装板被拉下，如图3b和3d所示。由于伸出件310是由热塑性树脂制成的，向内推的作用它们产生弹性变形，因此，突起312可以很容易地与通孔106和206相分离。
左侧覆盖板400一般具有U形截面，如图2所示，右侧覆盖板500的形状相同，与左侧覆盖板400对称。两侧覆盖板400和500当如图4和图5所示连接在一起时，形成具有矩形截面的外壳。在左侧覆盖板400的内侧表面上，如图2所示，一对竖直方向且隔开平行的梳形件402沿着覆盖板的长度方向延伸。与之相似，一对竖直方向隔开且平行的梳形件502沿着右侧覆盖板500的长度方向延伸。如图6所示，底盘300的左侧边缘隐藏在一对梳形件402之间，底盘300的右侧边缘隐藏在一对梳形件502之间，借助沿竖直方向限制底盘300的移动。
如图2所示，在侧覆盖板400的内侧表面中在一对梳形件402之间形成凹口404，以及在侧覆盖板500的内表面中在一对梳形件502之间形成凹口504。在底盘300的每一侧表面上，底盘300具有两个定位凸起316，这些凸起316与相关的凹口504相配合。因此，使底盘300定位在与相关的侧覆盖板400和500的适当位置上。
在底盘300中的凹槽304中(图7)，安装一个送风装置，例如冷却风扇装置600，以使空气经过冷却空气通道104吸入，经过冷却空气通道204排出。风扇装置600的上部装入凹槽304并在其中固定。为防止风扇装置600由凹槽304向下滑动，形成支承件406和506，其由侧覆盖板400和500的内侧表面伸出(图1和7)，冷却风扇装置600的底表面与支承件406和506相接触并由其支承。
如图8所示，左右侧覆盖板400和500在各自的表面分别具有半个把手408和508当侧覆盖板400和500连接在一起时，半个把手408和508一起形成一个把手。在半个把手408和508的各自端部，形成有勾状接收件410和510，以便接收在皮带602两端处形成的环形圈604。皮带602和把手用于携带电源装置。
沿左右侧覆盖板400和500的前后边缘形成向内伸出的周边凸缘412和512。当组装时周边凸缘412和512的内表面与前后安装板100和200的周边外表面相接触，以便防止前后安装板100和200移动。
如图9所示，底盘300将壳体26的内部分为第一区域和第二区域，即上部区域606和下部区域608，它们经过在底盘300中的开孔302彼此连通。
利用适当装置将散热装置或散热器610安装在底盘300的底表面上，封住开孔302。利用适当装置将作为发热元件的降压变压器8和平波电抗器11安装在底盘300的底表面上，这样这些元件都位于下部区域608中。RF单元24安装在散热器610的底表面上。变压器8、电抗器11和RF单元24按照所称次序从前安装板侧向后安装板侧配置。当冷却风扇装置600运转时，气流可以沿变压器8、电抗器11和RF单元24按所述顺序流动，然后经过通道204吹出，借此冷却这些元件。
在经过开孔302露出于上部区域66的散热器610的顶面上，安装功率半导体组件612，如图2所示。半导体组件612包含各内置的器件，例如输入侧整流电路2，逆变器6的半导体开关元件6a—6c，续流二极管，输出侧整流电路10以及驱动单元20。半导体组件612也是发热元件。由半导体组件612产生的热量由散热器610传导到下部区域608，再利用冷却风扇装置600产生的气流带走。
其上安装各种元件例如平波电容4的主印刷电路板614配置在上部区域606内部。主印刷电路板614由该从底盘300的顶表面向上伸出的6个支柱318的顶面支承。包括控制单元18的控制印刷电路板616附着在主印刷电路板614的底表面上。主和控制印刷电路板614和616几乎不产生热量，因此将它们归类于非发热元件。尽管控制印刷电路板616位置接近半导体组件612，由半导体组件612产生的热量并不会引起在控制印刷电路板616上的控制单元18的不正常运行，这是因为如上所述该热量传导到下部区域608中。
两组主连接端，每一组都包含3个主连接端618，它们在半导体组件612的顶面上相互隔开，如图2所示。主连接端618向上延伸通过形成在主印刷电路板614中在位置与各连接端618相对应的槽口620。各连接端618的末端穿入槽口620之间连接到该沿着槽口602在印刷电路板614的顶面上安装的连接端固定件622上，如图10所示。连接端618与固定件622的连接的实现，如图10和11所示，是通过将一螺钉624插入形成在每个连接端618的末端的孔中并且拧入相关的连接端固定件622的螺纹孔中。连接端固定件622电连接到在主印刷电路板614上的例如为平波电容器4的元件上。在主连接端618和连接端固定件622之间的电连接可以利用插头插座组件或连接件来实现。
由图10和11可以看出，多个控制连接端626也由半导体组件612的顶面向上伸出。控制连接端626插入到在辅助印刷电路板628中形成的相关的通孔中，并电连接到多个形成在辅助印刷电路板628上的线路上。每个线路经过连接器630、跳线扁平电缆632和连接器634电连接到在控制印刷电路板616上的预定电路上。
安装—操作印刷电路板，其与盖板637一起封住在前安装板100中的开孔102，利用该操作印刷电路板操作者可以操作该电源设备。开关638和其它元件安装在电路板636上，它们利用导线640电连接到控制印刷电路板616上的电路上。
以这样一种方式将AC电源输入板642装到后安装板200上，其封住在后安装板200中的开孔202。电源电缆646、电源开关648和其它元件配置在板642上或经其进行电连接。
电磁阀212连接到等离子电弧产生的气流引入端口208，以便为气体流入该装置开闭该通道。阀212还经过一接头和管线连接到在前安装板100上的气体流出端口108。
由于前安装板100、后安装板200和底盘300形成H形结构，壳体26坚固，很难由压力、拉力、弯力和/或沿任何方向作用在壳体26上的力作用而产生变形。当携带便携式电源装置时，它经常会受到冲击震动，本装置能够防止由这种冲击震动可能引起的损伤。
利用底盘300和散热器610使发热元件和非发热元件彼此隔离，由发热元件例如由RF单元24产生的热量几乎不传导到非发热元件，这就能防止非发热元件例如控制单元18的不正常运行，否则由于该热量很可能引起这种不正常运行。由于散热器610配置在底盘300上，绝不会产生主印刷电路板614由于散热器610的重量引起的损害。
将发热元件安装在底盘300的底面上，而非发热元件在顶面上，使得在移开侧覆盖板400和500中的一个或两个后可以易于维护或检查各电路和元件。
其中配置发热元件的下部区域608和其中配置非发热元件的上部区域606由底盘300和散热器610分隔开，这就防止了由不同于功率半导体组件612产生的热量传导到上部区域606。由发热元件例如功率半导体组件612和降压变压器8产生的热量由散热器610吸收并释放到下部区域600。由散热器610释放的热量和由不同于半导体组件612的发热元件产生的热量利用冷却风扇600从设备中吹出。
功率半导体组件612安装在其中配置有非发热元件的上部区域606，但是由于它安装在散热器610上，由半导体组件610产生的热量被散热器610吸收并释放到下部区域608中。因此，来自半导体组件608的热量很少释放到上部区域606中。因而，尽管发热的功率半导体组件612接近非发热元件配置，使由于功率半导体组件612产生的热量引起非发热元件例如控制单元18的不正常运行的现象能够得以避免。
另一方面，由于功率半导体组件612的配置接近主印刷电路板614和控制印刷电路板616，使主连接端618、控制连接端626和用于连接印刷电路板614和616的扁平电缆可以很短，这就降低了噪声。
为了将半导体组件612的主连接端618电连接到在主印刷电路板614上的连接端固定件622上，将主连接端618插入到槽口620，这就不再需要为了延伸连接端618环绕印刷电路板614的周边，从而能够利用较短的连接端。进而又降低了引线电感。利用连接端固定件622，可以很容易地连接主供电连接端618。
安装板100和200以及底盘300可以无需任何工具很容易地连接和拆离，这是由于通过很容易地使底盘300的突起312嵌入安装板100和200的通孔106和206或从其脱离，就能实现它们的连接和拆离。
底盘300的侧向边缘插入到在覆盖板400中的梳形件402之间和在覆盖板500中的梳形件502之间。因此，无需利用任何工具就能使左右侧覆盖板400和500与底盘300很容易地组装和拆离。梳形件402和502可以牢固地使底盘300相对于侧覆盖板400和500保持就位。
下面，参照图12a和12b介绍怎样制造前后安装板100和200。
利用具有注模的塑料模压机制造安装板100和200。
如图12a所示，利用上部第一注模700、下部第一注模702以及两个第一可移出注模704和第二可移出注模706制造前安装板100。第一可移出注模704用于形成在安装板100的下部中的三个开口11 0中的两个外侧开孔。利用第二可移出注模706形成中央的开孔n0，该注模配置在下部第一注模702的下中部，如图12a所示。两个第一可移出注模以可移出的方式放在下部第一注模702中形成的凹槽707中。
上部第一注模700可安装在一可动基座上，下部第一注模702固定到一静止基座上。将一种熔化的热塑性合成树脂的模压材料经过注入口(未表示)注入到由上部第一注模700、下部第一注模702、两个第一可移出注模704和第二可移出注模706限定的腔体中，然后，模压材料冷却，在此之后，上部第一注模700与可动基座一起向上移动，取出被模压的前安装板。因此，前安装板100中具有3个开孔110，如图2所示。
图12b表示怎样制造后安装板200。为了制造后安装板200，使用上部第一注模700，下部第二注模702和第二可移出注模706。代替用于制造前安装板100的两个可移出第一注模704，使用两个第三可移出注模708。两个第三可移出注模708放在并占满在所示下部第一注模中的凹槽707。
将模压材料注入到由上部第一注模700、下部第一注模702、第二和第三可移出注模706所限定的腔体中，借此制成其中形成一个开口210的后安装板200。
左右侧覆盖板400和500具有相同的形状和结构。因此，两个侧覆盖板4 0 0和500可以利用上部第二注模720和下部第二注模722来制造，如图13所示。
上部第二注模720可以安装在一可动基座上，下部第二注模722安装一静止基座上。将熔化的热塑性合成树脂的模压材料经过注入口(未表示)注入到由上下第二注模720和722限定的腔体内。然后注模被冷却，上部第二注模720向上移动，以便使上下注模720和722分离，移出制成的左或右侧覆盖板400或500。
按照在图12a和12b中表示的方法，具有不同数量开孔110或210的前后安装板100和200两者可以利用相同上下注模700和702来制造，对于前安装板100，附加两个第一可移出注模704和第二可移出注模706，或者对于后安装板200附加两个第三可移出注模704和第二可移出注模708。由于对于前后安装板100和200两者可以共用一些注模，故可节约费用。
此外，当在前安装板100制成之后再制造后安装板200时，仅通过用可移出注模708替代可移出的注模704，可以使用相同的一些注模。因此改变注模可以很容易做到。
第二可移出注模706可以与下部第一注模702整体构成。
按照图13所示的方法，左右侧覆盖板400和500两者可以利用相同的上下第二注模720和722制作。因此制作注模的费用可以降低。此外，例如在制作左侧覆盖板之后，制作右侧覆盖板不需要更换注模。
对于上述实施例可以进行很多改进。例如，尽管上述前后安装板100和200在它们的下部分别包含两个和一个开孔，也可以形成希望数量的开孔。例如，假若为使工作气体通过不需要开孔，可代替第二可移出注模706使用另一第三可称出注模704，如图12a和12b所示。
在上述实施例中，形成在安装板100和200中的通孔106和206以及形成在底盘300上的突起用于将安装板100和200与底盘300相连接，不过也可以使通孔形成底盘300而将突起形成在安装板100和200上。
尽管已经介绍RF单元24固定在散热器610的底面上，它也可以由形成在左右侧覆盖板400和500的内表面上的安放元件来固定。
在上述实施例中，发热元件例如降压变压器8和RF单元24配置在底盘300的下侧，而非发热元件例如主印刷电路板614和控制印刷电路板616以及功率半导体组件612配置在底盘300的上侧，但是如图14所示，发热元件例如降压变压器8和RF单元24可以配置在底盘300的上侧，而所配置的非发热元件例如主印刷电路板614和控制印刷电路板616，和半导体组件612可以配置在底盘300的下侧。
在所述实施例中，底盘300是水平放置的，不过它也可以竖直放置。
代替用于将功率半导体组件612的控制端626和控制印刷电路板616相互连接的辅助板628、连接器630和634以及扁平电缆632，可将控制连接端626的末端插入到形成在控制印刷电路板616中的槽口650中并焊在板616上形成的线路上。通过这一改进，可以取消辅助印刷电路板628、连接器630和634，以及扁平电缆632，此外，半导体组件612可以按其间最短距离连接到控制印刷电路板616上。
此外，在上述实施例中，主连接端612从半导体组件612向上延伸通过在主印刷电路板614中的槽口620并电连接到连接端固定件622上。可以利用例如图16中所示的其它器件来实现主连接端618和主印刷电路板614的电连接。在图16中，其中具有中心螺纹孔的螺母800埋置在半导体组件612的顶面上，其位置与各自的主连接端618相对应。将各连接端618在它们的根部被弯曲以便搁置在相关的螺母800处。各个连接端618具有通孔，其形成位置与相关的螺母800中的孔相对应。将主印刷电路板614配置与弯曲的连接端618的上表面相接触。印刷电路板614也包含通孔，其位置与连接端618和螺母800相对应。将带螺纹的螺栓802拧入在印刷电路板614、主连接端618中的孔以及螺母800的中心孔，借此，将主连接端618电连接到主印刷电路板614上。在这种情况下，控制印刷电路板616配置在主印刷电路板614的上方，半导体组件612的控制端626延伸通过在主印刷电路板614中形成的槽口804，并焊到控制印刷电路板616的适当部分上。
图17表示根据本发明的第二实施例的电源设备。使用相同的参考数码标注与第一实施例中的设备中的相似或相同的元件。对这些元件不再介绍。
根据第二实施例，以这样一种方式安装散热器610，即它不是完全封住在底盘300中的开孔302，而是在后安装板侧留一通道320。功率半导体组件612a包括逆变器6，驱动单元20、输入侧整流电路2和续流二极管(未表示)。输出侧整流电路10的二极管10a和10b安装在散热器610的底面上。RF单元24配置在散热器610的下方，并利用形成在覆盖板400和500的内表面上的固定件740固定就位。
在操作印刷电路板634和相关的盖板637的下部形成有彼此对准的槽口650和652(该盖板637固定到前安装板100上)，以便使在壳体26中的上部区域606和外部相连通。槽口650和652沿前安装板100的宽度方向延伸。为了防止灰尘通过槽口650和652进入上部区域606，一过滤器654装在前安装板100上，以覆盖槽口和650和652。
当冷却风扇装置600通电时，通过冷却空气通道104引入壳体26的空气流经降压变压器8、电抗器11、RF单元24、安装在散热器610上的输出侧整流二极管10a和10b，以及功率半导体组件612a，以便由它们带走热量，并通过在后安装板200中的通道204从壳体吹出。
由于具有槽口650和652以及通道320，经过槽口650和652、上部区域606和通道320使下部区域608和壳体的外部相连通。因而，随着冷却风扇装置600的通电，经过槽口650和652引入上部区域606的空气流经在主印刷电路板614上的平波电容4等，在主印刷电路板614上，在控制印刷电路板616上的控制单元18，以及半导体组件612，以便冷却这些元件，然后通过通道320通过冷却风扇装置600以及通过在后安装板200中的通道204吹出。
利用上述配置，不仅在下部区域608中的降压变压器8、电抗器11，RF单元24、以及该输出侧整流二极管10a和10b，而且在上部区域606中的平波电容器4、控制单元20、半导体组件612a等也被冷却。这种冷却的实现仅需要一个风扇600，对于上下区域606和608不需要使用单独的风扇。因而为了使在下部区域608中的单一风扇装置600能冷却在上部区域606中的各元件，两个区域必须连通。不过，并不是说在底盘300上需要形成开孔，因为这种连通可以通过通道320做到。
对于第二实施例的电源设备可以进行很多改进。例如，半导体组件中可以包括输出侧整流二极管10a和10b，而输入侧整流电路2可以安装在散热器610的底面上。空气可以通过通道204引入并通过通道104和对准的槽口650和652吹出。此外，可以形成多个类似槽口650和652的槽口。
权利要求
1.一种电源设备，包含第一和第二安装板，相互隔开，基本平行；分隔装置，其配置基本上垂直于所述第一和第二安装板并置于其间，其具有的两个相对的边缘连接到所述第一和第二安装板上，借此将在所述第一和第二安装板之间的空间分成第一和第二区域；以及电源装置，包括配置在所述第一区域中的第一发热电气元件以及配置在所述第二区域中的非发热电气元件。
2.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述的第一和第二安装板具有基本相同的形状。
3.根据权利要求1所述的电源设备，其中还设有形状基本相同的第三和第四安装板，所述第三和第四安装板具有总体呈U形的截面，U形的末端彼此贴靠，借助形成一矩形管状外壳，所述矩形管状外壳的开口端由所述第一和第二安装板所封闭，因此形成一壳体。
4.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述分隔装置其中包含一开孔，通过它使所述第一和第二区域彼此连通；散热器装置配置在所述第一区域中，基本覆盖所述分隔装置中的开孔；以及第二发射电气元件安装在所述散热器装置上。
5.根据权利要求4所述的电源设备，其中所述第二发热电气元件包括一其中含有用于高频开关转换DC电源的功率半导体开关装置的半导体组件；以及所述半导体组件按这样一种方式安装在所述散热器装置上以便其位于在所述第二区域内。
6.根据权利要求5所述的电源设备，其中所述非发热电气元件包括一个配置在所述半导体组件附近的电连接到所述半导体组件上的元件。
7.根据权利要求6所述的电源设备，其中所述电连接到所述半导体组件上的元件配置在印刷电路板上；所述印刷电路板包括电连接到所述元件的连接端固定件和在其中的在邻近所述连接端固定件附近的通孔；以及所述半导体组件包括一连接端，其插入到在所述印刷电路板中的通孔内并由所述连接端固定件固定。
8.根据权利要求1所述的电源设备，其中所述的第一和第二安装板与所述分隔装置利用第一连接装置和第二连接装置连接在一起，第一连接装置配置在第一和第二安装板上，第二连接装置配置在所述分隔装置上与所述第一连接装置相连接。
9.一种电源设备，包括第一和第二安装板，彼此隔开基本平行；分隔装置，其配置基本上垂直一所述第一和第二安装板并介于其间，它具有的两个相对的边缘连接到所述第一和第二安装板上，借此将所述第一和第二安装板之间的空间分成第一和第二区域；所述第一安装板具有第一开孔，其位置与所述第一区域相对应，以使所述第一区域与外部相连通，以及第二开孔，其位置与所述第二区域相对应，以使所述第二区域与外部相连通；所述第二安装板具有第三开孔，其位置与所述第一区域相对应，以使所述第一区域与外部相连通；所述分隔装置包括第四开孔，以使所述第一和第二区域彼此连通；电源装置，包括基本上配置在所述第一区域中的发热电气元件和配置在所述第二区域中的非发热电气元件；以及吹风装置，其配置在所述第一区域中使空气在所述第一和第三开孔之间流动，以及在所述第二和第三开孔之间经过所述第四开孔流动。
10.根据权利要求9所述的电源设备，其中若干个发热元件依序配置从近于所述第一开孔位置朝向所述第三开孔。
11.根据权利要求9所述的电源设备，其中散热器装置配置在所述第四开孔的第一区域侧，在其间形成间隔；所述发热元件包括DC向AC变换装置，用于将DC电源变换为AC电源，降压装置，用于降低所述变换装置的输出电压，以及AC向DC变换装置，用于将所述降压装置的输出变换为DC电源；以及所述DC向AC变换装置安装在所述散热器装置上在其第四开孔侧。
12.一种电源设备，包含输入侧AC向DC变换装置，用于将AC电源变换为DC电源；逆变装置，用于将所述DC电源变换为高频电源；以及输出侧AC向DC变换装置，用于将所述高频电源变换为DC电源；所述逆变装置包括在半导体组件内。
13.根据权利要求12所述的电源设备，其中所述的输入侧AC向DC变换装置包含输入侧整流装置和平波装置，所述输入侧整流装置包含在所述半导体组件中。
14.根据权利要求12所述的电源设备，其中所述的输出侧AC向DC变换装置包含输出侧整流装置和平波装置，所述输出侧整流装置包含在所述半导体组件中。
15.根据权利要求12所述的电源设备，还包含第一和第二安装板，相互隔开基本平行；分隔装置，它具有的两个相对的边缘连接到所述第一和第二安装板上，借此将在所述第一和第二安装板之间空间分为第一和第二区域，所述分隔装置包含一开孔，经过它使所述第一和第二区域相连通；以及安装在所述开口的第一区域侧的散热器装置，借此覆盖所述开孔；所述半导体组件安装到散热器装置上在其第二区域侧，所述输出侧AC向DC变换装置包含输出侧整流装置和平波装置，所述输出侧整流装置配置在所述第一区域侧。
全文摘要
一种电源设备，包含第一和第二安装板，相互隔开基本平行，和一底盘，其配置与第一和第二安装板相垂直并介于其间。底盘的二相对的边缘连接到第一和第二安装板，借此将第一和第二安装板之间的空间分成上部区域和下部区域。电源电路包括配置在下部区域中的发热电气元件和配置在上部区域的非发热元件。底盘其中具有一开孔，散热器安装在底盘上靠近该开孔。电源电路的半导体组件安装在散热器的表面上朝向上部区域。
文档编号B23K9/32GK1128488SQ9511876
公开日1996年8月7日 申请日期1995年11月7日 优先权日1994年11月8日
发明者加藤冈正男, 荒井亨, 冈本茂, 檀上谦三, 田中成治 申请人:株式会社三社电机制作所