功率变换装置和供电系统的制作方法

本申请涉电力，尤其涉及一种功率变换装置和供电系统。

背景技术：

1、电力领域中的电源模块，通常具有半导体器件和电感等实现电流转换的关键器件。半导体器件和电感的发热量较大，通常是电源模块的散热瓶颈，因此提升半导体器件和电感的散热能力，对提升电源模块的功率密度至关重要。但是，常规电源模块的散热设计，使得大量热量从半导体器件传递到电感，导致半导体器件和电感之间存在显著的热级联效应，不利于电感的散热。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种功率变换装置和供电系统，能够改善热级联效应，提升散热性能。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种功率变换装置，包括风扇、功率变换电路和多个散热器，功率变换电路包括第一热源器件和多个第二热源器件，风扇、多个散热器与第一热源器件沿第一方向依次排布，每个散热器的延伸方向可以与第一方向不垂直；每个散热器均包括基板和多个翅片，多个翅片均连接于基板的同侧，任意相邻的两个翅片之间具有第一间隙；多个第二热源器件分别安装于多个散热器的基板背向翅片的一侧；任意相邻的两个散热器之间均具有第二间隙，风扇与第一热源器件分别位于第二间隙在第一方向上的相对两端。

3、本方案中，该第一间隙作为第二热源器件的风冷通道。通过将翅片设置在基板的单侧，能够使得相邻的散热器之间的第二间隙成为低风阻通道，该低风阻通道作为第一热源器件的主要风冷通道。通过将第一热源器件的主要风冷通道与第二热源器件的风冷通道并联，能够减少热级联效应，改善第一热源器件的散热。另外，本方案能够平衡散热器的散热效率与结构复杂度，使得散热器的综合产品性能较佳。

4、在第一方面的一种实现方式中，每个散热器上的每个翅片均沿第一方向延伸，每个散热器上的所有翅片并排布置。本方案中，通过使翅片均沿第一方向延伸，能够使第一间隙沿第一方向延伸，有利于使得第一热源器件的主要风冷通道与第二热源器件的风冷通道并联，从而减少热级联效应，改善第一热源器件的散热。

5、在第一方面的一种实现方式中，每个散热器均沿第一方向延伸。本方案中，通过使散热器沿第一方向延伸，能够使第二间隙沿第一方向延伸，有利于构造出第一热源器件的主要风冷通道与第二热源器件的风冷通道的并联结构，从而减少热级联效应，改善第一热源器件的散热。

6、在第一方面的一种实现方式中，功率变换装置还包括电路板与至少一个驱动板；多个散热器均固定于电路板的一侧；至少一个驱动板布置于电路板背向多个散热器的另一侧，每个驱动板均与至少一个第二热源器件电连接。本方案中，通过将驱动板布置在电路板的背面，可以避开电路板上的散热器，从而避免常规方案中将驱动板做在散热器之间的缺陷，能够提升散热性能。

7、在第一方面的一种实现方式中，电路板包括第一电路板与第二电路板，第一电路板与第二电路板层叠并间隔布置；多个散热器中的一部分散热器固定于第一电路板朝向第二电路板的一侧，多个散热器中的另一部分散热器固定于第二电路板朝向第一电路板的一侧；第一电路板背向第二电路板的一侧，以及第二电路板背向第一电路板的一侧，均布置有至少一个驱动板；第一电路板朝向第二电路板的一侧，以及第二电路板朝向第一电路板的一侧，均布置有第一热源器件。本方案通过双层电路板架构，能够提升功率变换装置的功率密度。通过将驱动板设在两个电路板相背的两侧，可以避开电路板上的散热器，从而避免常规方案中将驱动板做在散热器之间的缺陷，能够提升散热性能。

8、在第一方面的一种实现方式中，功率变换装置包括温度检测元件，温度检测元件设于基板远离风扇的一端，并位于基板背向翅片的一侧。本方案中，由于散热器的翅片分布在基板的一侧，使得基板的另一侧有较为宽裕的空间，可以用于布置温度检测元件。由于温度检测元件可以直接安装在基板的另一侧，无需像常规方案对散热器进行二次加工才能放置温度检测元件，从而可以降低成本。

9、在第一方面的一种实现方式中，任意相邻的两个散热器的翅片，位于任意相邻的两个散热器的两个基板的同侧。本方案中，通过使任意相邻的两个散热器的翅片位于任意相邻的两个散热器的两个基板的同侧，能够使翅片避开风扇的hub区域，以实现较好的散热效果。

10、在第一方面的一种实现方式中，任意相邻的两个散热器的翅片，分别位于任意相邻的两个散热器的两个基板的对侧。本方案中，通过使任意相邻的两个散热器的翅片分别位于任意相邻的两个散热器的两个基板的对侧，能够使翅片避开风扇的hub区域，以实现较好的散热效果。

11、在第一方面的一种实现方式中，多个散热器中存在第一散热器，第一散热器的基板具有凸台，第一散热器上的第二热源器件与凸台相邻；功率变换装置还包括固定件，固定件固定于凸台，并抵压第一散热器上的第二热源器件。本方案中，通过在第一散热器的基板上设置凸台，便于通过凸台与固定件固定相应规格的第二热源器件。

12、在第一方面的一种实现方式中，第二热源器件为半导体器件。半导体器件的发热量较大，通过本方案的设计，能够实现半导体器件的良好散热。

13、在第一方面的一种实现方式中，第一热源器件为磁性元件。通过本方案的设计，能够将磁性元件的主要风冷通道与第二热源器件的风冷通道并联，能够减少热级联效应，改善磁性元件的散热。

14、在第一方面的一种实现方式中，功率变换装置为不间断电源、直流-直流电源模块或者电动车充电模块。本方案可应用于不间断电源、直流-直流电源模块或者电动车充电模块中，减少热级联效应，提升散热性能，保证设备的可靠性。

15、第二方面，本申请实施例提供了一种供电系统，包括开关、熔断器和多个该功率变换装置，多个功率变换装置并联，开关、熔断器以及并联的多个功率变换装置依次串联；开关用于连接供电端，功率变换装置用于连接负载。本方案可应用于供电系统中，减少热级联效应，提升散热性能，保证设备的可靠性。

16、在第二方面的一种实现方式中，供电系统还包括旁路模块，旁路模块与多个功率变换装置并联。本方案中，旁路模块可以用于传输电能，其用于在需要时临时替代功率变换装置向负载供电，从而确保负载能持续取电。

技术特征：

1.一种功率变换装置，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的功率变换装置，其特征在于，

4.根据权利要求1-3任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的功率变换装置，其特征在于，

6.根据权利要求1-5任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

7.根据权利要求1-5任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

8.根据权利要求1-5任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

9.根据权利要求1-8任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

10.根据权利要求1-9任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

11.根据权利要求1-10任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

12.根据权利要求1-11任一项所述的功率变换装置，其特征在于，

13.一种供电系统，其特征在于，

14.根据权利要求13所述的供电系统，其特征在于，

技术总结
本申请实施例提供了一种功率变换装置和供电系统，功率变换装置包括风扇、功率变换电路和多个散热器，功率变换电路包括第一热源器件和多个第二热源器件，风扇、多个散热器与第一热源器件沿第一方向依次排布；每个散热器均包括基板和多个翅片，多个翅片均连接于基板的同侧，任意相邻的两个翅片之间具有第一间隙；多个第二热源器件分别安装于多个散热器的基板背向翅片的一侧；任意相邻的两个散热器之间均具有第二间隙，风扇与第一热源器件分别位于第二间隙在第一方向上的相对两端。本申请实施例的方案能够改善功率变换装置中的热级联效应。

技术研发人员：林樱,彭向标,武昊
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/29