專利名稱：可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)中所使用的功率系統(tǒng)，具體涉及一種采用水冷方式
實(shí)現(xiàn)降溫散熱的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大功率電源等功率系統(tǒng)等設(shè)計(jì)在封閉的機(jī)柜中，包含有大量的電氣元件和電子器 件，在工作的過程中會(huì)散發(fā)大量的熱量，發(fā)熱量過大導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，元器件壽命 大幅度降低，現(xiàn)有的電子功率系統(tǒng)等的機(jī)柜中采用自然冷卻、風(fēng)冷卻或固定水冷卻方式，自 然冷卻和風(fēng)冷卻依靠機(jī)柜的金屬外殼和強(qiáng)制風(fēng)散發(fā)熱量，散熱能力有限，受氣候因素的影 響也比較大，固定水冷卻方式發(fā)熱部件或發(fā)熱功率單元與機(jī)柜結(jié)構(gòu)和水路相互固定，水路 復(fù)雜，不便于生產(chǎn)和維修。而有些電源系統(tǒng)采用制冷設(shè)備實(shí)現(xiàn)散熱，成本大幅高，對(duì)安裝也 有特殊的要求，很難廣泛推廣使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了上述缺點(diǎn)，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、穩(wěn)定性高的可分離功 率單元水冷卻系統(tǒng)。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種可分離功率單元水冷卻系
統(tǒng)，包括機(jī)柜和設(shè)置在機(jī)柜中的多個(gè)功率單元，功率單元的發(fā)熱面與機(jī)柜導(dǎo)熱板的面接觸， 功率單元與機(jī)柜的電器連接通過插拔式端子連接，所述功率單元中設(shè)置有發(fā)熱器件，所述
機(jī)柜中相鄰的功率單元之間設(shè)置有水冷夾層，對(duì)應(yīng)于水冷夾層的機(jī)柜外側(cè)壁上，設(shè)置有冷 卻水進(jìn)口和冷卻水出口。 所述功率單元中的發(fā)熱器件，可分布在功率單元的靠近水冷夾層的側(cè)壁上。 所述機(jī)柜與功率單元之間可設(shè)置有推壓裝置，所述推壓裝置具有自功率單元向水 冷夾層方向的推力。 所述水冷夾層可為橫向設(shè)置在功率單元之間的多個(gè)，且分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和 冷卻水出口。 所述水冷夾層可為縱向設(shè)置在功率單元之間的多個(gè)，且分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和 冷卻水出口。 所述推壓裝置可采用壓簧片。 所述功率單元的靠近水冷夾層的側(cè)壁可采用散熱板，所述散熱板與發(fā)熱器件之間 設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱片。 所述功率單元可采用抽拉的方式安裝在所述機(jī)柜中。 本實(shí)用新型通過在功率單元之間設(shè)置水冷夾層，利用流動(dòng)的水帶走功率單元發(fā)出 的熱量，實(shí)現(xiàn)水冷方式給所述功率單元降溫，保證功率系統(tǒng)中的功率單元能夠在安全的溫 升范圍內(nèi)工作，保證了整個(gè)功率系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命，而且，功率單元的發(fā)熱面 與機(jī)柜導(dǎo)熱板面接觸，使得功率單元與機(jī)柜可以方便的分離。此外，將功率單元中的發(fā)熱器件集中分布在靠近水冷夾層的側(cè)壁上，采用推壓裝置向水冷夾層方向提供推力，保證發(fā)熱 器件發(fā)出的熱量能夠最大限度的被散失。

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l為本實(shí)用 2為本實(shí)用 3為本實(shí)用 4為本實(shí)用 5為本實(shí)用 6為本實(shí)用 7為本實(shí)用 8為本實(shí)用
新型 新型 新型 新型 新型 新型 新型 新型
g實(shí)施例-g實(shí)施例-g實(shí)施例-g實(shí)施例:
g實(shí)施例:
g實(shí)施例」 g實(shí)施例」 g實(shí)施例」
-中機(jī)柜后
^中機(jī)柜前
^中功率單
.中機(jī)柜前 .中功率單中機(jī)柜后 :中機(jī)柜前 :中功率單
面的結(jié)構(gòu)示 面的結(jié)構(gòu)示 元的結(jié)構(gòu)示 面的結(jié)構(gòu)示 元的結(jié)構(gòu)示 面的結(jié)構(gòu)示 面的結(jié)構(gòu)示 元的結(jié)構(gòu)示
具體實(shí)施方式實(shí)施例一 如圖1、2中所示，包括機(jī)柜l和設(shè)置在機(jī)柜1中的多個(gè)功率單元2，所述 機(jī)柜1中相鄰的功率單元2之間設(shè)置有水冷夾層3，對(duì)應(yīng)于水冷夾層3的機(jī)柜1外側(cè)壁上， 設(shè)置有冷卻水進(jìn)口 31和冷卻水出口 32。本實(shí)施例中的功率單元2在橫向上具有4層，所述 水冷夾層3為橫向設(shè)置在功率單元2之間的4個(gè)，保證每個(gè)功率單元都能夠與水冷夾相接 觸，且每個(gè)水冷夾層3分別設(shè)置有兩組冷卻水進(jìn)口 31和冷卻水出口 32，這樣利用通過在進(jìn) 水口進(jìn)入和出水口排出的流動(dòng)水帶走功率單元發(fā)出的熱量，實(shí)現(xiàn)水冷方式給所述功率單元 降溫，保證功率系統(tǒng)中的功率單元能夠在安全的溫升范圍內(nèi)工作，保證了整個(gè)功率系統(tǒng)的 可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命，雙進(jìn)雙出增加了冷卻水的流動(dòng)速度，進(jìn)一步增加了冷卻效果。此 外，所述功率系統(tǒng)中的功率單元為功率電源、功率發(fā)射機(jī)等在運(yùn)行中產(chǎn)生大量熱量的裝置 或器件。 如圖3中所示，所述功率單元2中設(shè)置有多個(gè)發(fā)熱器件21，所述發(fā)熱器件為變壓 器、開關(guān)管、電容等工作中大量發(fā)熱的器件，將所述發(fā)熱器件21集中分布在功率單元的靠 近水冷夾層的下側(cè)側(cè)壁22上，使發(fā)熱器件21的熱量能夠盡可能與水冷夾層3接觸，使熱量 得到充分的散失。所述功率單元2上方與機(jī)柜1之間設(shè)置有采用彈簧片24制成的推壓裝 置，所述推壓裝置具有自功率單元2向水冷夾層3方向的推力，使功率單元能夠盡可能與水 冷夾層3充分接觸，保證發(fā)熱器件發(fā)出的熱量能夠最大限度的被散失，而所述發(fā)熱器件具 體如何安放，本領(lǐng)域技術(shù)普通人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)，即可根據(jù)功率單元中的實(shí)際電路合理 安排布置，這里不再詳細(xì)介紹。此外，所述功率單元的靠近水冷夾層3的側(cè)壁22采用散熱 板，所述散熱板與發(fā)熱器件21之間設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱片23，從而進(jìn)一步增加導(dǎo)熱效率，提高 散熱的能力。所述功率單元2采用抽拉的方式安裝在所述機(jī)柜1中，在功率單元的后方設(shè) 置有接線端子插座(或插頭)25，與機(jī)柜中的插頭(或插座)(圖中未標(biāo)示)對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)電連 接，便于在功率單元故障時(shí)及時(shí)進(jìn)行更換，且不會(huì)影響整個(gè)功率系統(tǒng)中的冷卻裝置及其他 功率單元。另外，所述推壓裝置也可采用頂絲、壓簧等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)將所述功率 單元向水冷夾層的方向擠壓即可。 實(shí)施例二 如圖4、5中所示，與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別僅在于，所述功率單元2中，發(fā)熱器件21集中分布在功率單元的上側(cè)側(cè)壁上，并通過設(shè)置在功率單元2下方 與機(jī)柜1之間的彈簧片24構(gòu)成推壓裝置，使設(shè)置在所述功率單元中的發(fā)熱器件盡可能的貼 近其上方的水冷夾層3，保證散熱效率。 實(shí)施例三如圖6、7、8中所示，與實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)大部分相同，區(qū)別在于，所述功 率單元2在縱向上設(shè)置有7列，水冷夾層3為縱向設(shè)置在功率單元之間的4個(gè)，且分別設(shè)置 有冷卻水進(jìn)口 31和冷卻水出口 32，所述功率單元2分別布置在水冷夾層3的兩側(cè)，所述功 率單元2中的發(fā)熱器件21，集中分布在功率單元的貼近水冷夾層3的一側(cè)側(cè)壁上，并通過 另一側(cè)與機(jī)柜之間的由彈簧片24構(gòu)成的推壓裝置，使設(shè)置在所述功率單元2中的發(fā)熱器件 21盡可能的貼近其上方的水冷夾層3，保證散熱效率。 以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中
應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)例的說明只是用于幫 助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新
型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理 解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求一種可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，包括機(jī)柜和設(shè)置在機(jī)柜中的多個(gè)功率單元，所述功率單元中設(shè)置有發(fā)熱器件，功率單元的發(fā)熱面與機(jī)柜導(dǎo)熱板的面接觸，其特征在于功率單元與機(jī)柜的電器連接通過插拔式端子連接，所述機(jī)柜中相鄰的功率單元之間設(shè)置有水冷夾層，對(duì)應(yīng)于水冷夾層的機(jī)柜外側(cè)壁上，設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)柜與功率 單元之間設(shè)置有推壓裝置，所述推壓裝置具有自功率單元向水冷夾層方向的推力。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述功率單元中 的發(fā)熱器件，分布在功率單元的靠近水冷夾層的側(cè)壁上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述水 冷夾層為橫向設(shè)置在功率單元之間的多個(gè)，且分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述水 冷夾層為縱向設(shè)置在功率單元之間的多個(gè)，且分別設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述推壓裝置采 用壓簧片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述功率單元的 靠近水冷夾層的側(cè)壁采用散熱板，所述散熱板與發(fā)熱器件之間設(shè)置有絕緣導(dǎo)熱片。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述功率單元采用抽拉的方式安裝在所述機(jī)柜中。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電力系統(tǒng)中所使用的功率系統(tǒng)，具體涉及一種采用水冷方式實(shí)現(xiàn)降溫散熱的可分離功率單元水冷卻系統(tǒng)，包括機(jī)柜和設(shè)置在機(jī)柜中的多個(gè)功率單元，所述功率單元中設(shè)置有發(fā)熱器件，所述機(jī)柜中相鄰的功率單元之間設(shè)置有水冷夾層，對(duì)應(yīng)于水冷夾層的機(jī)柜外側(cè)壁上，設(shè)置有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口。本實(shí)用新型通過在功率單元之間設(shè)置水冷夾層，利用流動(dòng)的水帶走功率單元發(fā)出的熱量，實(shí)現(xiàn)功率單元與機(jī)柜可以方便的分離，以水冷方式通過導(dǎo)熱板與功率單元面接觸給所述功率單元降溫，在保證功率系統(tǒng)中的功率單元能夠在安全的溫升范圍內(nèi)工作，保證了整個(gè)功率系統(tǒng)的可靠性，延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)H02M1/00GK201478992SQ20092015897
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月24日
發(fā)明者周衛(wèi)軍, 李洪宇, 楊軍 申請(qǐng)人:北京動(dòng)力源科技股份有限公司