專利名稱：功率器件的水冷散熱裝置及功率柜的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于功率器件的散熱裝置技術領域，尤其涉及一種功率器件的水冷散熱裝置及功率柜。
背景技術：
功率器件是電力電子設備中十分重要的組成部分。由于功率器件在運行過程中會產生大量的熱量，使設備的溫升很高，嚴重制約電力電子設備的工作性能和使用壽命。因此，為了提高電力電子設備的工作性能、提高其使用壽命，需要對功率器件進行散熱降溫處理。目前，針對功率器件可采用風冷散熱和水冷散熱，為了能達到更好的散熱效果，多采用水冷散熱方式。現在對功率器件進行水冷散熱的具體實施方式
是，在箱體的內部安裝水冷板，該水冷板包括主體、設置于主體上的進水口和出水口，在使用過程中，將功率器件安裝在水冷板的外部，通過水冷板對功率器件進行降溫。但是，上述水冷降溫方式存在以下缺陷水冷板安裝在箱體的內部，進行安裝拆卸以及維護的難度大；當水冷板的進出水口發生漏水時，或者水冷板產生冷凝水時，由于水冷板安裝在箱體的內部，會對箱體中的功率器件造成損害。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種功率器件的水冷散熱裝置及功率柜，對其進行安裝、拆卸及維護的難度較低，并且當水冷板的進出水口出現漏水現象，或者水冷板產生冷凝水時，可以減小漏水和冷凝水接觸功率器件的可能性，從而降低功率器件因漏水和冷凝水造成損害的概率。為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案—種功率器件的水冷散熱裝置，包括用于容置功率器件的箱體，所述箱體的側板上設置至少一個安裝孔；可拆卸地安裝于所述箱體的側板外部、并密封覆蓋所述安裝孔的水冷板；所述功率器件安裝在所述水冷板覆蓋所述安裝孔的一面上。優選的，在上述水冷散熱裝置中，所述水冷板包括主體、蓋板以及設置于所述主體上的進水口和出水口，所述主體密封覆蓋所述安裝孔。優選的，在上述水冷散熱裝置中，所述進水口和出水口位于所述水冷板的同一側。優選的，在上述水冷散熱裝置中，所述水冷板的出水口位于進水口的上側。優選的，在上述水冷散熱裝置中，所述箱體的側板上設置有向所述箱體內部凹陷、可容納一個水冷板的安裝部，所述安裝部中設置一個所述安裝孔。優選的，在上述水冷散熱裝置中，所述箱體的側板設置有向所述箱體內部凹陷、可容納至少一個水冷板的安裝部，所述安裝部中設置多個安裝孔。優選的，在上述水冷散熱裝置中，還包括設置于所述水冷板與所述箱體的側板之間的密封膠條。[0014]優選的，在上述水冷散熱裝置中，所述水冷板可密封覆蓋多個安裝孔。優選的，在上述水冷散熱裝置中，所述水冷板和所述箱體的側板上對應設置有水冷板固定孔，通過螺栓或螺柱將所述水冷板安裝于所述箱體的側板；所述水冷板和所述功率器件上對應設置有功率器件固定孔，通過螺栓或螺柱將所述功率器件安裝于所述水冷板。一種功率柜，其特征在于，包括柜體和上述任一種水冷散熱裝置所述柜體內設置有進水配水管和出水配水管，并且所述柜體的一個面設置有開口 ；所述水冷散熱裝置放置于所述柜體中，并且所述水冷散熱裝置中水冷板的進水口和出水口靠近所述柜體的開口所在的面；所述水冷散熱裝置的進水口通過水管連接至所述進水配水管，所述水冷散熱裝置的出水口通過水管連接至所述出水配水管。由此可見，本實用新型的有益效果為本實用新型公開的功率器件的水冷散熱裝置，只需要在使用過程中將功率器件裝配于水冷板的外部，再將水冷板和功率器件形成的 水冷板裝配安裝在箱體中設置有安裝孔的側板的外部，并密封覆蓋安裝孔，與現有技術中將水冷板安裝于箱體內部相比，降低了對水冷散熱裝置進行安裝、拆卸及維護的難度 ’另夕卜，將水冷板裝配安裝在箱體中安裝孔所在位置后，水冷板的主體與箱體的側板之間做密封處理，從而將箱體的內部與外部隔離，當水冷板的進出水口出現漏水現象，或者水冷板產生冷凝水時，由于功率器件位于箱體的內部，因此可以減小漏水或冷凝水接觸功率器件的可能性，從而降低功率器件因漏水或冷凝水造成損害的概率。
為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本實用新型公開的一種水冷散熱裝置的結構示意圖；圖2為圖I所示水冷散熱裝置中水冷板的結構示意圖；圖3為圖2所示水冷板裝配功率器件后的結構示意圖；圖4為圖I所示水冷散熱裝置的分體結構圖；圖5為圖I所示水冷散熱裝置中另一種水冷板的分體結構圖；圖6為本實用新型公開的一種功率柜的結構示意圖。
具體實施方式
對下文中出現的英文縮寫進行說明IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管。為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。[0028]本實用新型公開了一種功率器件的水冷散熱裝置，對其進行安裝、拆卸及維護的難度較低，并且當水冷板的進出水口出現漏水現象，或者水冷板產生冷凝水時，可以減小漏水和冷凝水接觸功率器件的可能性，從而降低功率器件因漏水和冷凝水造成損害的概率。參見圖I至圖4，圖I為本實用新型公開的一種水冷散熱裝置的結構示意圖，圖2為圖I所示水冷散熱裝置中水冷板的結構示意圖，圖3為圖2所示水冷板裝配功率器件后的結構示意圖，圖4為圖I所示水冷散熱裝置的分體結構圖。該水冷散熱裝置包括箱體I和水冷板2。其中，箱體I用于容置功率器件，在箱體I的一個側板設置至少一個安裝孔13。在本實施例中，該側板為組成箱體I的任意一個側板。水冷板2可以密封覆蓋至少一個安裝孔13。水冷板2的數量可與安裝孔13的數量一致，此時每個水冷板2用于密封覆蓋一個安裝孔13，當然也可以設置每個水冷板2用 于密封覆蓋多個安裝孔13，此時水冷板2的數量與安裝孔13的數量不一致。每個水冷板2包括主體25以及設置在主體25上的進水口 21和出水口 22。并且，水冷板2可拆卸地安裝在箱體I中設置有安裝孔13的側板的外部。功率器件包括IGBT3、門極板4、整流管或其他發熱電子元器件(圖中未示出)，其中IGBT3是功率單元的重要器件，門極板4是IGBT3的驅動控制板。功率器件可拆卸地安裝于水冷板2中覆蓋安裝孔13的一面上。實施中，首先通過緊固件或者膠接等方式將功率器件安裝在水冷板2上，功率器件和水冷板2形成一個水冷板裝配5，之后通過緊固件或者膠接等方式將水冷板裝配5安裝在箱體I中設置有安裝孔13的側板的外部，以密封覆蓋一個或多個安裝孔13。此時，水冷板2與該側板緊密接觸，并且功率器件位于箱體I的內部。之后，將冷卻水從水冷板2的進水口 21引入，冷卻水在水冷板2的主體25內部流動，最終從水冷板2的出水口 22流出，功率器件在運行過程中產生的大量熱量由水冷板2吸收，從而降低了功率器件的溫度。本實用新型公開的功率器件的水冷散熱裝置，只需要在使用過程中將功率器件裝配于水冷板2的外部，再將水冷板2和功率器件形成的水冷板裝配5安裝在箱體I中設置有安裝孔13的側板的外部，并密封覆蓋安裝孔13，與現有技術中將水冷板安裝于箱體內部相t匕，降低了對水冷散熱裝置進行安裝、拆卸及維護的難度；另外，將水冷板裝配5安裝在箱體I中安裝孔13所在位置后，水冷板2的主體25與箱體I的側板之間做密封處理，從而將箱體I的內部與外部隔離，當水冷板2的進出水口出現漏水現象，或者水冷板2產生冷凝水時，由于功率器件位于箱體I的內部，因此可以減小漏水或冷凝水接觸功率器件的可能性，從而降低功率器件因漏水或冷凝水造成損害的概率。另外，在上述水冷散熱裝置中，水冷板2還可以采用其他結構，其中一種結構如圖5所示。該水冷板包括主體25 ;覆蓋該主體25的蓋板26 ;設置于主體25上的進水口 21和出水口 22 ;在該主體25內形成的冷卻水的流通通路27。當水冷板2采用圖5所示結構時，水冷板2的蓋板26處可能發生漏水現象。此時，將功率器件安裝在水冷板2的主體25中與蓋板26位置相對的側面的外部，形成水冷板裝配5。在將水冷板裝配5安裝在箱體I中安裝孔13所在位置，水冷板2的主體25與箱體I的側板之間做密封處理，從而將箱體I的內部與外部隔離，當水冷板2的蓋板26發生漏水時，不會對箱體中的功率器件造成損害。實施中，可以將水冷板2中的進水口 21和出水口 22設置于同一側。此時，能夠簡化進水口 21和出水口 22與輸送冷卻水的外接管道的連接關系。優選的，水冷板2安裝于箱體I的側板后，水冷板2中的出水口 22位于進水口 21的上側(如圖4所示)，這樣有助于排除此水冷板中的空氣，以達到水冷板對水壓的要求。優選的，可以在箱體I的側板上設置至少一個向箱體I的內部凹陷的安裝部(圖中未標示)，每個安裝部可容納一個水冷板2，在每個安裝部中設置一個安裝孔13。或者，每個安裝部可容納至少一個水冷板2，在每個安裝部中設置多個安裝孔13。通過調整水冷板2的尺寸，使得每個水冷板2可以密封覆蓋一個或多個安裝孔13。當每個水冷板2用于密封覆蓋一個安裝孔13時，每個安裝部中水冷板2的數量與安裝孔13的數量一致；當每個水冷板2用于密封覆蓋多個安裝孔13時，每個安裝部中水冷板2的數量少 于安裝孔13的數量。當然，通過調整安裝部的尺寸，將所有的水冷板均安裝在該安裝部中也是可以的。在使用過程中，首先通過緊固件或膠接等方式將功率器件安裝于水冷板2形成水冷板裝配5，之后將該水冷板裝配5放置于安裝部內，功率器件穿過安裝孔13位于箱體I的內部，之后通過緊固件或膠接等方式完成水冷板2與箱體I中側板的固定，并在水冷板2和箱體之間做密封處理。由于水冷板2位于安裝部內，因此減小了水冷散熱裝置的體積。優選的，可以在水冷板2和箱體I中設置有安裝孔13的側板之間進一步設置密封膠條，以提高水冷板2和安裝孔13之間的密封程度。另外，水冷散熱裝置中的水冷板2和箱體I的側板之間，以及功率器件和水冷板2之間可以采用多種方式完成固定。下面對其中一種方式進行說明。在水冷板2和箱體I的側板上對應設置水冷板固定孔24 (如圖2所示)，通過螺栓或螺柱與螺母的配合，或者通過緊固螺釘6將水冷板安裝在箱體I的側板，如圖4所示。在水冷板2和功率器件上對應設置功率器件固定孔23 (如圖2所示)，通過螺栓或螺柱與螺母的配合將功率器件安裝于水冷板2上，如圖3所示。本實用新型還公開了一種功率柜，其結構如圖7所示。該功率柜包括柜體7和至少一個水冷散熱裝置。其中，柜體7設置有進水配水管81和出水配水管82,并且在柜體7的一個面上設置有開口，該開口為柜體7的開口。水冷散熱裝置放置于柜體7中，該水冷散熱裝置包括箱體和水冷板。其中,箱體用于容置功率器件，在箱體的一個側板設置至少一個安裝孔。水冷板可以密封覆蓋至少一個安裝孔。水冷板的數量可與安裝孔的數量一致，此時每個水冷板用于密封覆蓋一個安裝孔，當然也可以設置每個水冷板用于密封覆蓋多個安裝孔，此時水冷板的數量與安裝孔的數量不一致。具體的，每個水冷板包括主體以及設置在主體上的進水口 21和出水口 22。并且，水冷板可拆卸地安裝在箱體中設置有安裝孔的側板的外部。功率器件包括IGBT、門極板、整流管或其他發熱電子元器件，其中IGBT是功率單元的重要器件，門極板是IGBT的驅動控制板，功率器件可拆卸地安裝于水冷板中覆蓋安裝孔13的一面上。水冷散熱裝置的進水口21通過水管9連接至進水配水管81，水冷散熱裝置的出水22 口通過水管9連接至出水配水管82。[0051]為了降低連接水冷散熱裝置與進水配水管81和出水配水管82的操作難度，在將水冷散熱裝置放置于柜體7時，確保水冷散熱裝置中水冷板的進水口 21和出水口 22靠近柜體7的開口所在的面。另外，在上述功率柜的水冷散熱裝置中，水冷板還可以采用其他結構。例如，水冷板包括主體；覆蓋該主體的蓋板；設置于主體上的進水口 21和出水口 22 ;在該主體內形成的冷卻水的流通通路。此時，將功率器件安裝在水冷板的主體中與蓋板位置相對的側面的外部。優選的,可以將水冷板中的進水口 21和出水口 22設置于同一側。另外，當水冷板安裝于箱體的側板后，水冷板中的出水口 22位于進水口 21的上側，這樣有助于排除此水冷板中的空氣，以達到水冷板對水壓的要求。優選的，功率柜中的水冷散熱裝置中，還可以在箱體的側板上設置至少一個向箱體的內部凹陷的安裝部，每個安裝部可容納一個水冷板，在每個安裝部中設置一個安裝孔。或者，每個安裝部可容納至少一個水冷板，在每個安裝部中設置多個安裝孔。通過調整水冷板的尺寸，使得每個水冷板可以密封覆蓋一個或多個安裝孔。當每個水冷板用于密封覆蓋一個安裝孔時，每個安裝部中水冷板的數量與安裝孔的數量一致；當每個水冷板用于密封覆蓋多個安裝孔時，每個安裝部中水冷板的數量少于安裝孔的數量。當然，通過調整安裝部的尺寸，將所有的水冷板均安裝在該安裝部中也是可以的。優選的，可以在水冷板和箱體中設置有安裝孔的側板之間進一步設置密封膠條，以提高水冷板和安裝孔之間的密封程度。另外，水冷散熱裝置中的水冷板和箱體的側板之間，以及功率器件和水冷板之間可以采用多種方式完成固定。例如，在水冷板和箱體的側板上對應設置水冷板固定孔，通過螺栓或螺柱與螺母的配合將水冷板安裝在箱體的側板。在水冷板和功率器件上對應設置功率器件固定孔，通過螺栓或螺柱與螺母的配合將功率器件安裝于水冷板上。本實用新型公開的功率柜，在對功率器件進行降溫的過程中，可以減小從水冷板的進水口、出水口和蓋板漏出的水體，或者水冷板產生的冷凝水接觸箱體中元器件的可能性，從而降低功率器件因漏水造成損害的概率。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求1.一種功率器件的水冷散熱裝置，其特征在于，包括 用于容置功率器件的箱體，所述箱體的側板上設置至少一個安裝孔； 可拆卸地安裝于所述箱體的側板外部、并密封覆蓋所述安裝孔的水冷板； 所述功率器件安裝在所述水冷板中覆蓋所述安裝孔的一面上。
2.根據權利要求I所述的水冷散熱裝置，其特征在于，所述水冷板包括主體、蓋板以及設置于所述主體上的進水口和出水口，所述主體密封覆蓋所述安裝孔。
3.根據權利要求I或2所述的水冷散熱裝置，其特征在于，所述進水口和出水口位于所述水冷板的同一側。
4.根據權利要求3所述的水冷散熱裝置，其特征在于，所述水冷板的出水口位于進水 口的上側。
5.根據權利要求3所述的水冷散熱裝置，其特征在于，所述箱體的側板上設置有向所述箱體內部凹陷、可容納一個水冷板的安裝部，所述安裝部中設置一個所述安裝孔。
6.根據權利要求3所述的水冷散熱裝置，其特征在于，所述箱體的側板設置有向所述箱體內部凹陷、可容納至少一個水冷板的安裝部，所述安裝部中設置多個安裝孔。
7.根據權利要求I所述的水冷散熱裝置，其特征在于，還包括設置于所述水冷板與所述箱體的側板之間的密封膠條。
8.根據權利要求I所述的水冷散熱裝置，其特征在于，所述水冷板可密封覆蓋多個安裝孔。
9.根據權利要求I所述的水冷散熱裝置，其特征在于，所述水冷板和所述箱體的側板上對應設置有水冷板固定孔，通過螺栓或螺柱將所述水冷板安裝于所述箱體的側板；所述水冷板和所述功率器件上對應設置有功率器件固定孔，通過螺栓或螺柱將所述功率器件安裝于所述水冷板。
10.一種功率柜，其特征在于，包括柜體和權利要求I至9中任一項所述的水冷散熱裝置 所述柜體內設置有進水配水管和出水配水管，并且所述柜體的一個面設置有開口 ； 所述水冷散熱裝置放置于所述柜體中，并且所述水冷散熱裝置中水冷板的進水口和出水口靠近所述柜體的開口所在的面； 所述水冷散熱裝置的進水口通過水管連接至所述進水配水管，所述水冷散熱裝置的出水口通過水管連接至所述出水配水管。
專利摘要本實用新型公開了一種功率器件的水冷散熱裝置，包括用于容置功率器件的箱體，箱體的側板上設置至少一個安裝孔；可拆卸地安裝于箱體的側板外部、并密封覆蓋安裝孔的水冷板；功率器件安裝在水冷板中覆蓋安裝孔的一面上。本實用新型公開的功率器件的水冷散熱裝置，降低了其安裝、拆卸及維護的難度；另外，將水冷板裝配安裝在箱體中安裝孔所在位置后，水冷板的主體與箱體的側板之間做密封處理，從而將箱體的內部與外部隔離，當水冷板的進出水口出現漏水現象，或者水冷板產生冷凝水時，由于功率器件位于箱體的內部，因此可以減小漏水或冷凝水接觸功率器件的可能性，從而降低功率器件因漏水或冷凝水造成損害的概率。本實用新型還公開了一種功率柜。
文檔編號H02M1/00GK202488338SQ20122009745
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月15日 優先權日2012年3月15日
發明者周澤平, 方健生, 梁國勝, 畢金成 申請人:深圳市英威騰電氣股份有限公司