一種功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱，包括機(jī)箱箱體，機(jī)箱箱體的底部安裝有PCB電路板及功率元件，功率元件的側(cè)面安裝有水冷板，PCB電路板上部安裝有風(fēng)扇，風(fēng)扇的上部安裝有水冷散熱器，機(jī)箱箱體的上部套裝有機(jī)箱上蓋；水冷板和水冷散熱器通過管道與外部循環(huán)冷水源相連通。該功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱同時(shí)利用了風(fēng)冷和水冷兩種冷卻機(jī)制，風(fēng)冷部分由水冷散熱器和風(fēng)扇組成，主要負(fù)責(zé)對PCB電路板和除功率元件以外的其它元器件、機(jī)箱箱體內(nèi)部空氣進(jìn)行冷卻；水冷部分由水冷板構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)對功率元件進(jìn)行冷卻。將熱傳導(dǎo)與熱對流兩種導(dǎo)熱機(jī)制有效結(jié)合。
【專利說明】
一種功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于功率電路系統(tǒng)冷卻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱。
【背景技術(shù)】
[0002]由于熱電正反饋效應(yīng)，能產(chǎn)生較大熱量的大功率電路及系統(tǒng)具有很高的熱不穩(wěn)定性，因此必須進(jìn)行有效冷卻才能進(jìn)行穩(wěn)定應(yīng)用。如果冷卻不良，輕則會(huì)因?yàn)闊崂鄯e引起電路輸出發(fā)生飄移，重則會(huì)觸發(fā)保護(hù)機(jī)制或?qū)е码娐窊p毀。
[0003]傳統(tǒng)的冷卻方法有風(fēng)冷和油冷等。其中風(fēng)冷方式最易受環(huán)境影響，冷卻效果不穩(wěn)定。油冷方式相對于風(fēng)冷方式而言要穩(wěn)定一些。但在工業(yè)應(yīng)用場合中，自循環(huán)油冷方式的冷卻能力也受限于環(huán)境溫度，冷卻效果不穩(wěn)定。外循環(huán)油冷方式雖然冷卻效果較理想，但冷卻油容易從油箱泄露，造成污染。由于油冷方式需要將電路板放入絕緣導(dǎo)熱油中，給電路板的檢測與維修帶來極大不便。同時(shí)充滿油的冷卻油箱會(huì)增大設(shè)備重量，給移動(dòng)和運(yùn)輸帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的傳統(tǒng)風(fēng)冷系統(tǒng)受環(huán)境溫度影響嚴(yán)重，效果不穩(wěn)定;傳統(tǒng)油冷系統(tǒng)重量大，冷卻效果不理想，冷卻油易泄露并污染環(huán)境，電路維修不便的問題而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝使用方便、提高工作效率的功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱。
[0005]本實(shí)用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:機(jī)箱箱體的底部安裝有PCB電路板及功率元件，功率元件的側(cè)面安裝有水冷板，PCB電路板及功率元件的上部安裝有風(fēng)扇，風(fēng)扇的上部安裝有水冷散熱器，機(jī)箱箱體的上部套裝有機(jī)箱上蓋;水冷板和水冷散熱器通過管道與外部循環(huán)冷水源相連通。
[0006]本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)措施:
[0007]所述的機(jī)箱箱體的底部墊有絕緣襯板，PCB電路板及功率元件安裝在絕緣襯板上，機(jī)箱箱體采用密封箱;機(jī)箱箱體內(nèi)部的電源線、輸出線、信號線、進(jìn)水管和出水管的過孔均采用橡膠密封圈密封，橡膠密封圈安裝在機(jī)箱箱體的外壁上。
[0008]所述的機(jī)箱上蓋采用不銹鋼蓋、鋁蓋、塑料蓋中的一種；機(jī)箱箱體采用不銹鋼箱體、鋁箱體、塑料箱體中的一種;水冷散熱器采用鋁質(zhì)水冷散熱排、銅管水冷散熱排中的中的一種;風(fēng)扇采用中功率直流12V、24V風(fēng)扇、大功率交流220V風(fēng)扇中的一種;水冷板采用鋁質(zhì)水冷板、銅質(zhì)水冷板中的一種。
[0009]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:該功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱同時(shí)利用了風(fēng)冷和水冷兩種冷卻機(jī)制，風(fēng)冷部分由水冷散熱器和風(fēng)扇組成，主要負(fù)責(zé)對PCB電路板和除了功率元件以外的其它元器件、機(jī)箱箱體內(nèi)部空氣進(jìn)行冷卻;水冷部分由水冷板構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)對功率元件進(jìn)行冷卻。將熱傳導(dǎo)與熱對流兩種導(dǎo)熱機(jī)制有效結(jié)合，即保證了產(chǎn)生大熱量的功率元件部分對冷卻效率的要求，也滿足了電路板、其它元器件和機(jī)箱箱體內(nèi)空氣對冷卻均勻性的要求。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱的組裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖中:1、機(jī)箱上蓋;2、水冷散熱器;3、風(fēng)扇;4、PCB電路板及功率元件;5、水冷板;6、機(jī)箱箱體。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0014]請參閱圖1、2所示:機(jī)箱箱體6的底部安裝有PCB電路板及功率元件4，PCB電路板及功率元件4的側(cè)面安裝有水冷板5，PCB電路板及功率元件4的上部安裝有風(fēng)扇3，風(fēng)扇3的上部安裝有水冷散熱器2，機(jī)箱箱體6的上部套裝有機(jī)箱上蓋I;水冷板5和水冷散熱器2通過管道與外部循環(huán)冷水源相連通。
[0015]所述的機(jī)箱箱體6的底部墊有絕緣襯板，PCB電路板及功率元件4安裝在絕緣襯板上，機(jī)箱箱體6采用密封箱;機(jī)箱箱體6內(nèi)部的電源線、輸出線、信號線、進(jìn)水管和出水管的過孔均采用橡膠密封圈密封，橡膠密封圈安裝在機(jī)箱箱體6的外壁上。
[0016]所述的機(jī)箱上蓋I采用不銹鋼蓋、鋁蓋、塑料蓋中的一種，同時(shí)起到機(jī)械支撐和相對密封的作用;機(jī)箱箱體6采用不銹鋼箱體、鋁箱體、塑料箱體中的一種;水冷散熱器2采用鋁質(zhì)水冷散熱排、銅管水冷散熱排中的中的一種，水冷散熱器2的熱交換能力要滿足要求；水冷板5的面積和冷卻能力要滿足要求;風(fēng)扇3采用中功率直流12V、24V風(fēng)扇、大功率交流220V風(fēng)扇中的一種，風(fēng)扇3的風(fēng)力要足夠強(qiáng)，保證能有效冷卻PCB電路板及功率元件4、其它元器件和機(jī)箱箱體6中的空氣;水冷板5采用鋁質(zhì)水冷板、銅質(zhì)水冷板中的一種。
[0017]該功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱同時(shí)利用了風(fēng)冷和水冷兩種冷卻機(jī)制，風(fēng)冷部分由水冷散熱器2和風(fēng)扇3組成，主要負(fù)責(zé)對PCB電路板及功率元件4中的電路板和其它元器件、機(jī)箱箱體6內(nèi)部空氣進(jìn)行冷卻；水冷部分由水冷板5構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)對PCB電路板及功率元件4中的功率元件進(jìn)行冷卻。將熱傳導(dǎo)與熱對流兩種導(dǎo)熱機(jī)制有效結(jié)合，即保證了PCB電路板及功率元件4中產(chǎn)生大熱量的功率元件部分對冷卻效率的要求，也滿足了電路板、其它元器件和機(jī)箱箱體6內(nèi)空氣對冷卻均勻性的要求。
[0018]安裝時(shí)，將PCB電路板及功率元件4固定在機(jī)箱箱體6的內(nèi)底部，PCB電路及功率元件4固定與機(jī)箱箱體6的內(nèi)底部之間墊有硅膠絕緣襯板，絕緣襯板還可采用環(huán)氧板、玻璃布板等。將PCB電路及功率元件4中的功率元件與水冷板5直接接觸，功率元件的熱沉與水冷板5接觸面上要涂覆高導(dǎo)熱樹脂，兩者接觸面要盡可能大，并用金屬夾具夾緊。功率元件產(chǎn)生的熱量直接由水冷板5帶走。將水冷散熱器2與風(fēng)扇3固定在一起，并安裝在距離電路板上最高元器件一定距離的上方，既要保證充足的絕緣距離，也要保證風(fēng)扇3送給電路板及其它元器件的冷卻風(fēng)足夠強(qiáng)。使用前，將機(jī)箱上蓋I與機(jī)箱箱體6用螺釘安裝在一起，這時(shí)PCB電路板及功率元件4、風(fēng)扇3和水冷散熱器2均被封在了機(jī)箱箱體6內(nèi)。
[0019]在水冷板5與水冷散熱器2中通入循環(huán)冷卻水。由于水冷板5將發(fā)熱最嚴(yán)重的功率器件產(chǎn)生的熱量帶走，風(fēng)扇3通過水冷散熱器2向PCB板、其它元器件和箱體內(nèi)部吹冷風(fēng)，該冷卻機(jī)箱的冷卻效果很好，功率器件部分與箱體內(nèi)部溫度均只比冷卻水的水溫高幾攝氏度。如再在該冷卻機(jī)箱外部進(jìn)行隔熱處理，可進(jìn)一步降低環(huán)境溫度對其產(chǎn)生的影響，可穩(wěn)定工作于高溫環(huán)境中。機(jī)箱箱體6和機(jī)箱上蓋I上無散熱孔，機(jī)箱箱體6安裝好后，與外界環(huán)境不進(jìn)行空氣交換。將PCB電路板及功率元件4中的功率元件與水冷板5緊密接觸在一起，保證功率元件所產(chǎn)生的熱能傳導(dǎo)到水冷板5上，并通過水冷板5交給冷卻水帶走。
[0020]機(jī)箱箱體6的冷卻效果僅決定于冷卻水的水溫與流量，不易受環(huán)境的影響，具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻效果好、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，在大功率電路與系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用。該功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱具有冷卻效果穩(wěn)定、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、可密封的優(yōu)點(diǎn)，在復(fù)雜環(huán)境中大功率電路的冷卻領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。同時(shí)能保證PCB電路板及功率元件4與環(huán)境進(jìn)行有效隔離，防止灰塵等對電路板產(chǎn)生不利影響。
[0021]以上所述僅是對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱，包括機(jī)箱箱體，機(jī)箱箱體的底部安裝有PCB電路板及功率元件，其特征在于，功率元件的側(cè)面安裝有水冷板，PCB電路板及功率元件的上部安裝有風(fēng)扇，風(fēng)扇的上部安裝有水冷散熱器，機(jī)箱箱體的上部套裝有機(jī)箱上蓋;水冷板和水冷散熱器通過管道與外部循環(huán)冷水源相連通。2.如權(quán)利要求1所述的功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱，其特征在于，所述的機(jī)箱箱體的底部墊有絕緣襯板，PCB電路板及功率元件安裝在絕緣襯板上，機(jī)箱箱體采用密封箱;機(jī)箱箱體內(nèi)部的電源線、輸出線、信號線、進(jìn)水管和出水管的過孔均采用橡膠密封圈密封，橡膠密封圈安裝在機(jī)箱箱體的外壁上。3.如權(quán)利要求1所述的功率電路板風(fēng)水混合冷卻機(jī)箱，其特征在于，所述的機(jī)箱上蓋采用不銹鋼蓋、鋁蓋、塑料蓋中的一種；機(jī)箱箱體采用不銹鋼箱體、鋁箱體、塑料箱體中的一種;水冷散熱器采用鋁質(zhì)水冷散熱排、銅管水冷散熱排中的中的一種;風(fēng)扇采用中功率直流12V、24V風(fēng)扇、大功率交流220V風(fēng)扇中的一種;水冷板采用鋁質(zhì)水冷板、銅質(zhì)水冷板中的一種。
【文檔編號】H05K7/20GK205491635SQ201620280339
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】馬中發(fā), 唐志誠, 馬琳
【申請人】西安因變光電科技有限公司