[实用新型]功率电子设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率电子设备，尤其是变频器。本实用新型特别涉及一种小功率变频器，其中主电路(功率级)和控制电路连接在电路板上并且优选由风扇冷却。

背景技术

在小功率变频器(4kW以下)的实施中一般所运用的方法为将整个变频器设置在同一电路板上。这减小了例如在总装配中将要处理的部件的数量。不同的变化，例如EMC滤波器，为对于同一电路板的通常的设置选件。按照常规，该功率范畴的设备的冷却基于在无风扇情况下的自然空气循环，因此该设备需要大量的可以作为部分外壳(图1)的散热片。

由于不同的设置方案，所以必须在生产中以及在销售过程中的可能的存储地点中，对具有不同额定功率的每一个插件保持一些变化。其自然的结果为增加的存储需要，因为在每一个存储地点每一个方案都必须具有足够的供给以保持服务能力。

保持在电路板上的一些设置选件的预备状态，意味着即使部分板可以利用简单的技术来实现，也必须将相同的基本技术用于板的全部表面区域中。例如，控制电路通常要求使用至少4层的板，但是在EMC部分的区域，可以在两面或甚至仅在一面使用带有铜层的更便宜的电路板。基于自然空气循环的功率电子设备需要大而重的散热片，其显著地增加了设备的尺寸和重量。而且，除与散热片相连的功率部件之外的部件，如电容器，不能被最理想地冷却，这对其额定值及使用寿命产生不利影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，并且提出一种新型的用于小功率的功率电子设备、特别是变频器的方案。

根据本实用新型，小功率变频器包括几个电路板，例如三个不同的电路板，其中可以使用不同的制造技术。而且，根据本实用新型，功率部件的冷却通过使用风扇来实现，因此散热片的尺寸被最小化，而且同时通过由插件形成的空气通道，与连接到散热片上的部件相比其它部件也可以被有效地冷却。

本实用新型的变频器具有如图2中所示的单独的电路插件，其包括形成功率级的功率和滤波器插件，以及应用插件。通过使用本实用新型的分隔，利用节约成本的同一基本插件获得很容易针对不同的实际应用进行变化的系统，于是从制造过程至销售物流都可以获得很多有益之处。

本实用新型的变频器的特征将在所附的权利要求书中进行详细地叙述。

附图说明

以下，将通过一些实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

图1显示了现有技术的变频器；

图2描述了在本实用新型的变频器中的模块插件组合；

图3描述了在本实用新型的变频器中使用的冷却装置；

图4描述了在本实用新型的变频器中使用的另一个冷却装置。

具体实施方式

图1显示了实施小功率的功率电子设备时通常所使用的方案，其中所述设备的全部电子部件位于同一电路板B1上。设备的功率半导体器件V I连接到厚重的散热片HS，从而被良好地冷却。但是其他功率部件、如变压器T1和电容器C1的冷却，在这种方案下效果很差，并且这也增加了为达到足够的使用寿命而增大并联部件的尺寸或数量的设计需要。

图2为电压控制的PWM变频器的简化示意图，其包括：带有总线桥V1的功率插件1(功率)，用于将网络交流电压调整为直流中间电路直流电压；电容器C2，用于过滤直流电压；和负载桥(逆变器)V2，用于将直流中间电路直流电压转换为频率可变的三相交流电压，该三相交流电压用于供给三相交流电动机(未图示)。在滤波器插件2(滤波器)上的输入电路包括用于抑制高频干涉进入供电网络的电感器L1和电容器C2。该设备的含有特殊应用电路的用户接口位于应用插件3(应用)。

根据本实用新型，小功率变频器包括例如三个不同的电路板(电路插件)，其中，可以使用不同的制造技术，并且其可以以不同的方式设置。本实用新型的插件组合特点如下：

1、功率插件1，其载有变频器(总线桥、负载桥及它们的控制电路，直流电压中间电路和需要的连接器)的功率级。该插件不管用户应用而保持相同，该插件的尺寸以及位于其上的部件都仅取决于向电动机传输的功率。该插件通常由4层技术实现。

2、过滤器插件2，其含有用于抑制高频干涉进入供电网络的部件(电感器、电容器)。该插件通常利用仅在一面镀铜的电路板而实现。如果希望，可以在同一电路板上设置以实现针对不同的形式的设置选件，例如做成不具有滤波器部件的馈通插件或具有熔断器的接口插件(接口/滤波器电路板)。