CN209223357U - 焊接电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接电源，其包括机箱、以及置于机箱内部的整流半导体器件、逆变半导体器件、逆变变压器、电抗器和散热装置；散热装置包括一个散热板，在散热板的一侧表面安装有整流半导体器件和电抗器，在散热板的另一侧表面安装有逆变半导体器件和逆变变压器；在散热板的内部设有一用于将散热板的热量带走的冷却水路。本实用新型将以前安装在散热片上的功率半导体器件、安装于底板上的逆变变压器、电抗器都能集成安装在散热板上，可大幅度提升焊接电源的散热能力，且散热效果不受环境的影响，延长焊接电源的使用寿命、提高焊接电源的使用率。此外，焊接电源的结构优化，体积小型化。

Description

焊接电源

技术领域

本实用新型属于焊接技术领域，尤其涉及一种焊接电源。

背景技术

现有技术中提供了一种焊接电源，包括机箱101、整流半导体器件102(整流桥、二极管)、逆变半导体器件103(IGBT)、逆变变压器104、电抗器105以及散热装置等。

其中，散热装置主要包括风机106、整流散热片107和逆变散热片108等部件。

上述焊接电源按照如图1和图2所示的方式进行布置，其中：

风机106安装在机箱101的后板上；

整流散热片107和逆变散热片108(带有散热鳍片)竖向安装于风机106的前侧；

整流半导体器件102安装于整流散热片107上；

逆变半导体器件103安装于逆变散热片108上；

逆变变压器104和电抗器105安装于整流散热片107和逆变散热片108的前侧。

上述散热装置的工作原理为：风机106在工作时为水平吹风，同时为整流散热片107、逆变散热片108、逆变变压器104和电抗器105等主要部品进行散热。

然而，现有技术中的焊接电源存在以下技术问题：

1.仅仅通过风机106进行散热的方式，散热效果差，容易引起整流半导体器件102、逆变半导体器件103、逆变变压器104、电抗器105等部品升温过快；

而上述部品升温过快，容易缩短焊接电源的使用寿命，同时限制了焊接电源的使用率(例如使用率60％的话，使用周期10min内需要中间有4min的间歇时间)。

2.整流散热片107和逆变散热片108均带有散热鳍片，容易附着作业环境中的油污、粉尘，导致散热性能变差，进一步影响焊接电源的使用寿命。

3.整流散热片107和逆变散热片108体积较大，而且传统的逆变变压器104、电抗器105体积也较大，使得机箱101体积增大，从而导致了焊接电源的体积庞大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种焊接电源，以提高焊接电源内主要部品的散热效果。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种焊接电源，包括机箱、以及置于机箱内部的整流半导体器件、逆变半导体器件、逆变变压器、电抗器和散热装置；

散热装置包括一个散热板，在散热板的一侧表面安装有整流半导体器件和电抗器，在散热板的另一侧表面安装有逆变半导体器件和逆变变压器；

在散热板的内部设有一用于将散热板的热量带走的冷却水路。

优选地，散热板竖向安装于机箱的内部。

优选地，散热板包括一块厚板和一块薄板，其中，冷却水路设置于厚板的一侧表面上；

薄板覆盖在冷却水路上且与厚板连接。

优选地，厚板与薄板之间采用钎焊连接。

优选地，冷却水路为在厚板表面上设置的冷却水槽；

冷却水槽的进水口和出水口位于厚板的同一端部或者不同端部。

优选地，冷却水路采用蛇形盘管结构。

优选地，散热板是由铜板或铝板制成的。

优选地，逆变变压器采用平面逆变变压器，电抗器采用平面电抗器。

优选地，机箱的后侧板上还安装有风机，风机的吹风方向朝向机箱的前侧板；

在机箱的前侧板上设有出风孔；

散热板位于风机的前侧，且位于风机的中部位置。

优选地，机箱的内部还设有一个横向隔板；其中：

整流半导体器件、逆变半导体器件、逆变变压器、电抗器和散热装置均位于横向隔板的下方空间，在横向隔板的上方空间设有控制电路板；

散热板的上部安装于横向隔板上，下部安装于机箱的底板上。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型采用一个具有水冷式结构的散热板，然后将整流半导体器件、逆变半导体器件、逆变变压器、电抗器等主要发热部品均设置于散热板的表面上，通过循环式冷却水可以迅速带走散热板表面的热量，能够有效提高机箱内主要发热部品的散热效果。

附图说明

图1为现有技术中焊接电源的右视图；

图2为现有技术中焊接电源的左视图；

图3为本实用新型实施例中焊接电源的右视图；

图4为本实用新型实施例中焊接电源的左视图；

图5为本实用新型实施例中焊接电源的后视图；

图6为本实用新型实施例中焊接电源(去除了机箱的后侧板)的后视图；

图7为本实用新型实施例中散热板的结构示意图；

图8为本实用新型实施例中散热板的侧视图；

其中，101-机箱，102-整流半导体器件，103-逆变半导体器件，104-逆变变压器，105-电抗器，106-风机，107-整流散热片，108-逆变散热片；

1-机箱，2-整流半导体器件，3-逆变半导体器件，4-逆变变压器，5-电抗器，6-横向隔板，7-散热板，8-冷却水路，9-厚板，10-薄板，11-进水口，12-出水口，13-风机。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

结合图3至图6所示，一种焊接电源，包括机箱1、以及置于机箱1内部的整流半导体器件2、逆变半导体器件3、逆变变压器4、电抗器5和散热装置等主要部品。

在机箱1内部还设有一个横向隔板6，其中，整流半导体器件2、逆变半导体器件3、逆变变压器4、电抗器5和散热装置等主要部品位于横向隔板6的下方空间。

由于整流半导体器件2、逆变半导体器件3、逆变变压器4、电抗器5为焊接电源的主要发热部品，因此，本实用新型主要需要解决这些部品的散热问题即可。

横向隔板6的上方空间用于放置控制电路板(未示出)，以便对焊接电源进行控制。

本实施例中散热装置采用水冷式结构的散热装置，即利用循环冷却水路，将以上发热部品产生的热量直接带走，其散热效果明显优于风冷散热式结构。

由于水冷式结构可以直接带走功率半导体器件产生的热量，因此，功率半导体器件的散热不受使用环境的影响，间接的提高了功率半导体器件的可靠性、及使用寿命。

如图3和图4所示，散热装置包括一个散热板7，在散热板7的一侧表面安装有整流半导体器件2和电抗器5，在散热板的另一侧表面安装有逆变半导体器件3和逆变变压器4。

在散热板7的内部设有一冷却水路8，用于将散热板7的热量带走。

由于本实施例中功率半导体器件、逆变变压器、电抗器都能集成安装在散热板7上，因此，各个发热部品散发的热量能够快速通过散热板7转移到机箱1外侧。

本实施例提高了机箱1内主要发热部品的散热效果，避免发热部品升温过快，延长了焊接电源的使用寿命，同时提高了焊接电源的使用率。

经过实验证明，焊接电源的使用率可以提高至70％以上，即：

使用周期10min内只需要中间不到3min的间歇时间。

由于散热板7的两面均能用，相比传统两块散热片的结构大幅节省所占用的空间。

此外，为了适应单个散热板7的结构，本实施例中逆变变压器4采用平面逆变变压器，电抗器5采用平面电抗器，减小了体积，利于焊接电源的小型化设计。

其中，上述平面逆变变压器和平面电抗器均为本领域的成熟部件。例如：

目前基于平面磁性元件设计的平面变压器、电抗器很多已经量产上市，功率、频率可选的范围也很广，完全可以替换现用的传统类型的绕线变压器和电抗器。

平面变压器、电抗器在底面涂布导热脂后安装于散热板7上散热效果更佳。

散热板7为竖向安装，其上部可以通过螺栓等方式安装于横向隔板6上，散热板7的下部可以通过螺栓等方式安装于机箱1的底板上，以保证散热板7的稳固性。

为了提高散热效果，本实施例中散热板7例如可以是由铜板或铝板制成的。

如图7和图8所示，本实施例中的散热板7具有如下结构形式，即：

散热板7包括一块厚板9和一块薄板10，冷却水路8设置于厚板的一侧表面上。

为了实现对散热板7上安装部件的充分散热，冷却水路8宜采用蛇形盘管结构，由于冷却水路8在散热板7内折返的次数较多，距离较长，因而可以提高散热效果。

薄板10覆盖在冷却水路8上，并且该薄板10还与厚板9连接。其连接方式例如可以通过在二者的边缘之间设置密封圈并通过螺栓固定的方式实现。

优选地，厚板9与薄板10之间采用钎焊连接，密封效果好，制作工艺简单。

具体的，本实施例中冷却水路8为在厚板9表面上设置的冷却水槽，其中：

冷却水槽的进水口11和出水口12位于厚板9的不同端部。

优选地，冷却水槽的进水口11和出水口12位于厚板9的同一端部，如图6所示。在图6中示出的进水口11和出水口12均位于厚板的后端部。

下面具体介绍散热板7的成型工艺：

首先是散热板7的设计，根据不同的机型以及箱体结构可以设计成不同的形状。

冷却水路8也可以根据安装的散热部品进行设计。将冷却水路8设计在发热部品最热的位置，进行精准散热。同时，冷却水路8需要避开部品的安装螺丝孔。

散热板7是由一薄一厚两块铜板或铝板构成，在厚板上机加工出冷却水槽，然后将厚、薄板钎焊到一起，通过机加工铣出需要的平面度以及粗糙度，之后机加工各种固定螺丝孔(螺丝孔用于安装整流半导体器件2、逆变半导体器件3、逆变变压器4、电抗器5等部品)。

在机箱1的外侧设有循环水设备(未示出)，用于向冷却水路8提供冷却水。具体的，冷却水从进水口11进入冷却水路8，然后经由出水口12流出。

本实施例中还可以在机箱1的后侧板上设置风机13，用于辅助散热降温，如图3和图4所示。风机13的吹风方向朝向机箱1的前侧板，采用水平吹风方式。

在机箱1的前侧板上设有出风孔(未示出)，用于将热量及时带走。

散热板7位于风机13的前侧，且位于风机13的中部位置，使得风机13在水平吹风时，能够同时吹到散热板7两侧表面的发热部品，散热效果更加均匀。

本实用新型通过将以前安装在散热片上的功率半导体器件、安装于底板上的逆变变压器、电抗器都能集成安装在(水冷式)散热板7上，这样焊接电源内部所有的高温发热部品均能利用冷却循环水和循环风构成的散热系统，实现更有效的散热冷却。

本实用新型可大幅度提升焊接电源的散热能力，且散热效果不受环境的影响，延长焊接电源的使用寿命、提高焊接电源的使用率。此外，本实用新型还利用了散热板7、平面逆变变压器、平面电抗器等部件，使焊接电源的结构得到明显优化，体积小型化。

当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (10)

1.一种焊接电源，包括机箱、以及置于所述机箱内部的整流半导体器件、逆变半导体器件、逆变变压器、电抗器和散热装置；其特征在于，

所述散热装置包括一个散热板，在散热板的一侧表面安装有所述整流半导体器件和电抗器，在散热板的另一侧表面安装有所述逆变半导体器件和逆变变压器；

在所述散热板的内部设有一用于将所述散热板的热量带走的冷却水路。

2.根据权利要求1所述的焊接电源，其特征在于，

所述散热板竖向安装于机箱的内部。

3.根据权利要求1所述的焊接电源，其特征在于，

所述散热板包括一块厚板和一块薄板，其中，冷却水路设置于所述厚板的一侧表面上；

所述薄板覆盖在所述冷却水路上且与所述厚板连接。

4.根据权利要求3所述的焊接电源，其特征在于，

所述厚板与所述薄板之间采用钎焊连接。

5.根据权利要求3所述的焊接电源，其特征在于，

所述冷却水路为在所述厚板表面上设置的冷却水槽；

冷却水槽的进水口和出水口位于所述厚板的同一端部或者不同端部。

6.根据权利要求1、3或5所述的焊接电源，其特征在于，

所述冷却水路采用蛇形盘管结构。

7.根据权利要求1所述的焊接电源，其特征在于，

所述散热板是由铜板或铝板制成的。

8.根据权利要求1所述的焊接电源，其特征在于，

所述逆变变压器采用平面逆变变压器，所述电抗器采用平面电抗器。

9.根据权利要求2所述的焊接电源，其特征在于，

所述机箱的后侧板上还安装有风机，风机的吹风方向朝向机箱的前侧板；

在机箱的前侧板上设有出风孔；

所述散热板位于风机的前侧，且位于所述风机的中部位置。

10.根据权利要求9所述的焊接电源，其特征在于，

所述机箱的内部还设有一个横向隔板；其中：

整流半导体器件、逆变半导体器件、逆变变压器、电抗器和散热装置均位于横向隔板的下方空间，在横向隔板的上方空间设有控制电路板；

散热板的上部安装于横向隔板上，下部安装于机箱的底板上。