一种安装在印制线路板上的水冷电感模块的安装方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种安装在印制线路板上的水冷电感模块的安装方法及其应用，包括相对设置且对应扣合形成空腔的底座和上盖，设置在空腔内的树脂灌封电感，设置在空腔两端的端盖以及水冷管；其中，树脂灌封电感两端分别设置有电感引出线并自空腔穿出，底座的两侧一体地对称设置有开口向上的U形槽，水冷管固定设置在U形槽内。本发明专利技术的水冷电感模块将电感、水冷管和散热片集成在一起，在缩小水冷电感模块体积的同时保证了良好的散热效率；能够安装在印制线路板(PCB)上，满足高功率密度电力电子变换设备的使用需求；主体分为底座和上盖两部分，拆装方便，便于树脂灌封电感的维修与更换；使用时能够实现多个串联使用，满足高功率的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种安装在印制线路板上的水冷电感模块的安装方法及其应用
本专利技术涉及电力电子领域使用的功率水冷电感，具体涉及一种安装在印制线路板(以下简称PCB)上的大功率水冷电感模块的安装方法及其应用。
技术介绍
电感是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件，能够把电能转化为磁能而存储，是电子电路中常用的元器件之一，结构与变压器类似，但只有一个绕组。主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路，在电力电子领域常应用于升压、降压、功率因数校正及逆变输出滤波等电路中。目前常用的大功率电感多采用强制对流冷却或者自然对流冷却的方式，为保证散热效率通常体积较大，且功能单一，不利于在密闭空间中的使用，不能满足电力电子变换设备功率密度进一步提升的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种安装在印制线路板(PCB)上的水冷电感模块，能够在增强电感散热效率的同时缩小电感体积，满足电力电子变换电路中功率器件的散热需求，同时可实现在印制线路板(PCB)上安装，满足高功率密度电力电子变换设备的使用需求。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种安装在印制线路板上的水冷电感模块，包括相对设置且对应扣合形成空腔的底座和上盖，设置在所述的空腔内的树脂灌封电感，设置在所述的空腔两端的端盖，以及水冷管；其中，所述的树脂灌封电感两端分别设置有电感引出线并自空腔穿出，所述底座的两侧一体地对称设置有开口向上的U形槽，所述水冷管固定设置在U形槽内。在上述技术方案中，所述U形槽靠近树脂灌封电感侧的侧壁高度小于远离树脂灌封电感侧的侧壁高度，远离树脂灌封电感侧的侧壁固定连接有用于固定水冷管的固定块。在上述技术方案中，所述的U形槽的长度大于底座的长度。在上述技术方案中，所述水冷管的形状为U形，两侧平直管体分别放置在所述的U形槽内。在上述技术方案中，所述U形槽的一端或者两端开设有便于引出导线的出线槽。在上述技术方案中，所述水冷管的材质为纯铜或者铝合金。在上述技术方案中，所述固定块与U形槽远离底座的侧壁之间、上盖与底座之间、端盖顶端与上盖之间以及端盖底端与底座之间通过螺钉连接。在上述技术方案中，所述底座的底面开设有用于将水冷模块安装在PCB板上的固定孔。在上述技术方案中，所述U形槽的外壁固定设置有陶瓷材质的散热片，所述的散热片上固定设置有功率器件或者所述的散热片与功率器件相接触。在上述技术方案中，所述的散热片为长方形薄片结构并沿U形槽的外壁均匀排列。在上述技术方案中，所述的上盖与底座接触的接触面上设置有凸缘，所述底座上设置有与上述凸缘相对应的凹槽。在上述技术方案中，所述底座和上盖之间形成的空腔与树脂灌封电感表面紧密贴合且无明显缝隙。在上述技术方案中，所述的固定块、水冷管和U形槽之间紧密贴合且无明显缝隙。本专利技术的一种安装在印制线路板上的水冷电感模块的安装方法包括以下步骤：1)将所述树脂灌封电感放置在底座和上盖形成的空腔内并将电感引出线引出；2)在散热片正反两面均匀涂敷导热硅脂后安装固定于所述U形槽的外壁上，将功率器件安装在散热片上或者安装在散热片周围并使其与散热片接触；3)将水冷电感模块安装到PCB板上，在水冷管表面均匀涂敷导热硅脂后将其放置于U形槽内并利用固定块固定，最后将电感引出线和功率器件连接在PCB板的接线端子上。一种安装在印制线路板上的水冷电感模块在电力电子变换电路中的应用，能够满足电力电子变换电路中功率器件的散热需求，且可实现PCB安装，满足高功率密度电力电子变换设备的使用需求，在应用中将30kVA变频器的体积缩小为650-700mm*400-450mm*150-200mm。本专利技术的优点和有益效果为：(1)本专利技术的水冷电感模块将电感、水冷管和散热片集成在一起，在缩小水冷电感模块体积的同时保证了良好的散热效率。(2)本专利技术的水冷电感模块能够安装在印制线路板(PCB)上，满足高功率密度电力电子变换设备的使用需求。(3)本专利技术的水冷电感模块的主体分为底座和上盖两部分，拆装方便，便于树脂灌封电感的维修与更换。(4)本专利技术的水冷电感模块在使用时能够实现多个串联使用，满足高功率的需求。(5)本专利技术的水冷电感模块的上盖与底座接触的接触面上设置有相匹配的凸缘和凹槽，提高了空腔的密封性，达到了水电隔离的目的。附图说明图1是本专利技术一种安装在印制线路板上的水冷电感模块的结构示意图。图2为图1的爆炸图。其中：1：底座，2：上盖，3：端盖，4：水冷管，5：固定块，6：树脂灌封电感，7：电感引出线，8：U形槽，9：散热片，10：出线槽。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式下面结合附图与具体的实施例对本专利技术作进一步详细描述。需要说明的是：下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本专利技术的保护范围。实施例一一种安装在印制线路板上的水冷电感模块，包括相对设置的底座1和上盖2，底座1和上盖2上分别对应形成有半圆形凹腔，对扣构成与圆柱形树脂灌封电感6对应的圆筒形空腔，树脂灌封电感6设置在空腔内，空腔两端为开放式设置，利用端盖3密封，上盖2和底座1之间夹持有纯铜制成的水冷管4且该水冷管4与空腔相互隔离，树脂灌封电感6两端设置的电感引出线7自端盖3穿出；所述水冷管4的形状为U形，U形两侧的平直管体分别通过固定块5固定，固定块5与底座1之间、上盖2与底座1之间、端盖3顶端与上盖2之间以及端盖3底端与底座1之间通过螺钉连接。水冷电感模块的主体分为底座1和上盖2两部分，拆装方便，便于树脂灌封电感6的维修与更换。所述底座1的底面开设有用于将水冷模块安装在PCB板上的固定孔(图中未显示)；底座1的外壁固定设置有陶瓷材质的散热片9，该散热片9用于传导相邻功率器件(如IGBT芯片)产生的热量，散热片9为长方形薄片结构，厚度为1mm，沿底座1的外壁均匀排列，为了保证功率器件的散热效果，散热片9在安装时正反面需要均匀涂敷导热硅脂。为了保证树脂灌封电感6的散热效果要确保底座1与上盖2的加工精度，装配后应无明显缝隙，使装配后圆柱形空腔的腔体密闭且与树脂灌封电感6良好贴合；为了保证水冷效果，要确保固定块5的加工精度，使得固定块5和水冷管4之间紧密贴合且无明显缝隙，同时在水冷管4安装时需要均匀涂敷导热硅脂。本专利技术的水冷电感模块将树脂灌封电感6、水冷管4和散热片9集成在一起，在缩小水冷电感模块体积的同时保证了良好的散热效率。一种安装在印制线路板上的水冷电感模块的安装方法：将所述树脂灌封电感6放置于所述底座1与上盖2之间的圆筒形空腔内，将电感引出线7从端盖3穿出并固定端盖3，使得底座1、上盖2与端盖3之间形成一个密闭且与树脂灌封电感6良好接触的密闭空间，在散热片9正反两面均匀涂敷导热硅脂后安装固定底座1的外壁上，将水冷电感模块安装到PCB板上，在水冷管4表面均匀涂敷导热硅脂后放置在底座1和上盖2之间并利用固定块5固定，最后将电感引出线7连接在PCB板的接线端子上。实施例二一种安装在印制线路板上的水冷电感模块，包括相对设置的底座1和上盖2，底座1和上盖2上分别对应形成有半圆形凹腔，对扣构成与圆柱形树脂灌封电感6对应的圆筒形空腔，树脂灌封电感6设置在空腔内，空腔一端为开放式设置，利用端盖3密封，另一端封闭设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：包括相对设置且对应扣合后形成空腔的底座和上盖，设置在所述的空腔内的树脂灌封电感，设置在所述的空腔两端的端盖，以及水冷管；其中，所述的树脂灌封电感两端分别设置有电感引出线并自空腔穿出，所述底座的两侧一体地对称设置有开口向上的U形槽，所述水冷管固定设置在U形槽内。

【技术特征摘要】
1.一种安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：包括相对设置且对应扣合后形成空腔的底座和上盖，设置在所述的空腔内的树脂灌封电感，设置在所述的空腔两端的端盖，以及水冷管；其中，所述的树脂灌封电感两端分别设置有电感引出线并自空腔穿出，所述底座的两侧一体地对称设置有开口向上的U形槽，所述水冷管固定设置在U形槽内。2.根据权利要求1所述的安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：所述U形槽靠近树脂灌封电感侧的侧壁高度小于远离树脂灌封电感侧的侧壁高度，远离树脂灌封电感侧的侧壁固定连接有用于固定水冷管的固定块。3.根据权利要求1所述的安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：所述的U形槽的长度大于底座的长度。4.根据权利要求1所述的安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：所述水冷管的形状为U形，两侧平直管体分别放置在所述的U形槽内。5.根据权利要求1所述的安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：所述U形槽的一端或者两端开设有便于引出导线的出线槽。6.根据权利要求1所述的安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：所述水冷管的材质为纯铜或者铝合金。7.根据权利要求2所述的安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：所述固定块与U形槽远离底座的侧壁之间、上盖与底座之间、端盖顶端与上盖之间以及端盖底端与底座之间通过螺钉连接。8.根据权利要求1所述的安装在印制线路板上的水冷电感模块，其特征在于：所述底座的底面开设有用于将水冷模块安...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志为，王伟强，张苒，高恒，傅隽，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：发明
国别省市：天津,12