(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222101443.2 (22)申请日 2022.08.11 (73)专利权人 中国铁路 设计集团有限公司 地址 300308 天津市滨 海新区自贸试验区 （空港经济区） 东七道109号 专利权人 西安爱科赛博电气股份有限公司 (72)发明人 卫拓　张弛　张力锋　冉迪　 李宏刚　毕娟娟　 (74)专利代理 机构 天津市鼎和专利商标代理有 限公司 12101 专利代理师 张倩 (51)Int.Cl. H02M 1/00(2007.01) H05K 5/02(2006.01) H05K 7/20(2006.01)H05K 7/14(2006.01) (54)实用新型名称 一种高功率密度电源设备 (57)摘要 本实用新型公开了一种高功率密度电源设 备， 包括机架组件、 散热组件、 电路功能单元和密 封盖板组件； 机架组件内分为相互隔离的功率变 换区、 输入滤波区和控制辅源区， 功率变换区位 于机架组件中间， 输入滤波区和控制辅源区分别 位于机架组件左右两侧； 散热 组件包括散热翅片 和冷却风机模块， 散热翅片位于功率变换区中 间， 功率变换区分为上下两部分， 冷却风机模块 安装在机架组件的前侧、 且对应散热翅片位置； 电路功能单元包括功率变换模块， 上下两部分的 功率变换模块背对背安装， 使上下两部分的功率 变换模块共用散热组件。 本实用新型结构设计合 理紧凑， 散热效率高， 具有足够的抗震抗冲击功 能， 良好的防盐雾、 防霉菌和防潮湿功能， 重量 轻。 权利要求书1页 说明书5页 附图6页 CN 217406394 U 2022.09.09 CN 217406394 U 1.一种高功率密度电源设备， 其特征在于， 包括机架组件、 散热组件、 电路功能单元和 密封盖板组件； 所述机架组件内分为相互隔离的功率变换区、 输入滤波区和控制辅源区， 所述功率变 换区位于 机架组件的中间， 所述输入滤波区和控制辅源区分别位于 机架组件的左右两侧； 所述散热组件包括散热翅片和冷却风机模块， 所述散热翅片位于所述功率变换区的中 间， 将所述功率变换区分为上下两部 分， 所述散热翅片与机架组件一体成型， 所述冷却风机 模块安装在所述机架组件的前侧、 且对应散热翅片位置， 在所述密封盖板组件的后侧 开设 有与散热翅片对应的散热口； 所述电路功能单元包括功率变换模块， 所述功率变换模块分别安装在功率变换区的上 下两部分内， 且所述功率变换区上下两部分的功率变换模块背对背安装， 使上下两部分的 功率变换模块共用所述散热组件。 2.根据权利要求1所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述输入滤波区、 控制辅 源区和功率变换区通过机架组件的两个立板进行分隔， 两个立板与密封盖板组件围成三个 腔体， 使三个腔体与设备外 部环境密闭隔离 。 3.根据权利要求2所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述机架 组件包括机架一 和机架二， 所述机架二安装于机架一的功率变换区内， 所述机架二的前侧 面与机架一的前 侧面内璧紧密连接， 机架二的左右两侧 面和机架一的两个立板内璧紧密连接， 使得机架一 与机架二之间形成一个从前到后的密闭散热风道。 4.根据权利要求3所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述散热翅片分为翅片一 和翅片二， 所述翅片一一体成型于机架 一上， 所述翅片二一体成型于机架二上， 所述翅片一 和翅片二上 下对合。 5.根据权利要求3所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述功率变换区的上下两 部分分别水平安装多个功率变换模块， 上部分的功率变换模块安装在机架二上， 下部分的 功率变换模块安装在机架一上， 功 率变换模块上下两两通过穿过位于侧边穿线通道的汇流 排进行并联， 再总汇并联在一 起。 6.根据权利要求2所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 两个所述立板与密封盖板 组件的接触部位均加装导电密封 橡胶条。 7.根据权利要求1所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述机架组件采用6061 ‑ T6铝合金加工而成。 8.根据权利要求1所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述电路功能单元还包括 输入滤波模块、 控制模块， 辅助电源模块， 母板模块、 输出接口模块， 所述输入滤波模块安装 在输入滤波区， 所述控制模块、 辅助电源模块、 母板模块和输出接口模块安装在控制辅源 区。 9.根据权利要求1所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述密封盖板组件包括上 盖板、 下盖板、 左盖板、 右盖板、 防护板和后盖板， 所述上盖板、 下盖板、 左盖板、 右盖板、 防护 板、 后盖板上在与机架组件接触部位均设置有导电密封 橡胶条。 10.根据权利要求1所述的高功率密度电源设备， 其特征在于， 所述机架 组件、 密封盖板 组件的表面均依次涂覆有锌黄丙烯酸聚氨酯底漆层和氟聚氨酯磁 漆面漆层。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 217406394 U 2一种高功率密 度电源设备 技术领域 [0001]本实用新型属于电源设备技 术领域， 特别是 涉及一种高功率密度电源设备。 背景技术 [0002]随着电源设备的广泛应用， 对其环境适应性、 功率体积比和功率重量比的要求也 越来越高。 在一些特殊领域， 要求电源设备具备适应高温、 低温、 湿热、 霉菌、 盐雾、 振动、 冲 击、 以及电磁干扰等恶劣环境条件， 同时应具有高可靠性， 高功率密度。 当电源设备的电路 拓扑和主要元器件设计、 选型确定后， 提高其环境适应性和功率密度则主要通过电源设备 的结构设计来实现。 [0003]电源设备的环境适应性涉及到热设计、 抗振动冲击设计、 腐蚀防护设计、 电磁 兼容 设计、 电子装联设计、 机械设计等专业技术， 为了保证电源设备具有良好的环境适应性， 需 要针对每种环境条件采取具体性措施， 高温环境需要对电源设备采取散热措施， 低温环境 需要选择合适的材料， 湿热、 霉菌和盐雾环境需要选择合适的材料及做表面涂层处理或采 取密封处理， 振动、 冲击环境需要选择机械性能好的材料并采取加固措施。 现有技术中， 针 对每单个环境条件， 目前都有相应的解决方案， 但要同时适应所有环境条件且做到高功率 密度还存在很大难度。 [0004]现有的解决方案中， 当侧重于湿热、 霉菌和盐雾环境适应性时， 将电源设备机箱设 计成密闭结构形式； 当需要电源设备功率大需对功率器件进行散热处理时， 将功率器件安 装在散热器上， 散热器翅片露于机箱之外； 当功率器件数量较多需要较大 的散热器表面积 时， 相应地增加机箱尺 寸和重量； 同时， 当为适应振动冲击环境， 对机箱壳体采取加固措施， 增加壁面厚度和 加强筋， 但也使重量增 加。 [0005]当侧重于提高功率密度时， 尽可能减轻机箱尺寸和重量， 但又导致机箱强度变弱 难以适应振动冲击环境， 也难以做到 机箱密封使产品适应 湿热、 霉菌和盐雾环境。 实用新型内容 [0006]本实用新型为解决现有技术存在的问题， 提供了一种高功率密度电源设备， 该电 源设备可同时解决恶劣环境 适应性和提高功率密度的问题。 [0007]本实用新型是这样实现的， 一种高功率密度电源设备， 包括机架组件、 散热组件、 电路功能单 元和密封 盖板组件； [0008]所述机架组件内分为相互隔离 的功率变换区、 输入滤波区和控制辅源区， 所述功 率变换区位于机架组件的中间， 所述输入滤波区和控制辅源区分别位于机架组件的左右两 侧； [0009]所述散热组件包括散热翅片和冷却风机模块， 所述散热翅片位于所述功率变换区 的中间， 将所述功 率变换区分为上下两部 分， 所述散热翅片与机架组件一体成型， 所述冷却 风机模块安装在所述机架组件的前侧、 且对应散热翅片位置， 在所述密封盖板组件的后侧 开设有与散热翅片对应的散热口；说　明　书 1/5 页 3 CN 217406394 U 3