УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ ТОК

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при разработке изделий, имеющих минимальные размеры и вес при заданной мощности преобразования электрической энергии, например, сварочных аппаратах.
Известно устройство для преобразования напряжения переменного тока в постоянное, содержащее корпус, разделенный вертикальной перегородкой на два отсека, в первом из которых горизонтально относительно дна закреплена установочная плата. Первый из двух вентиляторов встроен в выполненное в первой торцевой стенке корпуса отверстие, совмещенное с входом трубообразного герметичного относительно корпуса радиатора, установленного на плате. Второй вентилятор встроен в вертикальную перегородку и предназначен для циркуляции хладагента в первом отсеке по замкнутому циклу.(1).
Недостатком известного устройства является относительный перегрев радиоэлементов установленных на плате и не закрепленных на трубообразном радиаторе, что приводит к уменьшению надежности устройства.
Наиболее близким к данной полезной модели является устройство для преобразования переменного тока в постоянное, содержащее блок для охлаждения электронных приборов, включающий в себя радиатор с ребрами, образующими его внутренние каналы, наружная поверхность которого служит для прикрепления охлаждаемых полупроводниковых приборов и вентилятор, соединенный с радиатором, предназначенным для нагнетания хладагента в его внутренние каналы, крыльчатка которого размещена относительно радиатора на расстоянии А=0,2 Д, где Д - диаметр центральной конструктивной части радиатора (2).
Недостатком известного устройства так же является относительный перегрев радиоэлементов установленных на плате, что приводит к снижению надежности устройства.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании полезной модели, заключается в повышении надежности работы путем увеличения эффективности охлаждения всех элементов устройства.
Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для преобразования напряжения сети переменного тока в постоянный ток, содержащем радиатор ребрами, образующими его внутренние каналы, боковая поверхность которого служит для прикрепления охлаждаемых полупроводниковых приборов, и первый вентилятор, соединенный с радиатором герметично с зазором, равным А=0,2 Д, где Д - диаметр центральной конструктивной части радиатора, причем первый вентилятор установлен на
первой торцевой стенке корпуса, в противоположной торцевой стенке которого выполнено отверстие для выхода потока хладагента, при этом на первой торцевой стенке корпуса установлен второй вентилятор, образующий с корпусом трубу, направляющую поток хладагента на радиоэлементы, расположенные на установочной плате. В зазоре между радиатором и первым вентилятором перпендикулярно направлению закручивания потока хладагента установлена перегородка, а охлаждаемые элементы расположены на установочной плате с максимальной для их охлаждения эффективностью.
На чертеже представлена конструктивная схема устройства. Устройство содержит радиатор 1 с ребрами, образующими его внутренние каналы, боковая поверхность которого служит для прикрепления охлаждаемых полупроводниковых приборов. Вентилятор 2, соединен с радиатором 1 герметично с зазором, равным А=0,2 Д, где Д - диаметр центральной конструктивной части радиатора. Вентиляторы 2 и 3 установлены на первой торцевой стенке корпуса 4, в противоположной торцевой стенке которого выполнено отверстие для выхода потока хладагента. Второй вентилятор 3, образует с корпусом 4 трубу, направляющую поток хладагента на радиоэлементы, расположенные на установочной плате. В зазоре между радиатором 1 и первым вентилятором 2 установлена перегородка 5 перпендикулярно направлению закручивания потока хладагента.
В устройстве используется принцип дозированного направления потоков хладагента к изделиям, требующим интенсивного охлаждения. В случае применения радиаторов в изделии они объединяются в трубу с герметично закрепленным на ее торцевой части нагнетающем вентиляторе, который, в свою очередь, закреплен на внешней стенке корпуса прибора, что обеспечивает забор хладагента из окружающей среды.
При герметичном закреплении вентилятора на торцевой части трубы радиаторов между вентилятором и ребрами радиаторов установлен зазор, величина которого определяется конструкцией вентилятора, а именно - соотношением между внешним и внутренними диаметрами конструктивных элементов вентилятора.
В случае, когда элементы конструкции установлены не на радиаторе, а на установочной плате, в качестве направляющего потока хладагента используется корпус прибора, причем поток хладагента нагнетается вентилятором, установленным на торцевой стороне охватывающей охлаждаемые элементы трубы, роль которой исполняет корпус прибора. При этом труба радиатора может быть установлена внутри корпуса, и в этом случае она будет охлаждаться снаружи вторым потоком хладагента, действующим внутри корпуса
Для еще большего эффекта теплообмена охлаждаемые элементы расположены на плате и пространстве таким образом, что последовательно расположенные в направлении потока хладагента радиоэлементы рассекают и направляют поток хладагента на последующие элементы с максимально возможной эффективностью. Элементы расположены в потоке хладагента с учетом их предельной рабочей температуры и увеличении температуры хладагента по мере его продвижения по образующей поток хладагента трубе радиатора и корпуса.
Для дополнительного улучшения системы охлаждения устройства в зазоре между торцом радиатора и крыльчаткой вентилятора установлена перегородка 5, перегораживающая этот зазор перпендикулярно направлению вращения лопастей вентилятора 2. Перегородка препятствует закручиванию потока хладагента в направлении вращения лопастей вентилятора. Закручивание потока хладагента снижает величину избыточного давления, вырабатываемого вентилятором и, тем самым, скорость истечения потока хладагента. Снижение скорости потока хладагента, соответственно, уменьшает съем тепла с ребер радиатора.
Введение перегородки значительно (на 20-30%) повышает эффективность системы охлаждения устройства.
Устройство работает следующим образом.
Вентилятор 2 нагнетает поток хладагента (воздуха) во внутренние каналы радиатора 1. Тепло, выделяемое полупроводниковыми приборами, установленными на радиаторе, передается на его ребра и, посредством соприкосновения, потоку охлаждающего воздуха. Перегородка 5 обеспечивает ламинарность потока хладагента, предотвращая его закручивание, а расстояние А - равномерное распределение потока хладагента по внутренней поверхности радиатора 1. Второй вентилятор 3 нагнетает поток хладагента внутрь корпуса 4, охлаждая установленные внутри корпуса элементы и внешнюю поверхность трубы радиатора 1. Корпус устройства направляет поток хладагента для наилучшего охлаждения элементов, расположенных на установочной плате. Элементы установлены на плате специальным образом, способствующим перераспределению потока хладагента между ними для лучшего охлаждения.
Установка трубы радиатора внутри трубы корпуса прибора и установка герметично закрепленных вентиляторов на внешней стенке корпуса и торцевой поверхности трубы радиатора позволяет эффективно охлаждать одновременно элементы, установленные на радиаторе, вне радиатора и, также внешнюю поверхность трубы радиатора одновременно, что значительно увеличивает эффективность охлаждения и, следовательно, повышает надежность работы.
Устройство может найти широкое применение при производстве источников электропитания широкого назначения, например, для сварочных аппаратов.
Источники информации.
1. Патент RU 2133561 1999 C1.
2. Патент RU 2012098 1994.