DE202008017961U1

DE202008017961U1 - inverter

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Publication number: DE202008017961U1
Application number: DE202008017961U
Authority: DE
Original assignee: Fronius International GmbH
Current assignee: Fronius International GmbH
Priority date: 2007-05-16
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2018-03-28
Also published as: AT505508B1; AT505508A1; DE102008015813A1

Abstract

Wechselrichter (1) mit in einem Gehäuse (2) untergebrachten elektronischen Komponenten (3) und einer Einrichtung (7) zur Kühlung der elektronischen Komponenten (3) mittels eines Kühlmediums, wobei zumindest ein als Hohlprofil (10) zur Bildung eines Kühlkanals (11) ausgebildeter Kühlkörper (6) vorgesehen ist, an dessen Außenseite die zu kühlenden elektronischen Komponenten (3) anordenbar sind, und welcher Kühlkörper (6) zur Durchströmung mit dem Kühlmedium mit der Kühleinrichtung (7) verbunden ist, und die Kühleinrichtung (7) mit einer Einlassöffnung (8) für das Kühlmedium verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (8) an der Rückseite des Gehäuses (2) angeordnet, die Kühleinrichtung (7) durch einen Radiallüfter gebildet und zwischen dem als Hohlkörper (10) ausgebildeten Kühlkörper (6) und der Kühleinrichtung (7) ein Dichtungselement (23) angeordnet ist.Inverter (1) having electronic components (3) accommodated in a housing (2) and means (7) for cooling the electronic components (3) by means of a cooling medium, at least one hollow profile (10) being used to form a cooling channel (11). formed heat sink (6) is provided, on the outside of which the electronic components to be cooled (3) can be arranged, and which heat sink (6) is connected to the flow with the cooling medium with the cooling device (7), and the cooling device (7) with a Inlet opening (8) for the cooling medium is connected, characterized in that the inlet opening (8) arranged at the back of the housing (2), the cooling device (7) formed by a radial fan and between the hollow body (10) formed heat sink (6 ) and the cooling device (7), a sealing element (23) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter mit in einem Gehäuse untergebrachten elektronischen Komponenten und einer Einrichtung zur Kühlung der elektronischen Komponenten mittels eines Kühlmediums, wobei zumindest ein als Hohlprofil zur Bildung eines Kühlkanals ausgebildeter Kühlkörper vorgesehen ist, an dessen Außenseite die zu kühlenden elektronischen Komponenten anordenbar sind, und welcher Kühlkörper zur Durchströmung mit dem Kühlmedium mit der Kühleinrichtung verbunden ist, und die Kühleinrichtung mit einer Einlassöffnung für das Kühlmedium verbunden ist.The The invention relates to an inverter with in a housing housed electronic components and a device for cooling the electronic components by means of a cooling medium, wherein at least one as a hollow profile to form a cooling channel trained heat sink is provided at the Outside the electronic components to be cooled can be arranged, and which heat sink to flow through connected to the cooling medium with the cooling device is, and the cooling device with an inlet opening is connected for the cooling medium.

Wechselrichter dienen dazu die Gleichspannung einer Energiequelle, beispielsweise einer Batterie oder Solarzelle, in eine Wechselspannung umzuwandeln. Sogenannte Inselwechselrichter erzeugen aus dem Gleichstrom einer Batterie oder Solarzelle Wechselstrom, so dass es auch fernab vom Versorgungsnetz möglich ist, normale Haushaltsgeräte zu betreiben. Dank eines Inselwechselrichters kann auf die Anschaffung relativ teurer bzw. zum Teil nicht erhältlicher Geräte und auf eine teure und mit hohen Verlusten behaftete Leitung auf niedriger Gleichspannung von beispielsweise 12 oder 24 Volt verzichtet werden. Es können die üblichen für eine Wechselspannung von 230 Volt ausgelegten Geräte, wie z. B. Werkzeuge, Fernseher, Kühlschränke, Elektromotoren etc. verwendet werden. Derartige Inselwechselrichter werden beispielsweise im Campingbereich, auf Schiffen oder an abgelegenen Orten ohne 230 Volt Wechselspannungsversorgung eingesetzt.inverter serve to the DC voltage of an energy source, for example a battery or solar cell to convert into an AC voltage. So-called island inverters produce from the direct current one Battery or solar cell alternating current, so it also far from the Mains supply is possible, normal household appliances to operate. Thanks to an island inverter can on the purchase relatively expensive or sometimes not available devices and on an expensive and high-loss line on low DC voltage, for example, 12 or 24 volts omitted become. It can be the usual for an AC voltage from 230 volts designed devices, such as. Tools, televisions, Refrigerators, electric motors etc. are used. Such island inverters are used, for example, in the camping area, on ships or in remote locations without 230 Volt AC supply used.

Wechselrichter bestehen in der Regel aus einem Brückenwechselrichter, einem Transformator, einem Gleichrichter, einem Tiefsetzsteller mit einer Vollbrücke und einem Ausgangsfilter. Die elektronischen Komponenten des Wechselrichters sind üblicherweise in einem Gehäuse untergebracht, an dem neben Bedienungselementen und allenfalls einer Anzeige, die Anschlüsse für die Gleichspannungsquelle, insbesondere die Solarzelle, sowie für das Wechselspannungsnetz angeordnet sind. Die im Gehäuse des Wechselrichters untergebrachten, elektronischen Komponenten erzeugen Verlustwärme, welche mit geeigneten Kühleinrichtungen abgeführt werden muss, um eine hohe Lebensdauer der elektronischen Komponenten bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad zu erzielen.inverter usually consist of a bridge inverter, a transformer, a rectifier, a buck converter with a full bridge and an output filter. The electronic Components of the inverter are usually in one Housing housed, next to the operating elements and if necessary an ad, the connections for the DC voltage source, in particular the solar cell, and for the alternating voltage network are arranged. The in the case of the Inverter housed, produce electronic components Loss heat, which with suitable cooling devices must be dissipated to ensure a long life of the electronic Components while maintaining high efficiency.

Üblicherweise befinden sich im Gehäuse des Wechselrichters Öffnungen, über die Luft, allenfalls durch einen entsprechenden Lüfter unterstützt, über die zu kühlenden elektronischen Komponenten geführt wird. Nachteilig dabei ist, dass die elektronischen Komponenten des Wechselrichters durch die in der Luft enthaltenen Partikel verschmutzt werden, wodurch die Lebensdauer stark herabgesetzt wird oder eine regelmäßige Wartung oder Reinigung erforderlich wird. Werden an den vorgesehenen Lufteinlassöffnungen Filter angeordnet, kann zwar das Problem der Verschmutzung der elektronischen Komponenten reduziert werden, allerdings wird durch die steigende Verschmutzung eines solchen Filters die Kühlleistung reduziert, was wiederum einen regelmäßigen Tausch des Filters erfordert.Usually are located in the housing of the inverter openings, over the air, if necessary by a suitable fan supported, about the electronic to be cooled Components is performed. The disadvantage here is that the electronic components of the inverter by in the Contaminated air particles are polluted, causing the life is greatly reduced or regular Maintenance or cleaning is required. Be at the intended Although air inlet openings filter arranged, while the problem may be the pollution of the electronic components are reduced, However, due to the increasing pollution of such a filter the cooling capacity is reduced, which in turn is a regular Exchange of the filter requires.

Ein weiteres Problem stellt in der Luft enthaltene Feuchtigkeit dar, welche zu Ausfällen elektronischer Komponenten des Wechselrichters führen kann. Verstärkt wird dieses Problem dadurch, dass die Wechselrichter häufig im Außenbereich, beispielsweise an einer Hauswand unter den am Dach montierten Solarzellen, angeordnet sind.One another problem is moisture in the air, which leads to failures of electronic components of the inverter can lead. This problem is compounded by that the inverters are often outdoors, for example, on a house wall under the roof-mounted solar cells, are arranged.

Zur Verbesserung dieser Probleme beschreibt beispielsweise die DE 20 2004 009 926 U1 einen Wechselrichter, bei dem das Gehäuse durch eine Trennwand in zwei Teile unterteilt ist, wobei die zu kühlenden Komponenten bzw. die damit verbundenen Kühlkörper auf einer Seite der Trennwand, d. h. in einem Teil des Gehäuses, welches von der Kühlluft durchströmt ist, angeordnet sind. Die empfindlichen elektronischen Komponenten sind im anderen Teil des Gehäuses, welches nicht von der Kühlluft durchströmt wird und somit nicht so stark verschmutzt wird, angeordnet. Nachteilig bei einem derartigen Wechselrichter ist der erhöhte Montageaufwand, da die zu kühlenden Elemente in entsprechenden Öffnungen in der Trennwand angeordnet und mit anderen elektronischen Komponenten, beispielsweise über Kabel, verbunden werden müssen.To improve these problems, for example, describes the DE 20 2004 009 926 U1 an inverter in which the housing is divided by a partition into two parts, wherein the components to be cooled or the associated heat sink on one side of the partition, ie in a part of the housing, which is flowed through by the cooling air, are arranged. The sensitive electronic components are in the other part of the housing, which is not flowed through by the cooling air and thus is not so heavily polluted, arranged. A disadvantage of such an inverter is the increased installation effort, since the elements to be cooled must be arranged in corresponding openings in the partition wall and connected to other electronic components, for example via cables.

Die US 5 946 188 A zeigt einen Audioverstärker für die Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einer Kühleinrichtung der gegenständlichen Art, wobei zwei durch jeweils ein Hohlprofil gebildete Kühlkanäle parallel zueinander angeordnet sind und zwischen den Hohlprofilen ein Peltier-Element angeordnet ist.The US 5,946,188 A shows an audio amplifier for use in a motor vehicle with a cooling device of the subject type, wherein two cooling channels formed by a respective hollow profile are arranged parallel to each other and between the hollow profiles a Peltier element is arranged.

Die Umlenkung der Kühlluft von einem Kühlkanal zum anderen wird dabei nicht beschrieben. Es ist nicht ausgeschlossen, dass Teile der Elektronik durch die Kühlluft und die damit mitgeführten Schmutzpartikel verunreinigt werden.The Deflection of the cooling air from a cooling channel to others will not be described. It is not excluded that parts of the electronics through the cooling air and the so entrained dirt particles are contaminated.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines oben genannten Wechselrichters mit einer möglichst hohen Lebensdauer bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad. Der Montageaufwand und die zusätzlichen Kosten sollen möglichst gering sein. Der Wechselrichter soll insbesondere auch vor Luftfeuchtigkeit, sowie vorzugsweise auch Tropf- oder Spritzwasser geschützt sein und möglichst hohe diesbezügliche Schutzklassen erfüllen. Nachteile bekannter Wechselrichter sollen vermieden oder reduziert werden.The Object of the present invention is to provide a above inverter with the highest possible Lifetime with high efficiency. The installation effort and the additional costs should be as low as possible be. In particular, the inverter should also be protected against atmospheric moisture, and preferably also protected from dripping or splashing his and the highest possible protection classes fulfill. Disadvantages of known inverters should be avoided or reduced.

Gelöst wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch einen oben genannten Wechselrichter, bei dem die Einlassöffnung an der Rückseite des Gehäuses angeordnet, die Kühleinrichtung durch einen Radiallüfter gebildet und zwischen dem als Hohlkörper ausgebildeten Kühlkörper und der Kühleinrichtung ein Dichtungselement angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung sieht daher einen Kühlkörper vor, der zumindest einen Kühlkanal enthält, durch den das Kühlmedium strömt. Die empfindlichen elektronischen Komponenten werden an der Außenseite des Kühlkörpers montiert und kommen dadurch nicht mit dem Kühlmedium und allenfalls mitgeführten Schmutzpartikeln und mitgeführter Feuchtigkeit in Kontakt. Somit resultiert eine optimale Kühlung der elektronischen Komponenten des Wechselrichters und in der Folge eine hohe Lebensdauer bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad des Geräts. Um das Ansaugen von Schmutz und Feuchtigkeit zu reduzieren und auch das Aussehen des Gehäuses nicht zu beeinflussen, ist die Einlassöffnung an der Rückseite des Gehäuses angeordnet. Bei der Anordnung der Einlassöffnung an der Rückseite des Gehäuses eignet sich besonders ein Radiallüfter als Kühleinrichtung, der das Kühlmedium, insbesondere die Umgebungsluft, von der Rückseite des Gehäuses des Wechselrichters ansaugt und danach im Wesentlichen tangential in den Kühlkanal des Kühlkörpers einbläst. Um zu verhindern, dass das Kühlmedium und somit auch Schmutz und Feuchtigkeit aus dem als Hohlkörper ausgebildeten Kühlkörper ins Innere des Gehäuses des Wechselrichters austritt, ist zwischen dem Hohlkörper und der Kühleinrichtung ein entsprechend gestaltetes und vorzugsweise aus elastischem Material gebildetes Dichtungselement angeordnet. Als Kühlmedium kommt insbesondere die Umgebungsluft in Frage, es können theoretisch auch Kühlgase oder Kühlflüssigkeiten verwendet werden. Dadurch können Wechselrichter geschaffen werden, welche auch höhere Schutzklassen, wie z. B. die Schutzklasse IP41, IP44 und IP55 der europäischen Norm DIN EN 60529 bzw. entsprechende Normen anderer Länder, erfüllt werden, welche einen Schutz des Geräts gegen Tropfwasser und Spritzwasser vorschreibt.The object of the invention is achieved by an above-mentioned inverter in which the inlet opening is arranged on the rear side of the housing, the cooling device is formed by a radial fan and a sealing element is arranged between the heat sink formed as a hollow body and the cooling device. The present invention therefore provides a heat sink that contains at least one cooling channel through which the cooling medium flows. The sensitive electronic components are mounted on the outside of the heat sink and thus do not come in contact with the cooling medium and possibly entrained dirt particles and moisture entrained. This results in optimum cooling of the electronic components of the inverter and, as a result, a long service life with high efficiency of the device. In order to reduce the intake of dirt and moisture and also not to affect the appearance of the housing, the inlet opening is arranged at the rear of the housing. In the arrangement of the inlet opening at the rear of the housing, a radial fan is particularly suitable as a cooling device, which sucks the cooling medium, in particular the ambient air from the back of the housing of the inverter and then blows substantially tangentially into the cooling channel of the heat sink. In order to prevent the cooling medium and thus also dirt and moisture from emerging as a hollow body heat sink exits into the interior of the housing of the inverter, between the hollow body and the cooling means a correspondingly shaped and preferably formed of elastic material sealing element is arranged. As a cooling medium in particular the ambient air in question, it can theoretically also cooling gases or cooling liquids can be used. As a result, inverters can be created, which also higher protection classes, such. As the protection class IP41, IP44 and IP55 European Standard DIN EN 60529 or corresponding standards of other countries, are met, which requires a protection of the device against dripping water and splash water.

Für eine entsprechende Kühlwirkung sind im Kühlkanal des als Hohlprofil ausgebildeten Kühlkörpers Kühlrippen angeordnet. Durch diese Kühlrippen wird die Oberfläche des Kühlkanals erhöht und somit die Wärmeabgabe durch das durchströmende Kühlmedium verbessert. Theoretisch können auch an der Außenseite des als Hohlprofil ausgebildeten Kühlkörpers Kühlrippen zur Abstrahlung von Wärme angeordnet sein.For a corresponding cooling effect are in the cooling channel of the heat sink formed as a hollow profile cooling fins arranged. Through these cooling fins becomes the surface the cooling channel increases and thus the heat output improved by the flowing cooling medium. Theoretically, also on the outside of the formed as a hollow profile heat sink cooling fins be arranged for the emission of heat.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der als Hohlprofil ausgebildete Kühlkörper mit einer im Gehäuse angeordneten Auslassöffnung für das Kühlmedium verbunden ist. Der als Hohlprofil ausgebildete Kühlkörper kann dabei direkt bis zur Auslassöffnung des Gehäuses reichen oder über ein entsprechendes Verbindungsstück mit dieser verbunden werden. Dadurch wird gewährleistet, dass das Kühlmedium direkt vom Kühlkanal des Kühlkörpers durch die Auslassöffnung im Gehäuse nach außen abgeströmt wird, ohne ins Innere des Gehäuses des Wechselrichters zu gelangen.According to one Another feature of the invention is provided that the hollow profile formed heat sink with a housing arranged outlet opening for the cooling medium connected is. The designed as a hollow profile heatsink can reach directly to the outlet opening of the housing or via a corresponding connector be connected with this. This will ensure that the cooling medium directly from the cooling channel of the heat sink through the outlet opening in the housing to the outside is flowed out, without the inside of the housing of the inverter.

Die Auslassöffnung ist vorteilhafterweise an einer Seite des Gehäuses angeordnet. Dadurch bleibt die Vorderseite des Gehäuses für die Anordnung allfälliger Bedienungselemente, Anzeigen oder dgl. frei und es wird der optische Gesamteindruck durch die Auslassöffnung nicht gestört.The Outlet opening is advantageously on one side of the Housing arranged. This leaves the front of the Housing for the arrangement of any Controls, displays or the like. Free and it will be the optical Overall impression not disturbed by the outlet opening.

Wenn der als Hohlprofil ausgebildete Kühlkörper zur Auslassöffnung hin geneigt angeordnet ist, kann allfälliges, im Kühlkanal des Kühlkörpers vorhandenes Wasser abrinnen und durch die Auslassöffnung nach außen abgeführt werden.If designed as a hollow profile heatsink for Outlet opening is arranged inclined, can, if necessary, in the cooling channel of the heat sink available Drain off water and out through the outlet opening be dissipated.

Wenn im Bereich der Auslassöffnung eine Rinne oder dgl. angeordnet ist, kann die Flüssigkeit gezielt abgeführt werden.If in the region of the outlet opening a channel or the like. Arranged is, the liquid can be selectively discharged.

Zur Reduktion einer Verschmutzung des Kühlkanals des Kühlkörpers kann an der Einlassöffnung ein Filter angeordnet sein. Wie bereits oben erwähnt wird dadurch jedoch der Wartungsaufwand erhöht, da der Filter regelmäßig gereinigt bzw. gewechselt werden muss.to Reduction of contamination of the cooling channel of the heat sink can be arranged at the inlet opening a filter. As already mentioned above, however, the maintenance is required increased because the filter cleaned regularly or has to be changed.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der als Hohlprofil ausgebildete Kühlkörper an einer Platine für die elektronischen Komponenten des Wechselrichters befestigt ist. Dadurch kann das Hohlprofil so wie die anderen elektronischen Komponenten des Wechselrichters bereits werksseitig montiert werden, wodurch der Zusammenbau des Wechselrichters wesentlich vereinfacht und beschleunigt werden kann.According to one Another feature of the invention is provided that the hollow profile trained heatsink on a circuit board for the electronic components of the inverter is attached. This allows the hollow profile as the other electronic components of the inverter already factory-mounted, which The assembly of the inverter significantly simplified and accelerated can be.

Zur Befestigung an einer Platine weist der als Hohlprofil ausgebildete Kühlkörper vorzugsweise Bohrungen oder dgl. zur Aufnahme entsprechender Schrauben oder dgl. auf.to Attachment to a board has trained as a hollow profile Heatsink preferably holes or the like. To Take appropriate screws or the like. On.

Da die Herstellung eines einteiligen Hohlprofils mit darin angeordneten Kühlrippen einen höheren Aufwand bedeuten kann, ist es auch möglich, dass der als Hohlprofil ausgebildete Kühlkörper aus mehreren, miteinander verbindbaren, Teilen besteht. Der Herstellungsaufwand wird bereits dann reduziert, wenn der als Hohlprofil ausgebildete Kühlkörper aus zwei Teilen besteht.There the production of a one-piece hollow profile with arranged therein Cooling fins can mean a higher outlay, It is also possible that the trained as a hollow profile Heatsink of several, connectable, Sharing exists. The production cost is already reduced if designed as a hollow profile heatsink of two Sharing exists.

Um eine rasche und einfache Verbindung der Teile des Kühlkörpers zu erzielen, sind an den Teilen des Kühlkörpers entsprechende Verbindungselemente vorgesehen. Dabei eignen sich insbesondere solche Verbindungselemente, welche ineinander gesteckt werden können und eine werkzeuglose Verbindung der Teile des Kühlkörpers zulassen.In order to achieve a quick and easy connection of the parts of the heat sink, are at the parts of the heat sink appropriate Verbindungsele provided for. In particular, such fasteners are suitable, which can be inserted into each other and allow a tool-free connection of the parts of the heat sink.

Um eine absolute Dichtheit eines aus mehreren Teilen aufgebauten Kühlkörpers zu gewährleisten, kann in der zwischen den Teilen des Kühlkörpers entstehenden Fuge eine Dichtung angeordnet sein.Around an absolute tightness of a built up of several parts heatsink To ensure that can arise in the between the parts of the heat sink Grout be arranged a seal.

Vorzugsweise ist auch zwischen dem Kühlkörper und der Auslassöffnung ein entsprechend gestaltetes Dichtungselement angeordnet. Auch dieses Dichtungselement ist vorzugsweise aus elastischem Material gebildet.Preferably is also between the heat sink and the outlet opening a correspondingly designed sealing element arranged. Also this sealing element is preferably formed of elastic material.

Um eine Temperaturregelung zu ermöglichen, kann im Gehäuse zumindest ein Temperatursensor angeordnet sein, welcher mit der Kühleinrichtung verbunden ist. Somit kann beispielsweise die Kühleinrichtung nur bei Überschreitung einer gewissen Grenztemperatur aktiviert werden und dadurch auch der Verbrauch elektrischer Energie reduziert werden.Around A temperature control can be done in the housing at least one temperature sensor to be arranged, which with the Cooling device is connected. Thus, for example the cooling device only when exceeding one certain limit temperature are activated and thus the consumption electrical energy can be reduced.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen, welche eine Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Wechselrichters zeigen, näher erläutert.The The present invention will become apparent from the accompanying drawings, in which which is an embodiment of the invention Inverter show, explained in more detail.

Darin zeigt:In this shows:

1 einen Wechselrichter in perspektivischer Ansicht mit abgenommenem Vorderteil des Gehäuses; 1 an inverter in perspective view with removed front part of the housing;

2 eine Ansicht auf den Wechselrichter gemäß 1 von vorne; 2 a view of the inverter according to 1 from the front;

3 eine Ansicht auf den Wechselrichter gemäß 1 von hinten; 3 a view of the inverter according to 1 from the back;

4 einen Schnitt durch den Wechselrichter entlang der Schnittlinie IV-IV aus 2; 4 a section through the inverter along the section line IV-IV 2 ;

5 einen Schnitt durch den Wechselrichter entlang der Schnittlinie V-V aus 2; und 5 a section through the inverter along the section line VV 2 ; and

6 eine Stirnansicht durch eine zweiteilige Ausführungsform eines als Hohlprofil ausgebildeten Kühlkörpers. 6 an end view of a two-part embodiment of a heat sink formed as a hollow profile.

1 zeigt eine Ausführungsform eines Wechselrichters 1, beispielsweise eines Solarwechselrichters, mit einem Gehäuse 2, welches aus mehreren Teilen bestehen kann. Der Vorderteil des Gehäuses 2 ist der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Im Gehäuse 2 sind die elektronischen Komponenten 3, welche üblicherweise auf einer oder mehreren Platinen 4 angeordnet sind, enthalten. Über auf der Unterseite des Gehäuses 2 angeordnete Anschlusselemente 5 wird bevorzugt die Verbindung zu einem Anschlussmodul hergestellt, an welches die Gleichstromquelle, insbesondere eine Solarzelle, und das Wechselspannungsnetz angeschlossen werden (nicht dargestellt). Allfällige Bedienungseinrichtungen und Anzeigen oder dgl. können in der Vorderseite des Gehäuses 2 angeordnet sein. Erfindungsgemäß ist ein Kühlkörper 6 vorgesehen, welcher durch ein Hohlprofil 10 gebildet wird und an dessen Außenseite die zu kühlenden elektronischen Komponenten 3 anordenbar sind. Dadurch wird erreicht, dass die von den am Kühlkörper 6 befestigten elektronischen Komponenten 3 erzeugte Wärme in das abgeschlossene Hohlprofil 10 geleitet wird und dementsprechend mit dem Kühlmedium nach außen abgeführt wird. Der Kühlkörper 6 ist zur Durchströmung mit dem Kühlmedium, insbesondere der Umgebungsluft, mit einer Kühleinrichtung 7 verbunden. Die Kühleinrichtung 7 saugt über eine Einlassöffnung 8, welche im dargestellten Beispiel an der Rückseite des Gehäuses 2 des Wechselrichters 1 angeordnet ist (s. 3), Umgebungsluft an. Durch die Anordnung der Einlassöffnung 8 an der Rückseite des Gehäuses 2 des Wechselrichters 1 wird die Wahrscheinlichkeit des Eindringens von Schmutz und Wasser reduziert. Am Lufteinlass 8 kann eine Abdeckung 14 (s. 3) in Form eines Gitters oder dgl., welches auch einen Filter (nicht dargestellt) aufnehmen kann, vorgesehen sein. Erfindungsgemäß wird das Kühlmedium, insbesondere die Umgebungsluft, von der Kühleinrichtung 7, welche im dargestellten Beispiel als Radiallüfter ausgebildet ist, angesaugt und in den Kühlkanal 11 des als Hohlprofil 10 ausgebildeten Kühlkörpers 6 eingeblasen und wieder über eine Auslassöffnung 9 abgelassen. An der Auslassöffnung 9 kann eine Abdeckung 13 angeordnet sein. Zwischen der Kühleinrichtung 7 und dem als Hohlprofil 10 ausgebildeten Kühlkörper 6 kann ein Anschlusselement 15 und allenfalls ein Dichtungselement 23 angeordnet sein. 1 shows an embodiment of an inverter 1 , For example, a solar inverter, with a housing 2 , which can consist of several parts. The front part of the housing 2 is not shown for the sake of clarity. In the case 2 are the electronic components 3 usually on one or more boards 4 are arranged. Over on the bottom of the case 2 arranged connection elements 5 Preferably, the connection is made to a connection module, to which the DC power source, in particular a solar cell, and the AC voltage network are connected (not shown). Any operating devices and displays or the like. Can in the front of the housing 2 be arranged. According to the invention, a heat sink 6 provided, which by a hollow profile 10 is formed and on the outside of the electronic components to be cooled 3 can be arranged. This ensures that the heat sink from the 6 fixed electronic components 3 generated heat in the closed hollow profile 10 is passed and is discharged accordingly with the cooling medium to the outside. The heat sink 6 is to flow through with the cooling medium, in particular the ambient air, with a cooling device 7 connected. The cooling device 7 sucks over an inlet opening 8th , which in the example shown on the back of the housing 2 of the inverter 1 is arranged (s. 3 ), Ambient air. By the arrangement of the inlet opening 8th at the back of the case 2 of the inverter 1 it reduces the likelihood of dirt and water entering. At the air intake 8th can a cover 14 (S. 3 ) in the form of a grid or the like, which can also accommodate a filter (not shown) may be provided. According to the invention, the cooling medium, in particular the ambient air, from the cooling device 7 , which is formed in the example shown as a radial fan, sucked and into the cooling channel 11 as a hollow profile 10 trained heat sink 6 injected and again via an outlet 9 drained. At the outlet opening 9 can a cover 13 be arranged. Between the cooling device 7 and as a hollow profile 10 trained heat sink 6 can be a connection element 15 and possibly a sealing element 23 be arranged.

6 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäß als Hohlprofil 10 ausgebildeten Kühlkörpers 6, der aus zwei Teilen 10', 10'' besteht, welche über entsprechende Verbindungselemente 19, 20 miteinander verbindbar sind. Von Vorteil ist es, wenn die Verbindungselemente 19, 20 so ausgebildet sind, dass die Verbindung der Teile 10', 10'' des Kühlkörpers 6 werkzeuglos erfolgen kann. Werden die beiden Teile 10', 10'' miteinander verbunden, wird ein Kühlkanal 11 im Inneren des Kühlkörpers 6 gebildet, der zusätzliche Kühlrippen 12 enthalten kann, um die Oberfläche des Kühlkörpers 6 im Kühlkanal 11 für optimale Abfuhr der Verlustwärme zu erhöhen. An den Teilen 10', 10'' des Kühlkörpers 6 können Bohrungen 21 oder dgl. angeordnet sein, über die eine Befestigung des Kühlkörpers 6, beispielsweise an der Platine 4 oder dem Gehäuse 2 des Wechselrichters 1, mit Hilfe entsprechender Schrauben oder dgl. (nicht dargestellt), erfolgen kann. Die zu kühlenden elektronischen Komponenten 3 können über entsprechende Befestigungselemente 22 an der Außenseite des Kühlkörpers 6 mit diesem verbunden werden. Dabei kann in üblicher Weise ein Wärmeleitmittel zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit von der elektronischen Komponente 3 zum Kühlkörper 6 verwendet werden. 6 shows an embodiment of the invention as a hollow profile 10 trained heat sink 6 which consists of two parts 10 ' . 10 '' exists, which via appropriate fasteners 19 . 20 can be connected to each other. It is advantageous if the fasteners 19 . 20 are designed so that the connection of the parts 10 ' . 10 '' of the heat sink 6 can be done without tools. Be the two parts 10 ' . 10 '' interconnected, becomes a cooling channel 11 inside the heat sink 6 formed, the additional cooling fins 12 may contain the surface of the heat sink 6 in the cooling channel 11 for optimal dissipation of heat loss increase. At the parts 10 ' . 10 '' of the heat sink 6 can drill holes 21 or the like. Be arranged on the attachment of the heat sink 6 , for example on the circuit board 4 or the housing 2 of the inverter 1 , with the help of appropriate screws or Like. (Not shown), can be done. The electronic components to be cooled 3 can via appropriate fasteners 22 on the outside of the heat sink 6 be connected with this. In the usual way, a heat conducting means for improving the thermal conductivity of the electronic component 3 to the heat sink 6 be used.

Bei einer derartigen bevorzugten Ausbildung sind an den beiden Teilen 10', 10'' des Kühlkörpers 6 im Stirnbereich die Verbindungselemente 19, 20 ausgebildet. Dabei wird das Verbindungselement 19 auf dem einen Teil 10' des Kühlkörpers 6 in Form eines Vorsprunges ausgebildet, wogegen das weitere Verbindungselement 20 auf dem anderen Teil 10'' des Kühlkörpers 6 korrespondierend in Form einer Nut ausgebildet ist. Somit können die beiden Teile 10', 10'' des Kühlkörpers 6 in einfacher Form zusammengesteckt werden. Hierbei sind die Verbindungselemente 19, 20 sehr passgenau ausgebildet. Bei der Zusammenführung der beiden Teile 10', 10'' werden diese in einfacher Form zusammengepresst. Damit wird ein sehr fester Sitz der Teile 10', 10'' erreicht und gleichzeitig eine Abdichtung durch die Presssitzung erreicht.In such a preferred embodiment are on the two parts 10 ' . 10 '' of the heat sink 6 in the forehead area, the connecting elements 19 . 20 educated. This is the connecting element 19 on one part 10 ' of the heat sink 6 formed in the form of a projection, whereas the further connecting element 20 on the other part 10 '' of the heat sink 6 is formed correspondingly in the form of a groove. Thus, the two parts 10 ' . 10 '' of the heat sink 6 be put together in a simple form. Here are the fasteners 19 . 20 very accurately formed. When merging the two parts 10 ' . 10 '' These are pressed together in a simple form. This will be a very tight fit of the parts 10 ' . 10 '' achieved while achieving a seal through the press session.

Der wesentliche Vorteil dieser Ausbildung liegt darin, dass die einzelnen Teile 10', 10'' des Kühlkörpers 6 einfach und kostengünstig hergestellt werden können. Ein weiterer Vorteil durch die zweiteilige Lösung liegt darin, dass die Kühlkörper 6 entsprechende Kühlrippen 12 aufweisen können, die nur schwierig bei einem einteiligen Kühlkörper 6 herstellbar wären. Durch diese Kühlrippen 12 wird die Oberfläche des Kühlkörpers 6 vergrößert und somit an das vorbeiströmende Medium mehr Wärme abgegeben. Durch die zweiteilige Ausbildung können somit übliche Herstellungsverfahren für Kühlkörper 6 verwendet werden, bei denen lediglich eine Modifizierung der Stirnseite zur Bildung der Verbindungselemente 19, 20 vorgenommen werden muss.The main advantage of this training is that the individual parts 10 ' . 10 '' of the heat sink 6 can be produced easily and inexpensively. Another advantage of the two-part solution is that the heatsink 6 corresponding cooling ribs 12 which can be difficult in a one-piece heat sink 6 could be produced. Through these cooling fins 12 becomes the surface of the heat sink 6 increases and thus delivered to the passing medium more heat. Due to the two-part design thus conventional manufacturing method for heat sink 6 be used, in which only a modification of the end face to form the connecting elements 19 . 20 must be made.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, dass durch die Verwendung eines Kühlkörpers 6 als Hohlkörper 10, durch den das Kühlmedium, insbesondere Luft, geblasen wird, eine direkte Montage des Kühlkörpers 6 auf der Platine 4 erfolgen kann, sodass anschließend nur mehr die Platine 4 in das Gehäuse 2 montiert werden muss. Somit können die elektronischen Komponenten 3 einfach außerhalb des Gehäuses 2 am Kühlkörper 6 montiert werden, wodurch der Herstellungsaufwand reduziert wird. Hingegen müssen beim Stand der Technik die Komponenten 3 im Gehäuse 2 montiert werden, wodurch der Aufwand erhöht wird.Another key advantage is that by using a heat sink 6 as a hollow body 10 through which the cooling medium, in particular air, is blown, a direct mounting of the heat sink 6 on the board 4 can be done so that then only the board 4 in the case 2 must be mounted. Thus, the electronic components 3 just outside the case 2 on the heat sink 6 be mounted, whereby the manufacturing cost is reduced. In contrast, in the prior art, the components 3 in the case 2 be mounted, whereby the effort is increased.

Wie aus 2 ersichtlich, kann der als Hohlprofil 10 ausgebildete Kühlkörper 6 zur Auslassöffnung 9 hin um einen bestimmten Winkel α geneigt angeordnet sein. Durch diese Neigung des Kühlkörpers 6 zur Auslassöffnung 9 hin wird erreicht, dass allenfalls im Kühlkanal 11 des Kühlkörpers 6 vorhandene Flüssigkeit, die beispielsweise über die Einlassöffnung 8 angesaugt wird oder durch Kondensation gebildet wird, über die Auslassöffnung 9 abrinnen kann.How out 2 can be seen as the hollow profile 10 trained heat sink 6 to the outlet opening 9 be arranged inclined by a certain angle α. Due to this inclination of the heat sink 6 to the outlet opening 9 it is achieved that at best in the cooling channel 11 of the heat sink 6 existing liquid, for example, via the inlet opening 8th is sucked or formed by condensation, via the outlet opening 9 can run away.

Um eine Regelung der Kühlung zu ermöglichen kann im Gehäuse 2 des Wechselrichters 1 zumindest ein Temperatursensor 24 angeordnet sein, der mit der Kühleinrichtung 7 entsprechend verbunden ist, so dass nur bei Überschreitung einer bestimmten Grenztemperatur eine Aktivierung der Kühleinrichtung 7 erfolgt.In order to allow a regulation of the cooling can in the housing 2 of the inverter 1 at least one temperature sensor 24 be arranged with the cooling device 7 is connected accordingly, so that only when exceeding a certain limit temperature activation of the cooling device 7 he follows.

Durch den als Hohlprofil 10 ausgebildeten Kühlkörper 6 wird erreicht, dass die elektronischen Komponenten 3 des Wechselrichters 1 durch das Kühlmedium, insbesondere die Umgebungsluft, nicht verschmutzt und befeuchtet werden. Trotz optimaler Kühlung kann somit die Lebensdauer des Wechselrichters 1 bei höchstmöglichen Wirkungsgraden erhöht werden. Der Montageaufwand ist relativ gering, da der als Hohlprofil 10 ausgebildete Kühlkörper 6 zusammen mit den elektronischen Komponenten 3 auf der Platine 4 werkseitig montiert werden kann, und beim Einbau der Platine 4 ins Gehäuse 2 des Wechselrichters 1 neben elektrischen Verbindungen beispielsweise zu Bedienungselementen, Anschlusselementen 5 oder Anzeigen lediglich der Anschluss des Kühlkörpers 6 an die im Gehäuse vorhandene Einlassöffnung 8 und Auslassöffnung 9 für das Kühlmedium hergestellt werden muss. Mit einem derartig ausgeführten Wechselrichter 1 können höhere Schutzklassen, wie z. B. die Schutzklasse IP41, IP44 und IP55 nach der europäischen Norm DIN EN 60529 bzw. entsprechende Normen anderer Länder erfüllt werden.By the as a hollow profile 10 trained heat sink 6 is achieved that the electronic components 3 of the inverter 1 be polluted by the cooling medium, in particular the ambient air, and not moistened. Despite optimum cooling, the service life of the inverter can thus be reduced 1 be increased at the highest possible efficiencies. The assembly effort is relatively low because of the hollow profile 10 trained heat sink 6 along with the electronic components 3 on the board 4 can be factory-installed, and when installing the board 4 into the housing 2 of the inverter 1 in addition to electrical connections, for example to controls, connection elements 5 or display only the connection of the heat sink 6 to the inlet opening in the housing 8th and outlet opening 9 must be prepared for the cooling medium. With such a running inverter 1 can higher protection classes, such. As the protection class IP41, IP44 and IP55 after the European Standard DIN EN 60529 or corresponding standards of other countries are met.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 202004009926 U1 [0006] - DE 202004009926 U1 [0006]
- US 5946188 A [0007] - US 5946188 A [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- Norm DIN EN 60529 [0010] - Standard DIN EN 60529 [0010]
- Norm DIN EN 60529 [0039] - Standard DIN EN 60529 [0039]

Claims

Wechselrichter (1) mit in einem Gehäuse (2) untergebrachten elektronischen Komponenten (3) und einer Einrichtung (7) zur Kühlung der elektronischen Komponenten (3) mittels eines Kühlmediums, wobei zumindest ein als Hohlprofil (10) zur Bildung eines Kühlkanals (11) ausgebildeter Kühlkörper (6) vorgesehen ist, an dessen Außenseite die zu kühlenden elektronischen Komponenten (3) anordenbar sind, und welcher Kühlkörper (6) zur Durchströmung mit dem Kühlmedium mit der Kühleinrichtung (7) verbunden ist, und die Kühleinrichtung (7) mit einer Einlassöffnung (8) für das Kühlmedium verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassöffnung (8) an der Rückseite des Gehäuses (2) angeordnet, die Kühleinrichtung (7) durch einen Radiallüfter gebildet und zwischen dem als Hohlkörper (10) ausgebildeten Kühlkörper (6) und der Kühleinrichtung (7) ein Dichtungselement (23) angeordnet ist.Inverter ( 1 ) in a housing ( 2 ) accommodated electronic components ( 3 ) and a facility ( 7 ) for cooling the electronic components ( 3 ) by means of a cooling medium, wherein at least one as a hollow profile ( 10 ) to form a cooling channel ( 11 ) formed heat sink ( 6 ) is provided, on the outside of which the electronic components to be cooled ( 3 ) can be arranged, and which heat sink ( 6 ) to flow through with the cooling medium with the cooling device ( 7 ), and the cooling device ( 7 ) with an inlet opening ( 8th ) is connected to the cooling medium, characterized in that the inlet opening ( 8th ) on the back of the housing ( 2 ), the cooling device ( 7 ) formed by a radial fan and between which as a hollow body ( 10 ) formed heat sink ( 6 ) and the cooling device ( 7 ) a sealing element ( 23 ) is arranged.

Wechselrichter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlkanal (11) des als Hohlprofil (10) ausgebildeten Kühlkörpers (6) Kühlrippen (12) angeordnet sind.Inverter ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in the cooling channel ( 11 ) of the hollow profile ( 10 ) formed heat sink ( 6 ) Cooling fins ( 12 ) are arranged.

Wechselrichter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hohlprofil (10) ausgebildete Kühlkörper (6) mit einer im Gehäuse (2) angeordneten Auslassöffnung (9) für das Kühlmedium verbunden ist.Inverter ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow profile ( 10 ) formed heat sink ( 6 ) with one in the housing ( 2 ) arranged outlet opening ( 9 ) is connected to the cooling medium.

Wechselrichter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (9) an einer Seite des Gehäuses (2) angeordnet ist.Inverter ( 1 ) according to claim 3, characterized in that the outlet opening ( 9 ) on one side of the housing ( 2 ) is arranged.

Wechselrichter (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hohlprofil (10) ausgebildete Kühlkörper (6) zur Auslassöffnung (9) hin geneigt angeordnet ist.Inverter ( 1 ) according to claim 3 or 4, characterized in that the hollow profile ( 10 ) formed heat sink ( 6 ) to the outlet opening ( 9 ) is arranged inclined towards.

Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Auslassöffnung (9) eine Rinne oder dgl. zum Abführen von Flüssigkeit angeordnet ist.Inverter ( 1 ) according to one of claims 3 to 5, characterized in that in the region of the outlet opening ( 9 ) is arranged a groove or the like for discharging liquid.

Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einlassöffnung (8) ein Filter angeordnet ist.Inverter ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that at the inlet opening ( 8th ) A filter is arranged.

Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hohlprofil (10) ausgebildete Kühlkörper (9) an einer Platine (4) für die elektronischen Komponenten (3) befestigt ist.Inverter ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the hollow profile ( 10 ) formed heat sink ( 9 ) on a board ( 4 ) for the electronic components ( 3 ) is attached.

Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hohlprofil (10) ausgebildete Kühlkörper (6) Bohrungen (21) oder dgl. zur Befestigung an einer Platine (4) für die elektronischen Komponenten (3) oder am Gehäuse (2) aufweist.Inverter ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hollow profile ( 10 ) formed heat sink ( 6 ) Drilling ( 21 ) or the like. For attachment to a board ( 4 ) for the electronic components ( 3 ) or on the housing ( 2 ) having.

Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der als Hohlprofil (10) ausgebildete Kühlkörper (6) aus mehreren, miteinander verbindbaren, Teilen (10', 10'') besteht.Inverter ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the hollow profile ( 10 ) formed heat sink ( 6 ) of a plurality of interconnectable parts ( 10 ' . 10 '' ) consists.

Wechselrichter (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (10', 10'') des Kühlkörpers (6) Verbindungselemente (19, 20) aufweisen.Inverter ( 1 ) according to claim 10, characterized in that the parts ( 10 ' . 10 '' ) of the heat sink ( 6 ) Connecting elements ( 19 . 20 ) exhibit.

Wechselrichter (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Teilen (10', 10'') des Kühlkörpers (6) eine Dichtung angeordnet ist.Inverter ( 1 ) according to claim 10 or 11, characterized in that between the parts ( 10 ' . 10 '' ) of the heat sink ( 6 ) A seal is arranged.

Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem als Hohlkörper (10) ausgebildeten Kühlkörper (6) und der Auslassöffnung (9) ein Dichtungselement (23) angeordnet ist.Inverter ( 1 ) according to one of claims 3 to 12, characterized in that between the hollow body ( 10 ) formed heat sink ( 6 ) and the outlet opening ( 9 ) a sealing element ( 23 ) is arranged.

Wechselrichter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (2) zumindest ein Temperatursensor (24) angeordnet ist, welcher mit der Kühleinrichtung (7) verbunden ist.Inverter ( 1 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that in the housing ( 2 ) at least one temperature sensor ( 24 ) arranged with the cooling device ( 7 ) connected is.