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开关电源的高效散热方法

阅读:3发布:2022-03-24

专利汇可以提供开关电源的高效散热方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 专利 属于 开关 电源 散热 技术领域,本 发明 针对现有的 开关电源 散热效果不好的技术问题,提供了一种开关电源的高效散热方法,包括如下步骤:S1热传导步骤:主 电路 、控制电路、检测电路以及辅助电源在 外壳 内产生的热量通过在外壳内填充的甘油传递到外壳上;S2 蒸发 步骤:在海绵条毛细作用下,储 油槽 内的甘油与 水 的 混合液 体会附着在海绵条上,外壳受热后将热量传递到海绵条上,海绵条的 温度 升高,海绵条上的水分蒸发,带走热量;S3 对流 步骤:海绵条之间与外敷层之间,海绵条之间的空气温度升高,体积膨胀形成热空气,热空气从外壳顶部的通孔流出,海绵条之间的压强降低,冷空气从外壳底部的通孔进入到海绵条之间的。,下面是开关电源的高效散热方法专利的具体信息内容。

1.开关电源的高效散热方法,其特征在于,依靠如下开关电源实现,该开关电源包括主电路、控制电路、检测电路、辅助电源以及外壳;主电路、控制电路、检测电路和辅助电源均封装在外壳内;外壳密封,外壳内填充有甘油,外壳的底部设有支脚,外壳的顶部和底部上分别设有储油槽,储油槽均与外壳固定连接,储油槽的底部均设有若干通孔,通孔上均设有透气管,透气管与通孔密封连接;两个储油槽之间设有若干海绵条,海绵条与通孔间隔设置,海绵条的两端分别与两个储油槽固定连接,储油槽内注有甘油与混合液体;海绵条的外侧设有外覆层,外覆层将所有海绵条包裹住,外覆层与外壳之间设有支撑体;
包括如下内容:
S1热传导步骤:主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源在外壳内产生的热量通过在外壳内填充的甘油传递到外壳上;
S2蒸发步骤:在海绵条毛细作用下,储油槽内的甘油与水的混合液体会附着在海绵条上,外壳受热后将热量传递到海绵条上,海绵条的温度升高,海绵条上的水分蒸发,带走热量;
S3对流步骤:海绵条之间与外敷层之间,海绵条之间的空气温度升高,体积膨胀形成热空气,热空气从外壳顶部的通孔流出,海绵条之间的压强降低,冷空气从外壳底部的通孔进入到海绵条之间的,空气的流动对海绵条进行散热;
S4水分补充步骤:在主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源不发热的情况下,甘油吸收空气中的水分。
2.根据权利要求1所述的开关电源的高效散热方法,其特征在于,混合液体中甘油浓度为8-40%。
3.根据权利要求1所述的开关电源的高效散热方法,其特征在于,在S1热传到步骤中,外壳的材质为合金,外壳的厚度为0.2-2mm。
4.根据权利要求1所述的开关电源的高效散热方法,其特征在于,在S3中,海绵条外侧的外覆层的材质为铝合金,外覆层的厚度为0.2-2mm。
5.根据权利要求1所述的开关电源的高效散热方法,其特征在于,在S1中,外壳的高度为8-15cm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的开关电源的高效散热方法,其特征在于,在S3中,外壳的底部设有支脚,支脚的高度为1-5cm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的开关电源的高效散热方法,其特征在于,还包括S5,通过通孔向海绵条或者储油槽添加清水。

说明书全文

开关电源的高效散热方法

技术领域

[0001] 本发明涉及开关电源的散热方法技术领域,具体涉及一种开关电源的高效散热方法。

背景技术

[0002] 随着科学技术的发展,现在开关电源已经广泛应用于生活的方方面面。开关电源是利用现代电电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制、控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断的创新。目前,开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备,是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
[0003] 开关电源通常包括主电路、控制电路、检测电路、辅助电源以及外壳;主电路、控制电路、检测电路和辅助电源均封装在外壳内。开关电源在使用过程中,会产生热量,功率的不同,开关电源采用的散热方式也不同。以电脑为例,普通的笔记本电脑,功率较小,开关电源是自然对流的方式进行散热,在使用过程中,用户可以明显感觉到开关电源温度升高。
[0004] 因此,针对现有的开关电源散热效果不好的问题,提供一种开关电源的高效散热方法将会有较大的市场。

发明内容

[0005] 本发明针对现有的开关电源散热效果不好的技术问题,提供了一种开关电源的高效散热方法。
[0006] 本发明提供的基础方案为:开关电源的高效散热方法,依靠如下开关电源实现,该开关电源包括主电路、控制电路、检测电路、辅助电源以及外壳;主电路、控制电路、检测电路和辅助电源均封装在外壳内;外壳密封,外壳内填充有甘油,外壳的底部设有支脚,外壳的顶部和底部上分别设有储油槽,储油槽均与外壳固定连接,储油槽的底部均设有若干通孔,通孔上均设有透气管,透气管与通孔密封连接;两个储油槽之间设有若干海绵条,海绵条与通孔间隔设置,海绵条的两端分别与两个储油槽固定连接,储油槽内注有甘油与混合液体;海绵条的外侧设有外覆层,外覆层将所有海绵条包裹住,外覆层与外壳之间设有支撑体;包括如下内容:
S1热传导步骤:主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源在外壳内产生的热量通过在外壳内填充的甘油传递到外壳上;
S2蒸发步骤:在海绵条毛细作用下,储油槽内的甘油与水的混合液体会附着在海绵条上,外壳受热后将热量传递到海绵条上,海绵条的温度升高,海绵条上的水分蒸发,带走热量;
S3对流步骤:海绵条之间与外敷层之间,海绵条之间的空气温度升高,体积膨胀形成热空气,热空气从外壳顶部的通孔流出,海绵条之间的压强降低,冷空气从外壳底部的通孔进入到海绵条之间的,空气的流动对海绵条进行散热;
S4水分补充步骤:在主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源不发热的情况下,甘油吸收空气中的水分。
[0007] 需要说明是,在上述步骤中S2、S3,没有时间关系和逻辑上的顺序关系,仅是为了方便指代,在实际应用时,S2和S3的顺序是可以任意调换的。
[0008] 本发明的原理及优点在于:在使用过程中,即对应S1热传到步骤,主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源会在外壳内产生热量,由于在外壳内填充有甘油,且甘油与空气相比,具有较好的导热性,因此主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源在工作时产生的热量能够非常快速的传递到外壳上。另一方面甘油具有不导电、不易挥发、无毒性的特点,填充在外壳内能够防止灰尘附着在主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源的表面,达到防止灰尘影响散热效果的目的。甘油还具有一定的缓冲作用,对主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源都能够进行一定保护,避免出现一摔就坏的情况。填充在外壳内的甘油还具有一定的防潮性。
[0009] 在S2蒸发步骤中,当热量传递到外壳上后,使得海绵条的温度升高。由于在储油槽内注有甘油与水的混合液体,甘油具有吸水保湿性,海绵条的两端分别与两个储油槽固定连接,在毛细作用下,海绵条会吸收混合液体。在海绵条的温度升高后,会让混合液体中的水蒸发,水在蒸发的过程中,会吸收部分热量达到提高散热效率的目的。在S4水分补充步骤中,混合液体中的甘油在外壳的温度较低时,甘油会吸收空气中的水分。
[0010] 在S3步骤中,由于海绵条与通孔是间隔设置的,即海绵条之间为通孔,两个储油槽之间的通孔之间会形成道。即海绵条之间的空气温度升高后,气体体积会膨胀,热空气向外壳顶部的通孔流出,冷空气从外壳底部的通孔进入,这样就形成了空气流动。空气流动一方面会由于热对流的方式带走热量,提高散热效率;另一方面流动的空气会加快甘油中水的蒸发,进一步提升散热效率。
[0011] 本发明开关电源的高效散热方法进一步,混合液体中甘油浓度为8-40%。混合液体中甘油浓度实际上是一个动态平衡的过程,在干燥环境下浓度为10%的甘油依然具有吸水性。通过多次实验,甘油的吸水性在浓度为8%时,就比较弱了,即在开始添加上甘油浓度为15%,在开关电源长期不使用时,混合液体中甘油会吸收空气中的水分,在混合液体中甘油浓度到达8%时,基本稳定。
[0012] 进一步,在S1热传到步骤中,外壳的材质为合金,外壳的厚度为0.2-2mm。这样厚度的外壳能够让外壳上的热量更好的散发出来。
[0013] 进一步,在S3中,海绵条外侧的外覆层的材质为铝合金,外覆层的厚度为0.2-2mm。这样厚度的外覆层能够让外壳上的热量更好的散发出来。
[0014] 进一步,在S1中,外壳的高度为8-15cm。这样的设计是考虑带毛细作用吸水的高度,这种高度能够让海绵条充分的利用毛细作用,让海绵条都是吸入混合液体的状态,避免出现只有海绵条底部有混合液体,而海绵条的顶部没有的情况。
[0015] 进一步,在S3中,外壳的底部设有支脚,支脚的高度为1-5cm。这样的设计是为了让冷空气更好的从通孔进入到海绵条之间。
[0016] 进一步,还包括S5,通过通孔向海绵条或者储油槽添加清水。在发热量非常大且长时间使用时,依靠混合液体自然吸水的散热效率依然达不到要求时,可以添加清水,提高散热能力。附图说明
[0017] 图1是为实现本发明开关电源的高效散热方法的装置未包裹外覆层时的结构示意图;图2是图1中储油槽的正剖图。

具体实施方式

[0018] 下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:说明书附图中的附图标记包括:外壳10、支脚11、储油槽20、通孔21、透气管22、海绵条
23。
[0019] 实施例1基本如附图1所示:开关电源的高效散热方法,依靠如下开关电源实现,该开关电源包括主电路、控制电路、检测电路、辅助电源以及外壳10。从图1中主要能够看到的外壳10,外壳10的高度为10cm,外壳10的材质为铝合金,外壳10的厚度为2mm;
主电路、控制电路、检测电路和辅助电源均封装在外壳10内;外壳10密封,外壳10内填充有甘油。甘油的浓度在本实施例中选用的浓度为98%;
外壳10的底部设有支脚11。支脚11可以选用垫板的形式或者支脚11的形式;
外壳10的顶部和底部上分别设有储油槽20,储油槽20均与外壳10固定连接,储油槽20的底部均设有若干通孔21,通孔21上均设有透气管22,透气管22与储油槽20的侧壁等高,透气管22与通孔21密封焊接(如图2所示);
两个储油槽20之间设有若干海绵条23,海绵条23与通孔21间隔设置,海绵条23的两端分别与两个储油槽20固定连接,储油槽20内注有甘油与水的混合液体,混合液体中甘油浓度为15%。混合液体中甘油浓度是可能发生变化的,本实施例中选用的市面上能够买到的,浓度比较高的甘油(再高浓度的就需要登记了),然后再用缓慢加热,让水分蒸发,提高甘油的浓度;
海绵条23的外侧设有外覆层,外覆层的材质为铝合金,外覆层的厚度为0.5mm,外覆层与储油槽20粘接固定,外覆层将所有海绵条23包裹住,外覆层与外壳10之间设有支撑体;
包括如下内容:
S1热传导步骤:主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源在外壳10内产生的热量通过在外壳10内填充的甘油传递到外壳10上;
S2蒸发步骤:在海绵条23毛细作用下,储油槽20内的甘油与水的混合液体会附着在海绵条23上,外壳10受热后将热量传递到海绵条23上,海绵条23的温度升高,海绵条23上的水分蒸发,带走热量;
S3对流步骤:海绵条23之间与外敷层之间,海绵条23之间的空气温度升高,体积膨胀形成热空气,热空气从外壳10顶部的通孔21流出,海绵条23之间的压强降低,冷空气从外壳10底部的通孔21进入到海绵条23之间的,热空气和冷空气的流动对海绵条23进行散热;
S4水分补充步骤:在主电路、控制电路、检测电路以及辅助电源不发热的情况下,甘油吸收空气中的水分;
S5,通过通孔向海绵条或者储油槽添加清水。在发热量非常大且长时间使用时,依靠混合液体自然吸水的散热效率依然达不到要求时,可以添加清水,提高散热能力。
[0020] 具体使用时:在开关电源使用过程中产生的热量,会通过甘油传递到外壳10上,外壳10会将热量传递到海绵条23上。如果此时海绵条23的温度不能及时、高效的散发到环境中,就会造成外壳10内部温度的升高。但是由于在储油槽20内注有甘油与水的混合液体,甘油具有吸水保湿性,海绵条23的两端分别与两个储油槽20固定连接,在毛细作用下,海绵条23会吸收混合液体,混合液体中的甘油在外壳10的温度较低时,甘油会吸收空气中的水分。
在海绵条23的温度升高后,会让混合液体中的水蒸发,水在蒸发的过程中,会吸收部分热量达到提高提高散热效率的目的。
[0021] 在本实施例中,海绵条23与通孔21是间隔设置的,即海绵条23之间为通孔21,两个储油槽20之间的通孔21之间会形成风道。即海绵条23之间的空气温度升高后,气体体积会膨胀,热空气向外壳10顶部的通孔21流出,冷空气从外壳10底部的通孔21进入,这样就形成了空气流动。空气流动一方面会由于热对流的方式带走热量,提高散热效率;另一方面流动的空气会加快甘油中水的蒸发,进一步提升散热效率。在某些特殊情况下,依靠混合液体自然吸水的散热效率依然达不到要求时,可以通过通孔21向海绵条23或者储油槽20添加清水。
[0022] 以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述,所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识,能够获知该领域中所有的现有技术,并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力,所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下,结合自身能力完善并实施本方案,一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
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