CN109185842A - 一种具有过热保护功能的驱动电源及散热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有过热保护功能的驱动电源及散热方法，涉及电源设备技术领域。本发明包括铝外壳、端盖和电源元件模组，端盖密封固定于铝外壳两端，铝外壳上表面开设有开口，铝外壳内表面固定有半导体散热器，铝外壳内表面与半导体散热器焊接，电源元件模组固定于半导体散热器吸热端面，半导体散热器散热端面设置有散热翅片；半导体散热器通过导线和继电开关与电源元件模组输出端连接。本发明通过将驱动电源安装在半导体散热器的吸热面，利用温度传感器进行感温控制，当驱动电源过热时，利用电源降压稳压后的输出电流为散热器供电，散热器快速完成热量传递，从而达到较好的过热保护效果，安全性较高。

Description

一种具有过热保护功能的驱动电源及散热方法
技术领域
本发明属于电源设备技术领域，特别是涉及一种具有过热保护功能的驱动电源。
背景技术
LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器，LED光源作为一种目前广泛应用发展迅速的新型光源，与传统光源相比有着节能、高效、体积小、寿命长、响应速度快、驱动电压低、抗震能力卓越等优势，从而能迅速发展扩大行业规模、市场占有份额，在行业趋势导向之下，其技术也在不断更新和深化，但是目前制约着LED光源发展的最大技术壁垒就是LED封装的热传导和热沉降问题。LED作为光源设备，通常都需要长时间的持续工作，即便对于LED这种冷光源来说，长时间的工作会产生大量的热量积累，这就要求LED光源的散热器件工作效率良好，能由较短的传导途径去疏导热能，尽量降低温度过高给芯片带来的损害。目前的做法是将LED驱动电源封装在铝外壳内，利用铝外壳导热进行散热，这种散热保护效果差，容易引起过热导致各种故障。
现有技术中的驱动电源已经有了运用散热器进行有效散热的先例，其大多是利用散热片如半导体散热器进行散热，但是，半导体散热器由于散热片和半导体材料的设置较多的占用了空间，而在散热效率较低的情形下再设置其他类型的散热器如排风扇、冷却管等，更会使本就有限的空间更加局促，因此，市场上亟需一种占用空间较少，散热效率更好更加智能的产品出现，来弥补以上缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有过热保护功能的驱动电源，通过自动感温控制半导体散热器散热而进行过热保护，解决了现有驱动电源封装在铝外壳内，利用铝外壳导热进行散热，这种散热保护效果差，容易引起过热导致各种故障的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种具有过热保护功能的驱动电源，包括铝外壳、端盖和电源元件模组，所述端盖密封固定于铝外壳两端，所述铝外壳上表面开设有开口，所述铝外壳内表面固定有半导体散热器，所述铝外壳内表面与半导体散热器焊接，所述电源元件模组固定于半导体散热器吸热端面，所述半导体散热器散热端面设置有散热翅片；
所述半导体散热器通过导线和继电开关与电源元件模组输出端连接，所述电源元件模组表面固定有温度传感器，所述温度传感器输出端与继电开关输入端相连，提前设置温度传感器的过热保护温度阈值，当电源元件模组温度超过阈值即过热时，温度传感器发送电信号给继电开关的感应线圈，继电开关接通半导体散热器与电源元件模组电流输出端之间的电路，半导体散热器通电进入工作状态，将电源元件模组产生的热量从吸热端面传递至散热端面，热量从散热端面的散热翅片表面散入外界空气中，从而起到快速降低电源元件模组表面温度，起到过热保护作用。
所述半导体散热器包括有网格状绝缘陶瓷材料组成的三块相同规格的散热板，三个所述散热板首尾相连组成正三角形一，每两个散热板的中间部位通过均匀分布的电子型半导体和空穴型半导体连接，所述半导体之间通过连接导线并最终将导线连接至继电开关与电源元件模组输出端，每两个散热板的中间部位通过均匀分布的电子型半导体和空穴型半导体形成的阵列排布的正三角形二中间，以及正三角形以和正三角形2之间都形成沿散热板延伸方向贯通的通道，两个通道内沿通道延伸方向设置有若干冷凝组件，冷凝组件包括多个冷凝管，冷凝管一端进口处设有冷凝泵，驱动冷凝泵的驱动元件通过导线与电源元件模组和温度传感器相连。
当温度传感器监测电源元件模组表面的实时温度达到第一预设温度时，温度传感器发送第一控制信号给继电开关的感应线圈，继电开关接通半导体散热器与电源元件模组电流输出端之间的电路，半导体散热器通电进入工作状态，将电源元件模组产生的热量从吸热端面传递至散热端面；当温度传感器监测实时温度继续升高，直至大于第二预设温度时，温度传感器发送第二控制信号给冷凝泵的驱动元件，驱动冷凝泵开始工作，使通道内温度降低，加快半导体散热器的散热效率；当温度传感器监测实时温度降低，直至小于第一预设温度时，发送关闭信号给继电开关的感应线圈和冷凝泵的驱动元件吗，使半导体散热器和冷凝组件停止工作。
进一步地，所述散热翅片在半导体散热器散热端面呈线性阵列设置，所述散热翅片贯穿开口且延伸至铝外壳外部。
进一步地，所述开口内边与半导体散热器之间通过环氧树脂密封。
进一步地，所述端盖底端设置有固定块，所述固定块表面开设有螺丝安装孔。
进一步地，所述端盖表面开设有穿线口，所述穿线口内表面设置有密封线套。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过将驱动电源安装在半导体散热器的吸热面，利用温度传感器进行感温控制，当驱动电源过热时，利用电源降压稳压后的输出电流为散热器供电，散热器快速完成热量传递，从而达到较好的过热保护效果，安全性较高。
2、散热器采用网格状绝缘陶瓷材料组成的三块相同规格的散热板，三个所述散热板首尾相连组成正三角形，可以使在有限的空间内设置三块散热板，而半导体可以巧妙的设置于两两散热板之间实现连接，而由于是三角形结构设置，结构中间具有冗余的贯通空间，可设置冷凝组件结构，用以进一步的冷却散热板的温度和周围的，使散热板散热效率增加。
3、通过设置两种预设温度，可以智能控制散热器和冷凝组件，提高了散热操作的智能性，也一定程度节省了人力成本和用电成本。
4、本发明通过半导体散热器与铝外壳之间通过焊接和环氧树脂密封，密封性和绝缘性都较好，安全性高，有利于提高电源使用寿命。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具有过热保护功能的驱动电源的结构示意图；
图2为一种具有过热保护功能的驱动电源的内部结构示意图；
图3为铝外壳和端盖的结构示意图；
图4为半导体散热器的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-铝外壳，2-端盖，3-电源元件模组，4-半导体散热器，5-继电开关，6-温度传感器，101-开口，201-固定块，202-密封线套，401-散热翅片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4所示，本发明为一种具有过热保护功能的驱动电源，包括铝外壳1、端盖2和电源元件模组3，端盖2密封固定于铝外壳1两端，铝外壳1上表面开设有开口101，铝外壳1内表面固定有半导体散热器4，铝外壳1内表面与半导体散热器4焊接，电源元件模组3固定于半导体散热器4吸热端面，半导体散热器4散热端面设置有散热翅片401；
半导体散热器4通过导线和继电开关5与电源元件模组3输出端连接，电源元件模组3表面固定有温度传感器6，温度传感器6输出端与继电开关5输入端相连，提前设置温度传感器6的过热保护温度阈值，当电源元件模组3温度超过阈值即过热时，温度传感器6发送电信号给继电开关5的感应线圈，继电开关5接通半导体散热器4与电源元件模组3电流输出端之间的电路，半导体散热器4通电进入工作状态，将电源元件模组3产生的热量从吸热端面传递至散热端面，热量从散热端面的散热翅片401表面散入外界空气中，从而起到快速降低电源元件模组3表面温度，起到过热保护作用，需要注意的是半导体散热器4的额定功率不得低于电源元件模组3的输出端功率。
其中，散热翅片401在半导体散热器4散热端面呈线性阵列设置，散热翅片401贯穿开口101且延伸至铝外壳1外部。
其中，开口101内边与半导体散热器4之间通过环氧树脂密封。
其中，端盖2底端设置有固定块201，固定块201表面开设有螺丝安装孔。
其中，端盖2表面开设有穿线口，穿线口内表面设置有密封线套202。
所述半导体散热器包括有网格状绝缘陶瓷材料组成的三块相同规格的散热板，三个所述散热板首尾相连组成正三角形一(也可以为板状、圆筒状、矩形、五边形或其他多边形，附图中仅简单示出了平板状)，每两个散热板的中间部位通过均匀分布的电子型半导体和空穴型半导体连接，所述半导体之间通过连接导线并最终将导线连接至继电开关与电源元件模组输出端，每两个散热板的中间部位通过均匀分布的电子型半导体和空穴型半导体形成的阵列排布的正三角形二中间，以及正三角形以和正三角形2之间都形成沿散热板延伸方向贯通的通道，两个通道内沿通道延伸方向设置有若干冷凝组件，冷凝组件包括多个冷凝管，冷凝管一端进口处设有冷凝泵，驱动冷凝泵的驱动元件通过导线与电源元件模组和温度传感器相连。
当温度传感器监测电源元件模组表面的实时温度达到第一预设温度时，温度传感器发送第一控制信号给继电开关的感应线圈，继电开关接通半导体散热器与电源元件模组电流输出端之间的电路，半导体散热器通电进入工作状态，将电源元件模组产生的热量从吸热端面传递至散热端面；当温度传感器监测实时温度继续升高，直至大于第二预设温度时，温度传感器发送第二控制信号给冷凝泵的驱动元件，驱动冷凝泵开始工作，使通道内温度降低，加快半导体散热器的散热效率；当温度传感器监测实时温度降低，直至小于第一预设温度时，发送关闭信号给继电开关的感应线圈和冷凝泵的驱动元件吗，使半导体散热器和冷凝组件停止工作。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种具有过热保护功能的驱动电源，包括铝外壳、端盖和电源元件模组，所述端盖密封固定于铝外壳两端，其特征在于：所述铝外壳上表面开设有开口，所述铝外壳内表面固定有半导体散热器，所述电源元件模组固定于半导体散热器吸热端面，所述半导体散热器散热端面设置有散热翅片；所述半导体散热器通过导线和继电开关与电源元件模组输出端连接，所述电源元件模组表面固定有温度传感器，所述温度传感器输出端与继电开关输入端相连；所述半导体散热器包括有网格状绝缘陶瓷材料组成的三块相同规格的散热板，三个所述散热板首尾相连组成正三角形一，每两个散热板的中间部位通过均匀分布的电子型半导体和空穴型半导体连接，所述半导体之间通过连接导线并最终将导线连接至继电开关与电源元件模组输出端，每两个散热板的中间部位通过均匀分布的电子型半导体和空穴型半导体形成的阵列排布的正三角形二中间，以及正三角形以和正三角形2之间都形成沿散热板延伸方向贯通的通道，两个通道内沿通道延伸方向设置有若干冷凝组件，冷凝组件包括多个冷凝管，冷凝管一端进口处设有冷凝泵，驱动冷凝泵的驱动元件通过导线与电源元件模组和温度传感器相连。
2.根据权利要求1所述的一种具有过热保护功能的驱动电源，其特征在于，所述散热翅片在半导体散热器散热端面呈线性阵列设置，所述散热翅片贯穿开口且延伸至铝外壳外部。
3.根据权利要求2所述的一种具有过热保护功能的驱动电源，其特征在于，所述开口内边与半导体散热器之间通过环氧树脂密封。
4.根据权利要求2所述的一种具有过热保护功能的驱动电源，其特征在于，所述端盖底端设置有固定块，所述固定块表面开设有螺丝安装孔。
5.根据权利要求2所述的一种具有过热保护功能的驱动电源，其特征在于，所述端盖表面开设有穿线口，所述穿线口内表面设置有密封线套。
6.根据权利要求2所述的一种具有过热保护功能的驱动电源的散热方法，其特征在于：(1)当温度传感器监测电源元件模组表面的实时温度达到第一预设温度时，温度传感器发送第一控制信号给继电开关的感应线圈，继电开关接通半导体散热器与电源元件模组电流输出端之间的电路，半导体散热器通电进入工作状态，将电源元件模组产生的热量从吸热端面传递至散热端面；(2)当温度传感器监测实时温度继续升高，直至大于第二预设温度时，温度传感器发送第二控制信号给冷凝泵的驱动元件，驱动冷凝泵开始工作，使通道内温度降低，加快半导体散热器的散热效率；(3)当温度传感器监测实时温度降低，直至小于第一预设温度时，发送关闭信号给继电开关的感应线圈和冷凝泵的驱动元件，使半导体散热器和冷凝组件停止工作。
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