CN109640603A - 基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统 - Google Patents

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李凌瞳
朱群志
程志远
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Abstract

本发明涉及一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，包括散热装置和冷却子系统，散热装置包括外部壳箱、内部均填充有相变材料的多个工字形腔体、工字形腔体设于外部壳箱中并与无线充电器发射端的发热层围合成封闭的风道腔，冷却子系统包括风机、分别连通风机和风道腔一端的进风管，以及连通风道腔另一端的排风管。与现有技术相比，本发明具有散热效果好等优点。

Description

基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统
技术领域
本发明涉及大功率无线充电器领域，尤其是涉及一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统。
背景技术
大功率无线充电器发射端的效率受其工作条件的制约，其中工作温度是制约其效率的重要因素。因此，控制大功率无线充电器发射端的工作温度是保证其安全工作和提高其光电转换效率的重要措施。
例如中国专利CN208423897U公开了一种无线充电器，无线充电器适于对电子设备充电，无线充电器包括底座组件、电磁线圈和内部设有导热介质的散热管路，底座组件具有适于放置电子设备的盛放部，电磁线圈设于底座组件内且与盛放部相对，散热管路与电磁线圈的至少部分接触。根据本实用新型的无线充电器，通过使电磁线圈的至少部分与散热管路接触，从而可以利用散热管路将电磁线圈周围的热量带走，以对电磁线圈进行降温，进而可以降低高温对电磁线圈的充电效率的不利影响，提升无线充电器的充电效率。
目前在无线充电器领域中，大多采用传统的冷却方式，例如空气冷却和液体冷却，PCM冷却是利用PCM材料能够吸收大量热的同时保持其温度不变的性质来达到散热的目的。但是目前却没有将PCM材料用于大功率无线充电器的散热中，其原因在于PCM材料的导热性能差，无法适用于大功率无线充电器的散热。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，包括散热装置和冷却子系统，
所述散热装置包括外部壳箱、内部均填充有相变材料的多个工字形腔体、所述工字形腔体设于外部壳箱中并与无线充电器发射端的发热层围合成封闭的风道腔，所述冷却子系统包括风机、分别连通风机和风道腔一端的进风管，以及连通风道腔另一端的排风管。
所述冷却子系统还包括入口整流箱和出口整流箱，所述入口整流箱设于散热装置和进风管之间，所述出口整流箱设于散热装置和排风管之间。
所述入口整流箱和出口整流箱与外部壳箱采用粘接的方法连接。
所述系统还包括用于检测发热层温度和环境温度的感温探头，以及用于根据发热层温度和环境温度差值控制风机启停的控制开关，该控制开关设于风机的供电回路中，并与所述感温探头连接；
感温探头对发热层的温度和环境温度进行监测，所述控制开关根据温差控制风机启停：当温差高于设定值时，接通电源开始工作；当温差低于设定值时，断开电源停止工作。
所述外部壳箱通过卡扣的方式与无线充电器发射端的盖板固定。
所述散热装置采用埋地方式布置。
所述工字形腔体的数量不少于3个，且多个所述工字形腔体沿外部壳箱宽度方向等距间隔设置。
所述风道腔数量不少于2个，且多个所述风道腔沿外部壳箱宽度方向等距间隔设置。
所述发热层与工字形腔体的连接处涂抹导热硅脂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)采用空气冷却复合PCM材料的方式有效的控制大功率无线充电器发射端的工作温度，由于大功率无线充电器发射端采用紧密的层压结构，其上方在工作过程中会产生强磁场，因此采用将散热腔置于其发热层下方的方式对大功率无线充电器发射端进行冷却，使PCM材料能吸收发热层产生的高热流密度的热量，满足埋地式大功率无线充电器发射端的散热需求，从而保证其安全、高效的工作。
2)发射端需固定在地面，采用直埋管道的方式不仅利于散热而且美观。
3)感温探头对发热层1的温度和环境温度进行监测，控制开关13根据温差控制风机6启停：当温差高于设定值时，接通电源开始工作；当温差低于设定值时，断开电源停止工作，可以及时将PCM内部的热量排入环境。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：1、发热层，2、外部壳箱，3、工字形腔体，4、风道腔，5、PCM材料，6、风机，7、进风管，8、入口整流箱，9、盖板，10、出口整流箱，11、排风管，12、排风口，13、控制开关，14、感温探头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，包括散热装置和冷却子系统，如图1所示，散热装置包括外部壳箱2、内部均填充有相变材料5的多个工字形腔体3、工字形腔体3设于外部壳箱2中并与无线充电器发射端的发热层1围合成封闭的风道腔4，冷却子系统包括风机6、分别连通风机6和风道腔4一端的进风管7，以及连通风道腔4另一端的排风管11。其中，风机6安装在进风管7的入口处，工字形腔体3内装满相变材料5，排风管11出口端安装的将高温空气排入大气的排风口12。
埋地式大功率无线充电器发射端正常工作时产生的高热流密度的热量在散热腔内与空气换热的同时PCM材料能吸收部分热量，减少发热层内部因热量无法及时散发而导致的温度升高。控制子系统通过监测埋地式大功率无线充电器发射端发热层和环境的温差控制风机的启停，保证工作过程中产生的热量能及时被空气的带走。热空气经过排风管与土壤换热后，经排风口排入环境。该埋地式大功率无线充电器发射端散热系统采用空气冷却复合PCM材料控制埋地式大功率无线充电器的温度，解决了埋地式大功率无线充电器发射端温度过高影响其安全性的问题。
冷却子系统还包括入口整流箱8和出口整流箱10，入口整流箱8设于散热装置和进风管7之间，出口整流箱10设于散热装置和排风管11之间。
为了进一步增加散热效率，入口整流箱8和出口整流箱10与外部壳箱2采用粘接的方法连接。
系统还包括用于检测发热层1温度和环境温度的感温探头14，以及用于根据发热层1温度和环境温度差值控制风机6启停的控制开关13，该控制开关13设于风机6的供电回路中，并与感温探头14连接；
感温探头14对发热层1的温度和环境温度进行监测，控制开关13根据温差控制风机6启停：当温差高于设定值时，接通电源开始工作；当温差低于设定值时，断开电源停止工作。
为了进一步增加散热效率，外部壳箱2通过塑料卡扣的方式与无线充电器发射端的盖板9固定，散热装置采用埋地方式布置。
为了进一步增加散热效率，散热系统包括所述工字形腔体3内装满相变材料5，风道腔4是由发热层1与工字形腔体5围合成的结构，风道腔4至少部分与埋地式大功率无线充电器发射端发热层1直接接触。
工字形腔体3的数量不少于3个，且多个工字形腔体3沿外部壳箱2宽度方向等距间隔设置。风道腔4数量不少于2个，且多个风道腔4沿外部壳箱2宽度方向等距间隔设置。
为了进一步增加散热效率，PCM材料5有合适的相变温度，能在散热过程中发生相变反应，储存热量以延长换热时间，减少埋地式大功率无线充电器发射端散热系统发热层的瞬时散热需求。
也为了进一步增加散热效率，发热层1与工字形腔体5的连接处涂抹导热硅脂。

Claims (9)

1.一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，包括散热装置和冷却子系统，其特征在于，
所述散热装置包括外部壳箱(2)、内部均填充有相变材料(5)的多个工字形腔体(3)、所述工字形腔体(3)设于外部壳箱(2)中并与无线充电器发射端的发热层(1)围合成封闭的风道腔(4)，所述冷却子系统包括风机(6)、分别连通风机(6)和风道腔(4)一端的进风管(7)，以及连通风道腔(4)另一端的排风管(11)。
2.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述冷却子系统还包括入口整流箱(8)和出口整流箱(10)，所述入口整流箱(8)设于散热装置和进风管(7)之间，所述出口整流箱(10)设于散热装置和排风管(11)之间。
3.根据权利要求2所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述入口整流箱(8)和出口整流箱(10)与外部壳箱(2)采用粘接的方法连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述系统还包括用于检测发热层(1)温度和环境温度的感温探头(14)，以及用于根据发热层(1)温度和环境温度差值控制风机(6)启停的控制开关(13)，该控制开关(13)设于风机(6)的供电回路中，并与所述感温探头(14)连接；
感温探头(14)对发热层(1)的温度和环境温度进行监测，所述控制开关(13)根据温差控制风机(6)启停：当温差高于设定值时，接通电源开始工作；当温差低于设定值时，断开电源停止工作。
5.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述外部壳箱(2)通过卡扣的方式与无线充电器发射端的盖板(9)固定。
6.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述散热装置采用埋地方式布置。
7.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述工字形腔体(3)的数量不少于3个，且多个所述工字形腔体(3)沿外部壳箱(2)宽度方向等距间隔设置。
8.根据权利要求7所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述风道腔(4)数量不少于2个，且多个所述风道腔(4)沿外部壳箱(2)宽度方向等距间隔设置。
9.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的埋地式大功率无线充电器发射端散热系统，其特征在于，所述发热层(1)与工字形腔体(5)的连接处涂抹导热硅脂。
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