CN112804866B - 一种具有数字控制功能的开关电源及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有数字控制功能的开关电源，所述开关电源包括外壳，外壳内设有电池罩，电池罩内设有还设有降温组件，降温组件内设有电池组件，电池罩前端设有第一控制组外罩，第一控制组外罩内设有第二控制组外罩，第一控制组外罩内设有第二控制组外罩上方设有第三控制组外罩，第一控制组外罩、第二控制组外罩和第三控制组外罩一端设有I O面板。本发明开关电源能够自动控制散热工作，使充电电源在进行充电或放电时，电池温度保持在稳定的区间内，降低了电池火灾发生的几率，提高了电源的稳定性，采用水冷和风冷配合散热，散热效果好，可根据充电电源各处温度，自动控制散热效率。

Description

一种具有数字控制功能的开关电源及其控制系统

技术领域

本发明涉及一种可充电电源领域，具体是一种具有数字控制功能的开关电源及其控制系统。

背景技术

电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。现有的充电电源在进行充电或放电时，往往存在电池温度上升，如果不能进行及时散热，容易引发电池火灾或者稳定性下降，现有的充电电源基本采用单风扇散热，散热效果不好，且无法根据充电电源各处温度，自动控制散热效率。针对这种情况，现提出一种具有数字控制功能的开关电源及其控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有数字控制功能的开关电源及其控制系统，能够有效解决上述问题，本发明开关电源能够自动控制散热工作，使充电电源在进行充电或放电时，电池温度保持在稳定的区间内，降低了电池火灾发生的几率，提高了电源的稳定性，采用水冷和风冷配合散热，散热效果好，可根据充电电源各处温度，自动控制散热效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种具有数字控制功能的开关电源，所述开关电源包括外壳，外壳内设有电池罩，电池罩内设有还设有降温组件，降温组件内设有电池组件，电池罩前端设有第一控制组外罩，第一控制组外罩内设有第二控制组外罩，第一控制组外罩内设有第二控制组外罩上方设有第三控制组外罩，第一控制组外罩、第二控制组外罩和第三控制组外罩一端设有IO面板。

进一步地，所述电池罩内设有第三安装槽，第三安装槽内设有镜像阵列分布的第一滑槽和镜像阵列分布的第二滑槽，第三安装槽内一端设有镜像分布的第一开槽，第三安装槽内另一端设有镜像分布第二开槽，第二开槽内设有第一温度传感器，电池罩一端还设有镜像分布的支撑块，支撑块上均设有支撑槽。

进一步地，所述降温组件包括镜像分布的散热板，镜像分布的散热板之间还设有电池组件，电池组件包括电池，电池上下均设有阵列分布的第一滑条，第一滑条与第一滑槽滑动配合，电池另一端设有第一安装板，第一安装板与电池固定连接。

进一步地，所述第一安装板上设有第三滑槽，第一安装板上设有第二安装板，第二安装板内设有转动片，转动片与第一安装板转动连接，第三滑槽内设有镜像分布的卡板，卡板安装第一开槽内，卡板一端均设有挡板，第二安装板内设有转动封板，转动封板与第二安装板转动连接。

进一步地，所述外壳一侧设有第一排风口，外壳另一侧设有第二排风口，外壳内设有第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽一端设有挡块，外壳上设有提手，外壳上设有第一安装孔，外壳一端设有封板，封板上设有第一安装柱，第一安装柱与第一安装孔连接，使封板密封外壳。

进一步地，所述散热板安装在第二滑槽内，散热板一端设有阵列分布的弯管接头，散热板一侧均设有阵列分布的卡槽，卡槽内设有锂离子电池保护板，锂离子电池保护板下方安装在支撑槽内，锂离子电池保护板一侧设有进电接口，进电接口与电池一端连接，散热板之间设有水冷头，水冷头上设有阵列分布的固定螺丝，固定螺丝讲水冷头与锂离子电池保护板固定连接。

进一步地，所述水冷头上阵列分布的直管接头，散热板之间还设有阵列分布的四通管，四通管两端与弯管接头连接，四通管一侧与直管接头连接，一组四通管另一侧通过弯管接头与第一水管一端连接，另一组四通管另一侧通过弯管接头与第二水管一端连接，散热板一侧设有散热器，散热器两侧均设有第一散热风扇，散热器一端设有水泵，水泵与散热板通过四散水管连接，第一水管另一端与散热器连接，第二水管另一端与水泵连接，散热器和水泵固定在第二安装槽内，电池罩安装在第一安装槽内。

进一步地，所述第一控制组外罩内设有镜像分布的第四滑槽和阵列分布的第二安装柱，第四滑槽一端设有第四安装槽和第五安装槽，第一控制组外罩一侧设有第三开槽，第一控制组外罩另一侧设有第四开槽，第四开槽内设有第二风扇，第四滑槽内设有逆变器，逆变器上设有充电口、第二温度传感器和第一开关，第二安装柱上设有降压恒流变换器，第四安装槽内设有继电器，第五安装槽内设有第三温度传感器。

进一步地，所述第二控制组外罩固定在第一控制组外罩上方，第二控制组外罩一侧设有第五开槽，第二控制组外罩上设有第六安装槽、第七安装槽和第八安装槽，第二控制组外罩下设有第九安装槽，第六安装槽内设有升压变换器，升压变换器上设有第四温度传感器，第七安装槽上设有USB接口，USB接口上设有第二开关，USB接口下设有第五温度传感器，第八安装槽内设有继电器，第九安装槽内设有第六温度传感器。

进一步地，所述第一控制组外罩和第二控制组外罩上方设有第三控制组外罩，第三控制组外罩上设有第十安装槽，第十安装槽内设有无线充电线圈和无线充电电路板。

进一步地，所述第一控制组外罩、第二控制组外罩和第三控制组外罩通过紧固件固定连接，且第一控制组外罩、第二控制组外罩和第三控制组外罩一端与电池罩连接，第一控制组外罩、第二控制组外罩和第三控制组外罩另一端设有IO面板。

进一步地，所述IO面板上设有第一电压表和第二电压表，第二电压表上设有第三开关，第二电压表下设有直流电插座，直流电插座下设有调压旋钮，调压旋钮一侧设有插座。

一种具有数字控制功能的开关电源的控制系统，所述控制系统包括以下步骤：

步骤一：转动转动片，拉出转动封板，按下卡板，使卡板从第一开槽内退出，通过转动片拉出电池。

步骤二：充电时，打开第一开关，通过充电口为电池充电，第一温度传感器检测电池的温度；

步骤三：当温度超出安全温度时，水泵启动，带动水循环，第一散热风扇启动进行散热，散热板对电池进行降温，水冷头对锂离子电池保护板进行降温；

步骤四：第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器检测元器件的温度，温度上升时，第二散热风扇启动散热；

步骤五：放电时，打开第二开关使USB接口放电，打开第三开关使直流电插座放电，转动调压旋钮调节直流电插座的放电大小，插座直插；

步骤六：第一温度传感器检测电池的温度，当温度超出安全温度时，水泵启动，带动水循环，第一散热风扇启动进行散热，散热板对电池进行降温，水冷头对锂离子电池保护板进行降温；

步骤七：第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器、第六温度传感器检测元器件的温度，温度上升时，第二散热风扇启动散热。

本发明的有益效果：

1、本发明开关电源能够自动控制散热工作，使充电电源在进行充电或放电时，电池温度保持在稳定的区间内，降低了电池火灾发生的几率，提高了电源的稳定性；

2、本发明开关电源采用水冷和风冷配合散热，散热效果好，可根据充电电源各处温度，自动控制散热效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明开关电源结构示意图；

图2是本发明外壳结构爆炸示意图；

图3是本发明开关电源部分结构示意图；

图4是本发明开关电源部分结构示意图；

图5是本发明电池罩结构示意图；

图6是本发明开关电源部分结构示意图；

图7是本发明开关电源部分结构示意图；

图8是本发明电池组件爆炸结构示意图；

图9是本发明电池组件部分结构示意图；

图10是本发明开关电源部分结构示意图；

图11是本发明开关电源部分结构爆炸示意图；

图12是本发明开关电源部分结构示意图；

图13是本发明开关电源部分结构示意图；

图14是本发明开关电源部分结构示意图；

图15是本发明开关电源部分结构示意图；

图16是本发明IO面板结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种具有数字控制功能的开关电源，如图1-图16所示，开关电源包括外壳1，外壳1内设有电池罩2，电池罩2内设有还设有降温组件3，降温组件3内设有电池组件4，电池罩2前端设有第一控制组外罩5，第一控制组外罩5内设有第二控制组外罩6，第一控制组外罩5内设有第二控制组外罩6上方设有第三控制组外罩7，第一控制组外罩5、第二控制组外罩6和第三控制组外罩7一端设有IO面板8。

外壳1一侧设有第一排风口11，外壳1另一侧设有第二排风口12，外壳1内设有第一安装槽13和第二安装槽14，第一安装槽13一端设有挡块131，外壳1上设有提手15，外壳1上设有第一安装孔16，外壳1一端设有封板17，封板17上设有第一安装柱18，第一安装柱18与第一安装孔16连接，使封板17密封外壳1。

电池罩2内设有第三安装槽21，第三安装槽21内设有镜像阵列分布的第一滑槽22和镜像阵列分布的第二滑槽23，第三安装槽21内一端设有镜像分布的第一开槽24，第三安装槽21内另一端设有镜像分布第二开槽25，第二开槽25内设有第一温度传感器251，电池罩2一端还设有镜像分布的支撑块26，支撑块26上均设有支撑槽261。

降温组件3包括镜像分布的散热板31，散热板31安装在第二滑槽23内，散热板31一端设有阵列分布的弯管接头311，散热板31一侧均设有阵列分布的卡槽312，卡槽312内设有锂离子电池保护板38，锂离子电池保护板38下方安装在支撑槽261内，锂离子电池保护板38一侧设有进电接口381，散热板31之间设有水冷头32，水冷头32上设有阵列分布的固定螺丝321，固定螺丝321讲水冷头32与锂离子电池保护板38固定连接，水冷头32上阵列分布的直管接头322，散热板31之间还设有阵列分布的四通管33，四通管33两端与弯管接头311连接，四通管33一侧与直管接头322连接，一组四通管33另一侧通过弯管接头311与第一水管36一端连接，另一组四通管33另一侧通过弯管接头311与第二水管37一端连接，散热板31一侧设有散热器34，散热器34两侧均设有第一散热风扇341，散热器34一端设有水泵35，水泵35与散热板31通过四散水管351连接，第一水管36另一端与散热器34连接，第二水管37另一端与水泵35连接，散热器34和水泵35固定在第二安装槽14内，电池罩2安装在第一安装槽13内。

镜像分布的散热板31之间还设有电池组件4，电池组件4包括电池41，电池41上下均设有阵列分布的第一滑条411，第一滑条411与第一滑槽22滑动配合，进电接口381与电池41一端连接，电池41另一端设有第一安装板42，第一安装板42与电池41固定连接，第一安装板42上设有第三滑槽421，第一安装板42上设有第二安装板43，第二安装板43内设有转动片44，转动片44与第一安装板42转动连接，第三滑槽421内设有镜像分布的卡板45，卡板45安装第一开槽24内，卡板45一端均设有挡板451，第二安装板43内设有转动封板46，转动封板46与第二安装板43转动连接，更换电池时，转动转动片44，拉出转动封板46，按下卡板45，使卡板45从第一开槽24内退出，通过转动片44拉出电池41。

第一控制组外罩5内设有镜像分布的第四滑槽51和阵列分布的第二安装柱52，第四滑槽51一端设有第四安装槽54和第五安装槽55，第一控制组外罩5一侧设有第三开槽53，第一控制组外罩5另一侧设有第四开槽56，第四开槽56内设有第二风扇57，第四滑槽51内设有逆变器58，逆变器58上设有充电口581、第二温度传感器582和第一开关583，第二安装柱52上设有降压恒流变换器59，第四安装槽54内设有继电器511，第五安装槽55内设有第三温度传感器510。

第二控制组外罩6固定在第一控制组外罩5上方，第二控制组外罩6一侧设有第五开槽61，第二控制组外罩6上设有第六安装槽62、第七安装槽63和第八安装槽64，第二控制组外罩6下设有第九安装槽65，第六安装槽62内设有升压变换器66，升压变换器66上设有第四温度传感器661，第七安装槽63上设有USB接口67，USB接口67上设有第二开关671，USB接口67下设有第五温度传感器68，第八安装槽64内设有继电器511，第九安装槽65内设有第六温度传感器69。

第一控制组外罩5和第二控制组外罩6上方设有第三控制组外罩7，第三控制组外罩7上设有第十安装槽71，第十安装槽71内设有无线充电线圈72和无线充电电路板73。

第一控制组外罩5、第二控制组外罩6和第三控制组外罩7通过紧固件固定连接，且第一控制组外罩5、第二控制组外罩6和第三控制组外罩7一端与电池罩2连接，第一控制组外罩5、第二控制组外罩6和第三控制组外罩7另一端设有IO面板8。

IO面板8上设有第一电压表81和第二电压表82，第二电压表82上设有第三开关83，第二电压表82下设有直流电插座84，直流电插座84下设有调压旋钮85，调压旋钮85一侧设有插座86。

一种数字控制功能开关电源的控制系统：

步骤一：充电时，打开第一开关583，通过充电口581为电池41充电，第一温度传感器251检测电池41的温度；

步骤二：当温度超出安全温度时，水泵35启动，带动水循环，第一散热风扇341启动进行散热，散热板31对电池41进行降温，水冷头32对锂离子电池保护板38进行降温；

步骤三：第二温度传感器582、第三温度传感器510、第四温度传感器661、第五温度传感器68、第六温度传感器69检测元器件的温度，温度上升时，第二散热风扇57启动散热；

步骤四：放电时，打开第二开关671使USB接口67放电，打开第三开关83使直流电插座84放电，转动调压旋钮85调节直流电插座84的放电大小，插座86直插；

步骤五：第一温度传感器251检测电池41的温度，当温度超出安全温度时，水泵35启动，带动水循环，第一散热风扇341启动进行散热，散热板31对电池41进行降温，水冷头32对锂离子电池保护板38进行降温；

步骤六：第二温度传感器582、第三温度传感器510、第四温度传感器661、第五温度传感器68、第六温度传感器69检测元器件的温度，温度上升时，第二散热风扇57启动散热。

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。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (9)

1.一种具有数字控制功能的开关电源，其特征在于，所述开关电源包括外壳（1），外壳（1）内设有电池罩（2），电池罩（2）内设有降温组件（3），降温组件（3）内设有电池组件（4），电池罩（2）前端设有第一控制组外罩（5），第一控制组外罩（5）上方设有第二控制组外罩（6），第二控制组外罩（6）上方设有第三控制组外罩（7），第一控制组外罩（5）、第二控制组外罩（6）和第三控制组外罩（7）一端设有IO面板（8）；

所述电池罩（2）内设有第三安装槽（21），第三安装槽（21）内设有镜像阵列分布的第一滑槽（22）和镜像阵列分布的第二滑槽（23），第三安装槽（21）内一端设有镜像分布的第一开槽（24），第三安装槽（21）内另一端设有镜像分布第二开槽（25），第二开槽（25）内设有第一温度传感器（251），电池罩（2）一端还设有镜像分布的支撑块（26），支撑块（26）上均设有支撑槽（261）；

所述降温组件（3）包括镜像分布的散热板（31），镜像分布的散热板（31）之间还设有电池组件（4），电池组件（4）包括电池（41），电池（41）上下均设有阵列分布的第一滑条（411），第一滑条（411）与第一滑槽（22）滑动配合，电池（41）另一端设有第一安装板（42），第一安装板（42）与电池（41）固定连接；

所述第一安装板（42）上设有第三滑槽（421），第一安装板（42）上设有第二安装板（43），第二安装板（43）内设有转动片（44），转动片（44）与第一安装板（42）转动连接，第三滑槽（421）内设有镜像分布的卡板（45），卡板（45）安装第一开槽（24）内，卡板（45）靠近转动封板（46）的一端均设有挡板（451），第二安装板（43）内设有转动封板（46），转动封板（46）与第二安装板（43）转动连接，当拉出转动封板（46），按下卡板（45）时，卡板（45）从第一开槽（24）内退出。

2.根据权利要求1所述的一种具有数字控制功能的开关电源,其特征在于，所述外壳（1）一侧设有第一排风口（11），外壳（1）另一侧设有第二排风口（12），外壳（1）内设有第一安装槽（13）和第二安装槽（14），第一安装槽（13）一端设有挡块（131），外壳（1）上设有提手（15），外壳（1）上设有第一安装孔（16），外壳（1）一端设有封板（17），封板（17）上设有第一安装柱（18），第一安装柱（18）与第一安装孔（16）连接，使封板（17）密封外壳（1）。

3.根据权利要求2所述的一种具有数字控制功能的开关电源,其特征在于，所述散热板（31）安装在第二滑槽（23）内，散热板（31）一端设有阵列分布的弯管接头（311），散热板（31）一侧均设有阵列分布的卡槽（312），卡槽（312）内设有锂离子电池保护板（38），锂离子电池保护板（38）下方安装在支撑槽（261）内，锂离子电池保护板（38）一侧设有进电接口（381），进电接口（381）与电池（41）一端连接，散热板（31）之间设有水冷头（32），水冷头（32）上设有阵列分布的固定螺丝（321），固定螺丝（321）将水冷头（32）与锂离子电池保护板（38）固定连接；

所述水冷头（32）上设有阵列分布的直管接头（322），散热板（31）之间还设有阵列分布的四通管（33），四通管（33）两端与弯管接头（311）连接，四通管（33）一侧与直管接头（322）连接，一组四通管（33）另一侧通过弯管接头（311）与第一水管（36）一端连接，另一组四通管（33）另一侧通过弯管接头（311）与第二水管（37）一端连接，散热板（31）一侧设有散热器（34），散热器（34）两侧均设有第一散热风扇（341），散热器（34）一端设有水泵（35），水泵（35）与散热器（34）通过四散水管（351）连接，第一水管（36）另一端与散热器（34）连接，第二水管（37）另一端与水泵（35）连接，散热器（34）和水泵（35）固定在第二安装槽（14）内，电池罩（2）安装在第一安装槽（13）内。

4.根据权利要求3所述的一种具有数字控制功能的开关电源,其特征在于，所述第一控制组外罩（5）内设有镜像分布的第四滑槽（51）和阵列分布的第二安装柱（52），第四滑槽（51）一端设有第四安装槽（54）和第五安装槽（55），第一控制组外罩（5）一侧设有第三开槽（53），第一控制组外罩（5）另一侧设有第四开槽（56），第四开槽（56）内设有第二散热风扇（57），第四滑槽（51）内设有逆变器（58），逆变器（58）上设有充电口（581）、第二温度传感器（582）和第一开关（583），第二安装柱（52）上设有降压恒流变换器（59），第四安装槽（54）内设有继电器（511），第五安装槽（55）内设有第三温度传感器（510）。

5.根据权利要求4所述的一种具有数字控制功能的开关电源,其特征在于，所述第二控制组外罩（6）固定在第一控制组外罩（5）上方，第二控制组外罩（6）一侧设有第五开槽（61），第二控制组外罩（6）上设有第六安装槽（62）、第七安装槽（63）和第八安装槽（64），第二控制组外罩（6）下设有第九安装槽（65），第六安装槽（62）内设有升压变换器（66），升压变换器（66）上设有第四温度传感器（661），第七安装槽（63）上设有USB接口（67），USB接口（67）上设有第二开关（671），USB接口（67）下设有第五温度传感器（68），第八安装槽（64）内设有继电器（511），第九安装槽（65）内设有第六温度传感器（69）。

6.根据权利要求5所述的一种具有数字控制功能的开关电源,其特征在于，所述第一控制组外罩（5）和第二控制组外罩（6）上方设有第三控制组外罩（7），第三控制组外罩（7）上设有第十安装槽（71），第十安装槽（71）内设有无线充电线圈（72）和无线充电电路板（73）。

7.根据权利要求6所述的一种具有数字控制功能的开关电源,其特征在于，所述第一控制组外罩（5）、第二控制组外罩（6）和第三控制组外罩（7）通过紧固件固定连接，且第一控制组外罩（5）、第二控制组外罩（6）和第三控制组外罩（7）一端与电池罩（2）连接，第一控制组外罩（5）、第二控制组外罩（6）和第三控制组外罩（7）另一端设有IO面板（8）。

8.根据权利要求7所述的一种具有数字控制功能的开关电源,其特征在于，所述IO面板（8）上设有第一电压表（81）和第二电压表（82），第二电压表（82）上设有第三开关（83），第二电压表（82）下设有直流电插座（84），直流电插座（84）下设有调压旋钮（85），调压旋钮（85）一侧设有插座（86）。

9.根据权利要求8所述的一种具有数字控制功能的开关电源的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：转动转动片（44），拉出转动封板（46），按下卡板（45），使卡板（45）从第一开槽（24）内退出，通过转动片（44）拉出电池（41）；

步骤二：充电时，打开第一开关（583），通过充电口（581）为电池（41）充电，第一温度传感器（251）检测电池（41）的温度；

步骤三：当温度超出安全温度时，水泵（35）启动，带动水循环，第一散热风扇（341）启动进行散热，散热板（31）对电池（41）进行降温，水冷头（32）对锂离子电池保护板（38）进行降温；

步骤四：第二温度传感器（582）、第三温度传感器（510）、第四温度传感器（661）、第五温度传感器（68）、第六温度传感器（69）检测元器件的温度，温度上升时，第二散热风扇（57）启动散热；

步骤五：放电时，打开第二开关（671）使USB接口（67）放电，打开第三开关（83）使直流电插座（84）放电，转动调压旋钮（85）调节直流电插座（84）的放电大小，插座（86）直插；

步骤六：第一温度传感器（251）检测电池（41）的温度，当温度超出安全温度时，水泵（35）启动，带动水循环，第一散热风扇（341）启动进行散热，散热板（31）对电池（41）进行降温，水冷头（32）对锂离子电池保护板（38）进行降温；

步骤七：第二温度传感器（582）、第三温度传感器（510）、第四温度传感器（661）、第五温度传感器（68）、第六温度传感器（69）检测元器件的温度，温度上升时，第二散热风扇（57）启动散热。

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