CN113903625A - 一种多路继电器开关模块散热系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种散热系统，尤其是涉及一种多路继电器开关模块散热系统，其技术方案要点是：多路继电器开关模块包括底座、外壳以及陶瓷覆铜板，外壳上嵌设有散热件，陶瓷覆铜板表面上布置有避开电气元件设置的导热丝/条，导热丝/条与散热件相连接并用于将陶瓷覆铜板上的热量输送至散热件上；达到了提高多路继电器开关模块的散热性能，以降低由于高温而造成电气元件损坏或电路故障的可能性的目的。

Description

一种多路继电器开关模块散热系统

技术领域

本申请涉及一种散热系统，尤其是涉及一种多路继电器开关模块散热系统。

背景技术

继电器是一种当输入量/激励量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的电气元件。

相关技术中记载的一种多路继电器开关模块，包括底座1、罩设在底座1上的外壳2、设置在底座1上且位于外壳2内部的陶瓷覆铜板3以及设置在陶瓷覆铜板3远离底座1一侧的PCB板9；此外一改传统的继电器开关模块的圆环形线圈，取而代之的是如图1所示的集成并嵌入至PCB板9内部的平面线圈7，使得线圈的设置不会对电气元件6在PCB板9上的布置造成位置占用，陶瓷覆铜板3上、PCB板9靠近以及背离陶瓷覆铜板3的表面进而均能够布置有电气元件6；各个电气元件6锡焊完成后，将外壳2通过金属熔焊密封的方式焊接在底座1上，最后向外壳2与底座1之间填充导热硅胶；一定程度上缩小了继电器开关模块的体积、提高了该模块的集成化程度并为提高输出组数提供条件。

针对上述相关技术方案，发明人发现：电气元件的增加难免会使多路继电器开关模块在体积一定或更小的情况下产生更多的热量，导热硅胶不能很好或难以满足多路继电器开关模块的导热需求，尤其是位于陶瓷覆铜板与PCB板之间的大量电气元件产生的热量难以通过导热硅胶散发出去，陶瓷覆铜板将吸收大量的热量而使自身温度升高，进而使得多路继电器开关模块由于电气元件所述环境温度过高而造成损坏或电气元件焊点熔化而造成电路故障。

发明内容

为了提高多路继电器开关模块的散热性能，以降低由于高温而造成电气元件损坏或电路故障的可能性，本申请提供一种多路继电器开关模块散热系统。

本申请提供的一种多路继电器开关模块散热系统采用如下的技术方案：

一种多路继电器开关模块散热系统，多路继电器开关模块包括底座、外壳以及陶瓷覆铜板，外壳上嵌设有散热件，陶瓷覆铜板表面上布置有避开电气元件设置的导热丝/条，导热丝/条与散热件相连接并用于将陶瓷覆铜板上的热量输送至散热件上。

通过采用上述技术方案，陶瓷覆铜板吸收的热量通过导热丝/条输送至散热件上,散热件进而将热量输送至外界环境以及外壳上,起到了对陶瓷覆铜板的导热降温作用,陶瓷覆铜板的温度进而能够维持在电气元件能够承受的范围内, 提高了多路继电器开关模块的散热性能，进而降低了由于高温而造成电气元件损坏或电路故障的可能性。

可选的，导热丝/条设置有多条且共同与同一散热件连接；散热件包括环形的散热块，外壳上开设有供散热块嵌入的散热孔；散热块内部固定有多个相互平行且互不接触的散热板，导热丝/条与散热板一一对应并盘布在相应的散热板内部。

通过采用上述技术方案，陶瓷覆铜板上的热量通过导热丝/条输送至散热板上,各个散热板配合散热块共同吸收散热件吸收的热量，提高了散热效率。

可选的，散热块靠近外壳内壁的一侧固定有用于密封散热孔的散热挡板，导热丝/条贯穿散热挡板延伸至散热块内部。

通过采用上述技术方案，散热挡板一方面吸收外壳内部空气的热量以及来自散热块与散热板的热量,另一方面起到对外壳表面密封的作用,以供导热环氧树脂注入。

可选的，导热丝/条设置有多条且共同与同一散热件连接；散热件包括散热块，外壳上开设有供散热块嵌入的散热孔；导热丝/条的端部固定有散热销，散热销插入并固定在散热块内部。

通过采用上述技术方案，当需要将导热丝/条与散热块连接在一起时,将导热丝/条端部的限位销插入并固定在散热块内部, 导热丝/条与散热块之间进而通过散热销建立起热量交换的桥梁。

可选的，导热丝/条设置有一条且在陶瓷覆铜板的两端之间呈蛇形盘布；散热件包括散热块，外壳上开设有供散热块嵌入的散热孔，导热丝/条延伸至散热块上并在散热块上盘布。

通过采用上述技术方案，增大导热丝/条与散热块之间的接触面积,使得导热丝/条能够更多且更快地将热量输送至散热块上。

可选的，散热块呈蛇形状延伸；导热丝/条延伸至散热块内部并沿着散热块的延伸方向延伸。

通过采用上述技术方案，使得散热块的各个部分相互分隔开来,增大了导热丝/条通过散热块与大气之间存在的接触面积,进而提高了导热丝/条在散热块上的散热效率。

可选的，散热块包括两个相互扣合的散热盖板，散热盖板上开设有供导热丝/条嵌入的导线槽。

通过采用上述技术方案，方便了导热丝/条在散热块内部进行走线以及固定。

可选的，外壳的外壁上固定有多个散热片。

通过采用上述技术方案，提高了外壳的散热效果,进一步降低电气元件所处环境温度。

可选的，散热块的外壁上开设有限位槽，散热孔的孔壁上成型有能够发生形变以嵌入至限位槽内部的限位凸起。

通过采用上述技术方案，当需要将散热块安装在外壳上时,只需要将散热块压入散热孔内部,且与此同时限位凸起嵌入至限位槽内部,进而实现散热块的快装。

可选的，散热块上成型有固定卡板，外壳上开设有供固定卡板嵌入的固定卡槽，固定卡槽为盲孔；固定卡板与外壳之间栓接有固定螺钉。

通过采用上述技术方案，提供了另一种散热块与外壳之间的固定方式。

综上所述，本申请通过在外壳上设置散热件且陶瓷覆铜板表面上布置与散热件相连接并用于将陶瓷覆铜板上的热量输送至散热件上的导热丝/条，陶瓷覆铜板吸收的热量通过导热丝/条输送至散热件上,散热件进而将热量输送至外界环境以及外壳上,起到了对陶瓷覆铜板的导热降温作用,陶瓷覆铜板的温度进而能够维持在电气元件能够承受的范围内, 提高了多路继电器开关模块的散热性能，进而降低了由于高温而造成电气元件损坏或电路故障的可能性。

附图说明

图1是相关技术中记载的多路继电器开关模块的整体结构示意图；

图2是实施例一中的多路继电器开关模块散热系统的外部结构示意图；

图3是实施例一中的多路继电器开关模块散热系统的内部结构示意图，图中PCB板未示出；

图4是实施例二中的多路继电器开关模块散热系统的外部结构示意图；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是实施例二中的多路继电器开关模块散热系统的内部结构示意图，图中PCB板未示出；

图7是实施例二中的多路继电器开关模块散热系统的外部结构示意图，图中示出外壳与散热块之间的爆炸连接关系；

图8是实施例三中的多路继电器开关模块散热系统的内部结构示意图，图中PCB板未示出；

图9是实施例三中的多路继电器开关模块散热系统的外部结构示意图，图中示出外壳与散热块之间的爆炸连接关系；

图10是实施例四中的多路继电器开关模块散热系统的外部结构示意图；

图11是实施例四中的多路继电器开关模块散热系统的内部结构示意图，图中PCB板未示出；

图12是实施例五中的多路继电器开关模块散热系统的外部结构示意图；

图13是实施例五中的多路继电器开关模块散热系统的内部结构示意图，图中PCB板未示出；

图14是图12中B处的局部放大图；

图15是实施例六中的多路继电器开关模块散热系统的外部结构示意图。

图中，1、底座；2、外壳；21、散热孔；22、限位凸起；23、固定卡槽；24、固定螺钉；3、陶瓷覆铜板；31、走线通道；4、散热件；41、散热块；411、散热销孔；412、散热盖板；413、导线槽；414、限位槽；415、固定卡板；42、散热板；43、散热挡板；5、导热丝/条；51、散热销；6、电气元件；7、平面线圈；8、散热片；9、PCB板。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1，一种多路继电器开关模块，包括底座1、罩设在底座1上的外壳2、设置在底座1上的陶瓷覆铜板3以及设置在陶瓷覆铜板3背离底座1一侧的PCB板9，PCB板9内部嵌设有多个平面线圈7，PCB板9的正反两面以及陶瓷覆铜板3靠近PCB板9的表面锡焊有多个电气元件6；进一步的，陶瓷覆铜板3的横截面积小于底座1的横截面积，即陶瓷覆铜板3的边缘与底座1的边缘之间存在供外壳2搭接在底座1靠近陶瓷覆铜板3表面上的距离，外壳2以金属熔焊密封的方式焊接在底座1上；底座1与外壳2之间封装有用于覆盖陶瓷覆铜板3、PCB板9以及电气元件6的高纯惰性气体、导热环氧树脂或导热绝缘胶，在本实施例中采用导热环氧树脂。

在本实施例中，平面线圈7设置有八个并对应八个开关，相邻平面线圈7之间相互隔离开来，每个平面线圈7含有两个控制引脚以及两个输出引脚，这些引脚靠近陶瓷覆铜板3的四个侧边分布，相邻引脚之间间隔2.54mm。

参照图2和图3，本申请提供了一种多路继电器开关模块散热系统，包括设置在外壳2上的散热件4；在陶瓷覆铜板3上且位于陶瓷覆铜板3两侧的电气元件6之间形成有走线通道31，陶瓷覆铜板3上布置有导热丝/条5且导热丝/条5设置在走线通道31内，导热丝/条5的端部与散热件4相连接并用于将陶瓷覆铜板3上的热量传导输送至散热件4上，进而提高了陶瓷覆铜板3的散热能力，即陶瓷覆铜板3上的热量能够更多且更快地散发出去并被散热件4吸收，散热件4进而将吸收的热量传导至外壳2以及外界环境上，陶瓷覆铜板3的温度进而能够维持在电气元件6能够承受的范围内, 提高了多路继电器开关模块的散热性能，进而降低了由于高温而造成电气元件6损坏或电路故障的可能性。

为了进一步提高散热系统的散热能力，导热丝/条5向陶瓷覆铜板3的两端延伸且散热件4设置有两个，两个散热件4分别设置在外壳2的两侧且每个散热件4与导热丝/条5相应的一端连接。

实施例一：

参照图2和图3，导热丝/条5设置有一条并在陶瓷覆铜板3上向外壳2的两侧延伸，散热件4包括一个嵌设在外壳2上的矩形的散热块41，导热丝/条5的端部延伸至散热块41上并与散热块41固连；陶瓷覆铜板3内部的热量通过该导热丝/条5传导输送至外壳2两侧的散热块41上，进而实现陶瓷覆铜板3热量的传导吸收；其中，导热丝/条5以及散热块41均由导热材料制成，该导热材料可以为导热碳纤维、碳化硅陶瓷、石墨材料或纳米碳等。

实施例二：

参照图4、图5和图6，导热丝/条5设置有多条并在陶瓷覆铜板3上向外壳2的两侧延伸，多条导热丝/条5的同一端与同一散热件4相连；散热件4包括矩形环状的散热块41，壳体上开设有供散热块41的外壁嵌入的散热孔21，散热孔21与散热块41的外壁形状相适配；散热块41靠近陶瓷覆铜板3的一侧固定或成型有用于对散热孔21进行密封以防止导热环氧树脂注入过程中溢出的散热挡板43，散热挡板43还能够吸收壳体内部导热环氧树脂的热量以及来自散热块41与散热板42的热量，导热丝/条5贯穿散热挡板43并向散热块41内部延伸；散热块41内部固定有多个相互平行且与多个导热丝/条5一一对应的散热板42，散热板42所在平面与散热挡板43所在平面垂直且多个散热板42之间互不接触，导热丝/条5的端部延伸至相应的散热板42内部并在散热板42内部呈蛇形或蚊香形延伸盘布。

陶瓷覆铜板3上的热量通过导热丝/条5输送至散热板42上,各个散热板42配合散热块41共同吸收散热件4吸收的热量,各个散热板42相互平行且互不接触,进而相邻散热板42之间存在空隙以供自身吸收的热量被空气吸收,防止相邻两个散热板42之间进行不必要的热量交换并提高散热效率。

进一步的，参照图7,散热块41与外壳2之间的固定方式为，在外壳2的四个壳壁上成型有沿相应外壳2的边长延伸的限位凸起22，散热块41的外壁上开设有供限位凸起22嵌入的限位槽414；散热块41向散热孔21内部插入的过程中，限位凸起22能够发生形变并嵌入至限位槽414内部，进而实现对散热块41的限位并使散热块41固定在外壳2上。

实施例三：

参照图8，导热丝/条5设置有一条并在陶瓷覆铜板3上向外壳2的两侧延伸，与此同时导热丝/条5在走线通道31内呈蛇形盘布；散热件4包括矩形板状的散热块41，壳体上开设有供散热块41的外壁嵌入的散热孔21，散热孔21与散热块41的外壁形状相适配；导热丝/条5延伸至散热块41靠近陶瓷覆铜板3表面上并呈蛇形或蚊香形盘布；蛇形盘布的方式增大了导热丝/条5与陶瓷覆铜板3之间的接触面积即热传导面积，蛇形或蚊香形盘布增大了导热丝/条5与散热块41之间的接触面积即热传导面积，进而提高了热传导效率即散热效率。

参照图9，其中，散热块41的顶角位置处成型有固定卡板415，外壳2上开设有供固定卡板415嵌入的固定卡槽23，固定卡槽23为与散热孔21连通的盲孔且开设在外壳2的外壁上；固定卡板415与外壳2之间栓接有用于固定固定卡板415即散热块41的固定螺钉24；当然也可采用实施例二中散热块41与外壳2之间的固接方式。

实施例四：

参照图10和图11，导热丝/条5设置有多条并在陶瓷覆铜板3上向外壳2的两侧延伸，多条导热丝/条5的同一端与同一散热件4相连；散热件4包括矩形板状的散热块41，壳体上开设有供散热块41的外壁嵌入的散热孔21，散热孔21与散热块41的外壁形状相适配；导热丝/条5的两端分别固定压合有散热销51，散热块41上开设有供散热销51插入并固定在散热块41上的散热销孔411；其中，散热销51由导热材料制成，该导热材料可以为导热碳纤维、碳化硅陶瓷、石墨材料或纳米碳等。

陶瓷覆铜板3的热量通过导热丝/条5传导输送至散热销51上，散热销51进而将热量输送至散热块41上，实现了热量的传导转移。

本实施例可采用实施例二或实施例三中散热块41与外壳2之间的固接方式。

实施例五：

参照图12和图13，导热丝/条5设置有一条并在陶瓷覆铜板3上向外壳2的两侧延伸，与此同时导热丝/条5在走线通道31内呈蛇形盘布；散热件4包括呈蛇形状延伸的散热块41，壳体上开设有供散热块41的外壁嵌入的散热孔21；导热丝/条5的端部延伸至散热块41内部并沿着散热块41的蛇形走向延伸；再结合图14，具体的，散热块41由两个相互扣合固定的散热盖板412组成，两个散热盖板412相互靠近的表面开设有供导热丝/条5嵌入的导线槽413，导线槽413沿散热块41的延伸方向延伸，导热丝/条5被压紧在两个散热盖板412之间。

当需要将导热丝/条5穿设并固定在散热块41内部时,将导热丝/条5沿着散热块41的延伸方向盘布在其中一个散热盖板412上,接着将另一散热盖板412扣合在盘布有导热丝/条5的散热盖板412上即可,方便了导热丝/条5在散热块41内部进行走线以及固定。

实施例六：

参照图15，本实施例中，外壳2的外壁上成型或固定有多个散热片8，以增加外壳2与外界空气之间的接触面积即散热面积，进一步提高散热系统的散热性能。

当然，本实施例可与实施例一至实施例五中的任一实施例结合，以达到散热系统更好的散热效果。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种多路继电器开关模块散热系统，多路继电器开关模块包括底座(1)、外壳(2)以及陶瓷覆铜板(3)，其特征在于：外壳(2)上嵌设有散热件(4)，陶瓷覆铜板(3)表面上布置有避开电气元件(6)设置的导热丝/条(5)，导热丝/条(5)与散热件(4)相连接并用于将陶瓷覆铜板(3)上的热量输送至散热件(4)上。

2.根据权利要求1所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：导热丝/条(5)设置有多条且共同与同一散热件(4)连接；散热件(4)包括环形的散热块(41)，外壳(2)上开设有供散热块(41)嵌入的散热孔(21)；散热块(41)内部固定有多个相互平行且互不接触的散热板(42)，导热丝/条(5)与散热板(42)一一对应并盘布在相应的散热板(42)内部。

3.根据权利要求2所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：散热块(41)靠近外壳(2)内壁的一侧固定有用于密封散热孔(21)的散热挡板(43)，导热丝/条(5)贯穿散热挡板(43)延伸至散热块(41)内部。

4.根据权利要求1所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：导热丝/条(5)设置有多条且共同与同一散热件(4)连接；散热件(4)包括散热块(41)，外壳(2)上开设有供散热块(41)嵌入的散热孔(21)；导热丝/条(5)的端部固定有散热销(51)，散热销(51)插入并固定在散热块(41)内部。

5.根据权利要求1所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：导热丝/条(5)设置有一条且在陶瓷覆铜板(3)的两端之间呈蛇形盘布；散热件(4)包括散热块(41)，外壳(2)上开设有供散热块(41)嵌入的散热孔(21)，导热丝/条(5)延伸至散热块(41)上并在散热块(41)上盘布。

6.根据权利要求5所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：散热块(41)呈蛇形状延伸；导热丝/条(5)延伸至散热块(41)内部并沿着散热块(41)的延伸方向延伸。

7.根据权利要求6所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：散热块(41)包括两个相互扣合的散热盖板(412)，散热盖板(412)上开设有供导热丝/条(5)嵌入的导线槽(413)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：外壳(2)的外壁上固定有多个散热片(8)。

9.根据权利要求2-7任一项所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：散热块(41)的外壁上开设有限位槽(414)，散热孔(21)的孔壁上成型有能够发生形变以嵌入至限位槽(414)内部的限位凸起(22)。

10.根据权利要求2-7任一项所述的一种多路继电器开关模块散热系统，其特征在于：散热块(41)上成型有固定卡板(415)，外壳(2)上开设有供固定卡板(415)嵌入的固定卡槽(23)，固定卡槽(23)为盲孔；固定卡板(415)与外壳(2)之间栓接有固定螺钉(24)。

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