CN210405107U - 用于外部的电源单元 - Google Patents
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Abstract
一种用于外部的电源单元(1)，包括：电子板(2)，电子板(2)被构造成在输入端接收交流或直流电能，并在输出端提供直流电能；和外部保护壳体，外部保护壳体围绕并保护电子板(2)免受冲击和大气因素影响。电源单元(1)的特征在于，外部保护壳体基本上由实心且致密的复合材料块(3)组成，复合材料块(3)具有整体结构，并且由载有一种或多种矿物型惰性材料颗粒和可选的粉末的树脂制成，并且在于，电子板(2)完全嵌入所述实心且致密的复合材料块(3)内。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2018年11月13日提交的第102018000010294号意大利专利申请的优先权，其全部公开内容以引用的方式并入到本文中。
技术领域
本实用新型涉及一种用于外部的电源单元。
更具体地，本实用新型涉及一种用于外部的开关电源单元，其适于向用于外部的LED照明设备提供电能。以下公开内容将在不失一般性的情况下明确参照开关电源单元。
背景技术
众所周知，用于外部的开关电源单元是AD/DC转换器，其适于插入于单相电力干线与通用LED照明设备或需要直流电源的任何其他类型的电力负载之间，能够将来自电力干线的交流电能转换成适于为前述电力负载供电的直流电能，最后，被特别构造成可以在室外安装和操作，抵御恶劣天气。
目前市售的用于外部的开关电源单元基本上由刚性的、接近平行六面体形状的、盒状外壳或覆盖物，电子板以及半实心和半刚性芯组成。外壳或覆盖物通常由金属材料制成。电子板容纳执行电能的AC/DC转换所需的所有部件，并且位于盒状壳内部，接近其中心。半实心和半刚性芯由导热且电绝缘的硅凝胶制成，该芯完全填充在其内部包含有电子板的盒状壳内部的空间，从而将电子板固定在壳内部，同时将电子板与外部电绝缘。
换句话说，由金属材料制成的盒状壳保护电子板免受冲击和机械应力，而由绝缘硅凝胶制成的芯防止水和湿气到达电子板。
上述开关电源单元最后设置有两个输入连接器和两个输出连接器，两个输入连接器设置在盒状壳的外部，并电连接至电子板，以将电子板连接至外部电力干线，两个输出连接器布置在盒状壳的外部，通常相对于两个输入连接器位于相反侧，并且电连接到电子板，以便将电子板连接到要供电的LED照明设备。
不利的是，尽管硅凝胶芯是由导热材料制成的，但实验测试表明，盒状外壳内部偶尔会有异常的温度分布，这在很短的时间内会使电源单元无法使用。
更详细地说，实验测试已经表明，在电子板的某些区域偶尔会发生不可预见的过度过热，这通常会导致对高温更敏感的电子部件快速破坏。这种异常的温度分布似乎是由硅凝胶芯和壳的内表面之间的不良接触引起/触发的。
实用新型内容
本实用新型的目的是消除上述局部过热问题，同时降低用于外部的开关电源单元的制造成本。
按照这些目的，根据本实用新型，提供一种用于外部的电源单元，包括：电子板，电子板被构造成在输入端接收交流或直流电能，并在输出端提供直流电能；和外部保护壳体，外部保护壳体围绕并保护电子板免受冲击和大气因素影响。电源单元的特征在于，外部保护壳体包括实心且致密的复合材料块，复合材料块具有整体结构，并且由载有一种或多种矿物型惰性材料颗粒的树脂制成；并且在于，电子板完全嵌入所述实心且致密的复合材料块内。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于嵌入树脂中的惰性材料颗粒的尺寸小于5mm。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于嵌入树脂中的惰性材料颗粒的尺寸小于3mm。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于嵌入树脂中的惰性材料颗粒的尺寸大于25μm。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于树脂是热固性树脂。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于树脂是环氧基树脂。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于惰性材料包括一种或多种矿物和/或石材。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于惰性材料包括石英。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于矿物型惰性材料颗粒的量大于形成实心且致密的复合材料块的复合材料的总重量的30％。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于，电子板包括至少一个印刷电路和固定在所述印刷电路上的一系列电气部件/电子部件。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的进一步特征在于，电子板包括：开关型AC/DC转换模块，适于将交流电能转换成直流电能；以及，两个滤波电路，分别位于AC/DC转换模块的上游和下游，并且被构造成减少/最小化分别出现在AC/DC转换模块的输入端和输出端的高频噪声。
优选地，尽管不是必须的，电源单元的特征还在于额外地包括输入连接器和输出连接器，输入连接器和输出连接器位于实心且致密的复合材料块的外部并且电连接到电子板。
附图说明
现在将参考附图描述本实用新型，附图显示了本实用新型的非限制性实施例，其中：
图1是根据本实用新型的教导实现的用于外部的电源单元的等轴视图，为了清楚起见，部分透明并且部分被移除；然而
图2是图1所示电源单元的剖视图，为了清楚起见，部分被移除。
具体实施方式
参考图1和2，附图标记1总体上表示用于外部的电源单元，其可以有利地用于为用于外部的LED照明设备供电。
更详细地说，电源单元1适于插在已知的单相电力干线与通用的LED照明设备或其类似物之间，并且能够将来自电力干线的交流电能转换成适于向LED照明设备或需要直流稳定电源的任何其他电力负载供电的直流电能。
此外，电源单元1被特别构造成在室外安装并持续操作，抵御恶劣天气。
更详细地，电源单元1基本上由电子板2和保护外壳体组成。电子板2被构造以在输入端接收优选来自通用外部单相电力干线的交流电能，并且在输出端提供优选地具有恒定(稳定)电压和/或电流的直流电能。保护外壳体是坚硬并刚性的，并且围绕和保护电子板2免受冲击和大气因素的影响。
显然，电源单元1也可以用于室内，即建筑物及其类似物内部。
与当前已知的用于外部的电源单元不同，外部保护壳体基本上由实心且致密的复合材料块3组成或无论如何包实心且致密的复合材料块3，实心且致密的复合材料块3具有整体结构，复合材料块3由树脂制成，树脂载有一种或多种矿物型惰性材料颗粒和可选的粉末，颗粒的尺寸优选小于5mm(毫米)，并且电子板2完全嵌入到所述实心且致密的复合材料块3内。
优选地，矿物型惰性材料颗粒和可选的粉末的量进一步大于形成实心且致密的复合材料块3的复合材料总重量的30％，并且可选地也大于50％。
更详细地说，树脂优选为热固性树脂，并且优选载有石英(二氧化硅)、长石或其他矿物颗粒和可选的粉末。作为补充或替代，复合材料还可以包括大理石和/或花岗岩和/或其他石材的颗粒和/或粉末。
此外，嵌入树脂中的惰性材料颗粒的尺寸优选小于3mm(毫米)。优选地，嵌入树脂中的惰性材料颗粒的尺寸进一步大于25μm(微米)。
换句话说，惰性材料颗粒的尺寸优选在25μm(微米)到3mm(毫米)的范围内。
此外，实心且致密的复合材料块3优选地基本上为平行六面体形状，并且电子板2优选地基本上布置在实心且致密的复合材料块3的中心。
具体而言，在所示的示例中，实心且致密的复合材料块3优选地成形为锭状，并且优选地由载有石英颗粒和粉末的热固性树脂制成，石英颗粒和粉末的尺寸优选为25μm(微米)至3mm(毫米)。
优选地，热固性树脂进一步是环氧基树脂。更详细地说，热固性树脂优选为脂环族环氧树脂。
参考图1和图2，电子板2又包括优选地基本上为矩形的印刷电路4和适当地固定在印刷电路4上的一系列已知的电气部件/电子部件。
电气部件/电子部件的组件适于将来自外部电力干线的交流电能转换成适于为LED照明设备或任何其他需要直流电源的电力负载供电的直流电能。
更详细地，电子板2优选地包括：开关型AC/DC转换模块5，适于将来自外部电力干线的交流电能转换成直流电能，并且优选地布置在印刷电路4的中心区域；以及，两个滤波电路6和7，位于印刷电路4上，分别在AC/DC转换模块5的上游和下游，并且被构造成减少/最小化分别出现在AC/DC转换模块5的输入端和输出端的高频噪声。
优选地，AC/DC转换模块5又包括：小壳型变压器9；MOSFET开关10；整流器11；和命令MOSFET开关10的微处理器(图中未示出)。
另一方面，滤波电路6优选地包括无源EMI滤波器13和一系列优选的电解和/或陶瓷电容器14，电容器14适当地相互连接。
类似地，滤波电路7优选地包括一系列优选的电解和/或陶瓷电容器15，电容器15适当地彼此连接。
参考图1，优选地，电子板2最后还包括过电压保护电路16，过电压保护电路16位于AC/DC转换模块5或滤波电路6的上游，并且适于防止来自单相电力干线的可能的过电压不可修复地损坏电子板2。
电源单元1最后设置有输入连接器17和输出连接器18。输入连接器17位于实心且致密的复合材料块3的外部，并且电连接到电子板2的输入端子，从而将电子板2连接到外部电力干线。输出连接器18位于实心且致密的复合材料块3的外部，优选地位于相对于输入连接器17的相反侧，并且电连接到电子板2的输出端子，以便将电子板2连接到LED照明设备或需要直流电源的其他电力负载。
具体而言，在所示的示例中，输入连接器17和输出连接器18优选地位于大致锭状、实心且致密的复合材料块3的两个轴向端。
电源单元1的操作可以从上面的描述中容易地推断出来，因此，不需要进一步的解释，除了指出实心且致密的复合材料块3由电绝缘且防水的坚硬刚性材料制成。
与外部保护壳体的特定结构相关的优点是明显的。
首先，电源单元1具有相对低的制造成本。
实际上，电源单元1的生产依次包括以下步骤：将载有一种或多种惰性矿物材料颗粒和可选的粉末的树脂倒入模具中，模具在形状上与实心且致密的复合材料块3互补，并且已经容纳电子板2；然后使模具及其内容物经受热烘烤循环，导致树脂的聚合/交联和硬化。
此外，电源单元1不再需要由金属材料制成的保护外壳。
事实上，由于它由坚硬的刚性材料制成，并且电绝缘和防水，所以实心且致密的复合材料块3能够保护电子板2免受冲击和恶劣天气，同时确保由电子板2通常产生的热量的理想消散。
最后，实心且致密的复合材料块3的特定整体结构的热阻显著低于硅凝胶和金属组合的总热阻，因此改善了由电子板2产生的热量的消散。
最后清楚的是，可以对上述电源单元1进行改变和变型，而不超出本实用新型的范围。
例如，电子板2可以包括两个或更多个并排布置并彼此电连接的印刷电路4，并且电气/电子部件适当地分布在两个或更多个印刷电路4之间。
此外，电子板2还可以在输入端接收来自例如已知的高压和/或高容量电池组的直流电能，总是在输出端提供优选地具有恒定的电压和/或电流的直流电能。
Claims (13)
1.一种用于外部的电源单元，包括：
电子板(2)，所述电子板(2)被构造成在输入端接收交流或直流电能，并在输出端提供直流电能；和
外部保护壳体，所述外部保护壳体围绕并保护所述电子板(2)免受冲击和大气因素影响；
其特征在于，所述外部保护壳体包括实心且致密的复合材料块(3)，所述复合材料块具有整体结构，并且由载有一种或多种矿物型惰性材料颗粒的树脂制成；并且，所述电子板(2)完全嵌入所述实心且致密的复合材料块(3)内。
2.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，嵌入所述树脂中的惰性材料颗粒的尺寸小于5mm。
3.根据权利要求2所述的电源单元，其特征在于，嵌入所述树脂中的惰性材料颗粒的尺寸小于3mm。
4.根据权利要求2所述的电源单元，其特征在于，嵌入所述树脂中的惰性材料颗粒的尺寸大于25μm。
5.根据权利要求3所述的电源单元，其特征在于，嵌入所述树脂中的惰性材料颗粒的尺寸大于25μm。
6.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，所述树脂是热固性树脂。
7.根据权利要求6所述的电源单元，其特征在于，所述树脂是环氧基树脂。
8.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，所述惰性材料包括一种或多种矿物和/或石材。
9.根据权利要求8所述的电源单元，其特征在于，所述惰性材料包括石英。
10.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，矿物型惰性材料颗粒的量大于形成所述实心且致密的复合材料块(3)的复合材料的总重量的30％。
11.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，所述电子板(2)包括至少一个印刷电路(4)和固定到所述印刷电路(4)上的一系列电气部件/电子部件(9，10，11，13，14，15)。
12.根据权利要求11所述的电源单元，其特征在于，所述电子板(2)包括：
开关型AC/DC转换模块(5)，适于将交流电能转换成直流电能；以及
两个滤波电路(6，7)，分别位于所述AC/DC转换模块(5)的上游和下游，并且被构造成减少/最小化分别出现在所述AC/DC转换模块(5)的输入端和输出端的高频噪声。
13.根据权利要求1所述的电源单元，其特征在于，还额外地包括输入连接器(17)和输出连接器(18)，所述输入连接器(17)和输出连接器(18)位于所述实心且致密的复合材料块(3)的外部，并且电连接到所述电子板(2)。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |