CN216532374U - 一种可控硅散热装置及热饮水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控硅散热装置，其特征在于：包括有主控板(3)；可控硅(4)，集成在所述的主控板(3)上；水冷座(5)，表面向下凹陷形成有第一凹槽(51)，水冷座(5)上设有与该第一凹槽(51)相贯通的进水孔(53)和出水孔(54)；以及散热片(6)，盖设在所述水冷座(5)的表面，以使所述的第一凹槽(51)形成水冷通道，该水冷通道的入口为所述的进水孔(53)，水冷通道的出口为所述的出水孔(54)，所述的可控硅(4)与该散热片(6)导热连接。本实用新型还公开了一种应用有该可控硅散热装置的热饮水机。与现有技术相比，本实用新型的可控硅散热装置成本低且散热效果好。

Description

一种可控硅散热装置及热饮水机

技术领域

本实用新型涉及热饮水机技术领域，具体指一种可控硅散热装置及热饮水机。

背景技术

现有热饮水机为了追求水温、流量、出水效果、杯温等诸多条件的极致，一般主控板对发热元件的控制方式分单继电器、双继电器、单可控硅、单可控硅+单继电器等多种控制模式：

(1)单继电器：主要以AFE厂家生产的型号为BPD-SS-112DM为代表的一系列类似的机械型的电磁继电器，其本质上是靠低电压、低电流控制高电压、大电流的一直控制模式；

优点是技术成熟可靠、零损耗、发热量小、价格便宜、可提供多组触点和常开常闭触点、无漏电流、AC与DC兼容、结构紧凑等优点；

缺点是开断时产生涌流、反应慢无法用于很精细开断控制电路中、动作有噪音、产生电磁干扰、触点寿命有限、开关动作不能完全同步、触点跳动、大电流操作性能差，产生电弧等缺点；

尤其是反应慢无法用于很精细开断控制电路中和无法对加热元件分段进行控制，这种模式无法对电压和功率进行调整，就无法精准的控制热饮水机的水温、流量、杯温；尤其是45℃-65℃之间的水温难以控制；

(2)双继电器：其控制逻辑与单继电器相同，为了使水温和流量相对精准，将加热元件分为两段进行加热；当需要90℃以上的水时，两个继电器同时接通发热体两段同时工作；当需要50℃水时，其中一个继电器控制发热元件的其中一段进行工作；即实现相对的水量与水温的精准；

(3)单可控硅：主要以金科盛厂家生产的型号为BTA20-800BW为代表的一系列类似的半导体材料构成的一种电子元件；在自动控制系统中，可作为大功率驱动器件，实现用小功率控件控制大功率设备；它在交直流电机调速系统、调功系统及随动系统中得到了广泛的应用；

优点是体积小、效率高、寿命长、无触点、开断无涌流、开断速度快，可以控制过零开断，可以控制功率；

缺点是成本高，控制相对复杂，容量小，功耗大，发热严重；

(4)单可控硅+单继电器：结合了可控硅与继电器的优点，更简单更精准的控制热饮水机的各个性能参数；缺点是价格高，可控硅发热严重需要散热；

综上所示，可控硅虽然能精准的控制发热元件的功率，解决热饮水机的性能参数，但是它自身散热性能极差，需要单独对可控硅进行散热处理。

现有技术采用的方案通常是单独将可控硅从主板上分离，给可控硅单独做一块PCB小板，可控硅小板可以固定方便饮水机进水的地方(如北鼎S801、心想S2305)，但是，如果单独给可控硅做PCB小板，可控硅小板除了可控硅还需要其他外围电路，这样做增加机器的成本，生产操作时还需要另外接线。

实用新型内容

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种成本低且散热效果好的可控硅散热装置。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种应用有上述可控硅散热装置的热饮水机。

本实用新型解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种可控硅散热装置，其特征在于：包括有

主控板；

可控硅，集成在所述的主控板上；

水冷座，表面向下凹陷形成有第一凹槽，水冷座上设有与该第一凹槽相贯通的进水孔和出水孔；以及

散热片，盖设在所述水冷座的表面，以使所述的第一凹槽形成水冷通道，该水冷通道的入口为所述的进水孔，水冷通道的出口为所述的出水孔，所述的可控硅与该散热片导热连接。

为了避免第一凹槽内的液体外漏，所述水冷座位于第一凹槽周围的表面向下凹陷形成有第二凹槽，该第二凹槽中嵌设有密封垫，该密封垫与所述的散热片密封配合。

为了方便水冷座和散热片的预定位，所述第二凹槽的底面上向上凸设有至少两根间隔布置的定位柱，所述的散热片上开设有与所述定位柱一一对应的定位孔，所述的定位柱插设在对应的定位孔中。

为了方便主控板和可控硅的安装，还包括有安装盒，该安装盒的内部形成有侧部具有敞口的安装槽，安装盒的底壁上开设有让位口，所述的主控板容置在所述的安装槽中，所述的可控硅穿过所述的让位口并延伸至所述安装盒的外侧。

为了方便散热片的安装，所述安装盒的底壁上具有竖直布置的安装板，所述的散热片基本呈L形，该散热片的侧板紧贴于所述的安装板布置，散热片的底板盖设在所述水冷座的表面，所述的可控硅紧贴于所述散热片的侧板布置。

为了保证水冷通道的有效长度最大化，且尽可能与散热片之间具有足够大的接触面积，提高散热效果，所述的第一凹槽呈长条形，所述的进水孔和出水孔分别位于该第一凹槽的两端。

本实用新型解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用有上述可控硅散热装置的热饮水机。

为了节约能源，简化结构，包括有内部中空的机体，该机体上具有进水口和出水龙头，所述的可控硅散热装置容置在所述机体的内腔中；

所述的可控硅散热装置还包括有发热体，该发热体具有冷水入口和热水出口，能将冷水加热成为热水，所述水冷通道的入口与所述的进水口相连通，水冷通道的出口与所述发热体的冷水入口相连通，所述出水龙头的入口与所述发热体的热水出口相连通。

通过将发热体的水源同时作为水冷座的水源，一方面能够对水源进行充分利用，避免浪费，另一方面可以对进入发热体的冷水进行预热，节约能耗。

为了提高散热效果，同时方便水泵的安装，所述的可控硅散热装置还包括有水泵，该水泵具有吸水口和排水口，能够将水从吸水口输送到排水口；

所述水冷通道的数量为两条，分别记为第一水冷通道和第二水冷通道，所述第一水冷通道的入口与所述的进水口相连通，第一水冷通道的出口与所述水泵的吸水口相连通，所述第二水冷通道的入口与所述水泵的排水口相连通，第二水冷通道的出口与所述发热体的冷水入口相连通。

为了使进水快速升温到用户设定的出水温度，所述的水冷座上安装有温度传感器，该温度传感器的感应端伸入到所述第二水冷通道的出口处；

所述温度传感器和发热体与所述的主控板电连接，以使主控板能接收温度传感器采集到的信号并给所述的可控硅指令控制发热体的功率。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：利用集成水路的结构方式对可控硅进行散热，散热效果好，且可控硅集成在主控板上，无需单独做可控硅PCB，成本低，便于装配。

附图说明

图1为本实用新型热饮水机的实施例的立体结构示意图；

图2为图1中热饮水机的纵向剖视图；

图3为图2中可控硅散热装置的立体结构示意图；

图4为图3中可控硅散热装置的立体分解示意图；

图5为图4中水冷座省略了密封垫之后的立体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图5所示，为本实用新型应用有可控硅散热装置的热饮水机的一个优选实施例。该热饮水机包括有机体1、安装盒2、主控板3、可控硅4、水冷座5、散热片6、水泵7、发热体8和温度传感器9，上述安装盒2、主控板3、可控硅4、水冷座5、散热片6、水泵7、发热体8和温度传感器9组成有可控硅散热装置。

其中，机体1的内部中空，上述可控硅散热装置容置在该机体1的内腔中。机体1后侧的底部具有向后延伸的支撑部11，该支撑部11的顶壁上开设有与机体1内腔相贯通的进水口111，支撑部11上拆卸式安装有水箱112，该水箱112的出水接头插设在上述进水口111中；机体1前侧的顶部具有出水龙头12。

安装盒2安装在上述机体1的内壁上，该安装盒2的内部形成有侧部具有敞口的安装槽21，安装盒2的底壁上开设有让位口22，且底壁上具有向下延伸形成的竖直布置的安装板23。

主控板3容置在安装槽21中。

可控硅4集成在主控板3上，该可控硅4穿过上述让位口22并延伸至安装盒2的外侧。

水冷座5的表面向下凹陷形成有第一凹槽51，水冷座5位于第一凹槽51周围的表面向下凹陷形成有第二凹槽52，水冷座5上设有与第一凹槽51相贯通的进水孔53和出水孔54；第二凹槽52的底面上向上凸设有至少两根间隔布置的定位柱521，该第二凹槽52中嵌设有密封垫522。

散热片6基本呈L形，具有基本竖直布置的侧板61以及基本水平布置的底板62。散热片6的侧板61紧贴于安装板23布置，可控硅4紧贴于散热片6的侧板61布置，并与该侧板61导热连接；散热片6的底板62盖设在水冷座5的表面并与水冷座5相连接，以使第一凹槽51形成水冷通道，该水冷通道的入口为上述进水孔53，水冷通道的出口为上述出水孔54，上述密封垫522与该底板62密封配合；底板62上开设有与定位柱521一一对应的定位孔621，定位柱521插设在对应的定位孔621中，从而方便预定位。

水泵7集成在水冷座5的底部，水泵7为自吸泵，具有吸水口和排水口，能够将水从吸水口输送到排水口。

发热体8安装在上述机体1的内壁上，具有冷水入口和热水出口，能将冷水加热成为热水。

本实施例中，上述第一凹槽51呈长条形，基本水平布置，且进水孔53和出水孔54分别位于该第一凹槽51的两端，从而保证水冷通道的有效长度最大化，且尽可能与散热片6之间具有足够大的接触面积，提高散热效果。上述第一凹槽51的数量为两个，因此水冷通道的数量为两条，分别记为第一水冷通道和第二水冷通道。上述第一水冷通道的入口通过第一水管a与出水口111相连通，第一水冷通道的出口与水泵7的吸水口相连通，第二水冷通道的入口与水泵7的排水口相连通，第二水冷通道的出口通过第二水管b与发热体8的冷水入口相连通，出水龙头12的入口通过第三水管c与发热体8的热水出口相连通。

温度传感器9安装在水冷座5上，该温度传感器9为NTC温度传感器，其感应端伸入到上述第二水冷通道的出口处。另外，上述温度传感器9、水泵7和发热体8与主控板3电连接，以使主控板3能接收温度传感器9采集到的信号并给可控硅4指令控制发热体8的功率。

对于上述可控硅散热装置来说：

(1)低成本，无需单独做可控硅PCB；

(2)可控硅4集成在主控板3上，无需单独接线，便于装配；

(3)水冷座5进出水口与水泵7进出水口保持一致，无需多段管线连接；

(4)温度精准，可控制热饮水机的出水温度，一般可控制在±1℃，能保证水流到杯子里面的温度；

(5)水量精准，可控制热饮水机的出水流量，一般可控制在±5ml。

本实施例的工作原理如下：当开启加热时，主控板3打开水泵7，水箱112中的冷水通过第一水管a进入第一水冷通道的入口，冷水途径第一水冷通道的过程中会通过散热片6对可控硅4进行散热，然后从第一水冷通道的出口排出至水泵7后进入第二水冷通道的入口，冷水途径第二水冷通道的过程中同样会通过散热片6对可控硅4进行散热，然后从第二水冷通道的出口通过第二水管b进入发热体8的冷水入口，冷水经发热体8加热后成为热水，最后从发热体8的热水出口通过第三水管c进入出水龙头12提供给用户；

在上述过程中，当温度传感器9检测到出水温度低于设定出水温度时，主控板3给可控硅4指令控制开启发热体8的功率同时匹配控制水流使该加热系统达到热平衡从而使进水快速升温到用户设定的出水温度；可控硅4进行工作的过程中，表面出迅速升温，过高的温度，会降低可控硅4的带载能力，严重时会损坏可控硅4，同时一直工作在高温环境下，会缩短可控硅寿命。为了出水温度更加精准，同时对可控硅4性能没有影响，本实施例利用集成水路的结构方式对可控硅4进行散热，且将上述发热体8的水源同时作为水冷座5的水源，一方面能够对水源进行充分利用，避免浪费，另一方面可以对进入发热体8的冷水进行预热，节约能耗。

Claims (10)

1.一种可控硅散热装置，其特征在于：包括有

主控板(3)；

可控硅(4)，集成在所述的主控板(3)上；

水冷座(5)，表面向下凹陷形成有第一凹槽(51)，水冷座(5)上设有与该第一凹槽(51)相贯通的进水孔(53)和出水孔(54)；以及

散热片(6)，盖设在所述水冷座(5)的表面，以使所述的第一凹槽(51)形成水冷通道，该水冷通道的入口为所述的进水孔(53)，水冷通道的出口为所述的出水孔(54)，所述的可控硅(4)与该散热片(6)导热连接。

2.根据权利要求1所述的可控硅散热装置，其特征在于：所述水冷座(5)位于第一凹槽(51)周围的表面向下凹陷形成有第二凹槽(52)，该第二凹槽(52)中嵌设有密封垫(522)，该密封垫(522)与所述的散热片(6)密封配合。

3.根据权利要求2所述的可控硅散热装置，其特征在于：所述第二凹槽(52)的底面上向上凸设有至少两根间隔布置的定位柱(521)，所述的散热片(6)上开设有与所述定位柱(521)一一对应的定位孔(621)，所述的定位柱(521)插设在对应的定位孔(621)中。

4.根据权利要求1所述的可控硅散热装置，其特征在于：还包括有安装盒(2)，该安装盒(2)的内部形成有侧部具有敞口的安装槽(21)，安装盒(2)的底壁上开设有让位口(22)，所述的主控板(3)容置在所述的安装槽(21)中，所述的可控硅(4)穿过所述的让位口(22)并延伸至所述安装盒(2)的外侧。

5.根据权利要求4所述的可控硅散热装置，其特征在于：所述安装盒(2)的底壁上具有竖直布置的安装板(23)，所述的散热片(6)基本呈L形，该散热片(6)的侧板(61)紧贴于所述的安装板(23)布置，散热片(6)的底板(62)盖设在所述水冷座(5)的表面，所述的可控硅(4)紧贴于所述散热片(6)的侧板(61)布置。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的可控硅散热装置，其特征在于：所述的第一凹槽(51)呈长条形，所述的进水孔(53)和出水孔(54)分别位于该第一凹槽(51)的两端。

7.一种应用有如权利要求1至6中任一权利要求所述的可控硅散热装置的热饮水机。

8.根据权利要求7所述的热饮水机，其特征在于：包括有内部中空的机体(1)，该机体(1)上具有进水口(111)和出水龙头(12)，所述的可控硅散热装置容置在所述机体(1)的内腔中；

所述的可控硅散热装置还包括有发热体(8)，该发热体(8)具有冷水入口和热水出口，能将冷水加热成为热水，所述水冷通道的入口与所述的进水口(111)相连通，水冷通道的出口与所述发热体(8)的冷水入口相连通，所述出水龙头(12)的入口与所述发热体(8)的热水出口相连通。

9.根据权利要求8所述的热饮水机，其特征在于：所述的可控硅散热装置还包括有水泵(7)，该水泵(7)具有吸水口和排水口，能够将水从吸水口输送到排水口；

所述水冷通道的数量为两条，分别记为第一水冷通道和第二水冷通道，所述第一水冷通道的入口与所述的进水口(111)相连通，第一水冷通道的出口与所述水泵(7)的吸水口相连通，所述第二水冷通道的入口与所述水泵(7)的排水口相连通，第二水冷通道的出口与所述发热体(8)的冷水入口相连通。

10.根据权利要求9所述的热饮水机，其特征在于：所述的水冷座(5)上安装有温度传感器(9)，该温度传感器(9)的感应端伸入到所述第二水冷通道的出口处；

所述温度传感器(9)和发热体(8)与所述的主控板(3)电连接，以使主控板(3)能接收温度传感器(9)采集到的信号并给所述的可控硅(4)指令控制发热体(8)的功率。

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