IT201800020674A1 - Alimentatore elettrico - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo:

“ALIMENTATORE ELETTRICO”

DESCRIZIONE

[CAMPO DELLA TECNICA]

La presente invenzione ha per oggetto un alimentatore elettrico, in particolare un alimentatore elettrico del tipo AC-DC.

[ARTE NOTA]

Com’è noto, svariate tipologie di dispositivi/apparati necessitano di alimentazione elettrica per poter operare.

A questo scopo vengono utilizzati gli alimentatori elettrici, opportunamente realizzati in funzione delle caratteristiche del dispositivo/apparato che deve essere alimentato.

A causa delle correnti che scorrono all'interno dei propri circuiti, gli alimentatori sviluppano ed emanano calore per effetto Joule. È quindi genericamente sentita la necessità di dissipare tale calore, evitando che lo stesso possa compromettere il funzionamento dell’alimentatore stesso.

È noto predisporre, sulla struttura scatolare che contiene il circuito elettrico dell’alimentatore, una pluralità di alette che, aumentando la superficie di scambio termico con l’ambiente circostante, permettono di dissipare il calore con ragionevole efficacia.

La Richiedente ha tuttavia verificato che le soluzioni di tipo noto (es. alette disposte parallelamente ai lati maggiori del profilo rettangolare dell’involucro scatolare) non sempre permettono di ottenere una dissipazione soddisfacente, soprattutto nei casi in cui non è noto a priori l’orientamento secondo cui l’alimentatore sarà disposto una volta in uso.

Scopo della presente invenzione è quindi mettere a disposizione un alimentatore elettrico in grado di dissipare calore in modo soddisfacente anche quando disposto secondo diversi orientamenti.

Ulteriore scopo del trovato è fornire un alimentatore elettrico che possa essere realizzato con un processo di stampaggio più breve, con minore probabilità di difettosità, ottenendo quindi un manufatto di maggiore qualità.

Questi ed altri scopi sono sostanzialmente raggiunti da un alimentatore elettrico secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni.

[ BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI ]

Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno dalla descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite dell'invenzione.

Tale descrizione è fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch’esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui:

la figura 1 mostra una vista prospettica schematica di un alimentatore elettrico in accordo con la presente invenzione;

la figura 2 mostra una vista prospettica schematica dell’alimentatore elettrico di figura 1 , secondo una diversa angolazione;

- la figura 3a mostra una vista laterale schematica dell’alimentatore elettrico di figura 1 ;

la figura 3b mostra una vista in pianta schematica dell’alimentatore elettrico di figura 1 ;

le figure 4a-4c mostrano possibili configurazioni operative dell’alimentatore elettrico di figura 1 ;

la figura 5 mostra uno schema a blocchi del circuito facente parte dell’alimentatore di figura 1.

[ DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE]

Con riferimento alle unite figure, con 1 è stato complessivamente indicato un alimentatore elettrico in accordo con la presente invenzione.

Come esemplificativamente mostrato nello schema a blocchi di figura 6, l’alimentatore 1 comprende un circuito principale 10.

Il circuito principale 10 presenta una sezione di ingresso IN ed una sezione di uscita OUT.

Preferibilmente, la sezione di ingresso IN è impiegata per ricevere alimentazione elettrica a corrente alternata.

Preferibilmente, la sezione di uscita OUT è impiegata per fornire alimentazione elettrica a corrente continua.

L’alimentatore elettrico 1 quindi può essere del tipo AC-DC.

In un esempio realizzativo, il circuito principale 10 (figura 5) comprende uno stadio di ingresso 1 1 costituito da un filtro EMI , uno stadio booster 12, un convertitore di potenza 13, un convertitore ausiliario 14, uno stadio 15 di accoppiamento primario-secondario e di connessione, uno stadio 16 di controllo del convertitore, uno stadio 17 di feedback/sharing, uno stadio 18 di gestione logica dell’alimentatore, ed uno stadio 19 di uscita.

A titolo esemplificativo, l’alimentatore 1 può fornire una potenza in continua di circa 600 W, con ingresso che può variare in tutto il range nominale da 100 a 277 VAC ad una temperatura ambientale di 35°C, con un declassamento (derating) di 490 W ad una temperatura ambientale di 60°C ed un ingresso maggiore di 120 VAC, in condizi oni di circolazione libera di aria.

L’alimentatore 1 può fornire, ad esempio, una uscita (single output) a 12.5 VDC, ed è vantaggiosamente dotato di varie protezioni elettriche, quali, per esempio, input under voltage lockout (IUV), output over-current (OC), output short-circuit (SC), output over-voltage (OV) e overtemperature (OT). L’alimentatore 1 è conforme con gli standard di sicurezza previsti e rispetta i limiti relativi alla compatibilità elettromagnetica (EMC).

Si noti che la struttura elettrica qui sopra brevemente descritta è stata presentata a scopo puramente esemplificativo. L’invenzione può essere applicata anche ad alimentatori elettrici aventi configurazione circuitale differente.

L’alimentatore 1 comprende una piastra P.

La piastra P ha preferibilmente profilo quadrangolare, ancor più preferibilmente sostanzialmente rettangolare.

Dalla piastra P si estendono una prima ed una seconda parete 100, 200, sostanzialmente parallele tra loro (figure 1 -2).

Preferibilmente la prima e la seconda parete 100, 200 si estendono sostanzialmente perpendicolarmente alla piastra P.

Dalla piastra P di estendono una terza e una quarta parete 300, 400, sostanzialmente parallele tra loro (figure 1 -2).

Preferibilmente la terza e la quarta parete 300, 400 si estendono sostanzialmente perpendicolarmente alla piastra P.

L’alimentatore 1 comprende inoltre una parete di chiusura 500 (figure 1 -2, 3a-3b), delimitante la prima, seconda, terza e quarta parete 100, 200, 300, 400.

La parete di chiusura 500 è preferibilmente parallela alla piastra P. La parete di chiusura 500 presenta un primo e un secondo lato 510, 520, sostanzialmente paralleli tra loro. Il primo lato 510 corrisponde alla prima parete 100; il secondo lato 520 corrisponde alla seconda parete 200.

La parete di chiusura 500 presenta un terzo e un quarto lato 530, 540, sostanzialmente paralleli tra loro. Il terzo lato corrisponde alla terza parete 300; il quarto lato corrisponde alla quarta parete 400.

In termini pratici, la piastra P, la prima, seconda, terza e quarta parete 100, 200, 300, 400 e la parete di chiusura 500 formano una struttura scatolare, all’interno della quale è alloggiato il circuito principale 10.

In maggiore dettaglio, il circuito 10 è preferibilmente disposto su una superficie interna 501 della parete di chiusura 500 ed eventualmente sulle superfici interne della prima, seconda, terza, quarta parete 100, 200, 300, 400.

Preferibilmente, la parete di chiusura 500 presenta, in pianta, un profilo sostanzialmente quadrangolare, ancor più preferibilmente rettangolare.

Preferibilmente, il primo e il secondo lato 510, 520 sono i lati maggiori di detto profilo rettangolare; preferibilmente, il terzo ed il quarto lato 530, 540 sono i lati minori di detto profilo rettangolare.

La parete di chiusura 500 presenta una superficie interna 501 , rivolta verso la piastra P, ed una superficie esterna 502, opposta alla superficie interna 501 .

In accordo con l’invenzione, dalla superficie esterna 502 si estende una pluralità di alette A di dissipazione. Le alette A di dissipazione sono sostanzialmente parallele tra loro. Le alette A di dissipazione sono inclinate sia rispetto al primo e secondo lato 510, 520 della parete di chiusura 500, sia rispetto al terzo e quarto lato 530, 540 della parete di chiusura 500 stessa.

Preferibilmente, le alette A di dissipazione coprono la superficie esterna dal primo lato 510 al secondo lato 520, e dal terzo lato 530 al quarto lato 540.

Preferibilmente, ciascuna coppia di alette A consecutive è separata da una zona vuota. Ciascuna zona vuota è sostanzialmente delimitata da una coppia di alette A di dissipazione consecutive.

Preferibilmente, le alette A di dissipazione presentano, rispetto al primo e secondo lato 510, 520, una inclinazione compresa tra 35° e 55°, ancor più preferibilmente tra 40° e 50°.

In una forma di realizzazione, le alette A di dissipazione presentano, rispetto al primo e secondo lato 510, 520 una inclinazione sostanzialmente pari a circa 45°.

Preferibilmente, le alette A di dissipazione sono sostanzialmente equidistanziate.

Vantaggiosamente, la prima parete 100 e la seconda parete 200 presentano, su rispettive superfici esterne 101 , 201 , una pluralità di espansioni 100E, 200E. Preferibilmente, le espansioni 100E della prima parete 100 sono sostanzialmente parallele tra loro. Preferibilmente, le espansioni 200E della seconda parete 200 sono sostanzialmente parallele tra loro.

Preferibilmente, le espansioni 100E della prima parete 100 si estendono sostanzialmente perpendicolarmente dalla superficie esterna 101 della prima parete 100.

Preferibilmente, le espansioni 200E della seconda parete 200 si estendono sostanzialmente perpendicolarmente dalla superficie esterna 201 della seconda parete 200.

Preferibilmente, le espansioni 100E, 200E della prima e seconda parete 100, 200 si estendono dalla piastra P alla parete di chiusura 500.

Preferibilmente, le espansioni 100E della prima parete 100 e/o le espansioni 200E della seconda parete sono sostanzialmente perpendicolari alla piastra P e/o allo sviluppo planare della parete di chiusura 500.

Preferibilmente, ciascuna espansione 100E, 200E è raccordata ad una aletta A di dissipazione. Le alette A di dissipazione sono raccordate alle espansioni 100E della prima parete 100 in corrispondenza del primo lato 510. Le alette A di dissipazione sono raccordate alle espansioni 200E della seconda parete 200 in corrispondenza del secondo lato 520.

Preferibilmente, le alette A di dissipazione presentano, in corrispondenza del primo e/o del secondo lato 510, 520 della parete di chiusura 500, una porzione di raccordo R.

Preferibilmente, la porzione di raccordo R è sostanzialmente parallela al terzo e quarto lato 530, 540 della parete di chiusura 500.

Vantaggiosamente, le porzioni di raccordo R congiungono le alette A di dissipazione con le espansioni 100E, 200E della prima e seconda parete 100, 200.

In uso, l’alimentatore elettrico 1 può essere disposto secondo gli orientamenti esemplificativamente mostrati nelle figure 4a, 4b, 4c.

La Richiedente ritiene che, grazie alle alette A di dissipazione, preferibilmente abbinate alle espansioni 100E, 200E, è possibile ottimizzare la dissipazione per convezione (naturale o forzata) in tutte le configurazioni operative dell’alimentatore elettrico 1. Infatti, le alette A di dissipazione sono disposte secondo un orientamento, rispetto alla direzione verticale, che è comunque sempre favorevole allo scorrimento del flusso d’aria per moto convettivo. Le figure 4a, 4b, 4c mostrano schematicamente, tramite le varie frecce, il flusso di aria calda che viene agevolato dalla struttura esterna dell’alimentatore 1.

L’invenzione consegue importanti vantaggi.

Innanzitutto, la struttura dell’alimentatore permette di favorire, sostanzialmente in tutte le possibili disposizioni operative dell’alimentatore stesso, la dissipazione dell'aria calda per moto convettivo.

Questo consente di massimizzare l’efficienza della dissipazione termica dell’alimentatore, permettendo di ottenere prodotti più performanti, maggiore potenza erogata a parità di volume prodotto e superficie dissipante, temperature più basse per i componenti critici e maggiore vita del prodotto.

Un ulteriore vantaggio del trovato emerge considerando il processo produttivo dell’alimentatore, nel caso di realizzazione tramite pressofusione, vengono ottenuti più facilmente flussi di iniezione di alluminio fuso più omogenei, con conseguente riduzione del tempo di stampaggio, riduzione delle difettosità e quindi migliore qualità del manufatto.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Alimentatore elettrico comprendente: un circuito principale (10), presentante una sezione di ingresso (IN) per ricevere alimentazione elettrica a corrente alternata ed una sezione di uscita (OUT) per fornire alimentazione elettrica a corrente continua; una piastra (P); una prima ed una seconda parete (100, 200), sostanzialmente parallele tra loro ed estendentisi da detta piastra (P) ; una terza ed una quarta parete (300, 400), sostanzialmente parallele tra loro ed estendentisi da detta piastra (P) ; una parete di chiusura (500), delimitante dette prima, seconda, terza e quarta parete (100, 200, 300, 400) e definente, in cooperazione con detta piastra (P) e dette prima, seconda, terza e quarta parete (100, 200, 300, 400) un corpo scatolare in cui è alloggiato detto circuito principale (10) ; in cui detta parete di chiusura (500) presenta un primo ed un secondo lato (510, 520), sostanzialmente paralleli tra loro e corrispondenti a detti prima e seconda parete (100, 200), ed un terzo e un quarto lato (530, 540), sostanzialmente paralleli tra loro e corrispondenti a detta terza e quarta parete (300, 400); in cui detta parete di chiusura (500) presenta una superficie interna (501 ), rivolta verso detta piastra (P), ed una superficie esterna (502), opposta a detta superficie interna (501 ) ; in cui da detta superficie esterna (502) si estende una pluralità di alette (A) di dissipazione, sostanzialmente parallele tra loro e inclinate sia rispetto a detto primo e secondo lato (510, 520), sia rispetto a detto terzo e quarto lato (530, 540).
2. 2. Alimentatore elettrico secondo la rivendicazione 1 in cui dette alette (A) di dissipazione coprono detta superficie esterna (502) da detto primo lato (510) a detto secondo lato (520), e da detto terzo lato (530) a detto quarto lato (540).
3. 3. Alimentatore elettrico secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui dette alette (A) di dissipazione presentano, rispetto a detto primo e secondo lato (510, 520), una inclinazione compresa tra 35° e 55°, preferibilmente tra 40° e 50°.
4. 4. Alimentatore elettrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta prima parete (100) e detta seconda parete (200) presentano, su rispettive superfici esterne (101 , 201 ), una pluralità di espansioni (100E, 200E) tra loro sostanzialmente parallele, estendentisi da detta piastra (P) a detta parete di chiusura (500).
5. 5. Alimentatore elettrico secondo la rivendicazione 4 in cui ciascuna di dette espansioni (100E, 200E) è raccordata ad una rispettiva aletta (A) di dissipazione.
6. 6. Alimentatore elettrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui dette alette (A) di dissipazione presentano, in corrispondenza del primo e secondo lato (510, 520) della parete di chiusura (500), una porzione di raccordo (R), preferibilmente sostanzialmente parallela a detti terzo e quarto lato (530, 540).
7. 7. Alimentatore elettrico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detta parete di chiusura (500), in pianta, presenta un profilo sostanzialmente rettangolare, in cui detto primo e secondo lato (510, 520) sono lati maggiori di detto profilo sostanzialmente rettangolare, e detti terzo e quarto lato (530, 540) sono lati minori di detto profilo sostanzialmente rettangolare.