MXPA02009158A - Panel de distribucion de energia con disipador de calor. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un panel de distribucion de energia con un disipador de calor integrado como una porcion de una superficie del panel de distribucion de energia y un componente de generacion de calor de un circuito electrico dentro del panel de distribucion de energia que se conecta al disipador de calor para permitir alejar la conduccion de calor del componente de generacion de calor.

Description

PANEL DE DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA CON DISIPADOR DE CALOR CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un panel de distribución de energía con un disipador de calor integrado como una superficie del panel.

A TECENTES DE LA INVENCIÓN Los paneles de circuitos eléctricos tales como paneles de distribución de energía emplean de manera típica componentes de circuito los cuales generan calor. Por seguridad y otras razones, los paneles de circuitos eléctricos a menudo se encierran dentro de una estructura de alojamiento. El calor generado por los componentes de paneles de circuitos eléctricos se puede atrapar dentro del alojamiento y puede dañar el funcionamiento de un circuito eléctrico o incluso destruir componentes de circuitos sensibles. La acumulación de calor puede causar también fuegos eléctricos. Por lo tanto los sistemas de enfriamiento son elementos importantes en muchos paneles de circuitos eléctricos. Paneles de circuitos de técnicas previas han empleado ventiladores o sopladores para disipar el calor y ventilar el interior de un panel de circuitos. Tales sistemas REF: 141254 se suman de manera significativa a la complejidad y el costo de los paneles de circuitos. Otros sistemas de técnica previa han empleado enfriamiento por convección al acoplar el componente de generación de calor hacia un conductor de calor, -llamado disipador de calor, localizado dentro del panel de fusibles el cual transporta el calor lejos del componente de generación de calor. De manera típica, el panel comprende una placa o barra de metal, la cual se conecta al componente eléctrico de generación de calor por un elemento de transferencia de calor conductivo. Sin embargo, al agregar elementos de conducción de calor dentro del panel de circuitos incrementa el gasto, la complejidad y el costo del panel e impide acceder a la circuitería del panel durante su ensamble, instalación y mantenimiento. Además de que una construcción no es eficiente para transmitir el calor lejos del panel toda vez que el disipador de calor se localiza dentro de la cubierta del panel.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es un panel de circuitos, como un panel de distribución de energía que incluye un disipador de convección de calor el cual forma una porción de una estructura de alojamiento del panel. El panel de distribución de energía puede incluir sitios porta fusibles de manera que actúe como un panel de fusibles o interruptor de circuito o una combinación de ambos. El panel de distribución de energía es de manera general en forma rectangular con sitios porta fusibles, conexiones de entrada de energía y sitios de conector de salida dispuestos sobre una superficie del panel, todo conectado de manera eléctrica vía un circuito eléctrico. La presente invención integra un disipador de calor con una superficie de alojamiento del panel de circuito para disipar el calor generado por un componente del circuito eléctrico. El componente de generación de calor del circuito eléctrico se acopla de manera directa a la superficie del disipador de calor del panel de circuito.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Fig. 1 es una vista en despiece de una modalidad preferida de un panel de distribución de energía con disipador de calor de acuerdo con la presente invención. La Fig. 2 es una vista posterior de la modalidad preferida de un panel de distribución de energía de la Fig. 1 con disipador de calor modificada ligeramente de acuerdo con la presente invención.

La Fig. 3 es una vista superior de la modalidad preferida de un panel de distribución de energía de la Fig. 2 con disipador de calor de acuerdo con la presente invención. La Fig. 4 es una vista frontal de la modalidad preferida de un panel de distribución de energía de la Fig. 2 con disipador de calor de acuerdo con la presente invención. La Fig. 5 es una vista lateral de corte transversal que se define por una línea A-A en la figura 3. La Fig. 6 es un detalle de la Fig. 5 que muestra el disipador de calor y el componente de generación de calor configurado de acuerdo con la presente invención. La Fig. 7 es un circuito eléctrico que se usa en un panel de distribución de energía de la presente invención. La Fig. 8 es una vista en perspectiva de una segunda modalidad preferida de un panel de distribución de energía con disipador de calor de acuerdo con la presente invención. La Fig. 9 es una vista superior de la segunda modalidad preferida de un panel de distribución de energía con disipador de calor de acuerdo con la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Un panel de distribución de energía es un panel de circuito el cual canaliza energía de una línea de suministro a un número de piezas diferentes de equipo. Por lo tanto, un panel de distribución de energía tiene de manera típica una o más conexiones de entrada de energía y un arreglo de conexiones de salida a las cuales se conectan las piezas de equipo que se suministran con energía. El panel típico de distribución de energía comprende también un arreglo de sitios de fusibles, de manera normal un sitio de fusible por cada conexión de salida. De manera alternativa, o en combinación, la protección de circuito se puede proporcionar por interruptores de circuito. Esta especificación y las figuras que la acompañan conciernen a las modalidades preferidas de un panel de fusible de distribución de energía pero este se entiende que la presente invención se aplica a otros tipos de paneles de circuitos tales como paneles de interruptor de circuitos, otros paneles de protección de circuito, u otras funciones de circuito en conjunto. Como se muestra en las Figs. 1-6, la presente invención se refiere a un panel de distribución de energía 1 que tiene un alojamiento o cubierta 2 con una superficie frontal 10, una superficie trasera 14, una superficie superior 18, una superficie inferior 22 y dos superficies laterales 24. La modalidad que se muestra en las Figs. 1-6 tiene dos arreglos de sitios porta fusibles 12 y fusibles 13 sobre la superficie frontal 10, y sobre la superficie trasera 14 están dos arreglos de sitios de conectores de salida 16 así como dos conectores de entrada de energía 28. Los sitios de conectores de salida 16 se conectan de manera eléctrica a las conexiones de entrada de energía 28 y a los sitios porta fusibles 12 por medio de un circuito eléctrico dentro del alojamiento 2, un ejemplo del mismo se muestra en la Fig. 7. En la presente invención, un disipador de calor 20 forma una porción de la superficie superior 18 del panel de fusibles. El disipador de calor 20 actúa para conducir el calor lejos del componente de generación de calor 26 del circuito eléctrico del panel de fusible, el componente de generación de calor se monta sobre el disipador de calor. Ya que el disipador de calor 20 forma una superficie del panel de fusible, el disipador de calor 20 disipa el calor de manera directa al aire libre fuera del panel de fusibles. Con referencia ahora a la Fig. 6 de la presente invención, un lado superior 30 del disipador de calor 20 define un patrón de ranuras 34. Un lado inferior 32 del disipador de calor es plano y habilita un componente de generación de calor 26 tal como una dirección Schottky y rectifica el diodo para montarse en el lado inferior 32 del disipador de calor 20. Las ranuras 34 proporcionan un área de superficie incrementada y asisten en la disipación de calor conducido por el disipador de calor 20 lejos del componente de generación de calor 26. Las ranuras 34 y las proyecciones o aletas transversales 35 resultantes proporcionan una sección de panel más rígido sobre una forma de hoja de metal delgada, por consiguiente fortalece el panel de fusibles. Se perfora el disipador de calor 20, definiendo de esta forma las aperturas de montaje 40 para montar los componentes de generación de calor 26 al disipador de calor 20. La superficie superior 18 puede definir también ventilaciones o aperturas 38 para auxiliar en el enfriamiento y ventilación al panel de fusibles. El disipador de calor 20 incluye además perforaciones 41 para recibir sujetadores 43 para montarse a las patillas 45 de un sobrante del alojamiento 2. Como se muestra mejor en las Figs. 5 y 6, el disipador de calor 20 de la modalidad preferida es apartado del alojamiento 2, presentando una superficie superior plana al panel 20. No se proyectan aletas 35 más allá de la superficie superior 18. Las conexiones de entrada de energía 28 están configuradas para aceptar líneas de energía eléctrica. Las conexiones de entrada de energía 28 se pueden configurar como conexiones tipo lengüeta-clavija de compresión de dos agujeros o conexiones de tornillo de sujeción de barril u otros conectores conocidos en la técnica. La Fig. 1 muestra el panel 1 con conexiones de entrada de energía 28 configuradas como tipo de tornillo de fijación de barril. Las Figs. 2-6 muestran conexiones de entrada de energía 28 tipo lengüeta-clavija de compresión de dos agujeros. Un panel trasero de protección 44 se usa como una precaución de seguridad para cubrir las conexiones de entrada de energía 28 y los sitios de conector de salida 16. Se remueve el panel trasero 44 de la Fig. 2 para permitir ver las características del panel trasero. El panel trasero 44 de la Fig. 1 no es tan largo como el panel trasero 44 de la Fig. 3 ya que un panel más largo se prefiere más para propósitos de protección para los tipos de conector de lengüeta-clavija de dos agujeros. Se pueden configurar los sitios porta fusibles 12 para aceptar los fusibles estándar de la industria tales como GMT, Tipo 70, KTK, KLM, TPA, fusibles TPS u otros. En cambio, los fusibles del panel de distribución de energía pueden incluir interruptores de circuito. En la Fig. 7, los fusibles 12 deberían reemplazarse con componentes interruptores de circuito. Los sitios de conectores de salida 16 pueden ser conectores de tipo terminal plana de tornillo abajo con barrera como se muestra en la Fig. 2 o una terminal plana de tornillo de fijación de barril o a menudo terminales de anillo, u otros tipos de conectores. El circuito que se muestra en la Fig. 7 está configurado para proporcionar una energía redundante para equipo de fusible a través de diodos de dirección Schottky. Los diodos Schottky son componentes de generación de calor significante del circuito dentro del panel de fusibles, y además, de acuerdo con la presente invención, los dos diodos Schottky están conectados al disipador de calor 20. En un panel de fusibles de distribución de energía redundante o ininterrumpido, el panel recibe entrada de energía de dos fuentes. El circuito eléctrico se configura con los diodos de dirección Schottky de tal manera que si el suministro de energía de una fuente de energía se interrumpe, los diodos Schottky dirigen la energía de la fuente de energía restante para suministrar energía a todas las conexiones de salida 16. Los componentes de generación de calor 26 del sistema se prefieren sean acoplados al disipador de calor 20 con una capa de pasta de silicón térmico para mejorar la conducción térmica del componente 26 al disipador de calor 20. Como se muestra en las Figuras, el sistema puede incluir señales de alarma de fusibles 42 para indicar cuando falla un fusible. Los LEDs 39 de Encendido indican que la energía fluye sin interrupciones hacia el panel. Los soportes de montajes 36 se extienden desde las superficies laterales del panel permitiendo una instalación simple del panel de fusibles hacia un bastidor ó armazón. Integrando una porción del panel de fusibles 1 con el disipador de calor 20 y conectando el componente de generación de calor 20 de manera directa a esa porción del panel de fusibles es ventajoso sobre disipadores de calor de convección anterior los cuales están encerrados dentro del panel de fusibles. Primero, el disipador de calor se expone de manera directa al aire exterior el cual mejora la disipación de calor y aleja de manera más eficiente convección de calor del panel. Además, el acceso a la circuitería del panel de fusibles se mejora grandemente durante el ensamble, instalación y mantenimiento. También, se incrementa la fuerza de la superficie del panel de fusibles, debido a la configuración del disipador de calor como una porción de la superficie del panel de fusibles. Adicionalmente, el panel de fusibles de la presente invención es menos caro para construir que sistemas de la técnica anterior . En la modalidad preferida, con la excepción del disipador de calor 20, un remanente del alojamiento 2 se hace de hoja de metal. El disipador de calor 20 se puede elaborar de aluminio extruído y puede tener una cubierta anodizada. Las dimensiones y componentes de la presente invención se pueden alterar dependiendo de la aplicación deseada. Las Figs. 8 y 9 muestran una segunda modalidad del sistema actual en el cual las conexiones de entrada de energía 28, los arreglos de sitios porta fusibles 12, y los arreglos de los sitios de conectores de salida 16 están todos dispuestos en la superficie frontal 10 del panel de fusibles de distribución de energía. Los paneles de protección 44 se pueden usar como una precaución de seguridad para cubrir las conexiones de entrada de energía 28 y los sitios de conectores de salida 16. La especificación anterior proporciona una descripción de la presente invención. Puesto que muchas modificaciones de la invención se pueden hacer sin apartarse del espíritu y campo de la invención, la invención reside en las reivindicaciones posteriormente adjuntas. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims (23)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en 'las siguientes reivindicaciones :

1. Un panel de distribución de energía, caracterizado porque comprende: una superficie frontal que tiene un arreglo de sitios portador de componentes de protección de circuito; una superficie trasera que tiene un arreglo de sitios de conectores de salida, la superficie trasera incluye también una conexión de entrada de energía; una superficie superior de al menos una porción de la cual se comprende de un disipador de calor; una superficie inferior y dos lados de superficie los cuales con las superficies frontal, trasera, y superior definen un interior del panel de distribución de energía; un circuito eléctrico dispuesto dentro del interior del panel de distribución de energía, el circuito incluye un componente de generación de calor; en donde el circuito eléctrico conecta eléctricamente los sitios de conectores de salida a la conexión de entrada de energía vía el arreglo de sitios portadores de componentes de protección de circuito de manera que cuando un componente de protección de circuito se instala en un sitio portador de componente de protección de circuito se suministra un sitio de conector de salida correspondiente con energía eléctrica de la conexión de entrada de energía; en donde el componente de generación de calor del circuito interno es un contacto de conducción de calor con el disipador de calor.

2. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los sitios portadores de componentes de protección de circuito son sitios porta fusibles y los componentes de protección de circuito son fusibles.

3. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los sitios portadores de componentes de protección de circuito son sitios portadores de interruptores de circuito y los componentes de protección de circuito son interruptores de circuito .

4. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el disipador de calor tiene un lado superior y un lado inferior, el lado superior define una pluralidad de ranuras.

5. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el componente de generación de calor del circuito interno es un rectificador Schottky.

6. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un soporte de montaje que se extiende de cada una de las superficies laterales del panel de distribución de energía para montarse en un bastidor.

7. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la superficie superior mayor define además una serie de aberturas las cuales permiten al aire calentado escapar al interior del panel de distribución de energía.

8. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además una señal de LED para indicar cuando falla un componente de protección de circuito, y una señal de LED para indicar cuando la energía fluye sin interrupción hacia el panel de distribución de energía.

9. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las superficies trasera, superior, inferior y laterales forman un alojamiento, y en donde el disipador de calor es un componente separado, en donde el alojamiento forma una entrada para recibir el disipador de calor, en donde el disipador de calor y la superficie superior forman de manera general una superficie superior plana para el panel.

10. Un panel de distribución de energía, caracterizado porque comprende: una superficie frontal que incluye un arreglo de sitios portadores de componentes de protección de circuitos, un arreglo de sitios de conectores de salida, y una conexión de entrada de energía; una superficie superior de al menos una porción de la cual se comprende un disipador de calor; una superficie inferior; dos superficies laterales, en donde la superficie frontal, trasera, superior, inferior y laterales definen un interior del panel de distribución de energía; un circuito eléctrico dispuesto en el interior del panel de distribución de energía, el circuito incluye un componente de generación de calor; en donde el circuito eléctrico conecta eléctricamente los sitios de conectores de salida a la conexión de entrada de energía vía el arreglo de sitios portadores de componentes de protección de circuito de manera que cuando un componente de protección de circuito se instala en un sitio portador de componente de protección de circuito se suministra un sitio de conector de salida correspondiente con energía eléctrica de la conexión de entrada de energía; en donde el componente de generación de calor del circuito interno es un contacto de conducción de calor con el disipador de calor.

11. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los sitios portadores de componentes de protección de circuitos son sitios porta fusibles y los componentes de protección de circuito son fusibles.

12. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque los sitios portadores de componentes de protección de circuito son sitios portadores de interruptores de circuito y los componentes de protección de circuito son interruptores de circuito.

13. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el disipador de calor tiene un lado superior y un lado inferior, el lado superior define una pluralidad de ranuras.

14. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el componente de generación de calor del circuito interno es un rectificador Schottky.

15. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la superficie superior define además unas series de ventilaciones las cuales permiten al aire pasar entre un interior y un exterior de la unidad de alojamiento.

16. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque además comprende un soporte de montaje que se extiende de cada una de las superficies laterales del panel de distribución de energía para montarse en un bastidor.

17. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque comprende además una señal de LED para indicar cuando falla un componente de protección de circuito, y una señal de LED para indicar cuando la energía fluye sin interrupción hacia el panel de distribución de energía.

18. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque las superficies frontal, trasera, superior, inferior y laterales forman un alojamiento, y en donde el disipador de calor es un componente separado, en donde el alojamiento forma una entrada para recibir el disipador de calor, en donde el disipador de calor y la superficie superior forman de manera general una superficie superior plana para el panel .

19. Un panel de distribución de energía, caracterizado porque comprende: una unidad de alojamiento que tiene una pluralidad de superficies que definen un interior de la unidad de alojamiento y en donde una porción de al menos una de las superficies de la unidad de alojamiento comprende un disipador de calor; un arreglo de sitios portadores de componentes de protección de circuitos dispuestos sobre una superficie de la unidad de alojamiento; un arreglo de sitios de conexión de salida dispuestos sobre una superficie de la unidad de alojamiento; un circuito eléctrico dispuesto dentro de la unidad de alojamiento, el circuito incluye un componente de generación de calor; en donde el circuito eléctrico conecta eléctricamente los sitios de conectores de salida a la conexión de entrada de energía vía el arreglo de sitios portadores de componentes de protección de circuito de manera que cuando un componente de protección de circuito se instala en un sitio portador de componente de protección de circuito se suministra un sitio de conector de salida correspondiente con energía eléctrica de la conexión de entrada de energía; en donde el componente de generación de calor del circuito interno está en un contacto de conducción de calor con el disipador de calor.

20. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque los sitios portadores de componentes de protección de circuitos son sitios porta fusibles y los componentes de protección de circuito son fusibles.

21. El panel de distribución de energía de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque los sitios portadores de componentes de protección de circuito son sitios portadores de interruptores de circuito y los componentes de protección de circuito son interruptores de circuito.

22. Una distribución de energía ininterrumpida y un panel de fusible, caracterizados porque comprenden: una superficie frontal que tiene un primero y un segundo arreglo de los sitios porta fusibles; una superficie trasera que tiene un primero y un segundo arreglo de los sitios de conectores de salida, • la superficie trasera comprende también una primera y una segunda conexiones de entrada; una superficie superior mayor de al menos una porción de la cual se comprende de un disipador de calor, una superficie superior inferior mayor; dos superficies laterales; un circuito eléctrico que conecta eléctricamente cada sitio de conector de salida a ambas conexiones de entrada de energía por medio del correspondiente sitio porta fusible; en donde el circuito eléctrico incluye el primero y el segundo rectificador Schottky que se configuran con el circuito eléctrico de manera que cuando falla la primera conexión de entrada de energía para suministrar energía al primer arreglo de los sitios de conectores de salida el segundo rectificador Schottky actúa para proveer energía de la segunda entrada de energía a ambos arreglos de sitios de conectores de salida e igualmente cuando falla la segunda conexión de entrada de energía para suministrar energía al segundo arreglo de los sitios de conectores de salida el primer rectificador Schottky actúa para proveer energía de la primera entrada de energía a ambos arreglos de sitios de conectores de salida; en donde los rectificadores Schottky se acoplan para conducir el calor al disipador de calor.

23. Un panel de circuito, caracterizado porque comprende : una unidad de alojamiento que tiene una pluralidad de superficies que definen un interior de la unidad de alojamiento y en donde una porción de al menos una de las superficies de - la unidad de alojamiento comprende un disipador de calor; una conexión de entrada de energía dispuesta sobre una superficie de la unidad de alojamiento; una conexión de salida dispuesta sobre una superficie de la unidad de alojamiento; un circuito eléctrico dispuesto dentro de la unidad de alojamiento; el circuito incluye un componente de generación de calor; en donde el circuito eléctrico conecta eléctricamente la conexión de salida a la conexión de entrada de energía; en donde el componente de generación de calor del circuito eléctrico está en contacto de conducción de calor con el disipador de calor.