TW200803703A - Power supply apparatus with passive heat-dissipation function and the manufacturing method therefor - Google Patents
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Description
200803703 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 種被 本案係關於1電源供應裝 動式散熱之電源供應裝置及其製I 尤才曰 【先前技術】 各式貧訊、通訊以及娛樂用之 電腦、個人數位助理、行動電話 如筆記型 人們曰常生活中不可或缺之電機寺’已成為 轉換成電子產品所需規柊t原例如父流電源, ,或對其内部之充電電池進行充電,=i=!電子 常運作。 1平便包子產品能正 以包源轉接器(Power Ad&ptei〇A π ^ 常連接於電子產 apter)為例,電源轉接器通 源所接供 > 七 卜部電源之間,以用於接收外部電 源所鍉供之交流電,然後細 接收外口p迅 電源轉換電路轉換後,内科刷電路板之 品使用或對其㈣之充規格之直流電料電子產 常運作。然而在電源轉::么電’俾使電子產品可以正 元件會消耗部分能量而產生刷電路板上之電子 表面溫度的提昇,若益、、二生熱置,造成電子元件以及殼體 叙的鍉幵右恶去適當地將内部埶量 ^中,勢必造成内部電子元件的Μ、…里轉移至外部環 之電源轉槔效率,因此電源桩:又:及降低電源轉接器 源轉接器•轉換效率散熱設計成為影響電 更要因素。 200803703 傳統電源轉接器之散熱方式可以粗略地分為主動式-散熱(active heat-dissipation)以及被動式散熱一 (passive heat-dissipation)等方式,所謂之主動式散熱 係利用外部驅動裝置(例如風扇)或媒介(例如冷煤或水) 以藉由外力將電源轉接器内部熱量轉移至外界環境;而所 謂的被動式散熱則是利用自然的熱傳機制,例如傳導與輻 射方式,達成轉移電源轉接器内部熱量至外界環境之目 的。然而,隨著技術的進步與市場需求,電源轉接器漸朝 高功率與小型化的趨勢發展。但隨著被動式散熱之電源轉 接器的功率提昇,其内部印刷電路板上之電子元件於運作 時所產生的熱量亦會相對地增加,因此這些熱量勢必會累 積於殼體内,若無法快速地將熱量轉移至外部環境,則將 無法使散熱效率提昇,進而影響到電源轉接器之電源轉換 效率。再者,傳統之電源轉接器殼體係由例如塑料所構 成,而塑料雖為良好之絕緣材料,但卻具有較低之熱傳導 係數(thermal conductivity),例如 0· 03W/mk,不利於 將殼體内所累積的熱量轉移至外部環境,因此造成電源轉 接器散熱效率無法提昇。 另外,特定用途之電源轉接器具有特定之殼體溫度要 求以及内部電子元件耐溫要求,以達到避免内部電子元件 於運作過程中因高溫而毀損之目的。然而,若一昧地採用 耐溫最高之電子元件相對地會增加電源轉接器之製造成 本,因此如何使電源轉接器之散熱效率提昇,以使選用之 電子元件之耐溫範圍可以相對地降低,並達到提昇電源轉 7 200803703 換效率之目的,實為相關領域者所急需解決之問題。 【發明内容】 本案之主要目的在於提供一種被動式散熱之電源供 應裝置,該被動式散熱之電源供應裝置利用絕緣殼體之熱 傳導係數選擇,俾使被動式散熱之電源供應裝置之散熱效 率以及電源轉換效率提昇。 本案之另一目的在於提供一種被動式散熱之電源供 應裝置之製法,其係利用一對應表提供絕緣殼體之熱傳導 係數選擇,俾提昇被動式散熱之電源供應裝置之散熱效率 以及電源轉換效率。 為達上述目的,本案之一較廣義實施態樣為提供一種 被動式散熱之電源供應裝置,該被動式散熱之電源供應裝 置至少包括:絕緣殼體,具有實質上密閉之容置空間且該 絕緣殼體具有一熱傳導係數,其中該熱傳導係數係實質上 介於2. 0〜1(K OW/m K之間;印刷電路板,設置於絕緣殼體 之容置空間;以及至少一電子元件,設置於印刷電路板上。 為達上述目的,本案之另一較廣義實施態樣為提供一 種製造被動式散熱之電源供應裝置之方法,至少包括步 驟:提供絕緣殼體,其中該絕緣殼體具有實質上密閉之容 置空間且該絕緣殼體具有一熱傳導係數,該熱傳導係數係 實質上介於2.0〜l(K0W/mK之間;提供印刷電路板,該印 刷電路板上設置至少一電子元件;以及組裝印刷電路板於 絕緣殼體之容置空間,俾完成被動式散熱之電源供應裝置 200803703 之製造。 為達上述目的,本案之又一較廣義實施態樣為提供一 種製造被動式散熱之電源供應裝置之方法,至少包括步 驟:提供一對應表,該對應表係顯示被動式散熱之電源供 應裝置之絕緣殼體之熱傳導係數與絕緣殼體表面平均溫 度及/或内部電子元件平均溫度之關係;提供一選定之絕 緣殼體表面溫度及/或内部電子元件溫度範圍,利用該對 應表於對應之熱傳導係數範圍内選定具所需熱傳導係數 之絕緣殼體,其中該絕緣殼體具有容置空間;提供印刷電 路板,該印刷電路板上設置至少一電子元件;以及將印刷 電路板組裝於選定之絕緣殼體之容置空間,俾完成被動式 散熱之電源供應裝置之製造。 【實施方式】 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的 說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具 有各種的變化,其皆不脫離本案的範圍,且其中的說明及 圖示在本質上係當作說明之用,而非用以限制本案。 請參閱第一圖,其係為本案較佳實施例之被動式散熱 之電源供應裝置之結構示意圖。如第一圖所示,本案之被 動式散熱之電源供應裝置可為例如被動式散熱之電源轉 接器10,但不以此為限。本案之被動式散熱之電源轉接 器10主要包括··絕緣殼體11、印刷電路板12、電源輸入 裝置13以及電源輸出裝置14。其中,絕緣殼體11可由 200803703 上殼體111與下殼體112所構成’該上殼體U1與下殼體 112組合後可形成一實質上密閉之容置空間113以容置該 印刷電路板12。於此實施例中,該絕緣殼體1丨可為例如 實質上矩形之絕緣殼體,且包括第一表面lla、第二表面 1 lb、第三表面11c、第四表面! id、第五表面Ue以及第 六表面Ilf。此外,印刷電路板12上具有複數個電子元 件以構成電源轉換電路,然而為便於說明,第一圖中僅以 電子元件15, 16例示。另外,電源輸入裝置13以及電源 輸出裝置14係設置於絕緣殼體u之不同側面,且與印刷 電路板12連接(未圖示),以分別作為被動式散熱之電源 轉接器10與外部電源以及電子產品連接之介面。由於被 動式散熱之電源轉接器1〇於接收外 空印刷電路板12之電源轉換電路轉;為= 12°ι戶ϋ直^電麼’因此在轉換之過程中,印刷電路板 成電子耗部分能量而產生熱量,造 面之溫度提昇。 溫度以及絕緣殼體u表 自然中“被動式散熱之電源轉接器1〇係利用 散熱之電源轉接傳導與輕射方式,達成轉移被動式 此,電子元Hi㈣熱量至外界環境之目的。因 u之容置㈣m於運作⑽產生的熱量會於絕緣殼體 絕緣殼體11,由於/以輪射以及傳導之熱傳機制傳遞至 於2·0〜10 〇w/mKl、、巴緣殼體11之熱傳導係數係實質上介 • W/mK之間’因此電子元件15,16於運作時所 200803703 ΐ生會相對快速地藉由絕緣殼體11傳導至外部環 率,進而ijt升㈣式散熱之電轉接1G之散熱效 手進而棱歼電源轉換效率。 凊茶閱第二圖,苴係顯千 筮 電源供應震置選用具不數圖所示被動式散熱之 部電子元件平均溫度之關係圖緣殼體與其内 ,接器功率、相同的内部電子元;二圖 :電導係數之絕緣殼體丨― 行對該縣式散熱之電源轉接器10進 緣電子元件15,16之表面平均溫度與絕 俜@可以了缺、¥係數間的關係圖。由第二圖所示之關 式散熱之電源轉接器10使用熱傳 帝早^ ; . 1 〇. 〇W/m K之間的絕緣殼體11時,内部 此#明^5’16於表自Α’β之平均溫度會顯著地下降,因 m頒地可使内部電子元m16於運作時所產生之 了里有效地移除’ #此便可提昇電源轉接If 1G之散敎效 率以及電源轉換效率。 狀…、政 ★ ^閱第—圖,其係頒示以第一圖所示被動式散埶 之氣源供應裝置選用具不同熱傳㈣數之絕緣殼體盘且、 ί緣殼體表面平均溫度之關係圖。如第三圖所示,於相同 電源轉接器功率、相同的内部電子元件以及相同的操作條 件下,以具不同熱傳導係數之絕緣殼體11製作被動式散 元、之私源轉接杰10,並對該被動式散熱之電源轉接器 進行運作,可得到各表面lh,11b,11c,lld,lie,Ufl平 200803703 均溫度與絕緣殼體u之熱傳導係數間的關仙。由第二 圖所示之關係圖可以了解,當被動式散熱之電源轉接器 10使用熱傳導係數介於2 (M().⑽/m K m緣殼體 η時’可使内部電子元件15,16於運作時所產生之熱量 可以有效地移除,因此絕緣殼體u除了與測試台桌面(未 圖示)接觸之表面溫度下降外,其餘表面皆呈現溫度提昇 之現象,此即代表除與測試台桌面接觸之第二表面m受 有熱阻外,其餘各表面lla,Uc,lld,lle,llf皆可有效地 將絕緣殼體11内部之熱量傳導至各表面’然後再與外部 環境進行熱交換,俾達龍升肋式散熱之電源轉接器 10散熱效率之目的。 因此,於此實施例中,本案所提供之被動式散熱之電 源轉接器10的製造方法至少包括步驟:首先,提供一絕 緣殼體1卜其中該絕緣殼體u具有一實質上密閉的容置 空間113,且該絕緣殼體u具有一熱傳導係數,該熱傳 導係數係實質上介於2. ()]〇._ κ之間。然後,提供_ 印刷電路板12’該印刷電路板12上設置複數個電子元件 最後,組裝該印刷電路板12於該絕緣殼體η之 =置工間113,俾完成該被動式散熱之電源轉接器1 〇之 製造。於一些實施例中,該絕緣殼體11可以由例如複合 2或聚合物所構成’但不以此為限。另外,於提供該印刷 電路板12之步驟中更可包括步驟:提供電源輸入裝置13 以及電源輸出裝置14,以分別與該印刷電路板12連接。 請參閱第四圖,其係為本案較佳實施例之被動式散熱 12 200803703 之電源供應裝置之另—製造法 — 實施例中,該被動式散埶之Γ二拉如第四圖所示,於此 括步驟:首先,如步驟二;源轉f 10之製造 圖及/或第三圖所示),該對/;;’sg提供一對應表(如第二 轉接器】〇之絕緣殼體U之動式散㈣ 面平均溫度及/或内部電子元件==數與絕緣殼體11表 然後,如步驟S12所示提了1 ’㈣吻
又體η ’其中趙緣殼體n具有一容置空間ιΐ3。接 ^如步驟s13所示,提供印刷電路板12,該印刷電路 =2上設置複數個電子元件15,16。最後,如步驟叫 2不,將该印刷電路板12組裝於該選定之絕緣殼體I〗 2空間113’俾完成該被動式散熱之電源轉接器仞之 衣造0 、广些實施例中,相同地,該絕緣殼體U可以由例 如複合物或聚合物所構成,但不以此為限。另外,絕緣殼 體11之熱傳導係數係以實質上介於2.0〜1〇 〇w/m κ&之= 為較佳。另外,於提供該印刷電路板12之步驟中更可包 括步驟:提供電源輸入裝置13以及電源輪出裝置14,^ 分別與該印刷電路板12連接。 綜上所述’本案之被動式散熱之電源供應裝置係利用 絕緣殼體之熱傳導係數之選擇與搭配,可藉以提昇被動式 散熱之電源供應裝置之散熱效率,並提昇電源供廣装置之 13 200803703 電源轉換效率,因此本案極具產業之價值,爰依法提出申 請。 縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉 本技藝之人士任施匠思而為諸般修倚’然皆不脫如附申請 專利範圍所欲保護者。 14 200803703 【圖式簡單說明】 第一圖:其係為本案較佳實施例之被動式散熱之電源 供應裝置之結構示意圖。 第二圖··其係顯示以第一圖所示被動式散熱之電源供 應裝置選用具不同熱傳導係數之絕緣殼體與其内部電子 元件平均溫度之關係圖。 第三圖··其係顯示以第一圖所示被動式散熱之電源供 應裝置選用具不同熱傳導係數之絕緣殼體與其絕緣殼體 表面平均溫度之關係圖。 第四圖:其係為本案較佳實施例之被動式散熱之電源 供應裝置之製造流程圖。 15 200803703 【主要元件符號說明】 10 ·•被動式散熱之電源轉接器11 ··绝緣殼
12 ·印刷電路板 14 :電源輸出裝置 112 :下殼體 11 a ·第一表面 11 c ·第三表面 11 e ·弟五表面 15 :電子元件 13 ·電源輸入裝置 1U :上殼體 113 ·‘容置空間 11 b ·第二表面 lid :第四表面 11 f :第六表面 16 :電子元件 A,B:電子元件之表面 S11〜S14 :被動式散熱之電源供應裝置之製造流程步驟 16
Claims (1)
- 200803703 十、申請專利範圍: 、 1. 一種被動式散熱之電源供應裝置,至少包括.· . 一絕緣殼體,具有一實質上密閉之容置空間且該絕緣殼 體具有一熱傳導係數,其中該熱傳導係數係實質上介於 2.0〜10.0W/m K 之間; 一印刷電路板,設置於該絕緣殼體之該容置空間;以及 至少一電子元件,設置於該印刷電路板上。 2·如申請專利範圍第1項所述之被動式散熱之電源供應裝 置,其中該絕緣殼體係由複合物構成。 3·如申請專利範圍第1項所述之被動式散熱之電源供應裝 置,其中該絕緣殼體係由聚合物構成。 4·如申請專利範圍第1項所述之被動式散熱之電源供應裝 置,其中該電源供應裝置係為電源轉接器。 5·如申請專利範圍第1項所述之被動式散熱之電源供應裝 置,更包括一電源輸入裝置以及一電源輸出裝置,分別與 該印刷電路板連接且設置於該絕緣殼體之兩相對側面。 % 6· —種製造被動式散熱之電源供應裝置之方法,至少包括 步驟: 提供一絕緣殼體,其中該絕緣殼體具有一實質上密閉之 容置空間且該絕緣殼體具有一熱傳導係數,該熱傳導係數 係實質上介於2.0〜10. OW/m K之間; 提供一印刷電路板,該印刷電路板上設置至少一電子元 件;以及 組裝該印刷電路板於該絕緣殼體之該容置空間,俾完成 17 200803703 該被動式散熱之電源供應裝置之製造。 7. 如申請專利範圍第6項所述之方法,其中該絕緣殼體係 由複合物構成。 8. 如申請專利範圍第6項所述之方法,其中該絕緣殼體係 由聚合物構成。 9·如申請專利範圍第6項所述之方法,其中該電源供應裝 置係為電源轉接器。 10·如申請專利範圍第6項所述之方法,其中於提供該印 刷電路板之步驟中更包括步驟:提供一電源輸入裝置以及 一電源輸出裝置,以分別與該印刷電路板連接。 11. 一種製造被動式散熱之電源供應裝置之方法,至少包 括步驟: 提供一對應表,該對應表係顯示一被動式散熱之電源供 應裝置之絕緣殼體之熱傳導係數與絕緣殼體表面平均溫 度及/或内部電子元件平均溫度之關係; 提供一選定之絕緣殼體表面溫度及/或内部電子元件溫 度範圍,利用該對應表於對應之熱傳導係數範圍内選定具 所需熱傳導係數之絕緣殼體,其中該絕緣殼體具有一容置 空間; 提供一印刷電路板,該印刷電路板上設置至少一電子元 件;以及 將該印刷電路板組裝於該選定之絕緣殼體之容置空 間,俾完成該被動式散熱之電源供應裝置之製造。 12. 如申請專利範圍第11項所述之方法,其中該絕緣殼體 18 200803703 係由複合物構成。 — 13·如申請專利範圍第n項所述之方法,其中該絕緣殼體β 係由聚合物構成。 14·如申請專利範圍第n項所述之方法,其中該電源供應 裝置係為電源轉接器。 15.如申請專利範圍第U項所述之方法,其中該絕緣殼體 之熱傳導係數係實質上介於2· 0〜10· 〇W/ra K之間。 16·如申請專利範圍第u項所述之方法,並 刷電路板之步驟中更包括步驟:提供一電源;二;; 一電源輸出裝置,以分別與該印刷電路板連接。 19
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