TWI395541B - 插座端子散熱結構 - Google Patents

Description

插座端子散熱結構

本案係關於一種插座端子散熱結構，尤指一種適用於電源分配裝置之插座端子散熱結構。

變壓器為各式電器設備中經常使用之磁性元件，其係利用電能、磁能轉換感應的原理來調整不同之電壓，使其達到電器設備能夠適用的範圍。

近年來隨著科技的進步，具有各式各樣不同功能的電子產品已逐漸被研發出來，這些具有各式各樣不同功能的電子產品不但滿足了人們的各種不同需求，更融入每個人的日常生活，使得人們生活更為便利。

這些不同功能的電子產品係由各種電子元件所組成，而每一個電子元件所需的電源電壓不盡相同，因此，現今的供電系統提供的交流電源並不適合直接提供給電子產品使用。為了提供適當的電壓給每一個電子元件使其正常運作，這些電子產品需要藉由電源轉換電路將交流電源，例如一般的市電，轉換為適當的電壓給電子產品使用，或是將一電源電壓分配、轉換給多個電子產品使用。在這些電源供應、轉換及分配的過程中，插頭及插座結構係為提供電力傳輸之媒介，因而大量使用於電源供應、轉換以及分配等各式電子裝置中，而為常見慣用之組件。

根據目前國際標準安全溫度值的規範，電源分配裝置(Power Distribution Unit，PDU)之插座於操作狀態 下的溫度必須低於70℃以下。然而，隨著產品技術的發展以及為了因應使用者的需要，電源分配裝置內所負載的電子元件數量逐漸增加，電子元件之積集度亦提昇，使得操作時所需消耗的瓦特數大大地增加。而隨著所需消耗瓦特數的增加，電源分配裝置因操作所產生的熱量不可避免的提高了整個的溫度，進而也間接提高了插座的溫度。一般來說，電源分配裝置內部的電子元件可耐熱高達110-150℃，但為了符合插座的安全溫度規範，電子元件之設計將因此受限，進而影響到電源分配裝置的發展。

除此之外，電源分配裝置內部通常設置多個電源供應器，用以透過電源供應器將電源分配至不同電子裝置中，由於連接於這些電源供應器與插座之間的傳輸線係為金屬導線，因而會將部分電源供應器運作所產生的熱量透過金屬導線傳遞至傳輸線與插座之間的接觸端子上，以及，當電流透過金屬導線傳遞至插座的接觸端子時亦會因接觸阻抗而產熱，藉由上述多種產熱過程，會使得插座與傳輸線之間的接觸端子在進行電力傳輸的過程中出現溫度升高的情況，因而使熱蓄積於插座的接觸端子上，而導致插座過熱、不符合國際標準安全溫度規範等問題，若在沒有特殊散熱設計的情況下，為了避免插座過熱的問題產生，必須減少電流的輸出，以維持適當的溫度，如此一來，則會限制產品的輸出電流，而使得效能無法提升。

為解決電源分配裝置中插座過熱之問題，傳統做法通常 為在電子裝置內部設置一主動散熱之風扇，藉由風扇運作帶動電子裝置內部之空氣流動，形成散熱氣流，進而將插座週邊的熱隨散熱氣流自排氣孔逸散至電子裝置外，然而，以現今電源分配裝置的設計日趨小型化與薄形化，若採取此主動散熱方式，則需佔用較多的體積空間，而無法達成電源分配裝置小型化與薄形化之目標，除此之外，在電源分配裝置內部增設風扇等主動散熱裝置，不僅需增加成本，於風扇運作時更會產生噪音，且因風扇運作時需要電力驅動，故更會佔用電子裝置部分電流，因而降低整體效能。

因此，如何發展一種能有效解決上述傳統插座端子散熱不佳之缺失，而可有效提昇電氣安全性保障、降低製造成本，同時可於被動散熱環境下對插座端子進行散熱之插座端子散熱結構，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的在於提供一種插座端子散熱結構，俾解決習知電源分配裝置中插座過熱之問題。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種插座端子散熱結構，適用於電子裝置，其係包括：插座，設置於電子裝置之框體中，且具有端子；絕緣導層，設置於端子與電子裝置之殼體之間，用以將熱自插座之端子透過絕緣導層傳導至殼體上，俾進行被動散熱。

為達前述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種電子裝置，其係包括：框體，具有第一開口及第二開口；殼體，對應設置於第二開口上；以及插座端子散熱結 構，其係包括：插座，設置於第一開口中，且具有端子；絕緣導層，設置於端子與殼體之間，用以將熱自插座之端子透過絕緣導層傳導至殼體上，俾進行被動散熱。

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電子裝置之結構示意圖，如圖所示，電子裝置1具有框體10、殼體11以及插座端子散熱結構12，其中，插座端子散熱結構12係由插座13、絕緣導層14所組成，以本實施例為例，電子裝置1可為但不限為電源分配裝置，且電源分配裝置內係具有複數組電源供應器16，以用於透過複數個插座13，而分別將電力提供給連接於插座13之外部電子裝置(未圖示)。

於本實施例中，框體10具有第一側面101、第二側面102以及容置空間103，第一側面101係鄰接且垂直於第二側面102，在第一側面101及第二側面102上分別具有第一開口104及第二開口105，容置空間103係用以容置複數個電源供應器16、電子元件161及其電路板162，其中，插座13係設置於第一側面101之第一開口104內，並使插座13之插接端131裸露於框體10之第一側面101上，以供與外部電子裝置(未圖示)進行電連接。插座13之端子132係設置插接端131的相對側，即設置於框體10之容置空間 103內，用以與傳輸線17之連接端171連接，進而與電源分配裝置內部之電源供應器16電連接。

於一些實施例中，傳輸線17係為金屬導線，且在金屬導線外部以絕緣材質包覆，其一端係連接於電源供應器16之電路板162上，另一端則為與插座13連接之連接端171，以本實施例為例，連接端171可為但不限為可導熱之金屬材質所製成，且其係套設於插座13之端子132上，俾使電源供應器16與插座13產生電連接。

請同時參閱第一圖、第二圖A及第二圖B，第二圖A及第二圖B係為第一圖所示之插座端子散熱結構之組裝過程示意圖，如第一圖及第二圖A所示，首先係將傳輸線17之連接端171套設於插座13之端子132上，接著，於套設有連接端171之端子132上設置絕緣導層14，以本實施例為例，絕緣導層14係可同時設置於複數個插座13之端子132上，該插座13之數量係可依實際施做情形而任施變化，並不以此為限，以及，絕緣導層14係由導熱、絕緣之物質所製成，用以將熱量自端子132上傳導至導熱介層15上，並可作為端子132與導熱介層15之間絕緣阻隔的媒介，以維持電氣安全性，此外，絕緣導層14更可提供一平整表面或一柔軟有彈性之表面)，俾使導熱介層15可緊密地設置於絕緣導層14上，以增加熱傳導效能。

於一些實施例中，絕緣導層14之材質係可為聚亞醯胺(Polyimide)、聚脂纖維(Polyester)、聚醯亞胺(Kapton)、鋁、氫氧化鋁、氮化硼，及其組合物，且不以此為限。

於另一些實施例中，絕緣導層14更可為一液態膠，例如：熱固性導熱黏著塑料，可藉由一自動化機器先將絕緣導層14黏著於端子132上，再進行加熱以使導熱介層15固定設置於絕緣導層14上。

請再參閱第二圖B及第二圖C，其同樣為第一圖所示之插座端子散熱結構之組裝過程示意圖，於一些實施例中，絕緣導層14係設置於端子132以及殼體11之間，俾將插座13之端子132產生之熱量直接透過絕緣導層14而傳導至電子裝置1之殼體11上，以進行被動散熱，於另一些實施例中，插座端子散熱結構12更具有導熱介層15，且導熱介層15之熱傳導係數係實質上高於絕緣導層14，如第二圖B所示，當絕緣導層14覆蓋設置於端子132上後，再於絕緣導層14所提供之平整或柔軟之表面上設置導熱介層15，於本實施例中，導熱介層15係由具高熱傳導係數之金屬，例如：鋁或銅，或由陶瓷材料，例如：三氧化二鋁，所形成，且不以此為限，其後，再將殼體11對應覆蓋於框體10之第二側面102之第二開口105上，且其係緊密覆蓋於導熱介層15上，俾使熱量可藉由導熱介層15而傳遞至殼體11上，以及，以本實施例為例，殼體11係由金屬材質所形成，例如：鋁，且不以此為限。

請參閱第三圖A及第三圖B，其分別係為本案較佳實施例之插座端子散熱結構之剖面結構示意圖及其組裝結構示意圖，如圖所示，插座13係設置於框體10之第一開口104內，且其插接端131係設置於第一側面101上，用以供外部電子裝置(未圖示)插接，而對應於插接端131之端子 132則設置於框體10內部之容置空間103內，以及，傳輸線17之連接端171係對應套設於插座13之端子132上，且在端子132上係依序對應設置絕緣導層14、導熱介層15以及殼體11，並透過一鎖固元件18，例如：螺絲，進行鎖固，即如第三圖B所示，將鎖固元件18穿設於殼體11及導熱介層15上，使殼體11固定設置於導熱介層15上，俾完成插座端子散熱結構12之設置，藉由絕緣導層14以導熱介層15所組成的緊密貼附之多層導熱結構，可將端子132上的熱量迅速傳導至殼體11上，再藉由殼體11之大面積結構，將熱量逸散至外界空氣中，使插座13於自然對流的情況下可有效進行被動散熱，且不需額外增加主動散熱裝置，進而可節省電子裝置1內部的體積空間，俾使電子裝置1可朝小型化及薄型化之目標進行設計。

綜上所述，本案提供一種插座端子散熱結構，該插座端子散熱結構係由插座、絕緣導層及導熱介層所組成，藉由依序設置於插座端子上之絕緣導層、導熱介層以及殼體，以傳導的方式，將插座之端子於運作時所產生之熱量迅速地傳導至殼體上，並透過大面積之殼體，將熱量逸散至空氣中，以進行被動散熱，使插座端子不會因熱量堆積而產生溫度過高的問題，俾可大幅降低插座周圍的空氣溫度，具有可使插座的溫度符合於國際標準安全溫度之規範、有效提昇電氣安全性保障以及降低製造成本等優點。

本案得由熟習此技術之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧框體

101‧‧‧第一側面

102‧‧‧第二側面

103‧‧‧容置空間

104‧‧‧第一開口

105‧‧‧第二開口

11‧‧‧殼體

12‧‧‧插座端子散熱結構

13‧‧‧插座

131‧‧‧插接端

132‧‧‧端子

14‧‧‧絕緣導層

15‧‧‧導熱介層

16‧‧‧電源供應器

161‧‧‧電子元件

162‧‧‧電路板

17‧‧‧傳輸線

171‧‧‧連接端

18‧‧‧鎖固元件

第一圖：其係為本案較佳實施例之電子裝置之結構示意圖。

第二圖A：其係為第一圖所示之絕緣導層設置於插座端子上之結構示意圖。

第二圖B：其係為第一圖所示之導熱介層設置於絕緣導層上之結構示意圖。

第二圖C：其係為第一圖所示之殼體設置於導熱介層上之結構示意圖。

第三圖A：其係為本案較佳實施例之插座端子散熱結構之剖面結構示意圖。

第三圖B：其係為第三圖A之組裝結構示意圖。

1‧‧‧電子裝置

10‧‧‧框體

101‧‧‧第一側面

102‧‧‧第二側面

103‧‧‧容置空間

104‧‧‧第一開口

105‧‧‧第二開口

11‧‧‧殼體

12‧‧‧插座端子散熱結構

13‧‧‧插座

131‧‧‧插接端

132‧‧‧端子

14‧‧‧絕緣導層

15‧‧‧導熱介層

16‧‧‧電源供應器

161‧‧‧電子元件

162‧‧‧電路板

17‧‧‧傳輸線

171‧‧‧連接端

Claims (12)

1. 一種插座端子散熱結構，適用於一電子裝置，該電子裝置具有一電路板及一傳輸線，該傳輸線之一端與該電路板相連接，另一端則為一連接端，該插座端子散熱結構係包括：一插座，設置於該電子裝置之一框體中，且具有至少一端子，且該傳輸線之該連接端係套設於該端子；一絕緣導層，設置於該端子與該電子裝置之一殼體之間，用以將熱自該插座之該端子及該連接端透過該絕緣導層傳導至該殼體上，俾進行被動散熱。
2. 如申請專利範圍第1項所述之插座端子散熱結構，其中該插座端子散熱結構更包含一導熱介層，其係設置於該絕緣導層與該殼體之間，俾將熱自該絕緣導層傳遞至該殼體上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之插座端子散熱結構，其中該絕緣導層係提供一表面，用以緊密貼附於該導熱介層。
4. 如申請專利範圍第2項所述之插座端子散熱結構，其中該導熱介層之熱傳導係數係實質上高於該絕緣導層之熱傳導係數。
5. 如申請專利範圍第2項所述之插座端子散熱結構，其中該導熱介層係由具有高熱傳導係數之物質所形成，其係為一金屬及一陶瓷材料其中之一。
6. 如申請專利範圍第1項所述之插座端子散熱結構，其中該電子裝置係為一電源分配裝置。
7. 一種電子裝置，其係包括： 一電路板；一傳輸線，其一端與該電路板相連接，另一端則為一連接端；一框體，具有一第一開口及一第二開口；一殼體，對應設置於該第二開口上；以及一插座端子散熱結構，其係包括：一插座，設置於該第一開口中，且具有一端子，且該傳輸線之該連接端係套設於該端子；一絕緣導層，設置於該端子與該殼體之間，用以將熱自該插座之該端子及該連接端透過該絕緣導層傳導至該殼體上，俾進行被動散熱。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該電子裝置係為一電源分配裝置。
9. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該插座端子散熱結構更包含一導熱介層，其係設置於該絕緣導層與該殼體之間，俾將熱自該絕緣導層傳遞至該殼體上。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該絕緣導層係提供一表面，用以緊密貼附於該導熱介層。
11. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該導熱介層之熱傳導係數係實質上高於該絕緣導層之熱傳導係數。
12. 如申請專利範圍第7項所述之電子裝置，其中該第一開口及該第二開口係分別設置於一第一側面及一第二側面上，且該第一側面係垂直於該第二側面。