TWI711368B - 具有隔離式散熱通道的電源供應裝置 - Google Patents

Abstract

本發明是一種具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，主要是在一機殼的第一端和一相對的第二端分別設有一風扇支架、一傳輸埠支架，該機殼內部具有一電路板、一散熱片模組，該散熱片模組以熱接觸方式對電路板上所設電子元件進行散熱，且在該風扇支架與傳輸埠支架之間提供一封閉式風道，藉此將進出風時可能挾帶水分與灰塵的風道與該機殼內部隔離，以滿足防水防塵的要求。

Description

具有隔離式散熱通道的電源供應裝置

本發明是一種具有隔離式散熱通道的電源供應裝置

隨著科技的進展，電源供應裝置配合各種科技的特性，滿足其對電源供應的需求，例如在電源及硬體方面的規格化、模組化，以適用在不同的用途與環境。而環保與能源應用的雙重壓力下，近年來對於電動車的開發十分積極，而電動車能否普及的重要因素之一在其續航力的長短，有關續航力的確保，除了電池本身的容量效能提升外，如同汽車之於加油站般，電動車必須依賴普及的充電站，以滿足補充電力的不時之需。

換言之，市場上有廣設充電站的需求，連帶的對於戶外充電機櫃的需求也大幅提升，其意味著安裝在戶外充電機櫃內的電源供應裝置必須面對更嚴苛的環境條件及符合更高的防水防塵標準。現有1U室內伺服器機種的電源供應裝置是在機內塗布三防漆，但安裝在戶外的充電機櫃內時，若遇雨天即造成不良率大幅提升，換言之，現有伺服器機種的電源供應裝置在耐候性上仍未盡周延，有待進一步檢討並謀求可行的解決方案。

因此本發明主要目的在提供一種具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，其在電源供應裝置的機殼內部設有一封閉的散熱通道，以隔離因進出風可能挾帶的水分與灰塵。

為達成上述目的採用的技術手段在使所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置包括： 一機殼，呈矩形狀，具有相對的一第一端和一第二端； 一風扇支架，設於該機殼的第一端上，該風扇支架上形成有一第一風口，並在該第一風口內側設有一風扇； 一傳輸埠支架，設在該機殼的第二端，該傳輸埠支架上形成有一第二風口，該第二風口相對於該風扇支架上的第一風口； 一散熱片模組，設於該機殼內，該散熱片模組具有一封閉式風道，該風道兩端分別連接該風扇支架上的第一風口和傳輸埠支架上的第二風口； 一電路板，設在該機殼內，且位於該風扇支架與該傳輸埠支架之間；該電路板上設有一個以上的電子元件，該電子元件與該散熱片模組構成熱接觸。

根據上述結構，本發明將機殼內所設的電路板設在該風扇支架與傳輸埠支架之間，藉由風扇支架與傳輸埠支架在水平方向上使電路板與機殼外部隔離；再者，該電路板上所設的電子元件與該散熱片模組構成熱接觸，而散熱片模組在風扇支架與傳輸埠支架之間提供一封閉式風道，當風扇運轉送風時，可能隨外部氣流進入的水分、灰塵將被隔離在該風道內，以滿足防水、防塵之要求。

以下配合圖式及本發明的較佳實施例，進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段。

關於本發明之一較佳實施例，如圖1、圖2揭示有本發明的一機殼10外觀，其呈矩形狀而具有一第一端和一第二端，在本實施例中，所稱的第一端是指該機殼10的前端，其外側設有一握把13，供抽取裝卸之用；所稱的第二端是在水平方向上與第一端相對，具體是指該機殼10的後端，其上設有一個以上的傳輸埠14，供傳輸訊號與輸出電源。

請參閱圖3所示，本發明主要是在該機殼10的第一端和一相對的第二端分別設有一風扇支架20、一傳輸埠支架30，該機殼10內部具有一電路板40、一散熱片模組50，該散熱片模組50以熱接觸方式對該電路板40上所設電子元件(圖中未示)進行散熱，並且在該風扇支架20與傳輸埠支架30之間提供一封閉式風道；其中

該機殼10包括一上殼11及一下殼12，本實施例中，該上殼11為一蓋板形式，該下殼12主要是在一底板的四周緣以垂直方向分別設有二短壁板121、122及兩長壁板123、124，其中，兩短壁板121、122分別構成機殼10的第一端、第二端，其中，短壁板121上形成有一風孔125，其內側設有該風扇支架20，另一短壁板122上形成有一安裝口126，供安裝該傳輸埠支架30。

該電路板40位於該下殼12內，其上設有多數的電子元件(本圖中未示)，一個以上的電子元件屬於發熱元件(例如功率電晶體)，與散熱片模組50構成熱接觸，進一步可利用導熱膠將發熱元件貼合於散熱片模組50上。該電路板40對應於機殼10第一端的一端與風扇支架20的形狀匹配，進一步而言，電路板40於該端形成有一缺口41及兩斜切角42。該電路板40的另端設有該傳輸埠14，該傳輸埠14位於該傳輸埠支架30的下方，並為該傳輸埠支架30所覆蓋。

請參閱圖4、圖5所示，該風扇支架20主要是在一矩形中空的風箱21兩側分別形成有一側擋牆22，該風箱21的內側端壁上形成有一第一風口211，其外側端呈開放狀而形成有一風扇室212，供設置一風扇23，該風扇23對應於短壁板121上的風孔125和風箱21內側端壁上的第一風口211。

兩側擋牆22由俯視觀之概呈L形狀，其內側面與風箱21底部與電路板40對應的一端形狀匹配，具體而言，兩側擋壁22分別在其轉角處形成有一斜轉邊220，該斜轉邊220對應於該電路板40對應一端兩角落的斜切角42，風箱21底部則適可匹配地卡入電路板40對應一端的缺口41內，藉此使風扇支架20得以形狀匹配地與該電路板40對應配合。

再者，該風扇支架20的兩側擋牆22的內側面上分別延伸形成有一固定柱221，供以螺絲或其他固定元件結合至電路板40上。

請配合參閱圖4、圖6所示，該傳輸埠支架30包括一前擋板31及一後擋板32，該前擋板31包括一垂直部及一水平部而呈倒Ｌ形狀，其形狀匹配地蓋合在該機殼10的短壁板122上，其垂直部中央處形成有一開口310，該開口310對應於短壁板122上的安裝口126，且開口310內側形成有一向內延伸的容室311，該容室311適對應覆蓋該電路板40上所設的傳輸埠14，並使該傳輸埠14經由開口310外露。

該傳輸埠支架30的後擋板32位於該前擋板31的上端，該後擋板32呈直立狀，其中央朝內側延伸形成有一中空的風管320，在本實施例中，該風管320呈矩形狀，其一端貫穿後擋板32形成第二風口，另端對應於該散熱片模組50的一端，以銜接該散熱片模組50的封閉式風道。

該後擋板32兩端分別向外延伸形成有一狹長的翼片321，兩翼片321內側面分別形成有一固定柱322，固定柱322上同軸形成有一固定孔，固定孔一端貫穿翼片321，兩翼片321係位於短壁板122內側，其固定孔對應機殼10的短壁板122在對應位置上所形成穿孔，供對應穿設螺絲或其他固定元件予以結合。

請參閱圖4、圖7所示，該散熱片模組50可以由單一的鋁擠型構成或一組以上成對的兩鰭片構成，基於絕緣和／或配合機殼尺寸之需求，在本實施例中，該散熱片模組50包括四個鰭片51、52及一密封結構，其中，四個鰭片51、52係兩兩成對，每一鰭片51、52分別在一垂直壁的頂端、底端分別以水平方向延伸形成一上部511、521及一下部512、522而呈相對的E形截面，其垂直壁的內側面上形成多數的鰭肋510、520，以增加散熱面積，各鰭片51、52的下部512、522底面分別形成有一個以上的楔柱513、523，供對應插楔在電路板40對應位置上形成的楔孔，使該散熱片模組50得以結合在該電路板40上。

兩對鰭片51、52在長軸方向相鄰排列且形成有一間隙，利用前述的密封結構來封閉兩相對、相鄰鰭片51、52的縫隙，以便在兩成對且相鄰的鰭片51、52之間形成該封閉式風道。在本實施例中，該密封結構包含一上密封墊53、一下密封墊54及二側封層55、56，該上密封墊53共同覆蓋且膠合於各鰭片51、52的上部511、521頂面，使各鰭片51、52的上部511、521與外部隔離，該上密封墊53進一步使其長度大於該散熱片模組50，意即該上密封墊53的兩端將延伸至與該散熱片模組50兩端銜接的風扇支架20、傳輸埠支架30上，以覆蓋其銜接處，具體而言，該上密封墊53突出於該散熱片模組50兩端以外的部分係分別覆蓋膠合於該風扇支架20的風箱21上和該傳輸埠支架30的風管320上。

該下密封墊54覆蓋在各鰭片51、52的下部512、522上，在本實施例中，該下密封墊54與散熱片模組50等長，其兩端分別形成一下折的延伸部541，兩延伸部541分別覆蓋在兩相對鰭片51、52的外側壁上。該下密封墊54的相對兩長邊分別向上延伸形成一折邊542，以貼靠於鰭片51、52的垂直壁內面。

兩個側封層55、56是分別設在同側相鄰的兩鰭片51、52間，在實施例中，其中一側封層55係灌注矽膠所構成，另一側封層56係經折疊的隔離片，該側封層56具有一配合間隙寬度的本體，該本體兩側分別朝外側延伸形成兩由俯視觀之呈相對L形狀的側翼部561，又本體頂端以水平方向朝兩外側延伸分別形成有一狹長的卡掣片562。由於側封層56的本體適可塞入兩相鄰鰭片51、52的縫隙間，兩側翼部561適可擋止於兩鰭片51、52的垂直壁外側面，其卡掣片562則卡入兩相鄰鰭片51、52的上部511、521與下方相鄰的鰭肋510、520間，藉此將該側擋層56固定於兩相鄰鰭片51、52間。

請參閱圖4所示，該散熱片模組50的密封結構進一步包含一隔離片57，該隔離片57覆蓋在該電路板40上，使該散熱片模組50透過該隔離片57固定在該電路板40上，使散熱片模組50和電路板40間利用該隔離片57形成絕緣。

由上述說明可瞭解本發明一較佳實施例的具體構造，其組合後係如圖8之剖視圖所示，該散熱片模組50設在機殼10內且位於該風扇支架20的風箱21與傳輸埠支架30的風管320之間，並在其間提供一封閉式風道，其意味著風扇23由機殼10抽入的氣流將通過該封閉式風道而挾帶散熱片模組50上各鰭片51、52的熱，再由傳輸埠支架30的風管320送出，由於氣流都在散熱片模組50內部進行，即使抽入的氣流挾帶水分或灰塵，亦不虞接觸到電路板40，而滿足防水防塵的要求。

又如圖9所示，在本實施例中，該散熱片模組50橫設在電路板40的中央，因此電路板40上可能發熱的電子元件43可以透過線路佈局集中在中間部位，而與散熱片模組50的鰭片51、52外壁面構成熱接觸以進行強制散熱，藉此，氣流無須直接通過電路板40，即可達到散熱的目的。如前揭所述，主要是因為散熱片模組50在風扇支架20和傳輸埠支架30之間建立一個封閉式風道，以隔離進出機殼10的氣流。

為確保絕緣及防水、防塵，請參閱圖3所示，該機殼10內部進一步設有一上絕緣層61及一下絕緣層62，其將電路板40及其上的散熱片模組50包覆其間，該上、下絕緣層61、62係呈相對的Ｕ形截面而分別具有相對的兩側片610、620，該上、下絕緣層61、62的兩側片610、620係相互重疊，且上絕緣層61的兩側片610係位於下絕緣層62兩側片620的外側(請配合參閱圖10所示)，藉此產生迷宮式的路徑，當水分由上方流入時，可防止沿著上、下絕緣層61、62之重疊側片610、620間滲入電路板40。

在上述的較佳實施例中，主要著重在機殼10內部電氣區域的防水防塵，在本發明另一較佳實施例中，進一步要求機殼10在鈑金技術上進行改良，以達到IP4X的防塵等級(防護1.0mm直徑和更大的固體)。如圖3所示，本發明的機殼10由上殼11和下殼12所組成，該上殼11、下殼12即利用金屬薄板經由鈑金的裁剪、沖壓、折彎等過程所構成，為避免金屬薄板在前述過程中破裂、變形，會在彎折處形成止裂槽，其一般為板材厚度的1.5倍，以板材1.0mm為例，止裂槽的寬度即必須為1.5mm，在此狀況下，成型後的上殼11、下殼12將在彎折處留下大於1.0mm的間隙開口，而無法達到IP4X的防塵等級。

本發明利用特殊的止裂槽設計，以解決止裂槽留下過大的間隙開口，如圖11所示，本發明令構成上殼11、下殼12的基材100上形成有一個以上的止裂槽101，該止裂槽101具有一開口端102及一槽底端103，其中槽底端103寬度小於開口端102，該止裂槽101並在該開口端102與槽底端103間形成一漸減寬度的斜槽壁104，該止裂槽101的具體尺寸係使該槽底端103寬度為基材100厚度的0.6倍。以基材100厚度為1.0mm的情況下，止裂槽101的槽底端103可縮小至0.6mm，從而使上殼11、下殼12成型後留下的間隙開口小於0.6mm，而達到IP4X的防塵等級。

以上僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明做任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案的範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

10:機殼 11:上殼 12:下殼 121、122:短壁板 123、124:長壁板 125:風孔 126:安裝口 13:握把 14:傳輸埠 100:基材 101:止裂槽 102:開口端 103:槽底端 104:斜槽壁 20:風扇支架 21:風箱 211:第一風口 212:風扇室 22:側檔牆 220:斜擋邊 23:風扇 30:傳輸埠支架 31:前擋板 310:開口 311:容室 32:後擋板 320:風管 321:翼片 322:固定柱 40:電路板 41:缺口 42:斜切角 43:電子元件 50:散熱片模組 51、52:鰭片 511、521:上部 512、522:下部 513、523:楔柱 53:上密封墊 54:下密封墊 541:延伸部 542:折邊 55、56:側封層 561:側翼部 562:卡掣片 57:隔離片 61:上絕緣層 610、620:側片 62:下絕緣層

圖1為本發明一較佳實施例之一外觀圖。 圖2為本發明一較佳實施例另一角度外觀圖。 圖3為本發明一較佳實施例之一分解圖(機殼部分)。 圖4為本發明一較佳實施例又一分解圖(機殼內部)。 圖5為本發明一較佳實施例之風扇支架外觀圖。 圖6為本發明一較佳實施例之傳輸埠支架外觀圖。 圖7為本發明一較佳實施例之散熱片模組分解圖。 圖8為本發明一較佳實施例之剖視圖。 圖9為本發明一較佳實施例之俯視平面圖。 圖10為本發明一較佳實施例又一剖視圖。 圖11為本發明又一較佳實施例的局部示意圖。

10:機殼

11:上殼

12:下殼

121、122:短壁板

123、124:長壁板

125:風孔

126:安裝口

14:傳輸埠

20:風扇支架

23:風扇

30:傳輸埠支架

40:電路板

50:散熱片模組

53:上密封墊

61:上絕緣層

610、620:側片

62:下絕緣層

Claims (13)

1. 一種具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，包括：一機殼，呈矩形狀，具有相對的一第一端和一第二端；一風扇支架，設於該機殼的第一端上，該風扇支架上形成有一第一風口，並在該第一風口內側設有一風扇；一傳輸埠支架，設在該機殼的第二端，該傳輸埠支架上形成有一第二風口，該第二風口相對於該風扇支架上的第一風口；一散熱片模組，設於該機殼內，該散熱片模組具有一封閉式風道，該風道兩端分別連接該風扇支架上的第一風口和傳輸埠支架上的第二風口；一電路板，設在該機殼內，且位於該風扇支架與該傳輸埠支架之間，該電路板上設有一個以上的電子元件，該電子元件與該散熱片模組構成熱接觸；其中，該機殼包括一上殼及一下殼，該下殼主要是在一底板的四周緣以垂直方向分別設有二短壁板及兩長壁板，其中，兩短壁板分別構成機殼的第一端、第二端，其中一短壁板上形成有一風孔，其內側設有該風扇支架，另一短壁板上形成有一安裝口，供安裝該傳輸埠支架。
2. 如請求項1所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該散熱片模組包括一組以上成對的兩鰭片及一密封結構，成對的兩鰭片分別在一垂直壁的頂端、底端分別以水平方向延伸形成一上部及一下部而呈相對的E形截面，其垂直壁的內側面上形成多數的鰭肋；該密封結構包含一上密封墊、一下密封墊，該上密封墊共同覆蓋且膠合於各鰭片的上部頂面，該下密封墊覆蓋在各鰭片的下部上。
3. 如請求項2所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該散熱片模組包含兩組成對鰭片，兩組成對鰭片在一長軸方向上相鄰排列且形成有 一間隙，該密封結構進一步包含二側封層，兩個側封層是分別設在同側相鄰的兩鰭片間。
4. 如請求項3所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，其中一側封層具有一塞入該間隙的本體，該本體兩側分別朝外側延伸形成兩由俯視觀之呈相對L形狀的側翼部，又本體頂端以水平方向朝兩外側分別延伸形成有一狹長的卡掣片，其中，該兩側翼部適擋止於兩鰭片的垂直壁外側面，該卡掣片卡入兩相鄰鰭片的上部與下方相鄰的鰭肋間。
5. 如請求項3所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該下密封墊與散熱片模組等長，其兩端分別形成一下折的延伸部，該下密封墊的相對兩長邊分別向上延伸形成一折邊，以貼靠於鰭片的垂直壁內面。
6. 如請求項3所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該上密封墊長度大於該散熱片模組，該上密封墊的兩端延伸至與該散熱片模組兩端銜接的風扇支架、傳輸埠支架上。
7. 如請求項1所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該風扇支架主要是在一矩形中空的風箱兩側分別形成有一側擋牆，該風箱的內側端壁上形成有一第一風口，其外側端呈開放狀而形成有一風扇室，供設置一風扇；該兩側擋牆由俯視觀之呈L形狀，其內側面與風箱底部與電路板對應的一端形狀匹配，該電路板對應於該機殼第一端的一端與風扇支架的形狀匹配。
8. 如請求項7所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該電路板與該機殼第一端對應的一端形成有一缺口及兩斜切角；該風扇支架的兩側擋壁分別在其轉角處形成有一斜轉邊，該斜轉邊對應於該電路板對應一端兩角落的斜切角，該風箱底部匹配地卡入該電路板對應一端的缺口內。
9. 如請求項1所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該傳輸埠支架包括一前擋板及一後擋板，該前擋板包括一垂直部及一水平部而呈倒L形狀，其垂直部中央處形成有一開口，該開口內側形成有一向內延伸的容室，該容室適對應覆蓋該電路板上所設的傳輸埠；該傳輸埠支架的後擋板位於該前擋板的上端，該後擋板呈直立狀，其中央朝內側延伸形成有一中空的風管，該風管呈矩形狀，其一端貫穿後擋板形成第二風口，另端對應於該散熱片模組的一端。
10. 如請求項9所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該後擋板兩端分別向外延伸形成有一狹長的翼片，兩翼片內側面分別形成有一固定柱，該固定柱上同軸形成有一固定孔，該固定孔一端貫穿翼片。
11. 如請求項1所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該上殼為一蓋板形式。
12. 如請求項1所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該風扇支架上的風扇對應於該短壁板上的風孔和該風箱內側端壁上的第一風口；該傳輸埠支架之前擋板上的開口對應於另一短壁板上的安裝口，該前擋板的形狀匹配地蓋合在該形成有安裝口的短壁板上；該後擋板的兩翼片係位於該形成有安裝口的短壁板內側。
13. 如請求項1所述具有隔離式散熱通道的電源供應裝置，該上殼、下殼分別由一基材所構成，該基材上形成有一個以上的止裂槽，該止裂槽具有一開口端及一槽底端；其中，該槽底端寬度小於開口端，該止裂槽並在該開口端與槽底端間形成一漸減寬度的斜槽壁。

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