TWM598027U - 高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良 - Google Patents

高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良 Download PDF

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Abstract

本新型為一種高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，該電源供應器之機箱內係至少設有一功率模組及一散熱風扇，且散熱風扇下方更設有朝上之第一濾波電路板，而該散熱風扇上方係反向朝下設有一第二濾波電路板，該第二濾波電路板背面上設有複數個緩衝墊片，且該等緩衝墊片上設有可完全遮蓋該第二濾波電路板之一絕緣板，藉此，該絕緣板可在該機箱之上蓋與該第二濾波電路板之間形成隔離絕緣之作用，避免該第二濾波電路板與上蓋直接接觸形成短路，以提高該電源供應器之安全性。

Description

高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良
本創作係與一種電源供應器有關，特別是指一種高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良。
按，一般電源供應器係由功率開關元件(例如功率電晶體、功率二極體等)、電能儲存與濾波元件(例如電感器、電容器、變壓器、抗流圈等)、檢知與控制元件所組成，藉此，透過該檢知與控制元件控制該功率開關元件，將該電壓或電流予以調變(切換與整流)，並以該電能儲存與濾波元件，提供轉換電能所需要的濾波與暫時儲能，然而，於功率轉換期間，係將電源供給之部份能量轉換為熱能，其中熱能係多集中於該功率晶體。
又，工業級電源供應器之需求數量極為龐大，且該等電源供應器係分別透過一機架組設於機櫃，同時，一般企業係將該等電源供應器以及伺服器集中於一機房以方便管理，而該等電源供應器以及伺服器係全天候不停頓的運作，也因此該電源供應器之散熱尤其重要，為方便管理及節省空間，一般機架式之功率轉換器之機箱尺寸，通常採通用的工業標準，其寬度固定為19英寸，高度以U為單位(1U=1.75英寸=44.45毫米)，通常有1U、2U或3U等幾種標準的機箱，一般而言，電源供應器由於其內部須包含功率開關元件、電能儲存與濾波元件及檢知與控制元件等，加上需要較大之散熱條件，故往往須採用空間較大之機箱，例如3U之機箱。
惟，上述電源供應器之輸入電壓通常限制為220V或380V，有業者乃開發適用於180~460V之通用型電源之電源供應器，但因其所需之電子零件更多、體積更大，需要之散熱條件更高，故常造成散熱不良，其原因乃因機箱空間狹小，電子零件遮蔽了風扇之風力吹送，無法提供順暢的熱流路徑，導致設置於後方之該等功率晶體散熱不良，而易造成該電源供應器過熱而停止作動、故障及毀損之缺點。
有鑑於此，本案創作人在觀察到上述缺失後，於先前提出中華民國新型M558454號「高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構」，請參閱第1圖及第2圖所示，該電源供應器200具有一金屬材質之機箱201，該機箱201上方蓋合有一金屬材質的上蓋202，機箱201內係設有數個散熱風扇210，且該機箱201內於每一散熱風扇210之兩側分別設有一第一濾波電路板220以及一功率模組230，該第一濾波電路板220朝上設有一第一濾波器221，而該散熱風扇210上方係反向設有一第二濾波電路板240，並藉由一絕緣片250固定於該扇熱風扇210上方，且該第二濾波電路板240朝下設有一第二濾波器241，藉此，由於該第一濾波器221與該第二濾波器241係相互交錯設置於該散熱風扇210上下方，故可充分利用該散熱風扇210上下側之空間，提高良好之熱流路徑，使該散熱風扇210可有效地對該功率模組230進行散熱，亦即在具有高功率密度之機箱201內，仍能達到良好的散熱效果。
然而，該第二濾波器241由於係以其接腳242焊接於該第二電濾波路板240上，故會於該第二電濾波路板24之背面上形成有部分突出之接腳242，由於突出之接腳242係朝上，雖與該電源供應器200之上蓋202相隔一預定之距離，但若不小心下壓該上蓋202，容易使上蓋202變形下凹，而與突出之接腳242接觸 形成短路，容易造成該電源供應器200故障，甚至爆炸起火，因此，本案創作人乃秉持者精益求精之精神，潛心研究改良，而終有本創作之產生。
本創作之主要目的係在提供一種高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，其係可避免電源供應器之上蓋與第二濾波器突出之接腳形成短路，提高該電源供應器之使用安全性。
為達上述目的，本創作所提供之高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，該電源供應器係設有一機箱，該機箱前側係設有一面板，且於該機箱內垂直該面板之方向並排至少設有一功率模組，每一功率模組前側設有一散熱風扇，該散熱風扇下方係設有一第一濾波電路板，又該散熱風扇上方係反向設有與該第一濾波電路板電性相接之一第二濾波電路板，其特徵在於：複數個緩衝墊片，該等緩衝墊片係分別設於該第二濾波電路板之背面上；以及一絕緣板，該絕緣板係設於該等緩衝墊片上，且該絕緣板係完全遮蓋於該第二濾波電路板之上方。
本創作所提供之高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，由於該絕緣板係遮蓋於該第二濾波電路板上方，因此若下壓該機箱之上蓋時，該絕緣板可在該上蓋與該第二濾波電路板之間形成隔離絕緣之作用，故可免該第二濾波電路板與該上蓋直接接觸形成短路，以提高該電源供應器之使用安全性。
[習知]
200:電源供應器
201:機箱
202:上蓋
210:散熱風扇
220:第一濾波電路板
221:第一濾波器
230:功率模組
240:第二濾波電路板
241:第二濾波器
242:接腳
250:絕緣片
[本新型]
100:電源供應器
101:機箱
1011:上蓋
102:面板
103:功率模組
104:散熱風扇
105:第一濾波電路板
106:第一濾波器
107:第二濾波電路板
108:第二濾波器
1081:接腳
109:固定孔
10:絕緣片
11:穿孔
20:絕緣板
21:鎖孔
22:螺栓
23:間距
30:緩衝墊片
[第1圖]係第M558454號專利揭示之機箱內部功率模組之立體圖。
[第2圖]係第M558454號專利揭示之側面剖視圖。
[第3圖]係本創作之最佳實施例之電源供應器之立體圖。
[第4圖]係本創作之最佳實施例之機箱內部功率模組之立體圖。
[第5圖]係本創作之最佳實施例之一功率模組之立體圖
[第6圖]係本創作之最佳實施例之一功率模組之部分分解圖。
[第7圖]係本創作之最佳實施例之一功率模組之側面剖視圖。
[第8圖]係本創作第7圖之局部放大圖。
請參閱第3至6圖所示，係本創作之電源供應器之立體圖、機箱內部功率模組之立體圖、一功率模組之立體圖及其部分分解圖，其係揭示有一種高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，該電源供應器100係設有一機箱101，該機箱101前側係設有一面板102，且於該機箱101內垂直該面板102之方向並排設有複數個功率模組103，每一功率模組103前側設有一散熱風扇104，該散熱風扇104下方係設有一第一濾波電路板105，該第一濾波電路板105上係朝上設有一第一濾波器106，又該散熱風扇104上方係分別反向設有與該第一濾波電路板105電性相接之一第二濾波電路板107，使該第二濾波電路板107背面朝上，而朝下設有一第二濾波器108，另該第二濾波電路板107上設有複數個固定孔109，本創作之主要改良重點在於：
一絕緣片10，該絕緣片10係分別對應該等固定孔109設有複數個穿孔11，且該絕緣片10係設於該第二濾波電路板107上。
複數個緩衝墊片30，係以電木為材質，該等緩衝墊片30係分別設於該第二濾波電路板107之背面上，於本實施例中，該第二濾波電路板107係為矩形，而該等緩衝墊片30分別以黏固方式設置於該第二濾波電路板107的四個隅角上。
一絕緣板20，係設於該等緩衝墊片30上，且該絕緣板20亦為矩形，並可完全遮蓋該第二濾波電路板107，該絕緣板20係對應該等穿孔11設有複數個鎖孔21，且該絕緣板20係透過數個螺栓22分別穿過該等鎖孔21、穿孔11及該等固定孔109，將該絕緣板20、該絕緣片10以及該第二濾波電路板107共同鎖固於該散熱風扇104上，使該絕緣片10位於該絕緣板20與第二濾波電路板107之間，形成固定。
為供進一步了解本新型構造特徵、運用技術手段及所預期達成之功效，茲將本新型使用方式加以敘述，相信當可由此而對本創作有更深入且具體之了解，如下所述：
請搭配參閱第7圖以及第8圖所示，係本創作之最佳實施例之側面剖視圖以及局部放大圖，本創作透過該絕緣片10使得該第二濾波電路板107與該絕緣板20之間形成有一間距23，而可避免該第二濾波器108電路突出之接腳1081與該機箱101之上蓋1011直接接觸形成短路，又，由於該絕緣板20係遮蓋於該第二濾波電路板107上方，因此若下壓該機箱101之上蓋1011，而使上蓋1011下凹變形時，該絕緣板20係在該機箱101之上蓋1011與該第二濾波電路板107之間形成隔 離絕緣作用，避免該第二濾波器108外露突出之接腳1081與該機箱101上蓋1011接觸形成短路，以提高該電源供應器100之使用安全性。
值得一提的是，由於該第二濾波電路板107之邊角係設有該等緩衝墊片30，因而可以加強該第二濾波電路板107與該絕緣板20之間距23，使得該第二濾波器108突出之接腳1081可穩定的與該絕緣板20相隔有該間距，亦可避免該第二濾波器108突出之接腳1081穿破該絕緣板20而與該機箱101上蓋1011接觸形成短路，增進該電源供應器的安全性。
綜上所述，本創作在同類產品中實有其極佳之進步實用性，同時遍查國內外關於此類結構之技術資料，文獻中亦未發現有相同的構造存在在先，是以，本創作實已具備新型專利要件，爰依法提出申請。
惟，以上所述者，僅係本創作之一較佳可行實施例而已，故舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效結構變化，理應包含在本創作之專利範圍內。
100:電源供應器
103:功率模組
104:散熱風扇
105:第一濾波電路板
106:第一濾波器
108:第二濾波器
20:絕緣板
22:螺栓

Claims (4)

  1. 一種高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，該電源供應器係設有一機箱，該機箱上方蓋合有一上蓋，於該機箱內至少設有一功率模組，該功率模組前方設有一散熱風扇，該散熱風扇下方係設有一第一濾波電路板，又該散熱風扇上方則分別反向設有一第二濾波電路板，使其背面朝上，其特徵在於：
    複數個緩衝墊片，該等緩衝墊片係分別設於該第二濾波電路板背面上；
    一絕緣板，該絕緣板係設於該等緩衝墊片上，且該絕緣板係完全遮蓋該第二濾波電路板，並藉由該等緩衝墊片而使該絕緣板與第二濾波電路板相隔一適當之間距。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，其中，該絕緣板與第二濾波電路板之間且位於散熱風扇之上方更設有一絕緣片，且該第二濾波電路板、該絕緣片及該絕緣板藉由數螺栓共同鎖固於散熱風扇上。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，其中，該第二濾波電路板及絕緣板皆為矩形，而該第二濾波電路板於四個隅角分別黏固有該等緩衝墊片。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之高功率密度電源供應器功率模組與濾波器之整合結構改良，其中，該緩衝墊片係以電木為材質。
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