一种高温监控反馈的高频开关电源

技术领域

本发明属于电源连接设备技术领域，更具体地说，涉及一种高温监控反馈的高频开关电源。

背景技术

电子设备都离不开可靠的电源，尤其是开关电源。由于技术进步，开关电源尺寸越做越小，而功率越做越大，其功率器件在工作时都会产生很大热量，这些热量如果不及时散去，会导致电源模块内部温度迅速升高而损坏功率器件，进而导致模块故障。

现有申请号为CN201710713601.0的公开专利，它包括散热风扇，散热风扇包括扇框和收容于扇框内的定子及转子，转子可相对定子旋转，转子上套装有包括轮毂及若干自轮毂向外延伸的扇叶，轮毂为中空结构，轮毂包括壳体和空腔，靠近转子一侧的空腔内壁上设有环形气囊，环形气囊内装有食醋，食醋沸腾产生气体使环形气囊膨胀，扇叶一端与环形气囊固定连接，壳体上设有可使扇叶穿过的通槽，扇叶的另一端穿过通槽向外延伸，扇叶的边缘设有锯齿状凹槽，通槽两侧壳体上设有收缩槽，收缩槽中设有向着通槽伸出的可卡入锯齿状凹槽中固定扇叶的锥形挡片，锥形挡片可收缩至收缩槽中。

上述方案中的各个部件尺寸比开关电源中的电路板还要小得多，制造难度大；并且需要配合扇叶与壳体的滑动连接，容易造成扇叶卡顿，造成电机发热的问题；另外环形气囊的驱动部件是食醋，由于环形气囊是受到快速摩擦的部件，具有破损的风险，一旦破损食醋会飞溅出来，再受到扇叶转动的推动，容易使电路板附带食醋，容易造成电路板短路损坏的问题发生。

因此，我们需要一种降低摩擦，同时在电路板工作环境超过额定温度时做出快速散热的开关电源。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种高温监控反馈的高频开关电源，它可以实现在电路板温度超过额定温度时，快速散热，同时减少摩擦带来的干扰发热以及零件损坏的问题。

本发明的一种高温监控反馈的高频开关电源，包括外壳、电路板、基座、风扇，还包括位于外壳内的导流板；

导流板与电路板间隔设置形成送风通道，送风通道覆盖电路板发热面；送风通道中实时通入由风扇产生的冷风，所述冷风的风量、风压始终恒定；

送风通道内的冷风流动方向上设有多个间隔设置的扰流突触，扰流突触包括变形件和受热件；所述变形件由柔性或弹性材料制成，具备膨胀变形量；所述受热件吸收电路板热辐射，受热件为变形件膨胀变形的驱动，驱动的必要条件包括受热件吸收温度达到设定温度上限；

变形件形变改变所处送风通道的口径。

作为本发明的进一步改进，导流板位于电路板上侧，风扇位于导流板上侧，扰流突触固定设置于导流板下端面。

作为本发明的进一步改进，导流板位于电路板下侧，风扇位于导流板下侧，扰流突触固定设置于导流板上端面。

作为本发明的进一步改进，变形件为中空的囊，囊由弹性膜制成；囊内充满醋，醋为受热件；囊固定设置于送风通道的导流板端面；囊的变形方向为靠近或远离送风通道的电路板侧。

作为本发明的进一步改进，变形件为中空的囊，囊由弹性膜制成，囊内充满水；囊固定设置于送风通道的导流板上端面；囊膜下侧外端固定设置有磁铁，磁铁为受热件；囊所处的导流板上端面固定设置有导磁体；磁铁与导磁体保持磁性相吸。

作为本发明的进一步改进，相邻两个扰流突触之间设有冷却条，冷却条的比热容高于扰流突触的比热容。

作为本发明的进一步改进，扰流突触膨胀变形后，表面呈球面。

作为本发明的进一步改进，导流板与扰流突触由同一层柔性膜制成，柔性膜构成封闭的流体腔，流体腔内充满流体，相邻两个扰流突触之间设有磁铁；磁铁固定设置于导流板上端；导磁体对应的导流板下端；磁铁与导磁体保持磁性相斥。

作为本发明的进一步改进，磁铁外周涂设有防火涂层，防火涂层的比热容高于扰流突触的比热容。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明通过设置导流板，导流板与电路板之间构成送风通道，通过送风通道的送风处通入风扇制造的冷风，使得冷风在送风通道内流动，带走电路板辐射的热量，起到降低电路板温度的效果。

本发明通过设置扰流突触，扰流突触内设有醋，醋的沸点在40～60℃，电路板的最高安全作业温度在60℃，当电路板的在高温作业环境下超负荷工作时，电路板附近的温度高于60℃，靠近电路板的醋会汽化，汽化的醋驱动弹性膜，使得弹性膜膨胀变形，减小了所在送风通道的口径，使得送风通道内口径是不均匀的，使得送风通道内冷风流动呈紊流，或增大冷风流动的紊流程度，由于紊流相较于层流具有更好的传热效果，可以带走更多的热量，加快电路板附近的热量消散。

本方案在相邻的扰流突触之间设置冷却条，冷却条的比热容高于扰流突触的比热容，使得吸收了电路板热量的冷风在越过水平高度较低的扰流突触后向上升，遇到表面温度相对较低的冷却条，气体温度降低，具有向下(靠近电路板)运动的趋势，便于气体重新接触电路板，带走更多的热量，同时，在气体改变流动方向的角度上，更易加大气流的紊流度，提高散热效率。

本发明无需设置电子器件(如控制器、传感器等)，制造成本低，有利于产业化。

本发明导流板和扰流突触可以设置在电路板上侧，也可以设置在电路板下侧，具有多种设置形式，有利于购买者的选择；同时，当导流板和扰流突触设置在电路板下侧时，导流板和扰流突触内的液体不易流到电路板上造成短路，保护了电路板的使用寿命；而当当导流板和扰流突触设置在电路板上侧时，由于热风向上运动，冷风向下运动，送风通道内的冷风更易与发热的电路板接触，散热效果更好。

附图说明

图1为本发明的具体实施例一的立体结构示意图；

图2为本发明的具体实施例一的送风通道处的平面结构示意图；

图3为本发明的具体实施例一的扰流突触不作业时送风波动示意图；

图4为本发明的具体实施例一的扰流突触作业时送风波动示意图；

图5为本发明的具体实施例二的送风通道处的平面结构示意图；

图6为本发明的具体实施例三的扰流突触处的平面结构示意图；

图7为本发明的具体实施例四的送风通道处的平面结构示意图；

图8为本发明的具体实施例四的扰流突触作业时导流板与扰流突触的动作示意图；

图9为本发明的具体实施例五的基座、导流板与电路板连接部件的立体爆炸图；

图10为本发明的具体实施例五的自调套筒的立体结构示意图。

图中标号说明：

外壳1、电路板2、基座3、风扇4、导流板5、扰流突触51、冷却条52、磁铁53、导磁体54、自调套筒6、壁条61、连接条62、连接点63、螺钉7。

具体实施方式

具体实施例一：请参阅图1-4的一种高温监控反馈的高频开关电源，包括外壳1、电路板2、基座3、风扇4和导流板5；

电路板2、风扇4和导流板均设置在外壳1和基座3构成的腔室内；其中外壳1是网纹状的，有利于空气流动散热。

开关电源的主要发热件是电路板2，本实施例的主要散热对象是电路板2；电路板2的安全工作环境温度在40～60℃；由于开关电源经常在高温地区工作，且开关电源经常超负荷作业，导致电路板2经常会处于高于60℃的环境下工作。

本实施例中，风扇4是设置在电路板2上侧的，由于风扇相对于电路板是易损件，维护次数要大于电路板2，所以开关电源从上至下的排列顺序是：外壳1、风扇4、导流板5、电路板2、基座3；这样的设置便于风扇4的安装和维修保养。

导流板5中间的上端开设有送风口，送风口位置对准风扇4；导流板5与电路板2之间间隔设置，导流板5与电路板2之间形成送风通道，送风通道覆盖电路板2发热面(即电路板2的上端面)；送风通道的进风处为送风口，送风通道的出风处位于外壳1左右两端，此处为导流板5、电路板2和外壳1组成的开口；风扇4由于远离电路板2，风扇4转动后将外界相对温度较低的冷风通过送风口输送进送风通道，冷风是持续输入的，为了减少对风扇4控制而损失的电能，本实施例中将风扇4设定成恒定转速转动，所以冷风是持续、定量、定压输入送风通道的，冷风进入送风通道后向左右两侧分散流动，在送风通道内流动的冷风带走电路板2辐射的热量，降低电路板2的工作环境。

送风通道在自由状态下的固定口径是均匀的，由于送风口左右两侧的送风通道结构是一致的，所以在本实施例中，仅公开送风口左侧的送风通道处的结构。

在送风通道的导流板5处，也就是导流板5的下端面，固定设置有多个扰流突触51；多个扰流突触51是间隔设置的，从原理上来看每相邻两个扰流突触51之间的间距设置成均不同的方式散热效果更好，但为了降低制造成本，本实施例中每相邻两个扰流突触51之间的间距是相同的。

扰流突触51由一张弹性膜构成，该弹性膜覆盖在导流板5下端，弹性膜与导流板5围绕形成的腔室中充满醋；醋的沸点在40～60℃，与电路板2的安全工作环境温度相同。在自由状态下，即电路板2工作温度低于60℃的状态下，醋接受的热辐射温度低于60℃，醋不会沸腾汽化，弹性膜也不会发生弹性形变，一旦当路板2工作温度达到或超过60℃时，在弹性膜内的醋会汽化为气体，弹性膜会发生膨胀，弹性膜表面保持球面，球面直径持续变大；弹性膜会向靠近电路板2方向膨胀，由于弹性膜本身的材料限制，在本实施例中，弹性膜的最大形变量小于在自由状态下与电路板2上端的距离，即弹性膜不会出现膨胀至抵接电路板2使送风通道封闭的情况。由于弹性膜的膨胀，使得该处的送风通道口径由小变大，冷风在经过此处时，会改变流动方向，受到流体粘滞力的影响，原本的层流会变为紊流，或者原本的紊流程度加剧，紊流程度越大，传热效率越高，所以冷风在经过此处时会吸收更多的热量，帮助此处的电路板2部分进行散热。

另外，由于气体通过口径变窄，冷风流经膨胀的弹性膜处时，会发出锐利的声音，进而帮助使用者得知电路板2的工作温度超高，需要停止使用或实用其他物理降温手段，帮助电路板2降温。

具体实施例二：在具体实施例一的基础上，请参阅图5的一种高温监控反馈的高频开关电源，在相邻两个扰流突触51之间的导流板5下端面，固定设置冷却条52，冷却条52表面涂抹有防火涂料，使得冷却条52的比热容高于弹性膜，比热容值越高，在相同温度环境条件下，升温越低、越慢，所以经过了弹性膜的冷风(已吸收了部分电路板2的热量)，在越过水平高度较低的扰流突触51后向上升，遇到表面温度相对较低的冷却条52，气体温度降低，具有向下(靠近电路板2)运动的趋势，便于气体重新接触电路板2，带走更多的热量，同时，在气体改变流动方向的角度上，更易加大气流的紊流度，提高散热效率。

具体实施例三：在具体实施例一或二的基础上请参阅图6的一种高温监控反馈的高频开关电源，弹性膜的下端固定连接有磁铁53，而磁铁53对应的导流板5上端固定设置有铁块，磁铁53始终与铁块保持相吸；在自由状态下，弹性膜受到磁铁53的拉力，而磁铁53由于受到磁性吸引力和重力的作用，对弹性膜的拉力会减小，在此状态下，弹性膜受力平衡，恰好处于变形的边缘；当电路板2工作发热后，磁铁53由于材质原因吸热快，而磁体受热温度越高，磁性越弱，在此状态下，弹性膜受到的磁铁53拉力随着电路板2发热温度的升高而升高，弹性膜产生向下的形变，弹性膜形变后即缩小了该处送风通道的口径，实现增加冷风的紊流度，有效散热。

此种设置的优点在于弹性膜的受力是根据电路板2发热温度的变化而变化的，弹性膜在电路板2工作时，始终处于被拉伸状态，区别在于电路板2发热温度越高，拉伸程度越大，使得各个温度状态下的电路板2均受到扰流突触51对其的散热加成，减少电路板2发热温度不断叠加的情况发生，有效将电路板2过热的情况扼杀在萌芽状态。

这种设置中，弹性膜内可以设置流体，也可以不设置流体；流体可以为醋，也可以为其他液体，也可以为气体。在实现弹性膜反应更灵活的效果上，本实施例中沿用具体实施例一中的方案，在弹性膜内设置醋。

具体实施例四：与具体实施例一不同的是，请参阅图7-8的一种高温监控反馈的高频开关电源，开关电源从上至下的排列顺序是：外壳1、电路板2、导流板5、风扇4、基座3；这样的设置有效避免扰流突触51破损，液体流至电路板2上，造成电路板2短路损坏的问题发生。

在本实施例中，导流板5是由一张柔性膜构成的，柔性膜形成一个封闭的腔室，腔室内充满流体，使得柔性膜膨胀成为板状；在导流板5上端的多个部分膜体为褶皱膜，即在自由状态下，褶皱膜与其他膜部分齐平构成导流板5的上壁，在导流板5出现内压变大的情况下，褶皱膜的褶皱减少，褶皱膜凸起成为突触，即为扰流突触51；另外褶皱膜由于具有褶皱，所以具备了自回位的特点，在导流板5的内压恢复后，褶皱膜回位与其他膜部分保持齐平。

每相邻两个褶皱膜之间的膜外表面固定设置第一磁铁；在磁体53对应的导流板5下端的膜外表面固定设置第二磁铁；第一磁铁受到重力和排斥力，第一磁铁所处的膜受力平衡；当第一磁铁受到电路板2产生的温度后，磁性减弱，具有向下的运动趋势，当第一磁铁向下运动压迫导流板5的膜后，导流板5内压变大，迫使流体流向褶皱膜部分，褶皱膜向上凸起，形成扰流突触51，提高送风通道内流动气体对电路板2的散热。

在本实施例中，流体可以为醋，也可以为其他液体，也可以为气体。

褶皱膜可以用弹性膜来代替。

第一磁铁外表面涂抹与具体实施例二中相同的防火涂料。

具体实施例五：在具体实施例一至四任一基础上，请参阅图9-10的一种高温监控反馈的高频开关电源，电路板2与基座3通过螺钉7固定连接；螺钉7穿过导流板5；螺钉7外侧套设有自调套筒6；电路板2、导流板5和基座3均开设有同轴的通孔，其中通孔均无设有螺纹，螺钉7与基座3外侧的螺母螺纹连接；自调套筒6设于通孔内，自调套筒6两端分别与电路板2的通孔内壁、基座3的通孔内壁固定连接。

自调套筒6包括壁条61和连接条62；

壁条61数量为四个，四个壁条61呈圆周均匀设置；

连接条62数量为四个，每个连接条62均位于相邻两个壁条61之间，连接条62均与壁条61固定连接；

连接条62的材料与具体实施例一中的扰流突触51的材料相同，均由弹性膜制成，连接条62内部充满醋；连接条62与导流板5连通。连接条62内的醋均由导流板5内的醋提供；

连接条62的长度与壁条61相同，连接条62两端的外周向外侧凸起形成连接点63，连接点63为自调套筒6与通孔内壁的连接部；四个连接点63的外端所形成的圆的直径大于四个壁条61的外周所形成的圆的直径，即连接点63外端位于壁条61外周的外侧，连接点63内同样充满醋，连接点63与通孔内壁固定连接时，壁条61始终与通孔内壁保持间隙；

螺钉7设置在自调套筒6内后，螺钉7的外周与壁条61的内壁抵接，在室温下，壁条61内壁组成的圆的直径等于螺钉7外周的直径。

在现有技术中，当电路板2工作发热后，会将热量传递给螺钉7，螺钉7膨胀，而同时电路板2的内孔由于发热直径也会缩小，两相叠加之下，螺钉7与电路板2的连接会变为过分的过盈连接，螺钉7在长期的温度反复变化之下，与电路板2的连接处会出现应力损坏，导致电路板2和螺钉7的双重损坏。

在本实施例中，螺钉7位于自调套筒6内，自调套筒6受热后，醋由于汽化，会导致使连接条62膨胀，进而将壁条61撑开，扩大壁条61内壁组成的圆的直径，使得螺钉7在高温之下的应力减弱，延长螺钉7的使用寿命；在温度降低后，连接条62自动缩回，壁条61内壁组成的圆的直径减小回复，螺钉7仍然受到壁条61的压力，螺钉7仍能保证被包覆保证稳定。

另外，通孔受热后会缩小，但由于与通孔连接的是连接点，连接点是柔性的，不会损伤壁条61；

而连接条62的外径小于壁条61的外径，使壁条61之间形成槽，风扇4驱动的风在经过自调套筒6时，风会由壁条61之间的槽流入连接点63，降低连接点63和通孔处的温度，减缓电路板2的热变形，延长电路板2的使用寿命。