專利名稱：一種負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及散熱裝置，具體涉及一種負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置。
背景技術(shù)：
在電源中，通常是通過(guò)功率器件來(lái)進(jìn)行變換得到與負(fù)載匹配的電力輸出，其中，功率器件一般指功率半導(dǎo)體和功率變壓器，由于半導(dǎo)體器件工作時(shí)會(huì)因?qū)〒p耗和開(kāi)關(guān)損耗產(chǎn)生大量的熱量，而變壓器也會(huì)由于銅損和鐵損產(chǎn)生大量的熱量，此時(shí)為了使功率器件可靠運(yùn)行，需要采用散熱裝置，即采用散熱器配以風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制散熱。在UPS電源中，散熱器一般是指由多個(gè)散熱片組成的齒狀散熱器，散熱風(fēng)機(jī)一般 采用交流風(fēng)機(jī)，對(duì)散熱器進(jìn)行吹風(fēng)散熱，受風(fēng)機(jī)控制電路控制啟停，而UPS電源中的功率器件會(huì)因負(fù)載大小和環(huán)境溫度而變化，即負(fù)載電流越大功率器件溫度越高，環(huán)境溫度越高功率器件溫度越高，使得風(fēng)機(jī)需長(zhǎng)期高速運(yùn)行，導(dǎo)致縮短風(fēng)機(jī)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)輸出功率的智能調(diào)控，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下一種負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)控制電路，所述風(fēng)機(jī)控制電路控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)散熱器吹風(fēng)實(shí)現(xiàn)電源散熱，其特征在于還包括用于測(cè)量所述電源的輸出負(fù)載電流的電流互感器、用于檢測(cè)散熱器溫度的溫度傳感器，所述電流互感器耦合在電源的輸出端上，所述溫度傳感器安裝于散熱器上；所述風(fēng)機(jī)為兩個(gè)，分別為第一風(fēng)機(jī)、第二風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)控制電路包括基準(zhǔn)電源、第一比較器電路、第二比較器電路、用于切換控制兩風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)的串并聯(lián)切換電路、用于同時(shí)控制兩風(fēng)機(jī)啟停的啟?？刂齐娐?；所述基準(zhǔn)電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個(gè)輸入端，所述溫度傳感器的輸出端分別接入第一、第二比較器電路的另一個(gè)輸入端，該第一比較器的另一個(gè)輸入端還與電流互感器的輸出端相連，所述第一比較器電路根據(jù)輸入的電源負(fù)載電流和散熱器溫度信號(hào)，與基準(zhǔn)電源比較后輸出控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)在所述電源的輸出回路上；所述第二比較器電路根據(jù)輸入的散熱器溫度信號(hào)，與基準(zhǔn)電源比較后輸出控制啟?？刂齐娐房刂苾娠L(fēng)機(jī)的啟停。本發(fā)明所述第一比較器電路主要包括第一電壓比較器，所述第二比較器電路主要包括第二電壓比較器；所述風(fēng)機(jī)控制電路還包括用于對(duì)電源負(fù)載電流進(jìn)行整流濾波的整流濾波電路和用于將散熱器溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換電路，所述整流濾波電路連接于電流互感器的輸出端與第一電壓比較器的反相輸入端之間，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端與溫度傳感器的輸出端相連，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與第一電壓比較器的反相輸入端、第二電壓比較器的同相輸入端相連；所述基準(zhǔn)電源輸出端分別與第一電壓比較器的同相輸入端、第二電壓比較器的反相輸入端相連。本發(fā)明所述啟?？刂齐娐分饕ǖ谝焕^電器，該第一繼電器的線圈與第二比較器電路的輸出端相連，第一繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串接在所述電源的輸出回路上。本發(fā)明所述串并聯(lián)切換電路主要包括雙刀雙擲繼電器，該雙刀雙擲繼電器包括第一、第二靜觸點(diǎn)，第一至第四動(dòng)觸點(diǎn)，雙刀雙擲繼電器的線圈與第一比較器電路的輸出端相連，所述第一、第二風(fēng)機(jī)的其中一端電連接，所述第一風(fēng)機(jī)的另一端均與第一動(dòng)觸點(diǎn)、所述電源的火線輸出端相連，所述第二風(fēng)機(jī)的另一端與第一靜觸點(diǎn)相連，所述第二靜觸點(diǎn)與第一、第二風(fēng)機(jī)的連接點(diǎn)相連，所述第二、第三動(dòng)觸點(diǎn)相連后接入所述電源的零線輸出端，所述第四動(dòng)觸點(diǎn)懸空。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果本發(fā)明具有溫度傳感器和電流互感器，通過(guò)對(duì)散熱器溫度的檢測(cè)和對(duì)電源負(fù)載電流的檢測(cè)，從而雙重控制兩風(fēng)機(jī)切換串聯(lián)或并聯(lián)或停轉(zhuǎn)，即可根據(jù)散熱器溫度和電源負(fù)載電流的情況智能調(diào)控兩風(fēng)機(jī)輸出功率，實(shí)現(xiàn)兩風(fēng)機(jī)低速、高速和停轉(zhuǎn)三檔控制，延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)使用壽命。


圖I是本發(fā)明的連接示意框圖；圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-2所示的一種負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)控制電路，散熱器安裝在電源的功率器件上，風(fēng)機(jī)為交流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)控制電路控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)散熱器吹風(fēng)實(shí)現(xiàn)電源散熱。本發(fā)明的電源散熱裝置還設(shè)有用于測(cè)量電源的輸出負(fù)載電流的電流互感器、用于檢測(cè)散熱器溫度的溫度傳感器，電流互感器耦合在電源的輸出端上，溫度傳感器安裝于散熱器上。風(fēng)機(jī)為兩個(gè)，分別為第一風(fēng)機(jī)FAN1、第二風(fēng)機(jī)FAN2。風(fēng)機(jī)控制電路包括基準(zhǔn)電源、第一比較器電路、第二比較器電路、用于切換控制兩風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)的串并聯(lián)切換電路、用于同時(shí)控制兩風(fēng)機(jī)啟停的啟?？刂齐娐罚换鶞?zhǔn)電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個(gè)輸入端，溫度傳感器的輸出端分別接入第一、第二比較器電路的另一個(gè)輸入端，該第一比較器的另一個(gè)輸入端還與電流互感器的輸出端相連，第一比較器電路根據(jù)輸入的電源負(fù)載電流和散熱器溫度信號(hào)，與基準(zhǔn)電源比較后輸出控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)在電源的輸出回路一上；第二比較器電路根據(jù)輸入的散熱器溫度信號(hào)，與基準(zhǔn)電源比較后輸出控制啟?？刂齐娐房刂苾娠L(fēng)機(jī)的啟停。如圖2所示，第一比較器電路主要包括第一電壓比較器U1A，第二比較器電路主要包括第二電壓比較器UlB;風(fēng)機(jī)控制電路還包括用于對(duì)電源負(fù)載電流進(jìn)行整流濾波的整流濾波電路和用于將散熱器溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換電路，整流濾波電路連接于電流互感器CTl的輸出端與第一電壓比較器UlA的反相輸入端之間，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端與溫度傳感器NTCl的輸出端相連，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與第一電壓比較器UlA的反相輸入端、第二電壓比較器UlB的同相輸入端相連；基準(zhǔn)電源Q3輸出端分別與第一電壓比較器UlA的同相輸入端、第二電壓比較器UlB的反相輸入端相連。
如圖2所示，本實(shí)施例的啟?？刂齐娐分饕ǖ谝焕^電器RY2，該第一繼電器RY2的線圈與第二比較器電路的輸出端相連，第一繼電器RY2的常開(kāi)觸點(diǎn)串接在電源的輸出回路上。本實(shí)施例的串并聯(lián)切換電路主要包括雙刀雙擲繼電器RYI，該雙刀雙擲繼電器RYl包括第一靜觸點(diǎn)I、第二靜觸點(diǎn)2，第一動(dòng)觸點(diǎn)3、第二動(dòng)觸點(diǎn)4、第三動(dòng)觸點(diǎn)5和第四動(dòng)觸點(diǎn)6，雙刀雙擲繼電器RYl的線圈與第一比較器電路的輸出端相連，第一、第二風(fēng)機(jī)FAN1、FAN2的其中一端電連接,第一風(fēng)機(jī)FANl的另一端均與第一動(dòng)觸點(diǎn)3、電源的火線輸出端L相連，第二風(fēng)機(jī)FAN2的另一端與第一靜觸點(diǎn)I相連，第二靜觸點(diǎn)2與第一、第二風(fēng)機(jī)FANl、FAN2的連接點(diǎn)相連，第二動(dòng)觸點(diǎn)4、第三動(dòng)觸點(diǎn)5相連后接入電源的零線輸出端N，第四動(dòng)觸點(diǎn)6懸空。本發(fā)明的電源散熱裝置通過(guò)12V輔助電源供電，基準(zhǔn)電源為兩比較器電路提供比
較基準(zhǔn)。 UPS電源的輸出負(fù)載電流通過(guò)電流互感器CTl進(jìn)行電流的測(cè)量，然后通過(guò)整流濾電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換直流信號(hào)，然后送給第一比較器電路進(jìn)行負(fù)載電流比較。設(shè)置當(dāng)負(fù)載電流低于50%時(shí)，控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)為串聯(lián)工作；設(shè)置當(dāng)負(fù)載電流超過(guò)50 %時(shí)，控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)為并聯(lián)工作。溫度傳感器連接到電壓轉(zhuǎn)換電路對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)量，送給第一、第二比較器電路。設(shè)置當(dāng)檢測(cè)溫度低于35°C時(shí)第二比較器電路控制啟停控制電路斷開(kāi)兩風(fēng)機(jī)電源，兩風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行；設(shè)置當(dāng)溫度高于45°C時(shí)第二比較器電路控制啟?？刂齐娐方油▋娠L(fēng)機(jī)電源，風(fēng)機(jī)工作；設(shè)置當(dāng)檢測(cè)溫度在35V _55°C時(shí)，第一比較器電路控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)為串聯(lián)工作；設(shè)置當(dāng)檢測(cè)溫度高于55°C時(shí)第一比較器電路控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作。本實(shí)施例的電路原理圖如圖2所示，二極管D1、D2、D4、D5組成電流互感器CTl輸出的整流電路，將交流轉(zhuǎn)換成直流；電阻R3為電流互感器的負(fù)載電阻，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)；電阻Rl和電容C3組成RC濾波器將電流米樣信號(hào)濾波成平滑的信號(hào)。第一電壓比較器UlA用于電源負(fù)載電流的比較和溫度比較，通過(guò)負(fù)載電流的大小和參考基準(zhǔn)VREF進(jìn)行比較；參考基準(zhǔn)VREF主要由型號(hào)為TL431的精密基準(zhǔn)Q3組成，電阻R2為限流電阻，電阻R6和電阻R8為分壓采樣電阻，控制基準(zhǔn)電壓；電阻R5、R7和二極管D8組成第一電壓比較器UlA的回差控制電路，防止在臨界點(diǎn)狀態(tài)不穩(wěn)定頻繁切換；電阻R4為驅(qū)動(dòng)限流電阻，第一電壓比較器UlA的輸出經(jīng)開(kāi)關(guān)管Ql控制雙刀雙擲繼電器RYl，二極管D6為雙刀雙擲繼電器RYl線圈的續(xù)流二極管，防止開(kāi)關(guān)Ql關(guān)掉時(shí)線圈放電產(chǎn)生高壓，損壞電路器件；電容C1、C2為風(fēng)機(jī)串聯(lián)的均壓電容；散熱器的溫度傳感器NTCl經(jīng)電阻R11、電容C5組成分壓濾波電路進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換；第二電壓比較器UlB用于溫度比較，比較基準(zhǔn)由參考基準(zhǔn)VREF經(jīng)電阻R10、電阻R12分壓提供，電阻R13、二極管D9為回差控制電路，第二電壓比較器UlB的輸出端經(jīng)驅(qū)動(dòng)限流電阻R9、開(kāi)關(guān)管Q2控制第一繼電器RY2 ;溫度傳感器NTCl的溫度信號(hào)分別輸入第一、第二電壓比較器進(jìn)行比較。本發(fā)明的溫度控制原理當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到散熱器的溫度上升，NTCl的阻值下降，第二電壓比較器UlB的5腳電壓上升，當(dāng)超過(guò)6腳基準(zhǔn)電壓時(shí)；第二電壓比較器UlB輸出翻轉(zhuǎn)，輸出高電平經(jīng)電阻R9驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)Q2控制雙刀雙擲繼電器RY2吸合，接通兩風(fēng)機(jī)的電電源，兩風(fēng)機(jī)工作；當(dāng)溫度繼續(xù)上升，溫度傳感器獲得的溫度信號(hào)通過(guò)二極管D7送到第一電壓比較器UlA的2腳，2腳電壓上升，當(dāng)超過(guò)3腳的基準(zhǔn)電壓時(shí)，第一電壓比較器UlA輸出翻轉(zhuǎn)，輸出低電平，開(kāi)關(guān)Ql截止，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點(diǎn)I和第一動(dòng)觸點(diǎn)3接合，第二靜觸點(diǎn)2和第三動(dòng)觸點(diǎn)5接合，兩風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為并聯(lián)，高速運(yùn)行，增加風(fēng)速，提高散熱量；當(dāng)溫度下降后，第一電壓比較器UlA翻轉(zhuǎn)輸出高電平，開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點(diǎn)I和第二動(dòng)觸點(diǎn)4接合，第二靜觸點(diǎn)2和第四動(dòng)觸點(diǎn)6接合，兩風(fēng)機(jī)切換為串聯(lián)工作，降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命。本發(fā)明的電源輸出負(fù)載電流控制原理當(dāng)電源輸出的負(fù)載電流上升時(shí)，經(jīng)過(guò)電流互感器CTl的電流上升，經(jīng)整流濾波將獲得的電壓信號(hào)送到第一電壓比較器UlA的2腳，與3腳的基準(zhǔn)電壓時(shí)進(jìn)行比較，當(dāng)?shù)陀?腳時(shí)，第一電壓比較器UlA翻轉(zhuǎn)輸出高電平，經(jīng)電阻R4驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點(diǎn)I和第二動(dòng)觸點(diǎn)4接合，第二靜觸點(diǎn)2和第四動(dòng)觸點(diǎn)6接合，兩風(fēng)機(jī)切換為串聯(lián)工作，降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)的使用壽命；當(dāng)負(fù)載電流繼續(xù)增大，第一電壓比較器UlA的2腳超過(guò)3腳基準(zhǔn)電壓時(shí)，第一電壓比較器UlA輸出翻轉(zhuǎn)，輸出低電平，開(kāi)關(guān)管Ql截止，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點(diǎn)I和第一 動(dòng)觸點(diǎn)3接合，第二靜觸點(diǎn)2和第三動(dòng)觸點(diǎn)5接合，兩風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)為并聯(lián)，高速運(yùn)行，增加風(fēng)速，提高散熱量；又當(dāng)負(fù)載電流降低溫度下降后，第一電壓比較器UlA輸出翻轉(zhuǎn)，兩風(fēng)機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)為串聯(lián)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的智能調(diào)控。上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的變化與變型，都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)控制電路，所述風(fēng)機(jī)控制電路控制風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)散熱器吹風(fēng)實(shí)現(xiàn)電源散熱，其特征在于還包括用于測(cè)量所述電源的輸出負(fù)載電流的電流互感器、用于檢測(cè)散熱器溫度的溫度傳感器，所述電流互感器耦合在電源的輸出端上，所述溫度傳感器安裝于散熱器上；所述風(fēng)機(jī)為兩個(gè)，分別為第一風(fēng)機(jī)、第二風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)控制電路包括基準(zhǔn)電源、第一比較器電路、第二比較器電路、用于切換控制兩風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)的串并聯(lián)切換電路、用于同時(shí)控制兩風(fēng)機(jī)啟停的啟?？刂齐娐?；所述基準(zhǔn)電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個(gè)輸入端，所述溫度傳感器的輸出端分別接入第一、第二比較器電路的另一個(gè)輸入端，該第一比較器的另一個(gè)輸入端還與電流互感器的輸出端相連，所述第一比較器電路根據(jù)輸入的電源負(fù)載電流和散熱器溫度信號(hào)，與基準(zhǔn)電源比較后輸出控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)在所述電源的輸出回路上；所述第二比較器電路根據(jù)輸入的散熱器溫度信號(hào)，與基準(zhǔn)電源比較后輸出控制啟?？刂齐娐房刂苾娠L(fēng)機(jī)的啟停。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，其特征在于所述第一比較器電路主要包括第一電壓比較器，所述第二比較器電路主要包括第二電壓比較器；所述風(fēng)機(jī)控制電路還包括用于對(duì)電源負(fù)載電流進(jìn)行整流濾波的整流濾波電路和用于將散熱器溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)換電路，所述整流濾波電路連接于電流互感器的輸出端與第一電壓比較器的反相輸入端之間，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端與溫度傳感器的輸出端相連，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與第一電壓比較器的反相輸入端、第二電壓比較器的同相輸入端相連；所述基準(zhǔn)電源輸出端分別與第一電壓比較器的同相輸入端、第二電壓比較器的反相輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，其特征在于所述啟停控制電路主要包括第一繼電器，該第一繼電器的線圈與第二比較器電路的輸出端相連，第一繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)串接在所述電源的輸出回路上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，其特征在于所述串并聯(lián)切換電路主要包括雙刀雙擲繼電器，該雙刀雙擲繼電器包括第一、第二靜觸點(diǎn)，第一至第四動(dòng)觸點(diǎn)，雙刀雙擲繼電器的線圈與第一比較器電路的輸出端相連，所述第一、第二風(fēng)機(jī)的其中一端電連接，所述第一風(fēng)機(jī)的另一端均與第一動(dòng)觸點(diǎn)、所述電源的火線輸出端相連，所述第二風(fēng)機(jī)的另一端與第一靜觸點(diǎn)相連，所述第二靜觸點(diǎn)與第一、第二風(fēng)機(jī)的連接點(diǎn)相連，所述第二、第三動(dòng)觸點(diǎn)相連后接入所述電源的零線輸出端，所述第四動(dòng)觸點(diǎn)懸空。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種負(fù)載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風(fēng)機(jī)及風(fēng)機(jī)控制電路，還包括電流互感器、溫度傳感器，電流互感器耦合在電源的輸出端上，溫度傳感器安裝于散熱器上；風(fēng)機(jī)為兩個(gè)，風(fēng)機(jī)控制電路包括基準(zhǔn)電源、第一比較器電路、第二比較器電路、串并聯(lián)切換電路、啟停控制電路；基準(zhǔn)電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個(gè)輸入端，溫度傳感器的輸出端分別接入第一、第二比較器電路的另一個(gè)輸入端，該第一比較器的另一個(gè)輸入端還與電流互感器的輸出端相連，第一比較器電路輸出控制串并聯(lián)切換電路切換兩風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)在電源的輸出回路上；第二比較器電路輸出控制啟?？刂齐娐房刂苾娠L(fēng)機(jī)的啟停。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)輸出功率的智能調(diào)控。
文檔編號(hào)G05B19/04GK102799123SQ20121029211
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者潘世高, 羅蜂, 黃敏 申請(qǐng)人:佛山市柏克新能科技股份有限公司