專利名稱：開關(guān)電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有開關(guān)元件、線圈或/和變壓器的開關(guān)電源裝置。
背景技術(shù)：
將具有多個散熱片的散熱器提供給開關(guān)電源裝置，在開關(guān)電源裝置中，包含開關(guān)元件、線圈或/和變壓器的電路部件安裝在基板上。將產(chǎn)生大量熱的電路部件(例如開關(guān)元件等)固定到散熱器上。散熱器通過散熱片散發(fā)電路部件所產(chǎn)生的熱。在這種開關(guān)電源裝置中，認(rèn)為散熱片直接暴露在(裸露地排布在)開關(guān)電源裝置的外側(cè)，以向外散發(fā)熱。然而，這種結(jié)構(gòu)不可避免地要設(shè)計大尺寸的外殼(機箱)，以便提高散熱效率。因此，提出了一種利用抽氣扇或/和排氣扇使空氣流入機箱以通過強制空氣冷卻系統(tǒng)冷卻電路部件和將機箱內(nèi)的高溫空氣排向外側(cè)以散發(fā)熱的技術(shù)，從而滿足小型化開關(guān)電源裝置的要求(參見JP-A-2005-124322)。
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然而，根據(jù)強制空氣冷卻系統(tǒng)，當(dāng)通過利用抽氣扇或/和排氣扇使空氣流入機箱來冷卻電路部件時，將灰塵(例如微小的金屬片、塵土等)和空氣一起從周圍環(huán)境中吸入開關(guān)電源裝置。此外，吸入開關(guān)電源裝置中的灰塵易于被卡在開關(guān)電源裝置中。當(dāng)開關(guān)電源裝置中累積灰塵(例如微小的金屬片、塵土等)時，發(fā)生外部因素所引起的故障的概率增大。因此，存在開關(guān)電源裝置可能壽命短的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)的問題實施本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種減少灰塵的影響且可有效地冷卻電路部件的開關(guān)電源裝置。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種開關(guān)電源裝置，其具有至少一個開關(guān)元件且根據(jù)所述開關(guān)元件的開關(guān)操作執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，該開關(guān)電源裝置包括機箱；基板，所述基板具有安裝在所述基板上的電路部件且容納在所述機箱中，所述電路部件包括至少一個開關(guān)元件；以及散熱器，所述散熱器設(shè)置于所述機箱中以將所述機箱的內(nèi)部分隔成部件安裝腔和空氣流經(jīng)的空氣流通路徑，所述基板容納在所述部件安裝腔中，其中，所述電路部件中的至少一個開關(guān)元件安裝在所述基板上，同時接觸所述散熱器的面向所述部件安裝腔的表面且通過在所述空氣流通路徑中流動的空氣穿過所述散熱器而冷卻。在上述開關(guān)電源裝置中，所述空氣流通路徑具有吸氣口和排氣口，通過所述吸氣口將空氣從所述機箱的外側(cè)引入，通過所述排氣口將空氣排到所述機箱的外側(cè)，且從所述吸氣口引入的空氣沿著所述散熱器的面向所述空氣流通路徑的另一表面流經(jīng)所述空氣流通路徑。在上述開關(guān)電源裝置中，所述散熱器設(shè)置有貫穿所述散熱器的通孔，使得所述部件安裝腔和所述空氣流通路徑通過所述通孔彼此相通，且將在所述空氣流通路徑中流動的空氣的一部分從所述空氣流通路徑通過所述通孔引入所述部件安裝腔，以冷卻安裝在所述基板上的電路部件。
在上述開關(guān)電源裝置中，在所述空氣流通路徑中流動的空氣的一部分被引入所述部件安裝腔，同時所述空氣的一部分的氣流方向以基本上直角偏轉(zhuǎn)。在上述開關(guān)電源裝置中，所述電路部件包括功率轉(zhuǎn)換單元,所述功率轉(zhuǎn)換單元具有輸入端繞組線和輸出端繞組線，所述輸入端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的吸氣側(cè)，所述輸出端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的排氣側(cè)。在上述開關(guān)電源裝置中，所述功率轉(zhuǎn)換單元包括線圈和變壓器中的至少一個。上述開關(guān)電源裝置還包括用于使空氣流經(jīng)所述空氣流通路徑的鼓風(fēng)機。在上述開關(guān)電源裝置中，所述鼓風(fēng)機設(shè)置在所述部件安裝腔中。在上述開關(guān)電源裝置中，所述鼓風(fēng)機設(shè)置在所述空氣流通路徑中。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種開關(guān)電源裝置具有機箱、基板和至少一個開關(guān)元件， 所述基板具有安裝在其上的電路部件且容納在所述機箱中，所述電路部件包括線圈和變壓器中的至少一個，且所述線圈和變壓器具有輸入端繞組線和輸出端繞組線，所述開關(guān)元件用于控制流入所述輸入端繞組線和所述輸出端繞組線的電流，所述開關(guān)元件的開關(guān)操作是根據(jù)次級側(cè)的輸出電壓控制的，在該開關(guān)電源裝置中，設(shè)置散熱器以將所述機箱的內(nèi)部分隔成部件安裝腔和空氣流通路徑，所述基板安裝在所述部件安裝腔中，所述電路部件中的至少開關(guān)元件安裝在所述基板上且同時接觸所述散熱器的在所述部件安裝腔側(cè)的表面，空氣沿著所述空氣流通路徑流動以通過所述散熱器冷卻所述開關(guān)元件。在該開關(guān)電源裝置中，所述散熱器設(shè)置有貫穿所述散熱器的通孔，使得所述部件安裝腔和所述空氣流通路徑通過所述通孔彼此相通，流經(jīng)所述空氣流通路徑的空氣的一部分通過所述通孔流入所述部件安裝腔以冷卻安裝在所述基板上的電路部件。在該開關(guān)電源裝置中，所述輸入端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的吸氣側(cè)，并且所述輸出端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的排氣側(cè)。該開關(guān)電源裝置還包括用于使空氣流經(jīng)所述空氣流通路徑的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇設(shè)置在所述機箱的部件安裝腔中。該開關(guān)電源裝置還包括用于使空氣流經(jīng)所述空氣流通路徑的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇設(shè)置在所述空氣流通路徑中。根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)電源裝置，散熱器通過流經(jīng)空氣流通路徑的空氣冷卻，并且可以有效地散發(fā)與散熱器的在部件安裝腔側(cè)的表面相接觸的開關(guān)元件的熱。此外，散熱器可以將機箱的內(nèi)部分隔成部件安裝腔側(cè)和空氣流通路徑，從而可以防止灰塵等進(jìn)入機箱的部件安裝腔側(cè)，具有安裝在其上的電路部件的基板容納在部件安裝腔側(cè)。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)，其中，中間部分(A)為開關(guān)電源裝置的正面視圖，左側(cè)部分(B)為開關(guān)電源裝置的左側(cè)視圖，右側(cè)部分(C)為開關(guān)電源裝置的右側(cè)視圖，下側(cè)部分(D)為開關(guān)電源裝置的仰視圖，以及上側(cè)部分(E)為開關(guān)電源裝置的俯視圖；圖2A為開關(guān)電源裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的橫剖面圖，圖2B為在虛線代表吸氣側(cè)側(cè)面板時的開關(guān)電源裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的透視圖；圖3為散熱器的俯視圖4為示出機箱(外殼)內(nèi)的氣流的橫剖面圖；以及圖5示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的開關(guān)電源裝置的結(jié)構(gòu)，其中，中間部分(A)為開關(guān)電源裝置的正面視圖，左側(cè)部分(B)為開關(guān)電源裝置的左側(cè)視圖，右側(cè)部分(C)為開關(guān)電源裝置的右側(cè)視圖，下側(cè)部分(D)為開關(guān)電源裝置的仰視圖，以及上側(cè)部分(E)為開關(guān)電源裝置的俯視圖。
具體實施例方式以下將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的實施方式。圖I為示出根據(jù)本發(fā)明所適用的實施方式的開關(guān)電源裝置10的結(jié)構(gòu)的示意圖。中間部分(A)為開關(guān)電源裝置10的正面視圖，左側(cè)部分(B)為開關(guān)電源裝置10的左側(cè)視圖， 右側(cè)部分(C)為開關(guān)電源裝置10的右側(cè)視圖，下側(cè)部分(D)為開關(guān)電源裝置10的仰視圖，以及上側(cè)部分(E)為開關(guān)電源裝置10的俯視圖。開關(guān)電源裝置10具有功率轉(zhuǎn)換單元，所述功率轉(zhuǎn)換單元包括線圈和變壓器中的至少一個以及至少一個半導(dǎo)體元件(開關(guān)元件)31，線圈和變壓器中的每個都具有輸入端繞組線32A和輸出端繞組線32B，半導(dǎo)體元件31用于控制流入線圈和變壓器中的至少一個的輸入端繞組線32A和輸出端繞組線32B的電流(在以下實施方式中，提供多個半導(dǎo)體元件31)。開關(guān)電源裝置10為功率轉(zhuǎn)換裝置，用以根據(jù)功率轉(zhuǎn)換單元的次級側(cè)的輸出電壓控制半導(dǎo)體元件31的開關(guān)操作，且使輸入功率在具有輸入端繞組線32A和輸出端繞組線32B的功率轉(zhuǎn)換單元中經(jīng)歷功率轉(zhuǎn)換。例如，開關(guān)電源裝置10適合用作電子放電燈照明裝置。如圖I所示，開關(guān)電源裝置10具有基本上筒狀(例如，四棱柱型等)的機箱(外殼)
11。關(guān)于機箱11，箱體12以及側(cè)面板13和側(cè)面板14由鋁材料構(gòu)成。箱體12具有正面12A、背面12B、頂面12C和底面12D。換言之，機箱11由箱體12配置而成，以便具有在箱體12的右側(cè)和左側(cè)敞開的基本上筒形的形狀，且側(cè)面板13和側(cè)面板14被固定到箱體12的右側(cè)和左側(cè)，以便堵住箱體12的敞開的右側(cè)和左側(cè)。在箱體12的正面12A和背面12B上的箱體12的長度L上豎直地排布多個凹部16A和多個凸部16B。凹部16A和凸部16B用作散熱片。凹部16A和凸部16B增大了箱體12的表面積。因此，通過箱體12可以很容易地將機箱11的內(nèi)部熱量散發(fā)到機箱11的外側(cè)。將側(cè)面板13和側(cè)面板14的高度尺寸H2設(shè)定為大于箱體12的高度尺寸Hl。側(cè)面板13和側(cè)面板14的下端彎曲成基本上為L形，以形成腳部13A和腳部14A。側(cè)面板13和側(cè)面板14固定在機箱11的對應(yīng)的側(cè)表面上，固定在側(cè)面板13和側(cè)面板14上的腳部13A和腳部14A安裝在任一安裝面上，從而安裝開關(guān)電源裝置10。因此，當(dāng)?shù)酌?2D從安裝面上的浮置距離為側(cè)面板13和側(cè)面板14的高度尺寸H2與箱體12的高度尺寸Hl之間的差值(即(H2-H1)所對應(yīng)的高度)時，裝配好開關(guān)電源裝置10。如圖I的(C)所示，形成機箱11的一個側(cè)面的側(cè)面板13具有用于開啟/關(guān)閉開關(guān)電源裝置10的電源開關(guān)18A、連接電源的輸入端連接器18B、以及輸出端連接器18C，輸出端連接器18C連接至用于利用開關(guān)電源裝置10所轉(zhuǎn)換的功率供應(yīng)目標(biāo)設(shè)備的電線。此夕卜，在側(cè)面板13中形成用于將周圍空氣引入機箱11內(nèi)的側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A。側(cè)面?zhèn)任鼩饪?2A形成為細(xì)長的橢圓形狀，且在側(cè)面板13的下部提供多個側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A，以使多個側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22k (例如，并排)布置在機箱11的寬度W方向上。
如圖I的(B)所示，形成機箱11的另一側(cè)面的側(cè)面板14設(shè)有排氣口 17，排氣口 17用于將機箱11內(nèi)的空氣排出到機箱11的外側(cè)且基本上形成在側(cè)面板14的中央。排氣扇21固定在側(cè)面板14上，以便面對排氣口 17。通過驅(qū)動排氣扇21，將機箱11內(nèi)的空氣從設(shè)置在排氣側(cè)側(cè)面板14上的排氣口 17排出到機箱11的外側(cè)。此外，將機箱11內(nèi)的空氣排出到機箱11的外側(cè)，從而機箱11的內(nèi)部壓力變?yōu)樨?fù)壓。因此，該負(fù)壓將機箱11周圍的空氣通過形成在吸氣側(cè)側(cè)面板13中的側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22k引入機箱11內(nèi)。排氣口 17包括形成在側(cè)面板14中的多個細(xì)長(拉長)的孔形排氣孔17A。每個排氣孔17A配置為在較小(短)軸線上具有這樣的長度(幾毫米)，即手指等不能插入排氣孔17A。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以防止手指等穿過排氣口 17接觸排氣扇21而因此受傷害。如圖I的(D)所示，底面12D在該底面12D的端部的吸氣側(cè)側(cè)面板13的這一側(cè)設(shè)有細(xì)長的橢圓形的底面?zhèn)任鼩饪?22B，使得吸氣口 22B布置(例如并排)在機箱11的寬度W的方向上。如上所述，在開關(guān)電源裝置10裝配好的狀態(tài)下，底面12D自安裝面的浮置距離為側(cè)面板13和側(cè)面板14的高度尺寸H2與箱體12的高度尺寸Hl之間的差值(H2-H1)所 對應(yīng)的高度。因此，也可以通過底面?zhèn)任鼩饪?22B將空氣從機箱11的周圍吸入和引入機箱11內(nèi)。如圖2A所示，開關(guān)電源裝置10具有基板30和散熱器25，基板30具有安裝在其上的電路部件，機箱11的內(nèi)部通過散熱器25而劃分為部件安裝腔50和空氣流通路徑55。基板30容納在部件安裝腔50中?；?0沿長度L (參見圖I)的方向設(shè)置，基本上平行于機箱11的正面12A和背面12B?；?0設(shè)置為更靠近背面12B這一側(cè)，且與背面12B間隔預(yù)定的絕緣距離。散熱器25沿機箱11的長度L (參見圖I)的方向設(shè)置在機箱11的底部，以基本上垂直于基板30?？稍跈C箱11中安裝多個基板以及基板30，且下文所描述的與散熱器25的表面相接觸的半導(dǎo)體元件31安裝在基本上垂直于散熱器25設(shè)置的基板30上。散熱器25由熱導(dǎo)率高且重量輕的鋁材料構(gòu)成。配置散熱器25，使其寬度尺寸W2基本上等于機箱11的內(nèi)部尺寸W1。散熱器25具有散熱器主體27以及沿寬度方向從散熱器主體27向外延伸的臂部28A和臂部28B。臂部28A和臂部28B形成在散熱器主體27的長度方向上。嵌合部29A和嵌合部29B形成在臂部28A和臂部28B的端部。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，機箱11和散熱器25可以由輕質(zhì)鋁材料構(gòu)成，因此可以減小開關(guān)電源裝置10的重量。機箱11具有一對軌道部分12E，軌道部分12E形成在箱體12的正面12A和背面12B的內(nèi)壁上，在機箱11的長度方向上與箱體12—體成形。軌道部分12E配置為其截面從正面12A和背面12B到機箱11的內(nèi)部為基本上U形的，且在箱體12的兩個側(cè)面?zhèn)仁浅ㄩ_的。形成在臂部28A和臂部28B的端部的嵌合部29A和嵌合部29B嵌合在軌道部分12E中，且沿軌道部分12E從箱體12的側(cè)面?zhèn)然瑒?，從而可將散熱?5固定到箱體12上。用于通過螺釘?shù)葘⑸崞?5固定到側(cè)面板13和側(cè)面板14的固定部分28C形成在臂部28A和臂部28B中。在散熱器25和底面12D之間形成空氣流通路徑55，空氣流通路徑55為通過散熱器25而與機箱11的部件安裝腔50隔離的空間。散熱器25在其背面27B上具有多個散熱片26，該背面27B面對散熱器主體27的空氣流通路徑55。在散熱器主體27的長度方向上設(shè)有散熱片26，通過這些散熱片26增大了散熱器主體27的背面27B的表面積。圖2B為開關(guān)電源裝置10的透視圖，且虛線代表吸氣側(cè)側(cè)面板13。如圖2B所示，形成在吸氣側(cè)側(cè)面板13中的側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A的高度尺寸H3設(shè)定為基本上等于散熱器主體27的背面27B和底面12D之間的間距。此外，側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A的寬度尺寸W3設(shè)定為基本上等于相鄰的散熱片26之間的間距。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可使從側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A引入機箱11的空氣沿背面27B流經(jīng)空氣流通路徑，同時散熱片26不妨礙氣流(即不作為氣流阻擋器)。因此，可以有效冷卻散熱器25。此外，可以防止從側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A引入機箱11的空氣直接從側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A導(dǎo)入部件安裝腔50而不經(jīng)過空氣流通路徑55。未示出，形成在配置為從開關(guān)電源裝置10的安裝面上浮置的底面12D中的每個底面?zhèn)任鼩饪?22B設(shè)置在相鄰的散熱片26之間，如同側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22k的情況一樣，且底面?zhèn)任鼩饪?22B的寬度尺寸設(shè)定為基本上等于相鄰的散熱片26之間的間距(節(jié)距)。將散熱器側(cè)基板固定部分25A設(shè)置于延伸到機箱11的背面12B側(cè)的臂部28B上，通過螺釘?shù)葘⒒?0的下部30A穿過散熱器側(cè)基板固定部分25A固定到散熱器25上。在箱體12的頂面12C上形成板軌道12F，以便面向機箱11的部件安裝腔50。將基板30固定地安裝在機箱11中，從而將基板30的上端部分32嵌合在基板軌道12F中，且通過螺釘?shù)?將基板30的下部30A固定到散熱器側(cè)基板固定部分25A上。可以配置散熱器25，使得在臂部28B的空氣流通路徑55側(cè)形成小散熱片26A。因為基板30固定在臂部28B上，所以臂部28B形成為大于臂部28A。因為小散熱片26A的存在，所以臂部28B的在空氣流通路徑55側(cè)的表面積較大，因此，通過有效使用流經(jīng)臂部28B和底面12D之間的空氣流通路徑55的氣流，可提高散熱器25的冷卻效率。在吸氣側(cè)側(cè)面板13中形成與小散熱片26A對應(yīng)的小吸氣口 22C。配置小吸氣口22C,使得其高度尺寸H4設(shè)定為基本上等于臂部28B的在空氣流通路徑55側(cè)的表面和底面12D之間的間隔距離。小吸氣口 22C設(shè)置在相鄰的小散熱片26A之間，且小吸氣口 22C的寬度尺寸W4設(shè)定為基本上等于相鄰的小散熱片26A之間的間隔距離。未示出，在底面12D中的底面?zhèn)任鼩饪?22B設(shè)置在小散熱片26A之間，和相鄰的散熱片26的情況一樣。在將散熱器25和基板30安裝在機箱11中之前，在機箱11的外側(cè)通過螺釘?shù)葘⑸崞?5的散熱器側(cè)基板固定部分25A和基板30的下部30A彼此固定,從而散熱器25和基板30以基本上L形彼此連接。將預(yù)先在機箱11外以截面基本上為L形彼此連接的散熱器25和基板30從箱體12的側(cè)面開口部分插入機箱11內(nèi)，同時將散熱器25沿軌道部分12E滑動，并且將基板30的上端部分32沿基板軌道12F滑動，且固定在機箱11中。圖3為示出基板30所連接的散熱器25的俯視圖。在圖3中，為了簡化描述，僅將半導(dǎo)體元件31安裝在基板30上，但是如下所述，可將各種各樣的電路部件安裝在基板30上(參見圖4)，所述電路部件例如為輸入端繞組線32A、輸出端繞組線32B、電流檢測電阻器33和33A、電解電容器34、薄膜電容器35、用于控制半導(dǎo)體元件31的控制電路36等。如圖3所示，多個半導(dǎo)體元件31安裝在基板30上。這些半導(dǎo)體元件31包含重復(fù)開/關(guān)操作且產(chǎn)生大量熱的半導(dǎo)體開關(guān)元件。安裝在基板30上的電路部件中的至少半導(dǎo)體元件31安裝在基板30上，同時接觸散熱器主體27的在部件安裝腔50側(cè)的表面27A，且熱連接至散熱器25。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體元件31所產(chǎn)生的熱被傳送到散熱器25，且通過散熱器25散發(fā)，從而抑制半導(dǎo)體元件31的溫度升高。
此外，熱保護(hù)器40固定到散熱器25的表面27A上，且熱保護(hù)器40檢測散熱器25的表面27A的溫度。熱保護(hù)器40用于安全控制，并且當(dāng)熱保護(hù)器40所檢測的表面27A的溫度超過預(yù)設(shè)溫度范圍時，強制開關(guān)電源裝置關(guān)閉。因此，可以防止開關(guān)電源裝置10由于一些麻煩，例如排氣扇21的故障等，而進(jìn)入過熱狀態(tài)，從而可以提高開關(guān)電源裝置10的安全性。在散熱器25的散熱器主體27內(nèi)形成多個通孔24，從而使部件安裝腔50和空氣流通路徑55通過通孔24而彼此相通。這些通孔24在散熱器主體27的寬度方向上排成行，多行通孔24布置在散熱器主體27的縱向方向上，以便彼此隔開預(yù)定間隔。在散熱器主體27的寬度方向上排成行的各通孔24布置在設(shè)置于背面27B上的相鄰的散熱片26之間。當(dāng)散熱器25固定在機箱11上時,通孔24包含布置在吸氣側(cè)的吸氣側(cè)通孔24A、基本上布置在機箱11的中央周邊部分的中央側(cè)通孔24B和布置在排氣側(cè)的排氣側(cè)通孔24C。吸氣側(cè)通孔24A形成在散熱器25中，使得其相對于設(shè)置在底面12D上的底面?zhèn)任鼩饪?22B的豎直方向，在機箱11中從底面?zhèn)任鼩饪?22B向內(nèi)移位。在機箱11的基本中央的位置和在機箱11的基本中央的位置與吸氣側(cè)通孔24A之間的基本中間的位置，中央側(cè)通孔·24B在散熱器主體27的寬度方向上形成一排。在散熱器主體27的排氣側(cè)提供多列排氣側(cè)通孔24C。在這種情況下，優(yōu)選地設(shè)定吸氣側(cè)通孔24A和排氣側(cè)通孔24C之間的總孔比(SP孔數(shù)比)，使得排氣側(cè)通孔24C的孔數(shù)大于吸氣側(cè)通孔24A的孔數(shù)。例如，可將吸氣側(cè)通孔24A、中央側(cè)通孔24B和排氣側(cè)通孔24C的總孔比(孔數(shù)比)設(shè)定為基本上例如等于3:2:6。圖4中所示的箭頭代表引入機箱11內(nèi)的空氣的流向，換言之，代表機箱11內(nèi)的氣流。如圖4所示，從側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A和底面?zhèn)任鼩饪?22B吸入機箱11內(nèi)的空氣在空氣流通路徑55中沿散熱器25的背面27B流向排氣側(cè)側(cè)面板14。通過驅(qū)動排氣扇21，將機箱11中的內(nèi)部壓力設(shè)定為負(fù)壓，且將空氣從側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A和底面?zhèn)任鼩饪?22B引入機箱11內(nèi)。排氣扇21設(shè)置在機箱11的部件安裝腔50中，并且引入機箱11內(nèi)的空氣從空氣流通路徑55穿過形成在散熱器25中的通孔24到達(dá)部件安裝腔50中。如上所述，通孔24由吸氣側(cè)通孔24A、中央側(cè)通孔24B和排氣側(cè)通孔24C構(gòu)成。排氣側(cè)通孔24C的數(shù)量設(shè)定為大于吸氣側(cè)通孔24A的數(shù)量或中央側(cè)通孔24B的數(shù)量。因此，排氣側(cè)通孔24C的氣流阻力低于吸氣側(cè)通孔24A或中央側(cè)通孔24B的氣流阻力。因此，引入空氣流通路徑55的大部分空氣沿散熱器25的背面27B流向具有較低氣流阻力的排氣側(cè)通孔24C，同時引入空氣流通路徑55的空氣的一部分穿過吸氣側(cè)通孔24A和中央側(cè)通孔24B被吸入部件安裝腔50中。如上所述，將空氣從側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A和底面?zhèn)任鼩饪?22B引入機箱11內(nèi)，且可使空氣流通路徑55中的氣流沿散熱器25的背面27B流動。于是，通過空氣冷卻法冷卻散熱器25，從而在半導(dǎo)體元件31與散熱器25的表面27A相接觸的狀態(tài)下，可以有效地散發(fā)從安裝在基板30上的半導(dǎo)體元件31所產(chǎn)生的熱，從而冷卻半導(dǎo)體元件31。半導(dǎo)體元件31所產(chǎn)生的熱通過散熱器25由空氣吸收，空氣被加熱到高溫且流經(jīng)空氣流通路徑55，所述空氣通過排氣側(cè)通孔24C引導(dǎo)至部件安裝腔50，然后從排氣口 17排放到機箱11的外側(cè)。因此，可以將吸收半導(dǎo)體元件31所產(chǎn)生的熱的高溫空氣排放到機箱11的外側(cè)，而不影響安裝在基板30上的電路部件。此外，用于散發(fā)半導(dǎo)體元件31所產(chǎn)生的熱的散熱器25安裝在機箱11內(nèi)，而不直接(無遮蔽地)暴露在機箱11的外側(cè)。因此，可以防止手等直接接觸高溫的散熱器25，且開關(guān)電源裝置10可以安全地用于家庭用途。引入空氣流通路徑55的空氣的一部分穿過吸氣側(cè)通孔24A和中央側(cè)通孔24B被吸入部件安裝腔50。在基板30上，在空氣流通路徑55的吸氣側(cè)設(shè)置有輸入端繞組線32A。輸入端繞組線32A包括兩種線圈，例如共模線圈和用于升壓斬波的扼流線圈。此外，在基板30上，在空氣流通路徑55的排氣側(cè)設(shè)置有輸出端繞組線32B。輸出端繞組線32B包括兩種線圈，例如用于降壓斬波的扼流線圈和用于產(chǎn)生高壓脈沖的扼流線圈。從空氣流通路徑55的吸氣側(cè)穿過吸氣側(cè)通孔24A而吸入部件安裝腔50的空氣利用空氣冷卻法冷卻設(shè)置在基板30上的輸入端繞組線32A。此外，從空氣流通路徑55穿過中央側(cè)通孔24B而吸入部件安裝腔50的空氣利用空氣冷卻法冷卻設(shè)置在基板30上的控制電 路等。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，利用從散熱器25的設(shè)置在空氣流通路徑55的吸氣側(cè)的吸氣側(cè)通孔24A被吸入部件安裝腔50的低溫空氣冷卻設(shè)置在基板30上的輸入端繞組線32A，即在電源的初級側(cè)的電路部件。因此，在空氣吸收半導(dǎo)體元件31所產(chǎn)生的熱之前，低溫空氣可以冷卻輸入端繞組線32A，從而可以利用少量氣流有效地冷卻在電源的初級側(cè)的電路部件。此外，可將空氣從空氣流通路徑55穿過形成在散熱器25的中央側(cè)的中央側(cè)通孔24B，引入部件安裝腔50。因此，隨著氣流接近空氣流通路徑55的排氣側(cè)，可以更大程度地增加流經(jīng)部件安裝腔50的空氣量。因此，可以增加流到設(shè)置在空氣流通路徑55的排氣側(cè)的排氣側(cè)繞組線32B (在電源的次級側(cè)的電路部件)的空氣量，且即使當(dāng)空氣吸收在電源的初級側(cè)的電路部件所產(chǎn)生的熱且因此空氣溫度升高時，也可充分地冷卻在電源的次級側(cè)的電路部件。從空氣流通路徑55穿過通孔24而引入到部件安裝腔50的空氣將其氣流方向從在空氣流通路徑55中流動的空氣的氣流方向偏轉(zhuǎn)基本上90° (基本上為直角)，然后基本上豎直地被吸入部件安裝腔50，通孔24形成在散熱器25中且部件安裝腔50和空氣流通路徑55通過通孔24彼此相通。即使當(dāng)通過底面?zhèn)任鼩饪?22B引入機箱11內(nèi)的空氣從吸氣側(cè)通孔24A被吸入部件安裝腔50時，吸氣側(cè)通孔24A形成為從底面?zhèn)任鼩饪?22B沿水平方向(相對于底部的豎直方向)移位，從而在空氣流通路徑55中，經(jīng)由底面?zhèn)任鼩饪?22B引入機箱11內(nèi)的空氣將其流動方向偏轉(zhuǎn)為水平方向，然后從吸氣側(cè)通孔24A被吸入部件安裝腔50。存在這樣一種情況，不僅空氣而且灰塵從周圍環(huán)境通過側(cè)面?zhèn)任鼩饪?22A和底面?zhèn)任鼩饪?22B進(jìn)入機箱11內(nèi)。當(dāng)進(jìn)入機箱11內(nèi)的灰塵粘附到或沉積到安裝在基板30上的電路部件上時，可能會導(dǎo)致電路部件過熱、電路短路等問題。然而，根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu)，通過通孔24引入部件安裝腔50的氣流相對于空氣流通路徑55中的氣流在流動方向上快速地且基本上垂直地改變，通孔24形成在散熱器25中以便穿透散熱器25且部件安裝腔50和空氣流通路徑55通過通孔24彼此相通。因此，這種氣流方向的快速改變可以防止灰塵和空氣一起通過通孔24進(jìn)入部件安裝腔50。進(jìn)入機箱11的灰塵堆積在不提供電路部件的空氣流通路徑55中。因此，沒有灰塵進(jìn)入包含基板30的部件安裝腔50 (基板30具有安裝在其上的電路部件)，從而沒有灰塵堆積在部件安裝腔50中。因此，可以降低因灰塵的影響(外部因素)而導(dǎo)致的開關(guān)電源裝置10的故障發(fā)生概率。
<另一實施方式>在以上實施方式中，排氣扇21設(shè)置在機箱11的部件安裝腔50內(nèi)。然而，在本實施方式中，排氣扇121 (圖5中虛線所示)固定在機箱111的底面112D上且設(shè)置在空氣流通路徑55側(cè)。圖5為示出本實施方式的開關(guān)電源裝置100的結(jié)構(gòu)的示意圖，且用圖解法示出機箱111內(nèi)的空氣流動。在圖5中，用相同的附圖標(biāo)記代表和圖I中所示的開關(guān)電源裝置相同的部件，并省略對其的描述。此外，未示出，該變型可以配置為，使得從如圖3中所示的散熱器25的背面貫穿到其正面的通孔24沒有如圖3中所示設(shè)置在散熱器25上。開關(guān)電源裝置的其它內(nèi)部結(jié)構(gòu)與在圖2、圖3和圖4中所示的開關(guān)電源裝置10相同，并省略對其的描述。在本實施方式中，排氣口 117形成在底面112D中，底面112D形成機箱111的底表面。排氣口 117形成在與一端側(cè)112E相對的另一側(cè)112F上，吸氣口 22B形成在一端側(cè)112E 上。在空氣流通路徑55中設(shè)置排氣扇121，以便面對排氣口 117。通過驅(qū)動排氣扇121，在空氣流通路徑55中形成氣流，在該氣流中，通過吸氣口 22A和吸氣口 22B從周圍環(huán)境所吸入的空氣流到排氣口 117，如圖5的中間部分(A)中所示。在空氣流通路徑55中流動的空氣沿著安裝在機箱111中的散熱器25的背面27B (參見圖2)流動，且冷卻連接至散熱器25的表面27A的半導(dǎo)體元件31。此外，排氣口 117包括形成在底面112D中的多個細(xì)長的孔形排氣孔117A。每個排氣孔117A配置為使得其較小的(短的)軸線長度設(shè)定為這樣的尺寸(幾毫米)，即手指等不能進(jìn)入該孔。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以防止手指等穿過排氣口 117接觸排氣扇121而受傷害。例如，當(dāng)因為安裝在基板30上的電路部件中的除了連接至散熱器25的電路部件之外的電路部件由耐熱部件等構(gòu)成，而不需要將空氣引入機箱111的部件安裝腔50時，可將排氣扇121設(shè)置在空氣流通路徑55側(cè)，以便面向形成在底面112D中的排氣口 117，如圖5所示。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可以通過在空氣流通路徑55中沿散熱器25的背面27B流動的空氣來冷卻連接至散熱器25的表面27A的半導(dǎo)體元件31，且還可以防止灰塵和空氣一起進(jìn)入機箱111的部件安裝腔50，基板30安裝在部件安裝腔50中。例如，可以將排氣口 117設(shè)置在側(cè)面板14上，以面對空氣流通路徑55。然而，在這種情況下，為了將空氣流通路徑55的高度抑制在預(yù)定高度，需要提供多個具有小功率的排氣扇，使得排氣扇并排排列在寬度方向上，且部件的數(shù)量增加。在本實施方式中，將排氣口117設(shè)置在底面112D上，底面112D設(shè)置為從開關(guān)電源裝置100的安裝面上浮置。因此，可通過僅一個排氣扇而獲得足夠功率，該排氣扇121可以設(shè)置為其面向排氣口 117，而不增加空氣流通路徑55的高度。本發(fā)明不限于以上實施方式，可以進(jìn)行各種變型而不脫離本發(fā)明的主題。在本實施方式中，排氣扇21、排氣扇121設(shè)置為面向排氣口 17、排氣口 117，以將空氣吸入空氣流通路徑55，從而使空氣流經(jīng)空氣流通路徑55。然而，本發(fā)明不限于這種類型，可以在吸氣口處提供風(fēng)扇以將空氣推入空氣流通路徑55?；蛘?，可以在吸氣口和排氣口處都提供風(fēng)扇。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電源裝置，所述開關(guān)電源裝置具有至少一個開關(guān)元件且根據(jù)所述開關(guān)元件的開關(guān)操作執(zhí)行功率轉(zhuǎn)換，所述開關(guān)電源裝置包括 機箱； 基板，所述基板具有安裝在所述基板上的電路部件且容納在所述機箱中，所述電路部件包括至少一個開關(guān)元件；和 散熱器，所述散熱器設(shè)置在所述機箱中以將所述機箱的內(nèi)部分隔成部件安裝腔和空氣流經(jīng)的空氣流通路徑，所述基板容納在所述部件安裝腔中，其中，所述電路部件中的至少一個開關(guān)元件安裝在所述基板上，同時接觸所述散熱器的面向所述部件安裝腔的表面，且通過在所述空氣流通路徑中流動的空氣穿過所述散熱器而冷卻。
2.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述空氣流通路徑具有吸氣口和排氣口，通過所述吸氣口將空氣從所述機箱的外側(cè)引入，通過所述排氣口將空氣排到所述機箱的外偵牝且從所述吸氣口引入的空氣沿著所述散熱器的面向所述空氣流通路徑的另一表面流經(jīng)所述空氣流通路徑。
3.如權(quán)利要求I或2所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述散熱器設(shè)置有貫穿所述散熱器的通孔，使得所述部件安裝腔和所述空氣流通路徑通過所述通孔彼此相通，且將在所述空氣流通路徑中流動的空氣的一部分從所述空氣流通路徑通過所述通孔引入所述部件安裝腔，以冷卻安裝在所述基板上的電路部件。
4.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源裝置，其中，在所述空氣流通路徑中流動的空氣的一部分被引入所述部件安裝腔，同時所述空氣的一部分的氣流方向以基本上直角偏轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述電路部件包括功率轉(zhuǎn)換單元，所述功率轉(zhuǎn)換單元具有輸入端繞組線和輸出端繞組線，并且所述輸入端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的吸氣側(cè)，而所述輸出端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的排氣側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述功率轉(zhuǎn)換單元包括線圈和變壓器中的至少一個。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項所述的開關(guān)電源裝置，還包括用于使空氣流經(jīng)所述空氣流通路徑的鼓風(fēng)機。
8.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述鼓風(fēng)機設(shè)置在所述部件安裝腔中。
9.如權(quán)利要求7所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述鼓風(fēng)機設(shè)置在所述空氣流通路徑中。
10.一種開關(guān)電源裝置，所述開關(guān)電源裝置具有機箱、基板和至少一個開關(guān)元件，所述基板具有安裝在所述基板上的電路部件且容納在所述機箱中，所述電路部件包括線圈和變壓器中的至少一個，所述線圈和所述變壓器具有輸入端繞組線和輸出端繞組線，所述開關(guān)元件用于控制流入所述輸入端繞組線和所述輸出端繞組線的電流，所述開關(guān)元件的開關(guān)操作是根據(jù)次級側(cè)的輸出電壓控制的，其中，設(shè)置散熱器，以將所述機箱的內(nèi)部分隔成部件安裝腔和空氣流通路徑，所述基板安裝在所述部件安裝腔中，所述電路部件中的至少所述開關(guān)元件安裝在所述基板上且同時接觸所述散熱器的在所述部件安裝腔側(cè)的表面，空氣沿著所述空氣流通路徑流動以通過所述散熱器冷卻所述開關(guān)元件。
11.如權(quán)利要求10所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述散熱器設(shè)置有貫穿所述散熱器的通孔，使得所述部件安裝腔和所述空氣流通路徑通過所述通孔彼此相通，流經(jīng)所述空氣流通路徑的空氣的一部分通過所述通孔流入所述部件安裝腔以冷卻安裝在所述基板上的電路部件。
12.如權(quán)利要求11所述的開關(guān)電源裝置，其中，所述輸入端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的吸氣側(cè)，并且所述輸出端繞組線設(shè)置于所述空氣流通路徑的排氣側(cè)。
13.如權(quán)利要求10至12中任一項所述的開關(guān)電源裝置，還包括用于使空氣流經(jīng)所述空氣流通路徑的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇設(shè)置在所述機箱的部件安裝腔中。
14.如權(quán)利要求10至12中任一項所述的開關(guān)電源裝置，還包括用于使空氣流經(jīng)所述空氣流通路徑的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇設(shè)置在所述空氣流通路徑中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源裝置，所述開關(guān)電源裝置包括機箱、基板和散熱器，所述基板具有安裝在其上的電路部件且容納在所述機箱中，所述電路部件包括開關(guān)元件，所述散熱器設(shè)置于所述機箱中以將所述機箱的內(nèi)部分隔成部件安裝腔和空氣流經(jīng)的空氣流通路徑，所述基板容納在所述部件安裝腔中。所述電路部件的開關(guān)元件安裝在所述基板上，同時接觸所述散熱器的面向所述部件安裝腔的表面，且通過在所述空氣流通路徑中流動的空氣穿過所述散熱器而冷卻。
文檔編號H05K7/20GK102904418SQ20121025863
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者大里友和, 藤井和俊 申請人:愛光學(xué)系統(tǒng)株式會社