專利名稱：一種負載和溫度雙控的電源散熱裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及散熱裝置，具體涉及一種負載和溫度雙控的電源散熱裝置。
背景技術：
在電源中，通常是通過功率器件來進行變換得到與負載匹配的電力輸出，其中，功率器件一般指功率半導體和功率變壓器，由于半導體器件工作時會因?qū)〒p耗和開關損耗產(chǎn)生大量的熱量，而變壓器也會由于銅損和鐵損產(chǎn)生大量的熱量，此時為了使功率器件可靠運行，需要采用散熱裝置，即采用散熱器配以風機進行強制散熱。在UPS電源中，散熱器一般是指由多個散熱片組成的齒狀散熱器，散熱風機一般采用交流風機，對散熱器進行吹風散熱，受風機控制電路控制啟停，而UPS電源中的功率器 件會因負載大小和環(huán)境溫度而變化，即負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，使得風機需長期高速運行，導致縮短風機的使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題，就是提供一種負載和溫度雙控的電源散熱裝置，實現(xiàn)對風機輸出功率的智能調(diào)控，延長風機使用壽命。為解決上述技術問題，本實用新型采取的技術方案如下一種負載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風機及風機控制電路，所述風機控制電路控制風機運轉，對散熱器吹風實現(xiàn)電源散熱，其特征在于還包括用于測量所述電源的輸出負載電流的電流互感器、用于檢測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；所述風機為兩個，分別為第一風機、第二風機，所述風機控制電路包括基準電源、第一比較器電路、第二比較器電路、用于切換控制兩風機串聯(lián)或并聯(lián)的串并聯(lián)切換電路、用于同時控制兩風機啟停的啟?？刂齐娐?；所述基準電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個輸入端，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輸入端，該第一比較器的另一個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)輸入的電源負載電流和散熱器溫度信號，與基準電源比較后輸出控制串并聯(lián)切換電路切換兩風機串聯(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，與基準電源比較后輸出控制啟停控制電路控制兩風機的啟停。本實用新型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；所述風機控制電路還包括用于對電源負載電流進行整流濾波的整流濾波電路和用于將散熱器溫度信號轉換為電壓信號的電壓轉換電路，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，所述電壓轉換電路的輸入端與溫度傳感器的輸出端相連，電壓轉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。本實用新型所述啟?？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，第一繼電器的常開觸點串接在所述電源的輸出回路上。本實用新型所述串并聯(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，第一至第四動觸點，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、第二風機的其中一端電連接，所述第一風機的另一端均與第一動觸點、所述電源的火線輸出端相連，所述第二風機的另一端與第一靜觸點相連，所述第二靜觸點與第一、第二風機的連接點相連，所述第二、第三動觸點相連后接入所述電源的零線輸出端，所述第四動觸點懸空。 本實用新型相比于現(xiàn)有技術的有益效果本實用新型具有溫度傳感器和電流互感器，通過對散熱器溫度的檢測和對電源負載電流的檢測，從而雙重控制兩風機切換串聯(lián)或并聯(lián)或停轉，即可根據(jù)散熱器溫度和電源負載電流的情況智能調(diào)控兩風機輸出功率，實現(xiàn)兩風機低速、高速和停轉三檔控制，延長了風機使用壽命。

圖I是本實用新型的連接示意框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1-2所示的一種負載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風機及風機控制電路，散熱器安裝在電源的功率器件上，風機為交流風機，風機控制電路控制風機運轉，對散熱器吹風實現(xiàn)電源散熱。本實用新型的電源散熱裝置還設有用于測量電源的輸出負載電流的電流互感器、用于檢測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。風機為兩個，分別為第一風機FAN1、第二風機FAN2。風機控制電路包括基準電源、第一比較器電路、第二比較器電路、用于切換控制兩風機串聯(lián)或并聯(lián)的串并聯(lián)切換電路、用于同時控制兩風機啟停的啟停控制電路；基準電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個輸入端，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輸入端，該第一比較器的另一個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)輸入的電源負載電流和散熱器溫度信號，與基準電源比較后輸出控制串并聯(lián)切換電路切換兩風機串聯(lián)或并聯(lián)在電源的輸出回路上；第二比較器電路根據(jù)輸入的散熱器溫度信號，與基準電源比較后輸出控制啟?？刂齐娐房刂苾娠L機的啟停。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;風機控制電路還包括用于對電源負載電流進行整流濾波的整流濾波電路和用于將散熱器溫度信號轉換為電壓信號的電壓轉換電路，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，電壓轉換電路的輸入端與溫度傳感器NTCl的輸出端相連，電壓轉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。[0017]如圖2所示，本實施例的啟?？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的常開觸點串接在電源的輸出回路上。本實施例的串并聯(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I、第二靜觸點2，第一動觸點3、第二動觸點4、第三動觸點5和第四動觸點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、第二風機FAN1、FAN2的其中一端電連接,第一風機FANl的另一端均與第一動觸點3、電源的火線輸出端L相連，第二風機FAN2的另一端與第一靜觸點I相連，第二靜觸點2與第一、第二風機FANl、FAN2的連接點相連，第二動觸點4、第三動觸點5相連后接入電源的零線輸出端N，第四動觸點6懸空。 本實用新型的電源散熱裝置通過12V輔助電源供電，基準電源為兩比較器電路提供比較基準。UPS電源的輸出負載電流通過電流互感器CTl進行電流的測量，然后通過整流濾電路進行轉換，將交流信號轉換直流信號，然后送給第一比較器電路進行負載電流比較。設置當負載電流低于50%時，控制串并聯(lián)切換電路切換兩風機為串聯(lián)工作；設置當負載電流超過50 %時，控制串并聯(lián)切換電路切換兩風機為并聯(lián)工作。溫度傳感器連接到電壓轉換電路對溫度進行測量，送給第一、第二比較器電路。設置當檢測溫度低于35°C時第二比較器電路控制啟?？刂齐娐窋嚅_兩風機電源，兩風機停止運行；設置當溫度高于45°C時第二比較器電路控制啟?？刂齐娐方油▋娠L機電源，風機工作；設置當檢測溫度在35V _55°C時，第一比較器電路控制串并聯(lián)切換電路切換兩風機為串聯(lián)工作；設置當檢測溫度高于55°C時第一比較器電路控制串并聯(lián)切換電路切換兩風機并聯(lián)工作。本實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，將交流轉換成直流；電阻R3為電流互感器的負載電阻，將電流信號轉換成電壓信號；電阻Rl和電容C3組成RC濾波器將電流米樣信號濾波成平滑的信號。第一電壓比較器UlA用于電源負載電流的比較和溫度比較，通過負載電流的大小和參考基準VREF進行比較；參考基準VREF主要由型號為TL431的精密基準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，防止在臨界點狀態(tài)不穩(wěn)定頻繁切換；電阻R4為驅(qū)動限流電阻，第一電壓比較器UlA的輸出經(jīng)開關管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，防止開關Ql關掉時線圈放電產(chǎn)生高壓，損壞電路器件；電容C1、C2為風機串聯(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行電壓轉換；第二電壓比較器UlB用于溫度比較，比較基準由參考基準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)動限流電阻R9、開關管Q2控制第一繼電器RY2 ;溫度傳感器NTCl的溫度信號分別輸入第一、第二電壓比較器進行比較。本實用新型的溫度控制原理當溫度傳感器檢測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，當超過6腳基準電壓時；第二電壓比較器UlB輸出翻轉，輸出高電平經(jīng)電阻R9驅(qū)動開關Q2控制雙刀雙擲繼電器RY2吸合，接通兩風機的電電源，兩風機工作；當溫度繼續(xù)上升，溫度傳感器獲得的溫度信號通過二極管D7送到第一電壓比較器UlA的2腳，2腳電壓上升，當超過3腳的基準電壓時，第一電壓比較器UlA輸出翻轉，輸出低電平，開關Ql截止，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點I和第一動觸點3接合，第二靜觸點2和第三動觸點5接合，兩風機轉為并聯(lián)，高速運行，增加風速，提高散熱量；當溫度下降后，第一電壓比較器UlA翻轉輸出高電平，開關管Ql導通，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點I和第二動觸點4接合，第二靜觸點2和第四動觸點6接合，兩風機切換為串聯(lián)工作，降低風機的轉速，延長風機的使用壽命。本實用新型的電源輸出負載電流控制原理當電源輸出的負載電流上升時，經(jīng)過電流互感器CTl的電流上升，經(jīng)整流濾波將獲得的電壓信號送到第一電壓比較器UlA的2腳，與3腳的基準電壓時進行比較，當?shù)陀?腳時，第一電壓比較器UlA翻轉輸出高電平，經(jīng)電阻R4驅(qū)動開關管Ql導通，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點I和第二動觸點4接合，第二靜觸點2和第四動觸點6接合，兩風機切換為串聯(lián)工作，降低風機的轉速，延長風機的使用壽命；當負載電流繼續(xù)增大，第一電壓比較器UlA的2腳超過3腳基準電壓時，第一電壓比較器UlA輸出翻轉，輸出低電平，開關管Ql截止，雙刀雙擲繼電器RYl的第一靜觸點I和第一動觸點3接合，第二靜觸點2和第三動觸點5接合，兩風機轉為并聯(lián)，高速運行，增加風速，提高散熱量；又當負載電流降低溫度下降后，第一電壓比較器UlA輸出翻轉，兩風機自動轉為串聯(lián)工作，實現(xiàn)對風機的智能調(diào)控。上述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；即凡依本實用新型內(nèi)容所作的變化與變型，都為本實用新型權利要求所要求保護的范圍所涵蓋。
權利要求1.一種負載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風機及風機控制電路，所述風機控制電路控制風機運轉，對散熱器吹風實現(xiàn)電源散熱，其特征在于還包括用于測量所述電源的輸出負載電流的電流互感器、用于檢測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；所述風機為兩個，分別為第一風機、第二風機，所述風機控制電路包括基準電源、第一比較器電路、第二比較器電路、用于切換控制兩風機串聯(lián)或并聯(lián)的串并聯(lián)切換電路、用于同時控制兩風機啟停的啟?？刂齐娐?；所述基準電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個輸入端，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輸入端，該第一比較器的另一個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)輸入的電源負載電流和散熱器溫度信號，與基準電源比較后輸出控制串并聯(lián)切換電路切換兩風機串聯(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，與基準電源比較后輸出控制啟停控制電路控制兩風機的啟停。
2.根據(jù)權利要求I所述的負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；所述風機控制電路還包括用于對電源負載電流進行整流濾波的整流濾波電路和用于將散熱器溫度信號轉換為電壓信號的電壓轉換電路，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，所述電壓轉換電路的輸入端與溫度傳感器的輸出端相連，電壓轉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)權利要求2所述的負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，第一繼電器的常開觸點串接在所述電源的輸出回路上。
4.根據(jù)權利要求1-3任一項所述的負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，第一至第四動觸點，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、第二風機的其中一端電連接，所述第一風機的另一端均與第一動觸點、所述電源的火線輸出端相連，所述第二風機的另一端與第一靜觸點相連，所述第二靜觸點與第一、第二風機的連接點相連，所述第二、第三動觸點相連后接入所述電源的零線輸出端，所述第四動觸點懸空。
專利摘要本實用新型公開了一種負載和溫度雙控的電源散熱裝置，包括散熱器、風機及風機控制電路，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；風機為兩個，風機控制電路包括基準電源、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；基準電源輸出端分別接入第一、第二比較器電路的一個輸入端，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輸入端，該第一比較器的另一個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)切換電路切換兩風機串聯(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機的啟停。本實用新型可實現(xiàn)對風機輸出功率的智能調(diào)控。
文檔編號G05B19/418GK202735818SQ20122040690
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權日2012年8月16日
發(fā)明者潘世高, 羅蜂, 黃敏 申請人:佛山市柏克新能科技股份有限公司