电源装置及大功率照明系统的制作方法

1.本发明涉及照明技术，尤其涉及一种电源装置及大功率照明系统。


背景技术：

2.在包括体育场、广场等户外环境的照明装置中，大功率电源得到了广泛的应用。随着电源功率的提高，户外型大功率电源既要满足耐候性要求，还要满足越来越高的散热要求。由于应用条件所限，这类电源难以使用流体散热和强制散热，只能依靠自然散热。自然散热是一种利用导热材料将热量从电源内部的热源转移到电源壳体，并通过自然对流散发到外部空气中，从而实现自然冷却的散热方式，其中电源内部的热源主要为安装在电路板上的电子组件。
3.现有技术中的自然散热方式，通常是在电子组件与壳体之间设置导热垫片，从而将电子组件的热量通过导热垫片传递到壳体以实现热量传导。然而，将这种导热方式应用到大功率电源中时，需要的导热垫片的数量较多，导致产品的材料成本增加，同时组装过程中导热垫片不易固定，还容易发生导热垫片的错装与漏装。另外，在针对电源内部形状不规则的特定电子组件做散热设计时，通常会在电源底板设置额外的冷却槽来进行局部灌封处理，一旦电路板上特定电子组件的尺寸或布局发生变化，电源外壳也要随之改变，因此模具难以统一，这又导致产品的模具成本和处理成本进一步增加。


技术实现要素：

4.本发明提供一种电源装置及大功率照明系统，以解决现有电源装置散热结构成本高，易发生导热垫片的错装与漏装的技术问题。
5.本发明提供一种电源装置，包括：一壳体，壳体包括一第一底板，第一底板具有一第一面和一第二面，第一底板的第一面上设有一第一散热器，第一底板的第二面上设有一导热胶层；以及
6.一印刷电路板，印刷电路板位于壳体内，印刷电路板包括一电路板本体和设置在电路板本体上的多个电子组件，多个电子组件中至少部分电子组件面向第一底板的第二面设置，且电子组件部分地浸入导热胶层中，用以将电子组件散发的热量传导至第一散热器，对电子组件进行自然散热。
7.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，导热胶层的厚度为5mm
‑
10mm。
8.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，第一散热器为第一散热鳍片。
9.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，壳体还包括从第一底板向上延伸出的一挡墙，挡墙用于将导热胶层限制在第一底板上。
10.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，挡墙的高度大于或等于导热胶层的厚度。
11.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，挡墙的高度为5mm
‑
10mm。
12.在一种可能的实现方式中，本发明提供电源装置，还包括一第二散热器，第二散热
器位于电路板本体与第一底板之间，且第二散热器至少部分地浸入导热胶层中。
13.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，电子组件包括一开关管，开关管竖立于电路板本体上；
14.其中，第二散热器具有一纵向部和一水平部，第二散热器的纵向部的表面至少部分地接触开关管，第二散热器的水平部浸入在导热胶层中，用以对开关管散热。
15.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，壳体还包括与第一底板并列设置的一第二底板，第二底板通过螺钉与壳体固定连接，且第二底板具有一第一面和一第二面，第二底板的第一面上设有一第三散热器。
16.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，还包括一接线盒，接线盒位于壳体内，接线盒面向第二底板的第二面设置，接线盒还包括接线端子，接线端子被配置作为电源装置的输入端子与输出端子。
17.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，第三散热器为第二散热鳍片。
18.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，电子组件包括多个磁性组件，多个磁性组件在第一散热鳍片延伸方向上的延伸高度相同。
19.在一种可能的实现方式中，本发明提供的电源装置，壳体还包括与第一底板相对设置的一上盖，上盖通过螺钉与壳体的侧壁连接；
20.其中，壳体的上盖与印刷电路板之间以及壳体的侧壁与印刷电路板之间设有绝缘组件。
21.本发明实施例还提供一种大功率照明系统，大功率照明系统包括上述的电源装置以及与电源装置电性连接的发光装置。
22.本发明提供的电源装置及大功率照明系统，电源装置通过在第一底板的第二面上设置导热胶层，其中导热胶层的厚度一定，印刷电路板上的电子组件可以部分地浸入到导热胶层中，从而使电子组件散发的热量通过导热胶层、第一底板传导至第一散热器，最终散发到空气中，实现了对电子组件的自然散热，提高了散热效果。利用导热胶层取代导热垫片，节约了导热材料成本，导热胶层的成本只有同体积导热垫片成本的15％，同时，采用导热胶层的形式进行导热，无需像导热垫片一样进行单片粘贴固定，从而避免了错装、漏装的问题；另外，固化前的导热胶层具有一定的粘度和流动性，可匹配贴合各类电子组件的表面，因而也无需针对具有不规则形状的特定电子组件单独配置冷却槽，电源装置的外壳可以实现标准化和通用性，由此缩短产品的开发周期，并降低模具和处理成本。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例提供的电源装置的结构示意图；
25.图2为本发明实施例提供的电源装置的爆炸图；
26.图3为本发明实施例提供的电源装置中第一底板的结构示意图；
27.图4为本发明实施例提供的电源装置中印刷电路板的结构示意图；
28.图5为本发明实施例提供的电源装置中导热胶层的结构示意图；
29.图6为图5中沿a
‑
a剖面剖切后的结构示意图；
30.图7为图6中b处的局部放大图；
31.图8为本发明实施例提供的电源装置未安装上盖时的结构示意图；
32.图9为图8中沿c
‑
c剖面剖切后的结构示意图；
33.图10为图9的左视图；
34.图11为图8中沿d
‑
d剖面的剖视图；
35.图12为本发明实施例提供的电源装置中接线盒的结构示意图；
36.图13为本发明实施例提供的电源装置中灌胶形成导热胶层步骤的操作示意图；
37.图14为本发明实施例提供的电源装置中印刷电路板倒扣浸胶步骤的操作示意图；
38.图15为本发明实施例提供的大功率照明系统的结构示意图。
39.附图标记说明：
[0040]1‑
电源装置；
[0041]2‑
壳体；21
‑
第一底板；211
‑
第一底板的第一面；212
‑
第一底板的第二面；213
‑
第一散热器；214
‑
第一连接柱；215
‑
第二连接柱；22
‑
挡墙；23
‑
第二底板；231
‑
第二底板的第一面；232
‑
第二底板的第二面；233
‑
第三散热器；24
‑
上盖；
[0042]3‑
导热胶层；
[0043]4‑
印刷电路板；41
‑
电路板本体；42
‑
电子组件；421
‑
磁性组件；422
‑
开关管；
[0044]5‑
接线盒；51
‑
接线端子；511
‑
输入端子；512
‑
输出端子；52
‑
接头；
[0045]6‑
第二散热器；61
‑
纵向部；62
‑
水平部；
[0046]7‑
绝缘组件；71
‑
第一绝缘件；72
‑
第二绝缘件；
[0047]8‑
大功率照明系统；81
‑
发光装置。
具体实施方式
[0048]
自然散热是一种将热量从电源内部热源传导到电源壳体，再通过自然对流从而实现热量散发到电源外部的散热方式。现有技术中有两种方式将大功率电源内部的热量传导到电源壳体。第一种方式是在电子组件与壳体之间设置导热垫片，从而将电子组件的热量通过导热垫片传递到壳体来实现散热。第二种方式是针对局部不规则形状的电子组件，例如磁性组件中的环形电感，通过配置独立的冷却槽，在冷却槽内灌封散热胶做散热处理，从而将电子组件的热量通过散热胶传递到壳体实现散热。但是大功率电源产品复杂，功率损耗较大，采用第一种方式时所需的导热垫片数量较多，导致材料成本较高，且在实际组装的产线，漏装或装错的制造风险无法避免，对实际生产造成较大的困扰。而采用第二种方式时，印刷电路板布局设计时要预留设置灌胶区的空间，增加了产品尺寸，且不同的电源，需要局部灌胶的电子组件尺寸和位置均不同，导致外壳无法标准化，增加了产品的开发周期以及模具成本。
[0049]
为了解决上述技术问题，本发明提供一种电源装置及大功率照明系统，通过在第一底板的第二面上设置导热胶层，将印刷电路板上的电子组件部分地浸入到导热胶层中，从而使电子组件散发的热量通过导热胶层、第一底板传导至第一散热器，实现了对电子组件的自然散热。利用导热胶层取代需要单片粘贴的导热垫片，节约了成本，导热胶层的成本
只有同体积导热垫片成本的15％，同时，避免了导热垫片的错装漏装。而且，本发明中的导热胶层可与印刷电路板上的电子组件相匹配，这样，无需针对印刷电路板上具有不规则形状的电子组件设置独立的冷却槽，因而也无需根据不同的电子组件的尺寸和位置调整电源外壳和底板，使电源装置的壳体得以实现标准化，缩短了产品开发周期，并降低模具和处理成本。
[0050]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0052]
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
[0053]
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或维护工具不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或维护工具固有的其它步骤或单元。
[0054]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]
图1为本发明实施例提供的电源装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的电源装置的爆炸图，图3为本发明实施例提供的电源装置中第一底板的结构示意图，图4为本发明实施例提供的电源装置中印刷电路板的结构示意图。参见图1至图4所示，本发明提供的电源装置1包括：一壳体2，壳体2包括一第一底板21，第一底板21具有一第一面(即第一底板的第一面211)和一第二面(即第一底板的第二面212)，第一底板的第一面211上设有一第一散热器213，第一底板的第二面212上设有一导热胶层3；以及一印刷电路板4，印刷电路板4位于壳体2内，印刷电路板4包括一电路板本体41和设置在电路板本体41上的多个电子组件，多个电子组件中至少部分电子组件42面向第一底板的第二面212设置，且电子组件42部分地浸入导热胶层3中，用以将电子组件42散发的热量传导至第一散热器213，对电子组件42进行自然散热。
[0056]
在具体实现时，壳体2包括第一底板21和依次围设在第一底板21四周的侧板。壳体2为具有容置腔的矩形壳体，第一底板的第二面212以及侧板的内侧面形成壳体2的容置腔，第一底板的第一面211与第一底板的第二面212相对，通过向壳体2的容置腔内灌胶从而在第一底板的第二面212上形成厚度均匀的导热胶层3，印刷电路板4位于壳体2的容置腔内。
[0057]
其中，印刷电路板4可以为双面板也可以是单面板，安装印刷电路板4时，将印刷电路板4面向第一底板的第二面212倒扣，使印刷电路板4安装有较大功率的电子组件42的一面面向导热胶层3，以将电子组件42部分地浸入到导热胶层3中。其中，较大功率的电子组件42可以包括例如磁性组件421或开关管422。
[0058]
为了节约时间，提高产品生产效率，电子组件42部分地浸入到导热胶层3后再利用烘箱对导热胶层3进行固化，导热胶层3固化后对电源装置1进行老化试验，以保证产品质量。可以理解的是，导热胶层3固化后可以直接对电源装置1进行老化试验，减少了转运的时间。
[0059]
为了使壳体2实现标准化以及减小壳体2的整体尺寸，在导热胶层3固化前，将印刷电路板4上的电子组件42向下压合在导热胶层3上，由于导热胶具有一定的粘度和流动性，导热胶层3的形状可以与电子组件42的形状相匹配贴合。这样，无需因不同的印刷电路板4上电子组件42的安装位置以及尺寸不同，对灌胶位置进行调整。因此，使电源装置1的壳体2得以实现标准化，降低了产品开发周期和模具成本。
[0060]
可以理解的是，第一散热器213为第一散热鳍片，第一散热鳍片连接在第一底板的第一面211，多个第一散热鳍片间隔设置。在具体实现时，第一散热器213可以与第一底板21一体成型，第一散热器213也可以是连接在第一底板的第一面211的独立散热器。这样，电子组件42散发的热量通过导热胶层3传递到第一底板21，通过第一底板21上的第一散热器213将热量散发到空气中，从而实现电子组件42的散热。
[0061]
本发明提供的电源装置1通过在第一底板的第二面212上设置导热胶层3，将印刷电路板4上的电子组件42部分地浸入到导热胶层3中，从而使电子组件42散发的热量通过导热胶层3、第一底板21传导至第一散热器213，实现了对电子组件42的自然散热，提高了散热效果。利用导热胶层3取代导热垫片，节约了成本，导热胶层3的成本只有同体积导热垫片成本的15％，同时，采用导热胶层3的形式进行导热，无需像导热垫片一样进行单片粘贴，从而避免了错装、漏装的问题。
[0062]
图5为本发明实施例提供的电源装置中导热胶层的结构示意图，图6为图5中沿a
‑
a剖面剖切后的结构示意图，图7为图6中b处的局部放大图。参见图5至图7所示，为了保证散热效果，可以将导热胶层3的厚度设置为5mm
‑
10mm，导热胶层3的厚度首先要保证使电子组件42浸胶，例如但不限于要满足浸润至电子组件42中磁性组件421的线圈或线包的位置，另外，也要考虑生产制造过程中的可操作性。示例性的，导热胶层3厚度可以是6mm或者8mm。
[0063]
可以理解的是，导热胶具有一定的粘度，且流动性稍差，将导热胶层3的厚度设置太薄时，例如小于5mm，容易导致导热胶层3各处厚度不均匀。而且，电子组件42可能因生产或者安装误差，高度超出设计值，将导热胶层3的厚度设置太薄，浸胶时，电子组件42顶部容易与第一底板21直接接触或者发生干涉。将导热胶层3的厚度设置太厚时，例如大于10mm时，会导致电源装置1的整体重量增大，成本升高。
[0064]
请继续参见图1所示，在本实施例中，第一散热器213上为第一散热鳍片。通过第一散热鳍片，扩大第一散热器213的表面积，从而提高第一散热器213的散热性能。其中，第一散热鳍片的长度方向与第一底板21的长度方向一致，即沿图1中的x轴方向，第一散热鳍片的延伸方向为与图1中z轴方向一致。
[0065]
参见图3、图5至图7所示，在一些实施例中，壳体2还包括从第一底板21向上延伸出
的一挡墙22，挡墙22用于将导热胶层3限制在第一底板21上。通过挡墙22可以将壳体2的底板分为两个区域，用以将导热胶层3限制在第一底板21正对印刷电路板4的位置。
[0066]
可以理解的是，为了形成导热胶层3，挡墙22的高度h大于或等于导热胶层3的厚度。
[0067]
图8为本发明实施例提供的电源装置未安装上盖时的结构示意图，图9为图8中沿c
‑
c剖面剖切后的结构示意图，图10为图9的左视图，图11为图8中沿d
‑
d剖面的剖视图，请继续参见图4、图8至图11所示，在本实施例中，电源装置还包括一第二散热器6，第二散热器6位于电路板本体41与第一底板21之间，且第二散热器6至少部分地浸入导热胶层3中。其中，第二散热器6同时与印刷电路板4的电路板本体41和电子组件42连接，且与导热胶层3接触，通过第二散热器42可以加快印刷电路板4的热量向导热胶层3中传递，从而提升散热效果。
[0068]
其中，请继续参见图1和图4所示，电子组件包括多个磁性组件421，多个磁性组件421在第一散热鳍片延伸方向上的延伸高度相同，如图1所示，第一散热鳍片延伸方向为图1中z轴方向，通过将磁性组件421设置成统一的高度，方便壳体2的统一设计，有利于壳体2实现标准化，由此可以保证各个磁性组件421浸入导热胶层3的深度一致，避免与壳体2发生干涉。
[0069]
在具体实现时，请继续参见图4、图8至图11所示，电子组件42还包括一开关管422，开关管422竖立于电路板本体41上，其中，第二散热器6具有一纵向部61和一水平部62，第二散热器6的横截面可呈l型或t型，可以将开关管422固定在第二散热器6的纵向部61，从而使第二散热器6的纵向部61的表面至少部分地接触开关管422，第二散热器6的水平部62浸入在导热胶层3中，用以对开关管422散热。通过第二散热器6的设置，可以使开关管422的热量传递到导热胶层3中，加快对开关管422的散热，同时可以理解的是，第二散热器6的高度可以与磁性组件421高度相匹配，各个磁性组件421以及第二散热器6浸入导热胶层3中的深度相同，从而方便壳体2的设计，有利于壳体2实现标准化。
[0070]
请继续参见图1所示，壳体2还包括与第一底板21并列设置的一第二底板23，第二底板23通过螺钉与壳体2固定连接，且第二底板23具有一第一面(即第二底板的第一面231)和一第二面(即第二底板的第二面232)，第二底板的第一面231上设有一第三散热器233。第三散热器233可以是第二底板23本身也可以是连接在第二底板的第一面231的独立散热器。
[0071]
图12为本发明实施例提供的电源装置中接线盒的结构示意图，参见图2和图12所示，在本实施例中，电源装置1还包括一接线盒5，接线盒5位于壳体2内，接线盒5面向第二底板的第二面232设置，接线盒5还包括接线端子51，接线端子51被配置作为电源装置1的输入端子511与输出端子512。壳体2的侧壁上具有接头52，接头52与接线端子51相对，且与接线端子51电性连接。
[0072]
请继续参见图3、图5至图7所示，在具体实现时，通过挡墙22将壳体2的底板分为两个区域，即形成两部分容置空间，壳体2内正对第一底板21的空间用于容纳印刷电路板4，挡墙22用于防止第一底板21上的导热胶层3外溢，壳体2内正对第二底板23的空间用于容纳接线盒5。
[0073]
其中，挡墙22的高度h为5mm
‑
10mm，示例性的，挡墙22的高度h可以是7mm或者8mm。可以理解的是，挡墙22高度h要设置为不小于导热胶层3的高度，但也不宜过高，挡墙22过高不仅会影响印刷电路板4与接线端子51的输入端子511与输出端子512的连接，还会使电源
装置1增加额外的重量。
[0074]
可以理解的是，为了方便接线盒5内接线端子51的出入，进行接线操作以及后续维护，壳体2包括与第一底板21并列设置的第二底板23，第一底板21上与第二底板23的连接处可以设有螺孔，通过例如螺钉将第二底板23覆盖在该连接处上，从而使接线盒5封闭。当然，第一底板21与第二底板23也可以由其它锁固装置进行固定连接，本发明不限于此。
[0075]
请继续参见图1所示，为了扩大散热面积，提高散热效果，第三散热器233为第二散热鳍片。第二散热鳍片与第一散热鳍片形状相同且各鳍片相互对齐，以在鳍片之间形成连续的通道，有利于热空气的流动，从而提高整个电源装置1的散热效率。
[0076]
请继续参见图1至图3所示，在具体实现时，壳体2还包括与第一底板21相对设置的一上盖24，上盖24通过螺钉与壳体2的侧壁连接。壳体2的侧壁上设置有高低不同的第一连接柱214和第二连接柱215，第一连接柱214和第二连接柱215为多个，第一连接柱214和第二连接柱215的端部具有螺纹孔。印刷电路板4通过螺钉固定在高度较低的第一连接柱214上，上盖24通过螺钉与高度较高的第二连接柱215连接。
[0077]
为了使印刷电路板4与壳体2保持安全距离，提高产品可靠性，壳体2的上盖24与印刷电路板4之间以及壳体2的侧壁与印刷电路板4之间设有绝缘组件7。
[0078]
绝缘组件7包括多个第一绝缘件71和第二绝缘件72，第一绝缘件71设置在壳体2的侧壁与印刷电路板4之间，第二绝缘件72包括底板以及围绕在底板周围的延伸边，第二绝缘件72的底板设置在壳体2的上盖24与印刷电路板4之间，第二绝缘件72的延伸边与第一绝缘件71部分重叠。或者第一绝缘件71和第二绝缘件72件形状相同，包括底板以及围绕在底板周围的延伸边，第一绝缘件71的底板设置在第一底板21与导热胶层3之间，延伸边设置在壳体2的四个侧壁上，第二绝缘件72的底板设置在壳体2的上盖24与印刷电路板4之间，第二绝缘件72的延伸边与第一绝缘件71延伸边部分重叠。
[0079]
将绝缘组件7分为第一绝缘件71和第二绝缘件72可以便于安装，第一绝缘件71和第二绝缘件72部分重叠，避免第一绝缘件71和第二绝缘件72连接处产生间隙，从而保证印刷电路板4与壳体2完全隔离。
[0080]
示例性的，第一绝缘件71和第二绝缘件72可以是麦拉片，麦拉片具有尺寸稳定、平直和优良的抗撕拉强度，耐热耐寒、耐潮耐水、耐化学腐蚀，并具有超强的绝缘性能,优异的电气、力学、耐热、耐化学性能。
[0081]
图13为本发明实施例提供的电源装置中灌胶形成导热胶层步骤的操作示意图，图14为本发明实施例提供的电源装置中印刷电路板倒扣浸胶步骤的操作示意图，下面结合附图对电源装置1的主要安装步骤进行说明：
[0082]
如图13所示，灌胶形成导热胶层3。
[0083]
将第一绝缘件71的底板设置在第一底板的第二面212上，延伸边设置壳体2的侧壁上，向第一底板21所在的区域内灌胶，以形成导热胶层3。
[0084]
如图14所示，印刷电路板4面向导热胶层3倒扣，使电子组件42部分浸胶。将印刷电路板4安装有磁性组件421和开关管422的一面倒扣，将电子组件42部分浸入导热胶层3中，利用螺钉，将印刷电路板4与第一连接柱214连接，由此将印刷电路板4上的电子组件42压合在导热胶层3上。
[0085]
图15为本发明实施例提供的大功率照明系统的结构示意图，参见图15所示，本发
明实施例还提供了一种大功率照明系统8，大功率照明系统8包括上述的电源装置1以及与电源装置1电性连接的发光装置81。示例性的，大功率照明系统8可以户外的景观灯、看板、以及球场照明系统。
[0086]
其中，电源装置1的结构和原理在上述实施例中进行了详细说明，本实施例在此不一一赘述。
[0087]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。