一种大功率激光器水冷散热电源模块的制作方法

1.本技术属于激光器技术领域，更具体地，涉及一种大功率激光器水冷散热电源模块。


背景技术：

2.激光器是一种能发射激光的装置，激光器内部结构按功能可分为光学部分和电学部分两个部分，其中，电学部分主要指用于给激光器供电的电源模块。激光器在工作时，会产生大量的热量，所以需要给激光器进行散热。针对激光器中电源模块的散热机构，现有技术中主要存在风冷和水冷散热两种方式；然而，对于大功率的激光器而言，风冷散热无法达到所需的散热效果；因此，目前大功率激光器的电源模块普遍都是采用水冷散热的方式。
3.现有大功率激光器水冷散热电源模块的结构主要包括以下两种：
4.1、将电源功率发热器件全部焊接在pcb上，然后将功率发热器件通过绝缘导热材料安装在铝板等金属散热材料上，然后将铝板等散热材料再固定到水冷板上。此种方式中，功率器件散热需经过了最少3-4层导热环节才能散热，散热效果不太理想，无法满足激光器长时间工作的需求。
5.2、将电源模块的发热功率器件直接通过导热以及绝缘介质固定在水冷散热板上。功率器件采用平躺方式固定到水冷板的上下表面，由于减少了导热介质，此方式的散热效率虽然高于第一种方式，但是只利用的水冷板的上下两个面进行散热，水冷板的整体利用率还是比较低。需要采用尺寸较大的水冷板才能满足大功率激光器的使用需求，致使激光器的尺寸大、重量笨重，增加了安装和维修的难度。
6.由此可见，上述两种方式散热效果不太理想，使得现有大功率水冷激光器整体尺寸大，重量笨重的缺点，这些缺点也制约了激光器整机小体积高功率的发展诉求。


技术实现要素：

7.为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提供一种大功率激光器水冷散热电源模块，包括壳体，所述壳体内设有线路板和散热机构，所述线路板与所述散热机构相连；所述散热机构包括水冷条，所述水冷条与所述壳体连接，所述线路板上设有第一发热组件、第二发热组件和第三发热组件，所述第一发热组件与所述水冷条的下表面连接，所述第二发热组件与所述水冷条的左侧面连接，所述第三发热组件与所述水冷条右侧面连接。
8.作为本技术的进一步改进，所述水冷条的数量有两条，且两条所述水冷条通过连接管相连通。
9.作为本技术的进一步改进，所述连接管上设有电磁水阀，所述电磁水阀与所述线路板电性连接，所述电磁水阀用于控制所述连接管导通或关闭。
10.作为本技术的进一步改进，两条所述水冷条的一端均伸出所述壳体，且两条所述水冷条伸出壳体的一端均设有水管接头。
11.作为本技术的进一步改进，所述水冷条的形状呈长方体形状，所述水冷条的材料
为铝合金。
12.作为本技术的进一步改进，所述第一发热组件包括整流桥，所述整流桥焊接在所述线路板上，所述整流桥的上端面与所述水冷条的下表面抵接。
13.作为本技术的进一步改进，所述第二发热组件包括mos管和二极管，所述mos管和二极管分别焊接在所述线路板上，所述mos管和二极管分别与所述水冷条的左侧面抵接。
14.作为本技术的进一步改进，所述第二发热组件与所述水冷条卡接或粘接。
15.作为本技术的进一步改进，所述第三发热组件包括铝制导热罐，所述铝制导热罐与所述水冷条的右侧面连接。
16.作为本技术的进一步改进，所述铝制导热罐的下端面设有导热泥。
17.作为本技术的进一步改进，所述壳体内设有安置框，所述安置框用于放置干燥剂，所述安置框上设有透明盖板，所述透明盖板与所述壳体可拆卸连接。
18.作为本技术的进一步改进，所述壳体的外侧壁上设有拉手。
19.与现有技术相比，本技术的有益效果是：
20.本技术中散热机构采用水冷条的结构方式，相对于水冷板能够缩小体积，从而降低激光器电源模块的整体尺寸；与此同时，将第一发热组件、第二发热组件和第三发热组件分别与水冷条的三个表面连接，充分利用水冷条四面均可散热的特性，这种安装方式节省了电源模块的内部空间，散热效率也远高于原有的水冷板散热方式，所以用尺寸更小、重量更轻的水冷管就可以实现更好的散热效果，能够满足激光器整机小体积高功率的发展诉求。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术或现有技术中的方案，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个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本技术实施例外部结构示意图；
23.图2是本技术实施例内部结构示意图；
24.图3是本技术实施例中散热机构结构示意图。
具体实施方式
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
26.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
28.如图1-3所示，一种大功率激光器水冷散热电源模块，包括壳体1，壳体1内固定安装有线路板2和散热机构，线路板2与散热机构相连，线路板2可以是一块，也可以是多块电性连接在一起，散热机构用于给线路板2上的发热器件进行散热，该大功率激光器水冷散热电源模块的散热机构采用水冷散热的方式；具体地，散热机构包括水冷条3，水冷条3的一端伸入壳体1内，且通过螺丝与壳体1固定连接，线路板2上设有第一发热组件4、第二发热组件5和第三发热组件6，第一发热组件4与水冷条3的下表面连接，第二发热组件5与水冷条3的左侧面连接，第三发热组件6与水冷条3右侧面连接；由此第一发热组件4、第二发热组件5和第三发热组件6工作产生的热量均能够直接传导到水冷管内，水冷管内有流动的冷却水能够将热量带到壳体1外，进而实现对第一发热组件4、第二发热组件5和第三发热组件6散热的目的。
29.该大功率激光器水冷散热电源模块的散热机构采用水冷条3的结构方式，相对于水冷板能够缩小体积，从而降低激光器电源模块的整体尺寸；与此同时，将第一发热组件4、第二发热组件5和第三发热组件6分别与水冷条3的三个表面连接，充分利用水冷条3四面均可散热的特性，这种安装方式节省了电源模块的内部空间，散热效率也远高于原有的水冷板散热方式，所以用尺寸更小、重量更轻的水冷管就可以实现更好的散热效果，能够满足激光器整机小体积高功率的发展诉求。
30.水冷条3整体呈长方体形状，横截面呈正方形形状，在其它实施例中，根据产品内部结构的需要，水冷条3也可以替换成其它任意形状；水冷条3采用铝合金材料制成，铝合金具有良好的导热性能，能够体改该大功率激光器水冷散热电源模块的散热效率。本实施例中，水冷条3的数量有两条，两条水冷条3的一端均伸入到壳体1内与线路板2连接，另一端伸出壳体1，两条水冷条3伸入壳体1的一端通过连接管7连通，使得两个水冷条3内部的冷却水能够流通；在其它实施例中，根据实际需要，水冷条3也可以是其它任意数量。
31.连接管7上安装有电磁水阀14，电磁水阀14与线路板2电性连接，电磁水阀14用于控制连接管7导通或关闭；具体地，当该大功率激光器水冷散热电源模块工作时，通过线路板2控制电磁水阀14导通，使得两个水冷条3内部的冷却水能够流通，对线路板2上的发热器件进行散热；当该大功率激光器水冷散热电源模块不工作时，线路板2断电控制电磁水阀14关闭，两个水冷条3之间的冷却水断开流通，能够有效避免水冷条3在该大功率激光器水冷散热电源模块不工作时产生冷凝液。在其它实施例中，电磁水阀14在水冷循环中的安装位置也可以安装在进水口或其它合适的位置。
32.两条水冷条3伸出壳体1的一端均安装有水管接头8，其中一个水管接头8用于连接进水管，另一个水管接头8用于连接出水管；工作时，进水管外接水源，使得两条水冷条3、连接管7和电磁水阀14形成循环水路，水冷条3内部形成流动的冷却水，流动的冷却水能够加速将第一发热组件4、第二发热组件5和第三发热组件6工作产生的热量带走，提高散热效率。本实施例中，水管接头8为快插自锁型接头，便于安装和拆卸进出水管，提高装配效率。
33.壳体1作为该大功率激光器水冷散热电源模块的主体安装机构，其包括底框11和面盖12，面盖12通过螺丝与底框11固定可拆卸连接；线路板2和水冷条3均固定安装在底框
11内，通过拆卸面盖12能够对底框11内的线路板2和水冷条3进行检修；底框11的外侧壁上安装有拉手9，设置拉手9便于安装、拆卸和携带，提高便利性。
34.底框11的内侧安装有安置框15，安置框15用于放置干燥剂，安置框15上设有透明盖板13，透明盖板13与壳体通过螺丝可拆卸连接固定，使得安置框15内的干燥剂与外界隔绝；在密闭的壳体1内部，干燥剂可有效控制内部的湿度，保证电气性能的稳定；当通过透明盖板13观察到干燥剂失效时，可拆下透明盖板13进行干燥剂的更换。
35.第一发热组件4包括整流桥，整流桥焊接在线路板2上，且整流桥的上端面与水冷条3的下表面抵接。第二发热组件5包括mos管和二极管，mos管和二极管分别焊接在线路板2上，水冷条3的左侧面上安装有多个卡扣31，mos管和二极管分别与对应的卡扣31卡接，使得mos管和二极管分别与水冷条3的左侧面抵接。在其它实施例中，第一发热组件4和第二发热组件5也可以包括其它发热电子元器件，同时mos管和二极管等电子发热元器件也可以采用胶水粘接、压条压接或者其它方式与水冷条3连接固定。
36.第三发热组件6包括铝制导热罐61，铝制导热罐61固定安装在水冷条3的右侧面上，铝制导热罐61与线路板2上的其它发热器件相连接，例如：变压器、电阻器等，能够将相应发热器件产生的热量传导到水冷条3上进行散热。为了提高散热效率，铝制导热罐61的下端面上会涂抹有导热泥，从而确保铝制导热罐61能够与对应的发热器件无缝连接。
37.在其它实施例中，铝制导热罐6以及线路板2上的各种发热电子元器件也可以随意的与水冷条3的任意一个表面相接，只需确保发热器件产生的热量能够无阻碍的传导到水冷条3即可。
38.工作原理：
39.该大功率激光器水冷散热电源模块工作之前，先将两个水管接头8的其中一个连接好进水管，另一个连接好出水管；工作时，打开水源，冷却水从进水管依次流入到两条水冷条3内，再从出水管流出，使得两条水冷条3内的冷却水流通，形成循环水；线路板2上的mos管、二极管、整流桥等工作产生的热量能够快速的传导给水冷条3，再通过流通的冷却水将热量带走，起到快速散热的作用。
40.显然，以上所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本技术的较佳实施例，但并不限制本技术的专利范围。本技术可以有许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的在于对本技术公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本技术说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本技术专利保护范围之内。