专利名称：电气功耗发热部件固一液相变吸热的保护方法
技术领域：
本发明专利属于电气设备中有功耗发热部件需要散热降温，利用固一液相变时吸收大量热量实现降温，控制温的一种保护方法。在各种电气设备中，如开关电源中的功率管、整流桥、变压器等都是功耗发热部件，这些部件在工作时都会产生热量，使得温度不断升高，当温度达到一定的高度时，就会造成有效功率下降，功能失控甚至失效，最终导致设备发生故障，甚至事故如火灾，国内外工程技术人员对这些发热部件一般都采用加大散热器，加风机甚至水冷，油冷等措施。如现在市场上36V、2A以上的电动自行车开关电路充电器都使用散热器方法散热降温，48V2.5A以上的电动车开关电路充电器都采用散热器加风机的方法散热降温，所有商用，个人用计算机主机中的开关电源也是用散热器加风机的方法散热降温。
尽管这些散热降温方法被人们一直使用，的确起到了一定的效果，但是散热器占据了较大的空间，风机总是要发生故障，更主要的是造成电气设备的电路部分，不能够密封，防尘、防水十分困难，导致电动车充电器故障率居高不下，常造成电池充坏，电池欠充过早损坏，计算机长时间工作容易死机等故障，开关电源散热问题已成为公认的一大难题。
本发明的目的利用固一液相变过程需要大量吸热的方法，选定合适的固一液相变体系，足够量的相变组份材料，对不同的电气设备中功耗发热部件采用全浸式或间接式吸热降温，控温方法，使发热部件在工作期间的温度控制在安全的温度范围内，确保电气功耗发热部件不失控，寿命延长，而且可能使电气设备的电路部分做到全密封式，有效地防尘、防水、防震，大大地提高电气设备的可靠性，降低故障率。
参照附
图1，图1是本发明全浸式吸热降温，控温保护方法示意图。如为有效地对电动车48V5A大电流开关电路快速充电器中各发热部件实现吸热降温、控温，选定一种高阻抗，物理化学性能稳定，固一液相变潜热较大，相变温度在所需保护部件安全范围内的固一液相变体系(X)，将这些足够量的相变组分材料按比例混合后加热熔化成液体注入充电器盒内，密封后充分冷却，形成固体。当充电器(Q)工作时，各发热部件(Y)会发热，被固体相变材料(X)吸收，温度随着充电器(Q)不断工作，发热部件(Y)不断发热升高达到熔点，固相材料(X)熔化为液体的量越来越多，但相变点的温度保持稳定，基本维持不变，直到固体全部熔化为液体，温度又逐步升高，控制相变材料(X)的量足以维持充电器(Q)在整个大功率的工作段仍有一定量的固相组份材料，确保发热部件始终处于相变温度点附近，不出现过热。当充电器(Q)处于小功率工作时，发热部件发热较少，而整个充电器(Q)向环境自然散热较多则降温，此时低于熔点，液相组份又恢复到固相状态，这种方法对间隙式工作的电气设备尤其适用。
参照附图2，图2是本发明间接式吸热降温，控温保护方法示意图。如为有效地对长时间使用的计算机主机中开关电源(K)中发热部件(Y)进行吸热降温控温保护，选择一种合适的固一液相变体系(X)，将其相变材料加热注入中空散热器(S)中并密封冷却，将发热部件(Y)紧固在散热器(S)上，在计算机连续工作中，风机不停地吹风在散热器(S)上使发热部件(Y)得到散热降温，一旦风机出现故障，散热器(S)的散热效率迅速下降，则积聚较多的热量，此时相变材料(X)吸收热量，在设计控制的时间内，发热部件(Y)不会过热，温度在相变材料(X)作用下会维持一定的值，有效地保障了计算机在控制的时间内不会死机。这种方法对长时间连续工作，使用风冷、水冷的电气设备尤其适用。
本发明利用固一液相变需吸收大量热量，对各种电气设备中功耗发热部件实现吸热降温，控温的保护方法，对间隙式工作的电气设备可以直接取代散热器和风机，实现电气设备全密封工作，提高电气设备的可靠性和安全性。对长期连续工作的电气设备中发热部件，结合散热器，风冷和水冷可有效地防止一旦风冷、水冷出现故障时电气设备中发热部件失效和失控，电气设备出现故障，留有足够的时间对风冷和水冷进行维修，保障电气设备不间断工作。
权利要求
1.一种适用于各种电气功耗发热部件需要散热降温保护，利用固一液相变吸热降温，控温的保护方法。它由固一液相变的单组份，多组份材料构成。本发明的特征是(a)该发明的固一液相变平衡温度在0℃到500℃。(b)该发明的固一液相变潜热在1kJ/mol到500kJ/mol。(c)该发明的固一液相变体系中各组分材料的分解温度在100℃到1000℃。(d)该发明的固一液相变体系处于液相，固相的导电电阻在1KΩ至1000KΩ
2.根据权利1所述的固一液相变吸热降温，控温的保护方法其特征是固一液相变体系中各组份材料直接与功耗发热部件接触处于同一密闭容器中，为全浸式的吸热降温、控温保护方法。
3.根据权利1所述的固一液相变体系中各组份材料装入一中空散热器中，功耗发热部件紧固在散热器外表面上，与固一液相变体系中各组份材料间接接触，为间接式吸热降温，控温保护方法。
全文摘要
电气功耗发热部件固一液相变吸热的保护方法，是一种适用于各种电气功耗发热部件需要散热降温，利用固一液相变过程中吸热的保护方法。它能解决各种电气设备在工作时，有功耗发热部件由于温升过高造成部件失效，失控甚至损坏的故障问题。保证电气设备在较宽的工作范围内正常地工作，大大地降低电气设备工作的故障率，提升电气设备工作的可靠性和安全性，是一种实用可靠，便于实施，吸热降温，控温的保护方法。
文档编号G12B15/06GK1942085SQ20051010777
公开日2007年4月4日 申请日期2005年9月30日 优先权日2005年9月30日
发明者王坚 申请人:王坚