專利名稱：被動式散熱的電源供應裝置及其制造方法
技術領域：
本發明是關于一種電源供應裝置及其制造方法，尤指一種被動式散熱的 電源供應裝置及其制造方法。
背景技術：
各式信息、通訊以及娛樂用的電子產品，例如筆記本計算機、個人數字 助理、移動電話以及電玩主機等，已成為人們日常生活中不可或缺的電子產 品。然而，這些電子產品皆須利用電源供應裝置以將外部電源，例如交流電 源，轉換成電子產品所需規格的直流電壓后直接提供給電子產品或對其內部 的充電電池進行充電，以使電子產品能正常工作。
以電源轉接器(Power Adapter)為例，電源轉接器通常連接于電子產品以 及外部電源之間，以用于接收外部電源所提供的交流電，然后經電源轉接器 內部印刷電路板的電源轉換電路轉換后，提供特定規格的直流電壓給電子產 品使用或對其內部的充電電池充電，以使電子產品可以正常工作。然而在電 源轉換的過程中，印刷電路板上的電子元件會消耗部分能量而產生熱量，造 成電子元件以及殼體表面溫度的升高，若無法適當地將內部熱量轉移至外部 環境中，勢必造成內部電子元件的損毀以及降低電源轉接器的電源轉換效 率，因此電源轉接器的散熱設計成為影響電源轉接器電源轉換效率的重要因 素。
傳統電源轉接器的散熱方式可以粗略地分為主動式散熱(active heat-dissipation)和被動式散熱(passiveheat-dissipation)等方式，所謂的主動式 散熱是利用外部驅動裝置(例如風扇)或媒介(例如冷煤或水)由外力將電源轉 接器內部熱量轉移至外界環境；而所謂的被動式散熱則是利用自然的傳熱機 制，例如傳導與輻射方式，達成轉移電源轉接器內部熱量至外界環境的目的。 然而，隨著技術的進步與市場需求，電源轉接器漸朝高功率與小型化的趨勢 發展。但隨著被動式散熱的電源轉接器的功率提高，其內部印刷電路板上的
電子元件在運作時所產生的熱量也會相對地增加，因此這些熱量勢必會累積 于殼體內，若無法快速地將熱量轉移至外部環境，則將無法使散熱效率提高， 進而影響到電源轉接器的電源轉換效率。再者，傳統的電源轉接器殼體是由 例如塑料所構成，而塑料雖為良好的絕緣材料，但卻具有較低的熱傳導系數
(thermal conductivity),例如0.03W/mk，不利于將殼體內所累積的熱量轉移 至外部環境，因此造成電源轉接器散熱效率無法提高。
另外，特定用途的電源轉接器具有特定的殼體溫度要求以及內部電子元 件耐溫要求，以達到避免內部電子元件在工作過程中因高溫而毀損的目的。 然而，若一味地采用耐溫最高的電子元件相對地會增加電源轉接器的制造成 本，因此如何使電源轉接器的散熱效率提高，以使選用的電子元件的耐溫范 圍可以相對地降低，并達到提高電源轉換效率的目的，是本領域技術人員所 急需解決的問題。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種被動式散熱的電源供應裝置，該被動式 散熱的電源供應裝置是利用絕緣殼體的熱傳導系數的選擇，以使被動式散熱 的電源供應裝置的散熱效率和電源轉換效率提高。
本發明的另一目的在于提供一種被動式散熱的電源供應裝置的制造方 法，其是利用一對應表提供絕緣殼體的熱傳導系數的選擇，以提高被動式散 熱的電源供應裝置的散熱效率和電源轉換效率。
為達上述目的，本發明的一個較廣義的實施例提供一種被動式散熱的電
源供應裝置，該被動式散熱的電源供應裝置至少包括絕緣殼體，具有實質 上密閉的容置空間且該絕緣殼體具有一熱傳導系數，其中該熱傳導系數實質
上介于2.0 10.0W/mK之間；印刷電路板，該印刷電路板設置在絕緣殼體的 容置空間中；以及至少一個電子元件，該電子元件設置于印刷電路板上。 為達上述目的，本發明的另一個較廣義實施例提供一種制造被動式散熱
的電源供應裝置的方法，至少包括步驟提供絕緣殼體，其中該絕緣殼體具
有實質上密閉的容置空間且該絕緣殼體具有一熱傳導系數，該熱傳導系數實
質上介于2.0 10.0W/mK之間；提供印刷電路板，該印刷電路板上設置至少 一個電子元件；以及將該印刷電路板組裝在絕緣殼體的容置空間中，以完成
被動式散熱的電源供應裝置的制造。
為達上述目的，本發明的又-一個較廣義的實施例提供一種制造被動式散 熱的電源供應裝置的方法，至少包括步驟提供一對應表，該對應表顯示被 動式散熱的電源供應裝置的絕緣殼體的熱傳導系數與絕緣殼體表面平均溫 度和/或內部電子元件平均溫度的關系；提供選定的絕緣殼體表面溫度和/或 內部電子元件溫度范圍，利用該對應表在對應的熱傳導系數范圍內選定具有 所需熱傳導系數的絕緣殼體，其中該絕緣殼體具有容置空間；提供印刷電路 板，該印刷電路板上設置至少一個電子元件；以及將印刷電路板組裝在選定 的絕緣殼體的容置空間，以完成被動式散熱的電源供應裝置的制造。
本發明的被動式散熱的電源供應裝置利用了絕緣殼體的熱傳導系數的 選擇與搭配，提高了被動式散熱的電源供應裝置的散熱效率，并提高了電源 供應裝置的電源轉換效率，因此本發明極具產業價值。
圖1是本發明較佳實施例的被動式散熱的電源供應裝置的結構示意圖。
圖2是圖1所示的被動式散熱的電源供應裝置選用具有不同熱傳導系數 的絕緣殼體與其內部電子元件平均溫度的關系圖。
圖3是圖1所示被動式散熱的電源供應裝置選用具有不同熱傳導系數的 絕緣殼體與其絕緣殼體表面平均溫度的關系圖。
圖4是本發明較佳實施例的被動式散熱的電源供應裝置的制造流程圖。
其中，附圖標記說明如下
10:被動式散熱的電源轉接器
11:絕緣殼體
12:印刷電路板
13:電源輸入裝置
14:電源輸出裝置
111:上殼體
112:下殼體
113:容置空間
lla:第一表面
lib:第二表面
UC:第三表面
lid:第四表面
lie:第五表面
llf:第六表面
15:電子元件
16:電子元件
A、 B:電子元件的表面
S11 S14:被動式散熱的電源供應裝置的制造流程步驟
具體實施例方式
體現本發明特征與優點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細敘述。 應理解的是本發明能夠在不同的方式上具有各種的變化，其皆不脫離本發明 的范圍，且其中的說明和圖示在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發 明。
請參閱圖1，本發明較佳實施例的被動式散熱的電源供應裝置的結構示 意圖。如圖1所示，本發明的被動式散熱的電源供應裝置可為例如被動式散
熱的電源轉接器10，但不以此為限。本發明的被動式散熱的電源轉接器10
主要包括絕緣殼體ll、印刷電路板12、電源輸入裝置13以及電源輸出裝
置14。其中，絕緣殼體11可由上殼體111與下殼體112所構成，該上殼體 111與下殼體112組合后可形成實質上密閉的容置空間113以容置該印刷電 路板12。在該實施例中，該絕緣殼體11可為例如實質上矩形的絕緣殼體， 且包括第一表面lla、第二表面llb、第三表面llc、第四表面lld、第五表 面lle和第六表面llf。此外，印刷電路板12上具有復數個電子元件以構成 電源轉換電路，然而為便于說明，圖1中僅示出電子元件15、 16。另外，電 源輸入裝置13以及電源輸出裝置14設置在絕緣殼體11的不同側面，且與 印刷電路板12連接(未示出)，以分別作為被動式散熱的電源轉接器10與外 部電源以及電子產品連接的接口。由于被動式散熱的電源轉接器10在接收 外部電源后，需經容置空間113內的印刷電路板12的電源轉換電路轉換為 電子產品所需的直流電壓，因此在轉換的過程中，印刷電路板12上的電子 元件15、 16會消耗部分能量而產生熱量，造成電子元件15、 16在表面A、 B的溫度以及絕緣殼體11表面的溫度提高。
在該實施例中，被動式散熱的電源轉接器10是利用自然的傳熱機制， 例如傳導與輻射方式，達到轉移被動式散熱的電源轉接器10內部熱量至外 界環境的目的。因此，電子元件15、 16在工作時所產生的熱量會在絕緣殼 體11的容置空間113中以輻射和傳導的傳熱機制傳遞至絕緣殼體11，由于 絕緣殼體11的熱傳導系數實質上介于2.0~10.0W/mK之間，因此電子元件 15、 16在工作時所產生的熱量會相對快速地由絕緣殼體11傳導至外部環境， 由此便可提高被動式散熱的電源轉接器10的散熱效率，進而提高電源轉換 效率。
請參閱圖2，其是圖1所示被動式散熱的電源供應裝置選用具有不同熱 傳導系數的絕緣殼體與其內部電子元件平均溫度的關是圖。如圖2所示，在 相同電源轉接器功率、相同的內部電子元件以及相同的操作條件下，用具有 不同熱傳導系數的絕緣殼體11制作被動式散熱的電源轉接器10，并使該被 動式散熱的電源轉接器10進行工作，可得到內部電子元件15、 16的表面平 均溫度與絕緣殼體11的熱傳導系數之間的關系圖。由圖2所示的關系圖可 以了解，當被動式散熱的電源轉接器10使用熱傳導系數介于2.(M0.0W/mK 之間的絕緣殼體ll時，內部電子元件15、 16在表面A、 B的平均溫度會顯 著地下降，因此很明顯地可使內部電子元件15、 16在工作時所產生的熱量 有效地移除，藉此便可提高電源轉接器10的散熱效率和電源轉換效率。
請再參閱圖3,其是圖1所示被動式散熱的電源供應裝置選用具有不同 熱傳導系數的絕緣殼體與其絕緣殼體表面平均溫度的關系圖。如圖3所示， 在相同電源轉接器功率、相同的內部電子元件以及相同的操作條件下，用具 有不同熱傳導系數的絕緣殼體11制作被動式散熱的電源轉接器10，并使該 被動式散熱的電源轉接器10進行工作，可得到各表面lla、 llb、 llc、 lld、 lle和llf的平均溫度與絕緣殼體ll的熱傳導系數間的關系圖。由圖3所示 的關系圖可以了解，當被動式散熱的電源轉接器10使用熱傳導系數介于 2.0 10.0W/m K之間的絕緣殼體11時，可使內部電子元件15、 16在工作時 所產生的熱量可以有效地移除，因此絕緣殼體ll除了與測試臺桌面(未示出) 接觸的表面溫度下降外，其余表面皆呈現溫度提高的現象，這就代表除與測
試臺桌面接觸的第二表面llb受有熱阻外，其余各表面lla、 llc、 lld、 lie 和llf都能有效地將絕緣殼體ll內部的熱量傳導至各表面，然后再與外部環 境進行熱交換，以達到提高被動式散熱的電源轉接器io散熱效率的目的。
因此，在該實施例中，本發明所提供的被動式散熱的電源轉接器10的 制造方法至少包括步驟首先，提供絕緣殼體ll，其中該絕緣殼體ll具有 實質上密閉的容置空間113，且該絕緣殼體11具有熱傳導系數，該熱傳導系 數實質上介于2.0 10.0W/mK之間；然后，提供印刷電路板12，該印刷電路 板12上設置復數個電子元件15、 16;最后，將該印刷電路板12組裝在該絕 緣殼體11的容置空間113中，以完成該被動式散熱的電源轉接器10的制造。 在一些實施例中，該絕緣殼體11可以由，例如復合物或聚合物所構成，但 不以此為限。另外，在提供該印刷電路板12的步驟中還可包括步驟提供 電源輸入裝置13以及電源輸出裝置14，以分別與該印刷電路板12連接。
請參閱圖4，其是本發明較佳實施例的被動式散熱的電源供應裝置的另 一制造流程圖。如圖4所示，在該實施例中，該被動式散熱的電源轉接器IO 的制造方法包括步驟首先，如步驟S11所示，提供一對應表(如圖2和/或 圖3所示)，該對應表是顯示被動式散熱的電源轉接器10的絕緣殼體11的熱 傳導系數與絕緣殼體11表面平均溫度和/或內部電子元件15，16平均溫度的 關系；然后，如步驟S12所示，提供選定的絕緣殼體ll表面溫度和/或內部 電子元件15、 16溫度范圍，利用該對應表在對應的熱傳導系數范圍內選定 具有所需熱傳導系數的絕緣殼體11，其中該絕緣殼體11具有容置空間113; 接著，如步驟S13所示，提供印刷電路板12，該印刷電路板12上設置復數 個電子元件15、 16;最后，如步驟S14所示，將該印刷電路板12在裝于該 選定的絕緣殼體11的容置空間113中，以完成該被動式散熱的電源轉接器 IO的制造。
在一些實施例，相同地，該絕緣殼體11可以由，例如復合物或聚合 物所構成，但不以此為限。另外，絕緣殼體11的熱傳導系數以實質上介于 2.0 10.0W/mK之間為較佳。另外，在提供該印刷電路板12的步驟中還可包 括歩驟提供電源輸入裝置13和電源輸出裝置14，以分別與該印刷電路板 12連接。
綜上所述，本發明的被動式散熱的電源供應裝置是利用絕緣殼體的熱傳
導系數的選擇與搭配，來提高被動式散熱的電源供應裝置的散熱效率，并提 高電源供應裝置的電源轉換效率。
盡管本發明已由上述的實施例詳細敘述而可由本領域技術人員作各種 變化和修飾，但是，都不脫離所附權利要求所欲保護的范圍。
權利要求
1.一種被動式散熱的電源供應裝置，至少包括絕緣殼體，具有實質上密閉的容置空間，且該絕緣殼體具有一熱傳導系數，其中，該熱傳導系數實質上介于2.0～10.0W/mK之間；印刷電路板，設置在該絕緣殼體的該容置空間；以及至少一個電子元件，設置于該印刷電路板上。
2. 如權利要求l所述的被動式散熱的電源供應裝置，其中，該絕緣殼體 是由復合物或聚合物構成。
3. 如權利要求l所述的被動式散熱的電源供應裝置，其中，該電源供應 裝置是電源轉接器。
4. 如權利要求1所述的被動式散熱的電源供應裝置，還包括電源輸入裝 置和電源輸出裝置，分別與該印刷電路板連接且設置在該絕緣殼體的兩相對 側面。
5. —種制造被動式散熱的電源供應裝置的方法，至少包括步驟 提供絕緣殼體，其中，該絕緣殼體具有實質上密閉的容置空間且該絕緣殼體具有一熱傳導系數，該熱傳導系數實質上介于2.0 10.0W/mK之間； 提供印刷電路板，該印刷電路板上設置至少一個電子元件；以及 將該印刷電路板組裝在該絕緣殼體的該容置空間，以完成該被動式散熱的電源供應裝置的制造。
6. 如權利要求5所述的制造被動式散熱的電源供應裝置的方法，其中， 該絕緣殼體是由復合物或聚合物構成。
7. 如權利要求5所述的制造被動式散熱的電源供應裝置的方法，其中， 該電源供應裝置是電源轉接器。
8. 如權利要求5所述的制造被動式散熱的電源供應裝置的方法，其中， 在提供該印刷電路板的步驟中還包括步驟提供電源輸入裝置和電源輸出裝 置，以分別與該印刷電路板連接。
9. 一種制造被動式散熱的電源供應裝置的方法，至少包括步驟 提供一對應表，該對應表是顯示被動式散熱的電源供應裝置的絕緣殼體的熱傳導系數與絕緣殼體表面平均溫度和/或內部電子元件平均溫度的關系； 提供選定的絕緣殼體表面溫度和/或內部電子元件溫度范圍，利用該對應 表在對應的熱傳導系數范圍內選定具有所需熱傳導系數的絕緣殼體，其中該絕緣殼體具有容置空間；提供印刷電路板，該印刷電路板上設置至少一個電子元件；以及 將該印刷電路板組裝在該選定的絕緣殼體的容置空間，以完成該被動式散熱的電源供應裝置的制造。
10.如權利要求9所述的制造被動式散熱的電源供應裝置的方法，其中，該絕緣殼體的熱傳導系數實質上介于2.0 10.0W/m K之間。
全文摘要
本發明提供一種被動式散熱的電源供應裝置，至少包括絕緣殼體，具有實質上密閉的容置空間，且該絕緣殼體具有一熱傳導系數，其中，該熱傳導系數實質上介于2.0～10.0W/mK之間；印刷電路板，設置在絕緣殼體的容置空間中；以及至少一個電子元件，設置在該印刷電路板上。本發明利用絕緣殼體的熱傳導系數的選擇與搭配，提高了被動式散熱的電源供應裝置的散熱效率，并提高了電源供應裝置的電源轉換效率，具有極大的產業價值。
文檔編號H02M1/00GK101098612SQ20061009080
公開日2008年1月2日 申請日期2006年6月26日 優先權日2006年6月26日
發明者徐瑞源 申請人:臺達電子工業股份有限公司