CN113903624B - 一种多路继电器开关模块 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电气元件的领域，尤其是涉及一种多路继电器开关模块，其包括安装电气元件的PCB板、设置在PCB板内部的多个平面线圈以及设置在PCB板下方的覆铜板，多个所述平面线圈沿PCB板的长度方向和宽的方向均匀分布，所述平面线圈呈螺旋形状，所述PCB板与覆铜板之间通过多根连接柱连接，所述PCB板内部且在平面线圈周围设置有中空的空气流道，所述空气流道内部相互连通，并且空气流道的首端和末端均与PCB板的外部连通。本申请具有改善继电器工作过程中，PCB板容易发热问题效果。

Description

一种多路继电器开关模块

技术领域

本申请涉及电气元件的领域，尤其是涉及一种多路继电器开关模块。

背景技术

目前继电器、是一种电控制器件，是当输入量，的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器，它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路)之间的互动关系，通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”，故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用，但是现有的继电器存在很多问题或缺陷。

现有的典型的继电器包括：极芯(pole core)，通过电流被磁化；电枢，通过极芯的磁力而操作；以及可动触点，通过电枢的操作而移动来与固定触点接触或隔开。当电枢通过极芯的磁化而附接到极芯时，可动触点连接到固定触点，并且当电枢通过极芯的磁化释放而与极芯隔开时，可动触点与固定触点分离。

继电器通常以在继电器的主体与印刷电路板(PCB)紧密接触的状态下多个端子联接到PCB的电路的方式安装。

目前，在自动控制领域，固态继电器由于可靠性高和环境适应性强，使其广泛应用于军工和重要工业控制领域。但是随着我国电子装备和信息系统的快速发展，电子装备的小型化、集成化、高密度组装已是必然趋势，在这种应用背景下，目前的通用固态继电器由于体积较大、输出组数少，无法满足使用要求，因此亟需与之配套的具有小体积、多组输出、耐大电流冲击的密封固态集成控制器，来满足应用要求。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有，现有的继电器在长时间使用过程中，极芯通电容易发热，长时间使用容易使PCB板的温度升高。

发明内容

为了改善继电器工作过程中，PCB板容易发热的问题，本申请提供一种多路继电器开关模块。

本申请提供的一种多路继电器开关模块，采用如下的技术方案：

一种多路继电器开关模块，包括安装电气元件的PCB板、设置在PCB板内部的多个平面线圈以及设置在PCB板下方的覆铜板，多个所述平面线圈沿PCB板的长度方向和宽的方向均匀分布，所述平面线圈呈螺旋形状，所述PCB板与覆铜板之间通过多根连接柱连接，所述PCB板内部且在平面线圈周围设置有中空的空气流道，所述空气流道内部相互连通，并且空气流道的首端和末端均与PCB板的外部连通。

通过采用上述技术方案，本申请在PCB板内部且平面线圈相邻两线圈之间设置的空气流道，并且空气流道内部与PCB板外部连通，能够将PCB板外部的气体引入到PCB板内部，提高空气流道内部的空气流动速度，在气体流动的过程中，带走PCB板上的热量，从而对平面线圈周围的PCB板进行散热，避免PCB板的温度升高。

可选的，所述空气流道呈螺旋形状，并且空气流道的螺旋方向与平面线圈的螺旋方向相同，空气流道位于平面线圈内相邻两线圈之间，并且空气流道与平面线圈之间相互嵌套。

通过采用上述技术方案，呈螺旋形状设置且与平面线圈螺旋方向同向设置的空气流道，提高了气体在PCB板内部流经的区域和面积，使气体能够流经PCB板上主要的发热源位置，直击发热源，避免温度从发热源的位置向外扩散，提高整体降温的效果。

可选的，所述空气流道呈螺旋形状，并且空气流道的螺旋方向与平面线圈的螺旋方向相同，空气流道位于平面线圈内相邻两线圈之间，并且空气流道与平面线圈之间相互嵌套，所述空气流道沿其螺旋方向呈蛇形分布。

通过采用上述技术方案，沿平面线圈螺旋方向蛇形分布的空气流道，大大增加了空气流道的长度，并且也增加了在PCB板上流经的面积，能够对PCB板上更多的区域进行降温，提高了对PCB板降温的区域，具有更好的降温效果。

可选的，所述空气流道呈螺旋形状，并且空气流道的螺旋方向与平面线圈的螺旋方向相同，空气流道与平面线圈之间相互嵌套，并且在空气流道的螺旋方向上均匀设置有开设在PCB板上的多个气体腔，气体腔位于平面线圈内相邻两线圈之间。

通过采用上述技术方案，在空气流道螺旋方向设置的气体腔，能够在气体腔内部积存一定量温度较底的气体，并且设置的气体腔能够对其附近的PCB板进行大范围的降温，提高对PCB板降温的速度，当气体腔内的温度升高后，在气体循环流动的作用下，气体腔内部的气体又重新更换新的冷气体。

可选的，所述PCB板与覆铜板之间设置有导风筒，所述导风筒上连通有多个进风管，所述进风管与每个空气流道的首端连通。

通过采用上述技术方案，通过设置的导风筒，能够将继电器模块外部的气体更快的引入到空气流道内，加快空气流道内气体的流动，提高对PCB板散热的速度。

可选的，所述导风筒为进风口直径大于出风口直径的锥形结构。

通过采用上述技术方案，呈锥形设置的导风筒能够避免风量直接从导风筒的出风口流出，从而使大部分风量通过进风管流入到空气流道内，加快空气流道内气体的流动。

可选的，所述PCB板与覆铜板之间填充有导热环氧树脂。

通过采用上述技术方案，设置的导热环氧树脂能够将PCB板的温度及时传递到覆铜板上，通过覆铜板进行快速的散热。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请在PCB板内部且平面线圈相邻两线圈之间设置的空气流道，并且空气流道内部与PCB板外部连通，能够将PCB板外部的气体引入到PCB板内部，提高空气流道内部的空气流动速度，在气体流动的过程中，带走PCB板上的热量，从而对平面线圈周围的PCB板进行散热，避免PCB板的温度升高；

2.沿平面线圈螺旋方向蛇形分布的空气流道，大大增加了空气流道的长度，并且也增加了在PCB板上流经的面积，能够对PCB板上更多的区域进行降温，提高了对PCB板降温的区域，具有更好的降温效果；

3.设置的气体腔能够积存一定量的冷气体，从而能够对其附近的PCB板进行大范围的降温，提高对PCB板降温的速度，当气体腔内的温度升高后，在气体循环流动的作用下，气体腔内部的气体又重新更换新的冷气体；

4.导风筒能够将继电器模块外部的气体更快的引入到空气流道内，加快空气流道内气体的流动，提高对PCB板散热的速度，并且呈锥形设置的导风筒，能够将大部分的冷气体通入到空气流道内，避免气体流量的丧失。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例体现实施例1空气流道的示意图；

图3是本申请实施例体现平面线圈的示意图；

图4是本申请实施例体现实施例2空气流道的示意图；

图5是本申请实施例体现实施例3空气流道的示意图。

附图标记说明：1、PCB板；2、覆铜板；3、平面线圈；4、空气流道；41、气体腔；5、进风口；6、出风口；7、导风筒；8、进风管；9、导热环氧树脂。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种多路继电器开关模块。

实施例1

参照图1，一种多路继电器开关模块包括PCB板1和设置在PCB板1下方的覆铜板2，PCB板1上设置有电气元件，PCB板1和覆铜板2均呈矩形，并且在PCB板1和覆铜板2之间设置有多个金属材质的连接柱，连接柱竖直设置，连接柱的上端与PCB板1焊接，连接柱的下端与覆铜板2焊接。

参照图1、图2和图3，在PCB板1内部设置有多个平面线圈3，多个平面线圈3沿PCB板1的长度方向和宽度方向等距阵列分布，本申请实施例中，平面线圈3的数量为8个，8个平面线圈3在PCB板1上呈两行四列分布，8个平面线圈3分别对应八组相互隔离设置的开关，并且每组开关分别对应4个连接柱，4个连接柱分为两个正负的控制引脚和两个正负的输出引脚，八组开关的32根引脚沿PCB板或者覆铜板的四个方向均匀分布，并且相邻两个引脚之间的距离为2.54mm；平面线圈3呈螺旋状，该多路继电器开关模块在工作过程中，平面线圈3会通过电流，长时间工作后，平面线圈3在PCB板1密封区域内会产生大量的热量，如果没有及时的散热，会融化PCB板1上其它电气元件的焊点，导致其它电气元件与PCB板1会出现接触不良的问题。

在PCB板1内部且位于平面线圈3的位置处设置有空气流道4，设置的空气流道4能够对工作过程中发热的平面线圈3进行散热，空气流道4为螺旋形状，空气流道4和平面线圈3之间相互嵌套，并且空气流道4的螺旋方向与平面线圈3的螺旋方向相同以及两者的螺旋圈数相同，空气流道4位于平面线圈3内相邻两线圈之间，空气流道4为在PCB板1内部开设的螺旋形腔体，从螺旋中心到外端为相互连通的结构；本实施例中，将空气流道4的中心位置定义为空气流道4的首端，空气流道4的外部定义为空气流道4的末端，在PCB板1上且位于空气流道4的首端设置有与PCB板1下表面连通的进风口5，在PCB板1上且位于空气流道4的末端设置有与PCB板1上表面连通的出风口6，从而使空气流道4内的气体进行循环流动，以至于能够对平面线圈3附近的PCB板1进行散热。

参照图1、图2和图3，在PCB板1与覆铜板2之间设置有一对导风筒7，两导风筒7沿PCB板1的长度方向设置，并且两导风筒7与两行平面线圈3相对应，在导风筒7上固定连接有多个竖直设置的进风管8，多个进风管8与空气流道4一一对应，进风管8的一端与导风筒7内部连通，进风管8的另外一端与PCB板1上且位于空气流道4首端处的进风口5连通，在工作时，导风筒7的一端与继电器开关模块应用位置处的散热风扇对准，散热风扇吹出的风能够流经导风筒7，然后从进风管8流入到空气流道4内，加快空气流道4内气体的流动，从而提高对PCB板1的降温速度。

进一步的，导风筒7呈锥形的筒状，并且导风筒7的进风口5直径大于导风筒7的出风口6直径，当同等的风量流入到导风筒7后，呈锥形设置的导风筒7能够避免风量直接从导风筒7的出风口6流出，从而使通入到导风筒7内的大部分风量通过进风管8流入到空气流道4内，加快空气流道4内气体的流动。

参照图1、图2和图3，在PCB板1与覆铜板2之间的空间填充有导热环氧树脂9，设置的导热环氧树脂9与PCB板1的下表面紧密贴合，并且与覆铜板2的上表面紧密贴合，当继电器开关模块超负荷工作后，设置的空气流道4不能将PCB板1快速进行降低的情况下，导热环氧树脂9能够将PCB板1的温度及时传递到覆铜板2上，通过覆铜板2进行快速的散热。

实施例1的实施原理为：继电器开关模块在工作过程中，导风筒7内部通入的温度较低的气体能够通过进风管8进入到螺旋形的空气流道4内，在从空气流道4内首端循环到空气流道4末端过程中，能够及时对平面线圈3周围的PCB板1进行散热降温，然后温度升高后的气体能够从空气流道4的出风口6排出。

实施例2

参照图4，本实施例与实施例1的不同之处在于，空气流道4位于平面线圈3相邻两线圈之间，并且空气流道4沿平面线圈3的螺旋方向蛇形分布，在PCB板1内部呈蛇形分布的空气流道4增加了空气流道4流经PCB板1内部的面积，并且呈蛇形分布的空气流道4更加靠近平面线圈3发热的位置，从而更好的对PCB板1进行降温。

实施例2的实施原理为：继电器开关模块在工作过程中，导风筒7内部通入的温度较低的气体能够通过进风管8进入到呈蛇形的螺旋形空气流道4内，在从空气流道4内首端循环到空气流道4末端过程中，能够及时对平面线圈3周围的PCB板1进行散热降温，然后温度升高后的气体能够从空气流道4的出风口6排出。

实施例3

参照图5，本实施例与实施例1的不同之处在于，空气流道4与平面线圈3之间相互嵌套，在空气流道4的螺旋形方向上且从首端到末端均匀设置有多个气体腔41，气体腔41开设在PCB板1内部，并且气体腔41呈弧形且横截面为矩形，气体腔41的两侧与平面线圈3更加贴近，当气体流入到气体腔41内部后，能够在气体腔41内部积存一定量温度较底的气体，气体在空气流道4内部流动的过程中，能够使气体在气体腔41内部进行循环，然后在通过空气流道4流入到下一个气体腔41内，设置的气体腔41能够对其附近的PCB板1进行大范围的降温，提高对PCB板1降温的速度。

实施例3的实施原理为：继电器开关模块在工作过程中，导风筒7内部通入的温度较低的气体能够通过进风管8进入到螺旋形的空气流道4内，在从空气流道4内首端循环到空气流道4末端过程中，能够依次将冷气体充满气体腔41内部，及时对平面线圈3周围的PCB板1进行散热降温，然后温度升高后的气体能够从空气流道4的出风口6排出。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种多路继电器开关模块，其特征在于：包括安装电气元件的PCB板(1)、设置在PCB板(1)内部的多个平面线圈(3)以及设置在PCB板(1)下方的覆铜板(2)，每个平面线圈(3)分别对应一个隔离开关，多个所述平面线圈(3)沿PCB板(1)的长度方向和宽度方向均匀分布，所述平面线圈(3)呈螺旋形状，所述PCB板(1)与覆铜板(2)之间通过多根连接柱连接，所述连接柱与隔离开关连接，所述PCB板(1)内部且在平面线圈(3)周围设置有中空的空气流道(4)，所述空气流道(4)内部相互连通，并且空气流道(4)的首端和末端均与PCB板(1)的外部连通；

其中，所述空气流道(4)呈螺旋形状，所述空气流道(4)与所述平面线圈(3)之间相互嵌套，并且所述空气流道(4)的螺旋方向与所述平面线圈(3)的螺旋方向相同以及两者的螺旋圈数相同，所述空气流道(4)位于所述平面线圈(3)内相邻两线圈之间，所述空气流道(4)为在所述PCB板(1)内部开设的螺旋形腔体，从螺旋中心到外端为相互连通的结构；将所述空气流道(4)的中心位置定义为所述空气流道(4)的首端，所述空气流道(4)的外部定义为所述空气流道(4)的末端，在所述PCB板(1)上且位于所述空气流道(4)的首端设置有与所述PCB板(1)下表面连通的进风口(5)，在所述PCB板(1)上且位于所述空气流道(4)的末端设置有与所述PCB板(1)上表面连通的出风口(6)；

其中，在所述PCB板(1)与覆铜板(2)之间设置有一对导风筒(7)，两导风筒(7)沿所述PCB板(1)的长度方向设置，并且所述两导风筒(7)与两行所述平面线圈(3)相对应，在所述导风筒(7)上固定连接有多个竖直设置的进风管(8)，多个所述进风管(8)与所述空气流道(4)一一对应，所述进风管(8)的一端与所述导风筒(7)内部连通，所述进风管(8)的另外一端与所述PCB板(1)上且位于所述空气流道(4)首端处的进风口(5)连通；

所述导风筒(7)呈锥形的筒状，并且所述导风筒(7)的进风口(5)直径大于所述导风筒(7)的出风口(6)直径；在所述PCB板(1)与所述覆铜板(2)之间的空间填充有导热环氧树脂(9)。

2.根据权利要求1所述的一种多路继电器开关模块，其特征在于：所述空气流道(4)沿其螺旋方向呈蛇形分布。

3.根据权利要求1所述的一种多路继电器开关模块，其特征在于：在所述空气流道(4)的螺旋方向上均匀设置有开设在所述PCB板(1)上的多个气体腔(41)，所述气体腔(41)位于所述平面线圈(3)内相邻两线圈之间。