一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法，屬于電子裝聯(lián)【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明的方法在印制電路板正反面進(jìn)行刷漆處理，之后按照印制電路板、絕緣膜堆疊的方式將印制電路板填滿鐵氧體磁芯的窗口，既保證了整個(gè)變壓器的絕緣指標(biāo)，也能滿足真空條件下散熱的需要；本發(fā)明的方法采用多層PCB板疊加、繞組集成及電氣連接部分通孔焊接的方式，使變壓器高度集成、功率密度增大、制作工藝標(biāo)準(zhǔn)化。另外通過PCB板疊加前正反面刷涂絕緣漆及PCB板間和PCB板與磁芯間加入絕緣膜保證絕緣耐壓性能、磁芯窗口完全填充且內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全緊密接觸保證工作狀態(tài)良好的散熱通道等裝聯(lián)方法滿足宇航電源使用要求。
【專利說明】一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法，大功率是指功率在50W以上，尤其涉及宇航用電子單機(jī)直流直流變換器中大功率平面變壓器的高可靠裝聯(lián)辦法，屬于電子裝聯(lián)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著航天技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星和航天飛行器的供配電系統(tǒng)發(fā)生了很大的變化，由傳統(tǒng)的機(jī)箱集中供電方式逐步向分散的模塊電源供電方式過渡，模塊電源己經(jīng)在衛(wèi)星和航天飛行器電源中得到了非常廣泛的應(yīng)用。模塊電源的特點(diǎn)是體積小、功率大，因此研制衛(wèi)星和空間飛行器用模塊電源需要優(yōu)化電路設(shè)計(jì)，提高開關(guān)頻率，減小模塊電源的功率變壓器的體積和重量。特別對于中功率和大功率模塊電源顯得更為重要，需要使用一種小體積、高效率、大功率的薄形功率變壓器，平面變壓器正好滿足了這一要求。
[0003]平面變壓器是一種呈低高度扁平狀或超薄形的變壓器，采用小尺寸的EI形、EE形鐵氧體磁芯，通常由高頻功率鐵氧體材料制成，在高頻下磁芯損耗較低；其繞組一般由折疊式銅箔、印制電路板上的印制銅線或直接沉積于磁性薄膜上的銅線條構(gòu)成，高度遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的變壓器。平面變壓器也可以直接與印制電路板的電路板集成為一體，印制板中間被挖空用于安裝磁芯，各印制板之間由絕緣材料絕緣，磁芯直接將印制板夾在中間，然后通過膠或金屬夾固定。
[0004]由于宇航產(chǎn)品發(fā)射、在軌的特殊環(huán)境，常規(guī)磁環(huán)繞制漆包線的變壓器及民品平面變壓器無法有效保證其在宇航正常工作環(huán)境下的散熱、絕緣等性能要求，進(jìn)而影響整個(gè)衛(wèi)星電源的可靠性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法，滿足宇航電源產(chǎn)品嚴(yán)苛工作環(huán)境要求。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]本發(fā)明的一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法，大功率平面變壓器包括:上下兩部分磁芯即上磁芯和下磁芯組成的鐵氧體磁芯、印制電路板和多層絕緣膜；鐵氧體磁芯結(jié)構(gòu)為平面E形(包括EI配對和EE配對兩種形式)，即鐵氧體磁芯上有兩個(gè)窗口 ；印制電路板為單層或多層印制板，印制電路板采用FR4基材制作，印制電路板內(nèi)導(dǎo)電層使用銅箔作為變壓器繞組，印制電路板上有電氣連接孔；絕緣膜采用聚酰亞胺材料制作；印制電路板與絕緣膜的中央位置處均有與鐵氧體磁芯相匹配的窗口。
[0008]步驟為:
[0009]I)在印制電路板的正面印制導(dǎo)線處和反面印制導(dǎo)線處均刷涂聚氨脂清漆絕緣漆，并室溫固化；
[0010]2)在鐵氧體磁芯中的上磁芯上覆蓋一層絕緣膜A，將步驟I)中刷涂了聚氨脂清漆絕緣漆的印制電路板放置在絕緣膜A上；
[0011]3)在步驟2)中得到的印制電路板上覆蓋一層絕緣膜B，然后在絕緣膜B上放置另一塊印制電路板，然后在印制電路板上放置絕緣膜C，最后在絕緣膜C上放置下磁芯。
[0012]根據(jù)需要可放置多塊印制電路板；
[0013]印制電路板和絕緣膜在上磁芯和下磁芯之間為緊密壓實(shí)狀態(tài)；
[0014]4)將步驟3)得到的印制電路板間上下對應(yīng)的電氣連接孔用導(dǎo)線進(jìn)行焊接，并引出；
[0015]5)將上磁芯的上表面和下磁芯的下表面用環(huán)氧膠進(jìn)行粘結(jié)。
[0016]有益效果
[0017]本發(fā)明的方法在印制電路板正反面進(jìn)行刷漆處理，之后按照印制電路板、絕緣膜堆疊的方式將印制電路板填滿鐵氧體磁芯的窗口，既保證了整個(gè)變壓器的絕緣指標(biāo)，也能滿足真空條件下散熱的需要；本發(fā)明的方法采用多層PCB板疊加、繞組集成及電氣連接部分通孔焊接的方式，使變壓器高度集成、功率密度增大、制作工藝標(biāo)準(zhǔn)化。另外通過PCB板疊加前正反面刷涂絕緣漆及PCB板間和PCB板與磁芯間加入絕緣膜保證絕緣耐壓性能、磁芯窗口完全填充且內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全緊密接觸保證工作狀態(tài)良好的散熱通道等裝聯(lián)方法滿足宇航電源使用要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為上磁芯的立體圖；
[0019]圖2為上磁芯的側(cè)視及俯視圖；
[0020]圖3為印制電路板平面圖；
[0021]圖4為絕緣膜平面圖；
[0022]圖5為組裝后的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0024]實(shí)施例
[0025]如圖1-圖5所示，大功率平面變壓器包括上下兩部分磁芯即上磁芯5和下磁芯6組成的鐵氧體磁芯、印制電路板7和多層絕緣膜8 ;鐵氧體磁芯結(jié)構(gòu)為平面E形，為EI配對形式，鐵氧體磁芯上有兩個(gè)窗口 Al，兩個(gè)窗口 Al之間形成凸臺(tái)2 ;印制電路板7為多層印制板，印制電路板7采用FR4基材制作，印制電路板7內(nèi)導(dǎo)電層使用銅箔作為變壓器繞組，印制電路板7上有電氣連接孔4 ;絕緣膜8采用聚酰亞胺材料制作；印制電路板7與絕緣膜8的中央位置處均有窗口 B3，窗口 B3與鐵氧體磁芯上的凸臺(tái)2相匹配。
[0026]一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法，步驟為:
[0027]I)檢查印制板、絕緣膜和上磁芯表面、下磁芯表面無缺損，用酒精清洗印制電路板板、絕緣膜及上磁芯表面、下磁芯表面確保表面無多余物；
[0028]在印制電路板的正面印制導(dǎo)線處和反面印制導(dǎo)線處均刷涂聚氨脂清漆絕緣漆，且禁止將聚氨脂清漆絕緣漆流到電氣連接孔上，然后室溫固化；
[0029]2)在鐵氧體磁芯中的上磁芯上覆蓋一層絕緣膜A，將步驟I)中刷涂了聚氨脂清漆絕緣漆的印制電路板放置在絕緣膜A上；
[0030]3)在步驟2)中得到的印制電路板上覆蓋一層絕緣膜B，然后在絕緣膜B上放置另一塊印制電路板，然后在印制電路板上放置絕緣膜C，印制電路板和絕緣膜交替放置，共放置6塊印制電路板和絕緣膜，最后在絕緣膜上放置下磁芯。印制電路板和絕緣膜在上磁芯和下磁芯之間為緊密壓實(shí)狀態(tài)；
[0031]4)將步驟3)得到的印制電路板間上下對應(yīng)的電氣連接孔用導(dǎo)線進(jìn)行焊接，并引出；
[0032]5)將上磁芯的上表面和下磁芯的下表面用環(huán)氧膠進(jìn)行粘結(jié)。
[0033]絕緣膜的厚度不應(yīng)小于0.1mm ；
[0034]印制電路板疊放順序根據(jù)印制電路板電氣連接孔的連接關(guān)系確定。
[0035]通過上述方法聯(lián)裝后的變壓器，其內(nèi)部高度集成、功率密度大、制作工藝標(biāo)準(zhǔn)化。既保證了絕緣耐壓性能、也能滿足真空條件下熱量的傳導(dǎo)，適合宇航大功率電源的使用需求。
[0036]通過上述方法聯(lián)裝后的變壓器用ZC42A-2型絕緣電阻表進(jìn)行了絕緣電阻測試，在500V檔位下、絕緣電阻大于500ΜΩ，表明該變壓器的絕緣性能高；
[0037]用CS2672C型耐壓測試儀進(jìn)行了耐壓測試，在500V電壓值下、通電60秒，漏電流小于0.5mA,表明該變壓器的耐壓性能高；
[0038]用熱電偶(MF501-4100⑷-5ΚΩ ±0.3°C )對大功率平面變壓器進(jìn)行溫度監(jiān)測，其真空條件下正常工作時(shí)的溫升為10°c，表明該變壓器真空條件下的散熱效果好。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法，該大功率平面變壓器包括上磁芯和下磁芯組成的鐵氧體磁芯、印制電路板和多層絕緣膜；鐵氧體磁芯結(jié)構(gòu)為平面E形，印制電路板為單層或多層印制板，印制電路板采用FR4基材制作，印制電路板內(nèi)導(dǎo)電層使用銅箔作為變壓器繞組，印制電路板上有電氣連接孔；絕緣膜采用聚酰亞胺材料制作；印制電路板與絕緣膜的中央位置處均有與鐵氧體磁芯相匹配的窗口； 其特征在于該方法的步驟為: 1)在印制電路板的正面印制導(dǎo)線處和反面印制導(dǎo)線處均刷涂聚氨脂清漆絕緣漆，并室溫固化； 2)在鐵氧體磁芯中的上磁芯上覆蓋一層絕緣膜，將步驟I)中刷涂了聚氨脂清漆絕緣漆的印制電路板放置在絕緣膜上； 3)在步驟2)中得到的印制電路板上覆蓋一層絕緣膜，然后在絕緣膜上放置另一塊印制電路板，印制電路板和絕緣膜交替放置，最后在絕緣膜上放置下磁芯； 4)將步驟3)得到的印制電路板間上下對應(yīng)的電氣連接孔用導(dǎo)線進(jìn)行焊接，并引出； 5)將上磁芯的上表面和下磁芯的下表面用環(huán)氧膠進(jìn)行粘結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大功率平面變壓器的裝聯(lián)方法，其特征在于:絕緣膜的厚度不小于0.1mm。
【文檔編號】H01F41/00GK104200980SQ201410413161
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】任憑, 高戰(zhàn)地, 王寧寧, 楊猛, 陳雅容, 張彬彬 申請人:北京衛(wèi)星制造廠