適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排及同步整流裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排及同步整流裝置，該母線排包括兩塊導(dǎo)電基板和一塊電路板；PCB板的正反兩面分別設(shè)有正面覆銅層和反面覆銅層，正面覆銅層和反面覆銅層相互絕緣并且均位于覆銅區(qū)域內(nèi)，PCB板設(shè)有位于焊接區(qū)域的焊盤組，該焊盤組包括與正面覆銅層電連接的第一極性焊盤和與反面覆銅層電連接的第二極性焊盤，所有的導(dǎo)電基板和電路板交替層疊設(shè)置，兩塊導(dǎo)電基板分別與電路板的正面覆銅層和反面覆銅層緊密接觸以實(shí)現(xiàn)電連接；導(dǎo)電基板開有冷卻液流通孔，該冷卻液流通孔的進(jìn)、出水口設(shè)置在導(dǎo)電基板與電路板的非接觸面上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，散熱效率高，電流承載能力強(qiáng)，低電感，低阻抗，可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排及同步整流裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排，本發(fā)明還涉及一種應(yīng)用該母線排的同步整流裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在電力電子行業(yè)，低電壓、大電流成為主流趨勢，而在低電壓、大電流的輸出情況下，大的壓降會直接導(dǎo)致整流損耗的增大，也會使電源效率降低。同步整流是采用通態(tài)電阻極低的專用功率器件MOS管來代替整流二極管，大大減少了開關(guān)電源輸出端的整流損耗，從而提高電源效率，降低電源本身發(fā)熱，滿足低電壓、大電流開關(guān)電源高效率及小體積的需要。
[0003]層疊母線排用于完成電力電子產(chǎn)品中功率電路和器件的電氣連接，具有以下優(yōu)點(diǎn):低電感系數(shù)，低阻抗，增加分布電容，以更低的壓降實(shí)現(xiàn)高電流承載能力等。目前為止，未見層疊母線排在同步整流電源行業(yè)的應(yīng)用。
[0004]層疊母線排是一種多層復(fù)合結(jié)構(gòu)連接排，現(xiàn)有層疊母線排都是自冷方式，在大電流的同步整流情境下，自冷和風(fēng)冷都不能滿足大電流對散熱效率的高要求，因此在層疊母線排的基礎(chǔ)上增加水冷這一冷卻方式成為迫切需要解決的一個方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排以及應(yīng)用該水冷層疊母線排的同步整流裝置。
[0006]解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]—種適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排，其特征在于:所述的水冷層疊母線排包括兩塊導(dǎo)電基板和一塊電路板；所述電路板為劃分有覆銅區(qū)域和焊接區(qū)域的PCB板，所述PCB板的正反兩面分別設(shè)有正面覆銅層和反面覆銅層，該正面覆銅層和反面覆銅層相互絕緣并且均位于覆銅區(qū)域內(nèi)，并且PCB板設(shè)有位于焊接區(qū)域的焊盤組，該焊盤組包括與所述正面覆銅層電連接的第一極性焊盤和與所述反面覆銅層電連接的第二極性焊盤，所有的所述導(dǎo)電基板和電路板交替層疊設(shè)置并固定在一起，所述兩塊導(dǎo)電基板分別與電路板的正面覆銅層和反面覆銅層緊密接觸以實(shí)現(xiàn)電連接；所述導(dǎo)電基板開有冷卻液流通孔，該冷卻液流通孔的進(jìn)、出水口設(shè)置在導(dǎo)電基板與電路板的非接觸面上。
[0008]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的PCB板增設(shè)有一組或以上所述位于焊接區(qū)域的焊盤組，所述各組焊盤組沿覆銅區(qū)域與焊接區(qū)域的相交界線均勻布置。
[0009]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述的水冷層疊母線排增設(shè)有一對或以上板組，該板組包括一塊所述導(dǎo)電基板和一塊所述電路板；所有的所述導(dǎo)電基板和電路板交替層疊設(shè)置，并且相鄰兩塊電路板的疊放方向相反，使得任意一塊導(dǎo)電基板僅與電路板的正面覆銅層或者僅與電路板的反面覆銅層相接觸以實(shí)現(xiàn)電連接，各塊與電路板的正面覆銅層接觸的導(dǎo)電基板相互電連接，各塊與電路板的反面覆銅層接觸的導(dǎo)電基板相互電連接。
[0010]為了提高導(dǎo)電基板與電路板的覆銅層之間的電連接可靠性，作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述導(dǎo)電基板與電路板的接觸面涂設(shè)有導(dǎo)電材料。
[0011]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述導(dǎo)電基板和電路板均開設(shè)有位于接觸面區(qū)域內(nèi)的通孔，所述各塊層疊的導(dǎo)電基板和電路板由穿過通孔的螺釘固定在一起，并且所述螺釘與導(dǎo)電基板之間或者與電路板之間相絕緣。
[0012]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述的焊盤組上焊接有MOS管，其中，MOS管的源極與所述第一極性焊盤電連接、漏極與所屬第二極性焊盤電連接。
[0013]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述的電路板還設(shè)有位于焊接區(qū)域內(nèi)用于控制所述MOS管工作的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路的輸出端與MOS管的柵極電連接。
[0014]一種應(yīng)用上述水冷層疊母線排的同步整流裝置，其特征在于:所述的同步整流裝置包括水冷變壓器、兩個上述水冷層疊母線排以及同步整流裝置的輸出端正、負(fù)極；所述水冷變壓器的副邊線圈同名端與其中一個水冷層疊母線排與反面覆銅層接觸的導(dǎo)電基板電連接、異名端與另一個水冷層疊母線排與反面覆銅層接觸的導(dǎo)電基板電連接，所述兩個水冷層疊母線排與正面覆銅層接觸的導(dǎo)電基板相互電連接并連接到同步整流裝置的輸出端正極，所述水冷變壓器的副邊線圈中心抽頭連接到同步整流裝置的輸出端負(fù)極；
[0015]所述水冷層疊母線排的冷卻液流通孔的進(jìn)、出水口分別安裝有進(jìn)、出水嘴，其中一個水冷層疊母線排的進(jìn)水嘴連通外部冷卻液循環(huán)供給裝置的冷卻液輸出口、出水嘴連通所述水冷變壓器的冷卻液進(jìn)水口，另一個水冷層疊母線排的進(jìn)水嘴連通所述水冷變壓器的冷卻液出水口、出水嘴連通外部冷卻液循環(huán)供給裝置的冷卻液回收口。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]第一，本發(fā)明的水冷層疊母線排設(shè)置的焊盤組可以焊接元器件如MOS管的兩個端子，該兩個端子通過本水冷層疊母線排與兩個外部電路進(jìn)行電連接，而水冷層疊母線排的正反面覆銅層大大增加了導(dǎo)電截面，具有很強(qiáng)的電流承載能力，因此本水冷層疊母線排能夠適合于元器件如MOS管需要與外部電路進(jìn)行大電流傳輸?shù)膱龊希?br> [0018]并且，本發(fā)明的水冷層疊母線排在具有較大的散熱面積而利于自冷散熱的同時，在導(dǎo)電基板上還開設(shè)了冷卻液流通孔，通過冷卻水及時的帶走通過電路板和導(dǎo)電基板的電流在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的高熱量，充分滿足了水冷層疊母線排在大電流傳輸場合下對散熱的需要。
[0019]第二，本發(fā)明的水冷層疊母線排通過增設(shè)有一組或以上焊盤組，并將各組焊盤組沿覆銅區(qū)域與焊接區(qū)域的相交界線均勻布置，使得多個元器件如MOS管能夠通過本水冷層疊母線排進(jìn)行并聯(lián)，并且各個元器件的排布結(jié)構(gòu)合理緊湊，能夠充分利用水冷層疊母線排所提供的大電流通道。
[0020]第三，本發(fā)明的水冷層疊母線排通過增設(shè)有一對或以上板組，可以進(jìn)一步提高本水冷層疊母線排的電流承載能力。
[0021]第四，本發(fā)明的同步整流裝置通過采用水冷層疊母線排，大大提高了電流承載能力和散熱能力。
[0022]綜上所述，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，散熱效率高，電流承載能力強(qiáng)，低電感，低阻抗，可靠性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0024]圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的水冷層疊母線排中電路板的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的水冷層疊母線排中電路板的右視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的水冷層疊母線排的右視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步整流裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步整流裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同步整流裝置的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1至圖3所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排，包括三塊導(dǎo)電基板I和兩塊電路板2。
[0031]電路板2為劃分有覆銅區(qū)域201和焊接區(qū)域202的PCB板，PCB板的正反兩面分別設(shè)有正面覆銅層203和反面覆銅層204，該正面覆銅層203和反面覆銅層204相互絕緣并且均位于覆銅區(qū)域201內(nèi)，并且PCB板設(shè)有七組位于焊接區(qū)域202的焊盤組，該焊盤組包括與正面覆銅層203電連接的第一極性焊盤和與反面覆銅層204電連接的第二極性焊盤，各組焊盤組沿覆銅區(qū)域201與焊接區(qū)域202的相交界線均勻布置。
[0032]所有的導(dǎo)電基板I和電路板2交替層疊設(shè)置，并且相鄰兩塊電路板2的疊放方向相反，使得任意一塊導(dǎo)電基板I僅與電路板2的正面覆銅層203或者僅與電路板2的反面覆銅層204相接觸，并且導(dǎo)電基板I與電路板2的接觸面涂設(shè)有導(dǎo)電材料以實(shí)現(xiàn)可靠的電連接，各塊與電路板2的正面覆銅層203接觸的導(dǎo)電基板I相互電連接，各塊與電路板2的反面覆銅層204接觸的導(dǎo)電基板I相互電連接；導(dǎo)電基板I和電路板2均開設(shè)有位于接觸面區(qū)域內(nèi)的通孔b，各塊層疊的導(dǎo)電基板I和電路板2由穿過通孔b的螺釘3固定在一起，并且螺釘3與導(dǎo)電基板I之間或者與電路板2之間相絕緣。
[0033]導(dǎo)電基板I開有冷卻液流通孔a，該冷卻液流通孔a的進(jìn)、出水口設(shè)置在導(dǎo)電基板I與電路板2的非接觸面上，該冷卻液流通孔a的進(jìn)水口和出水口位置以及內(nèi)部流通路徑可根據(jù)散熱設(shè)計需要、進(jìn)水嘴和出水嘴的安裝位置設(shè)計需要進(jìn)行設(shè)置。
[0034]上述每一個焊盤組上均焊接有一個MOS管4，其中，MOS管4的源極與第一極性焊盤電連接、漏極與所屬第二極性焊盤電連接。電路板2還設(shè)有位于焊接區(qū)域202內(nèi)用于控制MOS管4工作的驅(qū)動電路，驅(qū)動電路的輸出端與MOS管4的柵極電連接。
[0035]如圖4至圖6所示，本發(fā)明應(yīng)用上述水冷層疊母線排的同步整流裝置，其特征在于:同步整流裝置包括水冷變壓器5、兩個權(quán)利要求6或7水冷層疊母線排以及同步整流裝置的輸出端正、負(fù)極；水冷變壓器5的副邊線圈同名端與其中一個水冷層疊母線排與反面覆銅層204接觸的導(dǎo)電基板I電連接，以使得副邊線圈同名端與設(shè)置在該水冷層疊母線排上的MOS管4漏極電連接，水冷變壓器5的副邊線圈異名端與另一個水冷層疊母線排與反面覆銅層204接觸的導(dǎo)電基板I電連接，以使得副邊線圈異名端與設(shè)置在該水冷層疊母線排上的MOS管4漏極電連接，兩個水冷層疊母線排與正面覆銅層203接觸的導(dǎo)電基板I相互電連接，使得設(shè)置在該兩個水冷層疊母線排上的MOS管4源極相互電連接并連接到同步整流裝置的輸出端正極6，水冷變壓器5的副邊線圈中心抽頭連接到同步整流裝置的輸出端負(fù)極；
[0036]水冷層疊母線排的冷卻液流通孔a的進(jìn)、出水口分別安裝有進(jìn)、出水嘴，其中一個水冷層疊母線排的進(jìn)水嘴連通外部冷卻液循環(huán)供給裝置的冷卻液輸出口、出水嘴連通水冷變壓器5的冷卻液進(jìn)水口，另一個水冷層疊母線排的進(jìn)水嘴連通水冷變壓器5的冷卻液出水口、出水嘴連通外部冷卻液循環(huán)供給裝置的冷卻液回收口。
[0037]本發(fā)明不局限與上述【具體實(shí)施方式】，根據(jù)上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識和慣用手段，在不脫離本發(fā)明上述基本技術(shù)思想前提下，本發(fā)明還可以做出其它多種形式的等效修改、替換或變更，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。例如，水冷層疊母線排僅設(shè)有兩塊導(dǎo)電基板I和一塊電路板2 ;又如，水冷層疊母線排增在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上增設(shè)一對或以上板組，該板組包括一塊導(dǎo)電基板I和一塊電路板2 ;所有的導(dǎo)電基板I和電路板2交替層疊設(shè)置，并且相鄰兩塊電路板2的疊放方向相反，使得任意一塊導(dǎo)電基板I僅與電路板2的正面覆銅層203或者僅與電路板2的反面覆銅層204相接觸以實(shí)現(xiàn)電連接，各塊與電路板2的正面覆銅層203接觸的導(dǎo)電基板I相互電連接，各塊與電路板2的反面覆銅層204接觸的導(dǎo)電基板I相互電連接；再如，PCB板設(shè)有一組或以上位于焊接區(qū)域202的焊盤組，各組焊盤組沿覆銅區(qū)域201與焊接區(qū)域202的相交界線均勻布置。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于大電流傳輸?shù)乃鋵盈B母線排，其特征在于:所述的水冷層疊母線排包括兩塊導(dǎo)電基板⑴和一塊電路板⑵；所述電路板⑵為劃分有覆銅區(qū)域(201)和焊接區(qū)域(202)的PCB板，所述PCB板的正反兩面分別設(shè)有正面覆銅層(203)和反面覆銅層(204)，該正面覆銅層(203)和反面覆銅層(204)相互絕緣并且均位于覆銅區(qū)域(201)內(nèi)，并且PCB板設(shè)有位于焊接區(qū)域(202)的焊盤組，該焊盤組包括與所述正面覆銅層(203)電連接的第一極性焊盤和與所述反面覆銅層(204)電連接的第二極性焊盤，所有的所述導(dǎo)電基板(I)和電路板(2)交替層疊設(shè)置并固定在一起，所述兩塊導(dǎo)電基板(I)分別與電路板(2)的正面覆銅層(203)和反面覆銅層(204)緊密接觸以實(shí)現(xiàn)電連接；所述導(dǎo)電基板⑴開有冷卻液流通孔(a)，該冷卻液流通孔(a)的進(jìn)、出水口設(shè)置在導(dǎo)電基板(I)與電路板(2)的非接觸面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷層疊母線排，其特征在于:所述的PCB板增設(shè)有一組或以上所述位于焊接區(qū)域(202)的焊盤組，所述各組焊盤組沿覆銅區(qū)域(201)與焊接區(qū)域(202)的相交界線均勻布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷層疊母線排，其特征在于:所述的水冷層疊母線排增設(shè)有一對或以上板組，該板組包括一塊所述導(dǎo)電基板(I)和一塊所述電路板(2);所有的所述導(dǎo)電基板⑴和電路板⑵交替層疊設(shè)置，并且相鄰兩塊電路板⑵的疊放方向相反，使得任意一塊導(dǎo)電基板(I)僅與電路板(2)的正面覆銅層(203)或者僅與電路板(2)的反面覆銅層(204)相接觸以實(shí)現(xiàn)電連接，各塊與電路板(2)的正面覆銅層(203)接觸的導(dǎo)電基板(1)相互電連接，各塊與電路板⑵的反面覆銅層(204)接觸的導(dǎo)電基板⑴相互電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷層疊母線排，其特征在于:所述導(dǎo)電基板(I)與電路板(2)的接觸面涂設(shè)有導(dǎo)電材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷層疊母線排，其特征在于:所述導(dǎo)電基板(I)和電路板(2)均開設(shè)有位于接觸面區(qū)域內(nèi)的通孔(b)，所述各塊層疊的導(dǎo)電基板⑴和電路板(2)由穿過通孔(b)的螺釘(3)固定在一起，并且所述螺釘(3)與導(dǎo)電基板(I)之間或者與電路板⑵之間相絕緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項所述的水冷層疊母線排，其特征在于:所述的焊盤組上焊接有MOS管(4)，其中，MOS管(4)的源極與所述第一極性焊盤電連接、漏極與所屬第二極性焊盤電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水冷層疊母線排，其特征在于:所述的電路板(2)還設(shè)有位于焊接區(qū)域(202)內(nèi)用于控制所述MOS管(4)工作的驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路的輸出端與MOS管(4)的柵極電連接。
8.—種應(yīng)用權(quán)利要求6或7所述水冷層疊母線排的同步整流裝置，其特征在于:所述的同步整流裝置包括水冷變壓器(5)、兩個權(quán)利要求6或7所述的水冷層疊母線排以及同步整流裝置的輸出端正、負(fù)極；所述水冷變壓器(5)的副邊線圈同名端與其中一個水冷層疊母線排與反面覆銅層(204)接觸的導(dǎo)電基板(I)電連接、異名端與另一個水冷層疊母線排與反面覆銅層(204)接觸的導(dǎo)電基板(I)電連接，所述兩個水冷層疊母線排與正面覆銅層(203)接觸的導(dǎo)電基板(I)相互電連接并連接到同步整流裝置的輸出端正極￠)，所述水冷變壓器(5)的副邊線圈中心抽頭連接到同步整流裝置的輸出端負(fù)極； 所述水冷層疊母線排的冷卻液流通孔(a)的進(jìn)、出水口分別安裝有進(jìn)、出水嘴，其中一個水冷層疊母線排的進(jìn)水嘴連通外部冷卻液循環(huán)供給裝置的冷卻液輸出口、出水嘴連通所述水冷變壓器(5)的冷卻液進(jìn)水口，另一個水冷層疊母線排的進(jìn)水嘴連通所述水冷變壓器(5)的冷卻液出水口、出水嘴連通外部冷卻液循環(huán)供給裝置的冷卻液回收口。
【文檔編號】H02M7/217GK104467458SQ201410654781
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】張興旺, 王曉玲, 劉柱龍, 賴前程 申請人:廣州擎天實(shí)業(yè)有限公司