專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
基于高頻變換技術(shù)的開(kāi)關(guān)電源由于具有體積小、重量輕及效率高等優(yōu)點(diǎn)得到了大 量應(yīng)用。在輸出為低電壓時(shí)，由于變換器高頻整流部分二極管的導(dǎo)通電壓降的影響，使此類(lèi) 電源的效率低于輸出電壓較高的開(kāi)關(guān)電源。為了降低整流二極管的損耗，提高裝置效率，同 步整流技術(shù)是目前廣泛采用的技術(shù)，即采用場(chǎng)效應(yīng)晶體管代替二極管完成整流功能。在低 電壓輸出的開(kāi)關(guān)電源中為減少場(chǎng)效應(yīng)晶體管的數(shù)量，降低器件的通態(tài)損耗，整流電路常采 用全波整流拓?fù)?，?chǎng)效應(yīng)晶體管采用共源極或共漏極接法，考慮到驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)的方便，目 前應(yīng)用中主要以共源極接法為主。目前的場(chǎng)效應(yīng)晶體管容量電流較小，當(dāng)開(kāi)關(guān)電源的輸出電流較低時(shí)，僅需要單只 場(chǎng)效應(yīng)晶體管或少量器件并聯(lián)即可滿足需要，同時(shí)器件的損耗較小，器件發(fā)熱及散熱問(wèn)題 也容易解決。但當(dāng)開(kāi)關(guān)電源的輸出電流進(jìn)一步增大時(shí)，所需并聯(lián)器件數(shù)量上升，器件的發(fā)熱 及散熱問(wèn)題也更加突出，同時(shí)由于目前的常用場(chǎng)效應(yīng)晶體管的封裝為印刷電路板引腳焊接 形式，在大電流條件下，變壓器與場(chǎng)效應(yīng)晶體管間的連接引線發(fā)熱也不可忽視。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前在大電流條件下開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)及連接方式存在的連接、散 熱困難和額外發(fā)熱等問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于銅底板的場(chǎng)效應(yīng)晶體管并聯(lián)結(jié)構(gòu)及場(chǎng)效 應(yīng)晶體管與高頻變壓器、散熱器連接方式，在采用共漏極接法的全波同步整流電路中，將多 只表面貼裝類(lèi)型封裝的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極與銅底板焊接，柵極和源極與印刷電路板焊 接，再與高頻變壓器輸出端子連接。同時(shí)，銅底板直接與散熱器連接，散熱器同時(shí)作為輸出 正母線。本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)容是一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)，包括銅底 板、表面貼裝類(lèi)封裝場(chǎng)效應(yīng)晶體管、印刷電路板，銅底板的一端設(shè)置有凹槽，印刷電路板安 裝于銅底板的凹槽中，印刷電路板上表面與銅底板高度相同，銅底板的另一端連接有場(chǎng)效 應(yīng)晶體管的漏極，場(chǎng)效應(yīng)晶體管的柵極與源極與印刷電路板連接，電路中采用的場(chǎng)效應(yīng)晶 體管數(shù)量根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，銅底板與散熱器連接在一起，散熱器同時(shí)作為輸出正母線，在 印刷電路板上安裝高頻變壓器，高頻變壓器輸出端子與場(chǎng)效應(yīng)晶體管源極連接，高頻變壓 器輸出端子與散熱器之間設(shè)置有絕緣粒子。上述用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)中， 銅底板、印刷電路板、高頻變壓器端子均采用多點(diǎn)連接的固定方式。采用本發(fā)明所提出的高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管直接與銅底 板焊接，銅底板直接與散熱器連接，使場(chǎng)效應(yīng)晶體管產(chǎn)生的熱量順利傳遞至散熱器，大大降 低了熱阻，從而降低器件的工作溫度，提高了性能。散熱器同時(shí)作為輸出正母線，其巨大的 導(dǎo)電截面積也降低了傳統(tǒng)母線的發(fā)熱。最后將高頻變壓器端子與印刷電路板、銅底板、散熱器壓接在一起，同時(shí)起固定和支撐作用，降低了變壓器與場(chǎng)效應(yīng)晶體管間的引線長(zhǎng)度，減小 了引線損耗。


圖Ia為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主視圖，圖Ib為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)左視圖；圖2a為本發(fā)明的一 個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)圖；圖2b實(shí)施例結(jié)構(gòu)左視圖。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1所示，包括銅底板1、表面貼裝類(lèi)封裝場(chǎng)效應(yīng)晶體管2、印刷電路板3，銅底 板1的一端設(shè)置有凹槽，印刷電路板3安裝于銅底板1的凹槽中，印刷電路板3上表面與銅 底板高度相同，銅底板1的另一端連接有場(chǎng)效應(yīng)晶體管2的漏極，場(chǎng)效應(yīng)晶體管2的柵極與 源極與印刷電路板3連接，電路中采用的場(chǎng)效應(yīng)晶體管數(shù)量根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，銅底板3與 散熱器5連接在一起，散熱器同時(shí)作為輸出正母線，在印刷電路板3上安裝高頻變壓器，高 頻變壓器輸出端子6與場(chǎng)效應(yīng)晶體管2源極連接，高頻變壓器輸出端子6與散熱器5之間 設(shè)置有絕緣粒子7。上述用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)中，銅底板1、印刷電路板3、 高頻變壓器端子6均采用多點(diǎn)連接的固定方式。參照?qǐng)D2，是本發(fā)明提出的同步整流電路結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，銅底板1采用表面平整厚 度3mm的銅板，下部銑出深度為Imm的凹槽，銅底板上下兩側(cè)設(shè)置安裝孔4和8，場(chǎng)效應(yīng)晶體 管2采用英飛凌公司的IPB011N04N G，印刷電路板3的厚度為1mm，在印刷電路板上同時(shí)制 作主電路及驅(qū)動(dòng)電路，并在下端設(shè)有安裝孔8。將印刷電路板放于銅底板的凹槽中，印刷電 路板上的安裝孔8與銅底板下部安裝孔對(duì)齊，將場(chǎng)效應(yīng)晶體管漏極焊接在銅底板上，柵極 和源極焊接在印刷電路板上的相應(yīng)位置。為進(jìn)一步增加電路的輸出電流，將兩塊上述結(jié)構(gòu)器件放置在散熱器5上，銅底板 場(chǎng)效應(yīng)晶體管側(cè)安裝孔4直接采用螺絲與散熱器5連接固定，印刷電路板側(cè)安裝孔8套絕 緣粒子7用螺絲將高頻變壓器端子6、印刷電路板3、銅底板1和散熱器5連接固定，實(shí)現(xiàn)高 頻變壓器端子6與場(chǎng)效應(yīng)晶體管2源極連接，實(shí)施例中散熱器同時(shí)作為電路的輸出正母線。實(shí)施例中的高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)用于輸出為1000A/12V的開(kāi)關(guān)電源 系統(tǒng)中，交流輸入電壓經(jīng)整流、濾波電路及IGBT逆變電路產(chǎn)生高頻交流電壓施加在高頻變 壓器原邊，高頻變壓器工作頻率20kHz，副邊額定電壓12V，額定電流1000A，在上述同步整 流電路結(jié)構(gòu)輸出側(cè)接LC濾波器后獲得平滑的直流輸出。經(jīng)測(cè)試，場(chǎng)效應(yīng)晶體管與散熱器間 熱阻為1.7°C /W，散熱效果良好，電路額定效率達(dá)92%，大大提高了裝置的效率。
權(quán)利要求
一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)，包括銅底板(1)、場(chǎng)效應(yīng)晶體管(2)、印刷電路板(3)，其特征在于銅底板(1)的一端設(shè)置有凹槽，印刷電路板(3)安裝于銅底板(1)的凹槽中，印刷電路板(3)上表面與銅底板高度相同，銅底板(1)的另一端設(shè)置有場(chǎng)效應(yīng)晶體管(2)，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(2)的漏極與銅底板(1)連接，場(chǎng)效應(yīng)晶體管(2)的柵極與源極與印刷電路板(3)連接，銅底板(1)與散熱器(5)連接在一起，散熱器同時(shí)作為輸出正母線，在印刷電路板(3)上安裝高頻變壓器，高頻變壓器輸出端子(6)與場(chǎng)效應(yīng)晶體管(2)源極連接，高頻變壓器輸出端子(6)與散熱器(5)之間貫穿設(shè)置有絕緣粒子(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，銅 底板(1)、印刷電路板(3)、高頻變壓器端子(6)均采用多點(diǎn)連接的固定方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)，其特征在于，場(chǎng) 效應(yīng)晶體管數(shù)量根據(jù)輸出電流的大小進(jìn)行調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源同步整流電路結(jié)構(gòu)。提出了一種基于銅底板的場(chǎng)效應(yīng)晶體管并聯(lián)結(jié)構(gòu)及場(chǎng)效應(yīng)晶體管與高頻變壓器、散熱器連接方式。在采用共漏極接法的全波同步整流電路中，將多只表面貼裝類(lèi)型封裝的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的漏極與銅底板焊接，柵極和源極與印刷電路板焊接，再與高頻變壓器輸出端子連接。在使用中將安裝了場(chǎng)效應(yīng)晶體管的銅底板與散熱器連接在一起，散熱器同時(shí)作為輸出正母線。最后將高頻變壓器端子與印刷電路板、銅底板、散熱器壓接在一起，同時(shí)起固定和支撐作用。
文檔編號(hào)H05K7/20GK101834544SQ20101015743
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者張維民, 裴云慶, 鄧明海 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)