專利名稱：一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大功率電源模塊，特別是一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊。
背景技術(shù)：
高功率密度、高可靠性是模塊電源的發(fā)展方向，美國VICOR公司研制和生產(chǎn)的電源模塊效率高，體積小，重量輕，目前在航天、汽車、通訊領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。VICOR電源模塊包括AC/DC整流模塊單元、DC/DC直流模塊單元、濾波電路單元。VICOR電源模塊主要集中在500W以下的中小功率范圍，對于中大功率用電要求，只能采用多個模塊并聯(lián)均流的工作方式，因此還需要增加并聯(lián)均流電路單元。AC/DC整流模塊單元將單相交流電經(jīng)整流變換為高壓直流電，DC/DC直流模塊單元將高壓直流電變換為穩(wěn)定的輸出電壓。并聯(lián)均流電路單元對每個模塊進(jìn)行均流控制，使每個模塊輸出電流大小盡量保持一致。多電源模塊并聯(lián)方式在增加并聯(lián)均流電路單元的同時，整機(jī)可靠性有所降低。而且出于減小電源模塊體積的考慮，AC/DC整流模塊單元、DC/DC直流模塊單元內(nèi)元器件采用硅集成技術(shù)，但一旦電源模塊出現(xiàn)故障，無法對具體某個元件進(jìn)行定位更換，只能采取模塊整體更換措施，維修性較差。而國內(nèi)此類電源模塊功率器件多采用塑封封裝形式，可靠性和環(huán)境適應(yīng)性不好，磁性元件體積較大、抗振動能力較弱。無法滿足軍用電源模塊要求的大電流、高可靠性的性能指標(biāo)。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊，解決電源模塊輸出功率小、可靠性低、維修性差的問題。一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊，包括功率變換輸入電路板、功率變換輸出電路板、控制電路板、主功率變換變壓器、輸入濾波電感、輸出濾波電感、散熱器、風(fēng)扇、導(dǎo)熱絕緣墊、跨接銅條、螺紋支撐a、螺紋支撐b。散熱器上覆蓋一層導(dǎo)熱絕緣墊，功率變換輸入電路板背面有晶體管，功率變換輸出電路板背面有二極管，晶體管、二極管引腳向上折彎90°后分別與功率變換輸入電路板、 功率變換輸出電路板焊接。晶體管、二極管、主功率變換變壓器、輸入濾波電感、輸出濾波電感與散熱器表面螺釘緊固，散熱器與螺紋支撐a螺紋連接，功率變換輸入電路板、功率變換輸出電路板分別與螺紋支撐a螺釘緊固?？刂齐娐钒逯糜诠β首儞Q輸入電路板、功率變換輸出電路板上部，且分別與螺紋支撐b螺釘連接。主功率變換變壓器原邊、主功率變換變壓器副邊分別焊接于功率變換輸入電路板、功率變換輸出電路板兩端。風(fēng)扇安裝在散熱器上， 輸入濾波電感焊接在功率變換輸入電路板上，輸出濾波電感、跨接銅條焊接在功率變換輸出電路板上。電源模塊通過輸入濾波電感、功率變換輸入電路板、功率變換輸出電路板、主功率變換變壓器，將三相交流電整流逆變變換為高頻方波電壓，經(jīng)輸出濾波電感平滑濾波后輸出穩(wěn)定的直流電壓?？刂齐娐钒鍨殡娫茨K提供驅(qū)動、保護(hù)、控制信號。晶體管、二極管選用金屬殼封裝形式，保證良好絕緣性能和可靠性。風(fēng)扇通過散熱器形成的風(fēng)道對功率器件主功率變換變壓器進(jìn)行風(fēng)冷散熱。主功率變換變壓器采用平面磁芯形式，繞組由螺旋狀層疊放置的銅皮構(gòu)成。并在外部用金屬殼對變壓器、電感的磁芯進(jìn)行加固保護(hù)。在功率變換輸出電路板上增加鍍鎳跨接銅條，增強(qiáng)電源模塊過大電流的能力，并對需要過大電流的印制導(dǎo)線采取增大銅箔厚度和搪錫工藝。本實用新型提出一種緊湊結(jié)構(gòu)形式的大功率電源模塊，在滿足大電流、低紋波性能指標(biāo)的同時，還具有很好使用環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。

圖1 一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊俯視示意圖圖2 —種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊側(cè)視示意圖1.功率變換輸入電路板 2.功率變換輸出電路板率變換變壓器5.輸入濾波電感 6.輸入濾波電感 7.散熱器 10.跨接銅條 11.螺紋支撐a 12.螺紋支撐b。
具體實施方式
一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊，包括功率變換輸入電路板1、功率變換輸出電路板2、控制電路板3、主功率變換變壓器4、輸入濾波電感5、輸出濾波電感6、散熱器7、 風(fēng)扇8、導(dǎo)熱絕緣墊9、跨接銅條10、螺紋支撐all和螺紋支撐bl2。散熱器7上覆蓋一層導(dǎo)熱絕緣墊9，功率變換輸入電路板1背面有晶體管，功率變換輸出電路板2背面有二極管，晶體管、二極管引腳向上折彎90°后分別與功率變換輸入電路板1、功率變換輸出電路板2焊接。晶體管、二極管、主功率變換變壓器4、輸入濾波電感5、輸出濾波電感6與散熱器7表面螺釘緊固，散熱器7與螺紋支撐all螺紋連接，功率變換輸入電路板1、功率變換輸出電路板2分別與螺紋支撐all螺釘緊固?？刂齐娐钒?置于功率變換輸入電路板1、功率變換輸出電路板2上部，且分別與螺紋支撐bl2螺釘連接。主功率變換變壓器4原邊、主功率變換變壓器4副邊分別焊接于功率變換輸入電路板1、功率變換輸出電路板2兩端。風(fēng)扇8安裝在散熱器7上，輸入濾波電感5焊接在功率變換輸入電路板1上，輸出濾波電感6、跨接銅條10焊接在功率變換輸出電路板2上。電源模塊通過輸入濾波電感5、功率變換輸入電路板1、功率變換輸出電路板2、主功率變換變壓器4，將三相交流電整流逆變變換為高頻方波電壓，經(jīng)輸出濾波電感平滑濾波后輸出穩(wěn)定的直流電壓。控制電路板3為電源模塊提供驅(qū)動、保護(hù)、控制信號。晶體管、二極管選用金屬殼封裝形式，保證良好絕緣性能和可靠性。風(fēng)扇8通過散熱器7形成的風(fēng)道對晶體管、二極管、主功率變換變壓器4進(jìn)行風(fēng)冷散熱。主功率變換變壓器4采用平面磁芯形式，繞組由螺旋狀層疊放置的銅皮構(gòu)成。并在外部用金屬殼對變壓器、電感的磁芯進(jìn)行加固保護(hù)，在功率變換輸出電路板2上增加鍍鎳跨接銅條10，增強(qiáng)電源模塊過大電流的能力， 并對需要過大電流的印制導(dǎo)線采取增大銅箔厚度和搪錫工藝。
3.控制電路板 4.主功 8.風(fēng)扇 9.導(dǎo)熱絕緣墊
權(quán)利要求1. 一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊，其特征在于包括功率變換輸入電路板(1)、功率變換輸出電路板(2)、控制電路板(3)、主功率變換變壓器(4)、輸入濾波電感(5)、輸出濾波電感(6)、散熱器(7)、風(fēng)扇(8)、導(dǎo)熱絕緣墊(9)、跨接銅條(10)、螺紋支撐a (11)和螺紋支撐b (12)；散熱器(7)上覆蓋一層導(dǎo)熱絕緣墊(9)，功率變換輸入電路板(1)背面有晶體管，功率變換輸出電路板(2)背面有二極管，晶體管、二極管引腳向上折彎90°后分別與功率變換輸入電路板(1)、功率變換輸出電路板(2)焊接；晶體管、二極管、主功率變換變壓器(4)、輸入濾波電感(5)、輸出濾波電感(6)與散熱器(7)表面螺釘緊固，散熱器(7)與螺紋支撐a (11)螺紋連接，功率變換輸入電路板(1)、功率變換輸出電路板(2 )分別與螺紋支撐a (11) 螺釘緊固；控制電路板(3)置于功率變換輸入電路板(1)、功率變換輸出電路板(2)上部，且分別與螺紋支撐b (12)螺釘連接；主功率變換變壓器(4)原邊、主功率變換變壓器(4)副邊分別焊接于功率變換輸入電路板(1)、功率變換輸出電路板(2)兩端；風(fēng)扇(8)安裝在散熱器(7)上，輸入濾波電感(5)焊接在功率變換輸入電路板(1)上，輸出濾波電感(6)、跨接銅條(10)焊接在功率變換輸出電路板(2)上；電源模塊通過輸入濾波電感(5)、功率變換輸入電路板(1)、功率變換輸出電路板(2)、 主功率變換變壓器(4)，將三相交流電整流逆變變換為高頻方波電壓，經(jīng)輸出濾波電感(6) 平滑濾波后輸出穩(wěn)定的直流電壓；控制電路板(3)為電源模塊提供驅(qū)動、保護(hù)、控制信號； 晶體管、二極管選用金屬殼封裝形式，保證良好絕緣性能和可靠性；風(fēng)扇(8)通過散熱器 (7)形成的風(fēng)道對晶體管、二極管、主功率變換變壓器(4)進(jìn)行風(fēng)冷散熱；主功率變換變壓器(4)采用平面磁芯形式，繞組采用銅皮螺旋狀層疊放置結(jié)構(gòu)；并在外部采用金屬殼對變壓器、電感的磁芯進(jìn)行加固保護(hù)，在功率變換輸出電路板(2)上增加的跨接銅條(10)，增強(qiáng)電源模塊過大電流的能力，并對需要過大電流的印制導(dǎo)線采取增大銅箔厚度和搪錫工藝。
專利摘要本實用新型公開了一種緊湊結(jié)構(gòu)形式大功率電源模塊，包括功率變換輸入電路板(1)、功率變換輸出電路板(2)、控制電路板(3)、主功率變換變壓器(4)、輸入濾波電感(5)、輸出濾波電感(6)、散熱器、風(fēng)扇(8)、導(dǎo)熱絕緣墊、跨接銅條(10)、螺紋支撐a和螺紋支撐b。電源模塊的發(fā)熱器件緊貼導(dǎo)熱絕緣墊安裝，控制電路板(3)置于電源模塊上部，主功率變換變壓器(4)采用平面變壓器方式，功率變換輸出電路板(2)上增加鍍鎳跨接銅條(10),對需要過大電流的印制導(dǎo)線采取特殊銅箔厚度和搪錫工藝。在滿足大電流、低紋波性能指標(biāo)的同時，具有很好使用環(huán)境適應(yīng)性和可靠性。
文檔編號H05K7/20GK202197225SQ20112031627
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月28日
發(fā)明者何曉宇, 孟祥適, 徐雪峰 申請人:北京機(jī)械設(shè)備研究所