[發明專利]散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器

無效

• 申請號: 201010624151.6
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102159056A
• 公開（公告）日: 2011-08-17
• 發明（設計）人: 張靖嫻;郝長嶺;唐侃;羅輝
• 申請（專利權）人: 航天時代電子技術股份有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H05K5/04;H05K7/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及一種大功率直流固態功率控制器，特別是一種散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器。

背景技術

目前，在有密封指標要求的電子設備中，當由發熱器件產生的熱充滿密封的腔體內時，腔體內形成高溫，產生使內部的其它電子元件的性能降低，或破損等問題，影響設備的正常使用。特別是對于功率較大的設備，這個散熱的問題更加重要。

因此，目前為了散熱，多采用的方法是在設備使用時，外部安裝具有多個散熱片的散熱器，通過散熱器擴大散熱面積，提高發熱元件的散熱效果。但是，額外安裝的散熱器往往體積大，占用很大空間，使設備使用起來很麻煩。且散熱器適用于多路輸出的功率控制器，單路輸出的功率控制器的優勢即是體積小，功率密度高，額外安裝大體積的散熱器配合使用顯然并不合理。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器，該控制器的結構設計提高了散熱效果，實現了良好的密封性和抗電磁干擾特性，并以小體積實現了高功率密度。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器，由外殼、底板組件和置于外殼與底板組件組成的空腔內部的功率控制器組件組成，其中外殼的側壁設置有散熱筋，底板組件包括底板和設置在底板上的控制引出桿和可伐套，內部的功率控制器組件包括陶瓷覆銅板、發熱元件、水平導流條、長導流條、短導流條、電路板和輸出引出桿，其中發熱元件焊接在陶瓷覆銅板上，水平導流條水平放置在發熱元件上，并與發熱部件形成電氣連接，水平導流條為一端向上折彎的平面結構；長導流條為兩端折彎的平面結構，且一端折彎焊接在陶瓷覆銅板上，另一端折彎與輸出引出桿連接；短導流條包括兩個分支，分別為分流支路與非采集支路，兩個支路兩端則合二為一，其中短導流條的分流支路一端與水平導流條向上折彎的一端連接，且短導流條也與輸出引出桿連接；輸出引出桿穿過設置在底板上的可伐套，伸出外殼與底板組件組成的空腔；此外電路板分別與發熱部件、水平導流條、長導流條和短導流條之間形成電氣連接。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，可伐套內部為空腔結構，且空腔由上大下小的杯形空腔與階梯孔依次相接組成，其中杯形空腔用于焊接時注入焊接液，階梯孔中的小孔用于容納輸出引出桿的細桿部分，階梯孔中的大孔用于容納輸出引出桿的粗桿部分，從而避免焊接液流入外殼與底板組件組成的空腔內部。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，水平導流條的平面結構為H形。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，陶瓷覆銅板的上下兩個表面均為覆銅層，上下兩個表面之間為陶瓷絕緣層。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，可伐套和控制引出桿通過玻璃燒結與底板形成底板組件，玻璃燒結形成的玻璃絕緣子保證了空腔內部的功率控制器組件的電氣通路與外殼的絕緣。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，電路板與水平導流條均通過發熱部件的管腳與發熱部件形成電氣連接，且電路板水平設置在發熱部件的上部，與水平導流條向上折彎的一端在同一平面，且與長導流條和短導流條之間形成連接。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，底板組件與外殼之間通過在底板四周掛錫實現直流固態功率控制器的密封。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，可伐套與輸出引出桿之間，發熱元件及各導流條與陶瓷覆銅板之間，發熱元件與水平導流條之間，各導流條之間，各導流條與輸出引出桿之間均采用錫焊的連接形式。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，外殼側壁設置的散熱筋為三角形散熱筋。

在上述散熱一體化結構的大功率直流固態功率控制器中，外殼的材料為鋁。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)本發明功率控制器外殼采用的鋁的材料輕、且熱傳導率高，散熱效果和重量要求可以同時滿足，并且鋁合金材料易于鑄造，降低了外殼的工藝加工難度；

(2)本發明功率控制器的外殼帶散熱筋，增強了散熱能力，實現設備自身散熱和提高功率密度，實現單路輸出大功率直流功率控制器的高效率使用；

(3)本發明功率控制器的陶瓷覆銅板結構同時實現電氣的連接和散熱通道的連接，在安裝過程中，通過夾具固定，把雙面的陶瓷覆銅板、各元器件、外殼和長導流條同步錫焊，保證了焊接的一致性和焊接成品的低導通電阻；