[實用新型]一種模塊電源結構

有效

• 申請號: 201720550900.2
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN207151043U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 李紹兵
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種模塊電源結構，特別涉及具有很好導熱性能的高功率密度模塊電源結構。

背景技術

隨著各種通信技術、工業控制技術的發展，設備內部的器件集成技術也同步發展，對開關電源的體積要求也越來越小，因此高功率密度的模塊電源成為后續電源業發展的主要方向。高功率密度電源的設計主要方向是減小模塊電源的體積和提高模塊電源的功率，但是這兩個方向的改變都會帶來發熱量的增加，如果電源的發熱無法傳遞出去，導致器件溫度超過器件最高溫度，而導致設計失敗。

現有技術方案的鋁基板模塊電源方案有較好的導熱效果，從90年開始一直被高功率密度模塊電源各品牌廣泛使用，但是該方案存在以下缺點。

其一、鋁的導熱系數為237W/mk，但是在鋁基板和PCB銅走線之間因為要加入導熱性很差的絕緣層，所以鋁基板的導熱系數下降到1.0-2.0W/mk，發熱較大的器件散熱效果也不是很好。其二為鋁基板的PCB一般為單層走線的PCB，PCB設計時無法交叉走線無法跳接，所以其架構的模塊電源一般為兩層結構，模塊電源中發熱較大的功率器件裝配在散熱較好的鋁基板PCB上，發熱不大的控制器件裝配在普通的控制PCB板上，控制PCB和鋁基板PCB通過連接端子進行連接。產品裝配工序非常復雜，裝配成本是普通兩層PCB板的5倍。

多層板工藝的模塊電源技術方案，該方案所有的元件都設計裝配到一個多層的PCB上，通常發熱較大的器件設計到PCB的底層，發熱較小的器件設計到PCB的頂層。加工成適應PCB底層結構的鋁散熱片散熱，通過絕緣片和發熱較大的底層進行接觸，以便于將發熱功率器件的熱量導出到鋁散熱片。該工藝方案的缺點是：1、不密閉，無三防功能(防塵、防震、防水的功能)；2、鋁底座片因為需要開槽或凸臺，加工成本高。3、功率器件和鋁散熱片之間增加了絕緣片后導熱效果變差。

實用新型內容

本實用新型提供一種模塊電源結構，可以克服現有鋁基板工藝復雜，制造成本高的問題。本實用新型還可以克服現有多層PCB板工藝的無三防功能、鋁底座加工成本高、導熱效果差的問題。

本實用新型的目的是，通過在功率元器件和鋁外殼之間增加導熱陶瓷片，在保證絕緣的同時實現較好的導熱效果。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：一種模塊電源結構，包括塑料上蓋1、鋁外殼2、功率器件3、導熱陶瓷片4、多層PCB電路板5、高導熱系數灌封料6、磁芯7。

所述的鋁外殼2為成熟的現有模塊電源結構技術，其形狀為上開口的5面金屬槽。其作用是：可以保護模塊電源電路及元件不受外界機械力損壞，控制高頻電磁干擾外泄，提供模塊電源的導熱面積。

所述的塑料上蓋1為現有電源結構技術，其帶卡扣可以和鋁外殼2卡接在一起。其功能和鋁外殼一樣保護模塊電源電路板及元器件。

所述的多層PCB電路板5也是高功率密度電源結構的現有技術，多層PCB電路板5上裝配了磁芯和電子元器件，磁芯扣接在PCB上后就完成變壓器的制作和裝配，其實現模塊電源的電壓變換的主要功能。

所述的高導熱系數灌封料6，一般模塊電源的灌封料的導熱系數0.7W/mk左右，而在高功率密度模塊電源里采用的灌封料可以達到2-4W/mk的導熱系數。

所述的磁芯7為現有高功率密度模塊電源變壓器或電感的磁芯，由于磁芯的高度一般遠高于功率器件3，導致功率器件3和鋁外殼2之間有很大的空隙。

本實用新型的區別于傳統模塊電源結構的特征是：所述的功率器件3裝配在多層PCB電路板5的底部，所述的多層PCB電路板5裝配在鋁外殼2的里面；所述的導熱陶瓷片4置于鋁外殼2的底部，導熱陶瓷片4的上方與多層PCB電路板5上的功率器件3相接觸，用于減小功率器件3和鋁外殼2的導熱系數，將功率器件3在工作過程中所產生的熱量導出外殼。所述的高導熱系數灌封料6被填充在多層PCB板5和鋁外殼2之間，用于填充導熱陶瓷片4和功率器件3存在的縫隙，進一步降低多層功率器件3和鋁外殼2之間的熱阻。所述的導熱陶瓷片4底部和磁芯7底部保持在同一平面。

所述的導熱陶瓷片4可以是普通陶瓷片或氧化鋁陶瓷片，材質或形狀不限。

所述的功率器件3是模塊電源損耗和發熱較大的器件，其包括但不局限于原邊開關MOS管、副邊整流二極管或MOS管、驅動IC。

附圖說明

圖1：本實用新型模塊電源結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。

實施例一