[实用新型]一种紧凑结构形式大功率电源模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种大功率电源模块，特别是一种紧凑结构形式大功率电源模块。

背景技术

高功率密度、高可靠性是模块电源的发展方向，美国VICOR公司研制和生产的电源模块效率高，体积小，重量轻，目前在航天、汽车、通讯领域得到广泛的应用。VICOR电源模块包括:AC/DC整流模块单元、DC/DC直流模块单元、滤波电路单元。VICOR电源模块主要集中在500W以下的中小功率范围，对于中大功率用电要求，只能采用多个模块并联均流的工作方式，因此还需要增加并联均流电路单元。AC/DC整流模块单元将单相交流电经整流变换为高压直流电，DC/DC直流模块单元将高压直流电变换为稳定的输出电压。并联均流电路单元对每个模块进行均流控制，使每个模块输出电流大小尽量保持一致。多电源模块并联方式在增加并联均流电路单元的同时，整机可靠性有所降低。而且出于减小电源模块体积的考虑，AC/DC整流模块单元、DC/DC直流模块单元内元器件采用硅集成技术，但一旦电源模块出现故障，无法对具体某个元件进行定位更换，只能采取模块整体更换措施，维修性较差。而国内此类电源模块功率器件多采用塑封封装形式，可靠性和环境适应性不好，磁性元件体积较大、抗振动能力较弱。无法满足军用电源模块要求的大电流、高可靠性的性能指标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种紧凑结构形式大功率电源模块，解决电源模块输出功率小、可靠性低、维修性差的问题。

一种紧凑结构形式大功率电源模块，包括：功率变换输入电路板、功率变换输出电路板、控制电路板、主功率变换变压器、输入滤波电感、输出滤波电感、散热器、风扇、导热绝缘垫、跨接铜条、螺纹支撑a、螺纹支撑b。

散热器上覆盖一层导热绝缘垫，功率变换输入电路板背面有晶体管，功率变换输出电路板背面有二极管，晶体管、二极管引脚向上折弯90°后分别与功率变换输入电路板、功率变换输出电路板焊接。晶体管、二极管、主功率变换变压器、输入滤波电感、输出滤波电感与散热器表面螺钉紧固，散热器与螺纹支撑a螺纹连接，功率变换输入电路板、功率变换输出电路板分别与螺纹支撑a螺钉紧固。控制电路板置于功率变换输入电路板、功率变换输出电路板上部，且分别与螺纹支撑b螺钉连接。主功率变换变压器原边、主功率变换变压器副边分别焊接于功率变换输入电路板、功率变换输出电路板两端。风扇安装在散热器上，输入滤波电感焊接在功率变换输入电路板上，输出滤波电感、跨接铜条焊接在功率变换输出电路板上。

电源模块通过输入滤波电感、功率变换输入电路板、功率变换输出电路板、主功率变换变压器，将三相交流电整流逆变变换为高频方波电压，经输出滤波电感平滑滤波后输出稳定的直流电压。控制电路板为电源模块提供驱动、保护、控制信号。晶体管、二极管选用金属壳封装形式，保证良好绝缘性能和可靠性。风扇通过散热器形成的风道对功率器件主功率变换变压器进行风冷散热。主功率变换变压器采用平面磁芯形式，绕组由螺旋状层叠放置的铜皮构成。并在外部用金属壳对变压器、电感的磁芯进行加固保护。在功率变换输出电路板上增加镀镍跨接铜条，增强电源模块过大电流的能力，并对需要过大电流的印制导线采取增大铜箔厚度和搪锡工艺。

本实用新型提出一种紧凑结构形式的大功率电源模块，在满足大电流、低纹波性能指标的同时，还具有很好使用环境适应性和可靠性。

附图说明

图1 一种紧凑结构形式大功率电源模块俯视示意图；

图2 一种紧凑结构形式大功率电源模块侧视示意图。

1.功率变换输入电路板   2.功率变换输出电路板   3.控制电路板   4.主功率变换变压器

5.输入滤波电感   6.输入滤波电感   7.散热器   8.风扇   9.导热绝缘垫  10.跨接铜条   11.螺纹支撑a  12.螺纹支撑b。

具体实施方式

一种紧凑结构形式大功率电源模块，包括：功率变换输入电路板1、功率变换输出电路板2、控制电路板3、主功率变换变压器4、输入滤波电感5、输出滤波电感6、散热器7、风扇8、导热绝缘垫9、跨接铜条10、螺纹支撑a11和螺纹支撑b12。