[实用新型]一种模块电源结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模块电源结构，特别涉及具有很好导热性能的高功率密度模块电源结构。

背景技术

随着各种通信技术、工业控制技术的发展，设备内部的器件集成技术也同步发展，对开关电源的体积要求也越来越小，因此高功率密度的模块电源成为后续电源业发展的主要方向。高功率密度电源的设计主要方向是减小模块电源的体积和提高模块电源的功率，但是这两个方向的改变都会带来发热量的增加，如果电源的发热无法传递出去，导致器件温度超过器件最高温度，而导致设计失败。

现有技术方案的铝基板模块电源方案有较好的导热效果，从90年开始一直被高功率密度模块电源各品牌广泛使用，但是该方案存在以下缺点。

其一、铝的导热系数为237W/mk，但是在铝基板和PCB铜走线之间因为要加入导热性很差的绝缘层，所以铝基板的导热系数下降到1.0-2.0W/mk，发热较大的器件散热效果也不是很好。其二为铝基板的PCB一般为单层走线的PCB，PCB设计时无法交叉走线无法跳接，所以其架构的模块电源一般为两层结构，模块电源中发热较大的功率器件装配在散热较好的铝基板PCB上，发热不大的控制器件装配在普通的控制PCB板上，控制PCB和铝基板PCB通过连接端子进行连接。产品装配工序非常复杂，装配成本是普通两层PCB板的5倍。

多层板工艺的模块电源技术方案，该方案所有的元件都设计装配到一个多层的PCB上，通常发热较大的器件设计到PCB的底层，发热较小的器件设计到PCB的顶层。加工成适应PCB底层结构的铝散热片散热，通过绝缘片和发热较大的底层进行接触，以便于将发热功率器件的热量导出到铝散热片。该工艺方案的缺点是：1、不密闭，无三防功能(防尘、防震、防水的功能)；2、铝底座片因为需要开槽或凸台，加工成本高。3、功率器件和铝散热片之间增加了绝缘片后导热效果变差。

实用新型内容

本实用新型提供一种模块电源结构，可以克服现有铝基板工艺复杂，制造成本高的问题。本实用新型还可以克服现有多层PCB板工艺的无三防功能、铝底座加工成本高、导热效果差的问题。

本实用新型的目的是，通过在功率元器件和铝外壳之间增加导热陶瓷片，在保证绝缘的同时实现较好的导热效果。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种模块电源结构，包括塑料上盖1、铝外壳2、功率器件3、导热陶瓷片4、多层PCB电路板5、高导热系数灌封料6、磁芯7。

所述的铝外壳2为成熟的现有模块电源结构技术，其形状为上开口的5面金属槽。其作用是：可以保护模块电源电路及元件不受外界机械力损坏，控制高频电磁干扰外泄，提供模块电源的导热面积。

所述的塑料上盖1为现有电源结构技术，其带卡扣可以和铝外壳2卡接在一起。其功能和铝外壳一样保护模块电源电路板及元器件。

所述的多层PCB电路板5也是高功率密度电源结构的现有技术，多层PCB电路板5上装配了磁芯和电子元器件，磁芯扣接在PCB上后就完成变压器的制作和装配，其实现模块电源的电压变换的主要功能。

所述的高导热系数灌封料6，一般模块电源的灌封料的导热系数0.7W/mk左右，而在高功率密度模块电源里采用的灌封料可以达到2-4W/mk的导热系数。

所述的磁芯7为现有高功率密度模块电源变压器或电感的磁芯，由于磁芯的高度一般远高于功率器件3，导致功率器件3和铝外壳2之间有很大的空隙。

本实用新型的区别于传统模块电源结构的特征是：所述的功率器件3装配在多层PCB电路板5的底部，所述的多层PCB电路板5装配在铝外壳2的里面；所述的导热陶瓷片4置于铝外壳2的底部，导热陶瓷片4的上方与多层PCB电路板5上的功率器件3相接触，用于减小功率器件3和铝外壳2的导热系数，将功率器件3在工作过程中所产生的热量导出外壳。所述的高导热系数灌封料6被填充在多层PCB板5和铝外壳2之间，用于填充导热陶瓷片4和功率器件3存在的缝隙，进一步降低多层功率器件3和铝外壳2之间的热阻。所述的导热陶瓷片4底部和磁芯7底部保持在同一平面。

所述的导热陶瓷片4可以是普通陶瓷片或氧化铝陶瓷片，材质或形状不限。

所述的功率器件3是模块电源损耗和发热较大的器件，其包括但不局限于原边开关MOS管、副边整流二极管或MOS管、驱动IC。

附图说明

图1：本实用新型模块电源结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例一