低壓集成高隔離度電源模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低壓集成高隔離度電源模塊，包括變壓器、光耦器件和控制電路板；低壓集成高隔離度電源模塊采用單端反激電路，變壓器采用高隔離耐壓的圓環(huán)型變壓器；光耦器件為H11A817C，其隔離耐壓為AC3000V；低壓集成高隔離度電源模塊采用四周有散熱槽的鋁合金外殼，功率元件焊接在控制電路板上，陶瓷基片為功率元件與鋁合金外殼內(nèi)部頂端的熱連接體，控制電路板外沿距離鋁合金外殼內(nèi)側(cè)面不小于5mm；鋁合金外殼內(nèi)部剩余空間用導(dǎo)熱硅橡膠實(shí)體灌封。本實(shí)用新型的內(nèi)部功率回路、外殼、控制電路一體化集成設(shè)計(jì)，保證其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好、隔離耐壓高、適應(yīng)范圍廣。
【專利說明】低壓集成高隔離度電源模塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源模塊，具體地說，涉及一種低壓集成高隔離度電源模塊。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，標(biāo)準(zhǔn)隔離式低壓DC/DC變換器的隔離耐壓一般為DC500V，部分通用隔離式DC/DC變換器的隔離耐壓為DC1000V，傳統(tǒng)的低壓電源模塊在功率為50W情況下，變壓器一般選用為平面變壓器，例如:P14-8、EE18和PQ20等平面變壓器。平面變壓器受到體積小，變壓器自身的窗口面積小，比較適合做低隔離耐壓變壓器。但在特殊使用環(huán)境條件下，需要集成度和隔離度更高的非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，如在鐵路系統(tǒng)中和礦山井下系統(tǒng)中，就需要低壓集成高隔離度電源模塊，其隔離耐壓要求達(dá)到AC2000V。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型正是了為解決上述技術(shù)問題而設(shè)計(jì)的一種低壓集成高隔離度電源模塊。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種低壓集成高隔離度電源模塊，包括變壓器、光耦器件和控制電路板；其低壓集成高隔離度電源模塊采用單端反激電路，變壓器采用圓環(huán)型變壓器，其繞制順序?yàn)槌跫?jí)-輔助級(jí)-次級(jí)，繞線均采用高絕緣漆包線，漆包線絕緣強(qiáng)度不小于AC7500V ;變壓器初級(jí)繞組與輔助繞組之間用單層聚酰亞胺膠帶進(jìn)行絕緣處理繞制I層，其單層聚酰亞胺膠帶絕緣強(qiáng)度不小于AC6000V ;變壓器T輔助繞組與繞組之間用單層聚酰亞胺膠帶進(jìn)行絕緣處理繞制2層，其雙層聚酰亞胺膠帶絕緣強(qiáng)度不小于AC12000V ;在繞線交叉口部位用硅橡膠進(jìn)行固定；光耦器件為H11A817C，其隔離耐壓為AC3000V ;低壓集成高隔離度電源模塊采用四周有散熱槽的鋁合金外殼，功率元件焊接在控制電路板上，陶瓷基片為功率元件與鋁合金外殼內(nèi)部頂端的熱連接體，控制電路板外沿距離鋁合金外殼內(nèi)側(cè)面不小于5mm;鋁合金外殼內(nèi)部剩余空間用導(dǎo)熱硅橡膠實(shí)體灌封。
[0006]所述低壓集成高隔離度電源模塊，其輸入與輸出管腳之間采用陶瓷基片隔離。
[0007]本實(shí)用新型電源模塊內(nèi)部功率回路、外殼、控制電路一體化集成設(shè)計(jì)，保證其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，滿足電源模塊高隔離度要求。
[0008]本實(shí)用新型具有下列特點(diǎn):
[0009]1、輸入端與輸出端之間隔離耐壓為AC2000V，漏電流小于5毫安；
[0010]2、內(nèi)部功率回路、外殼、控制電路一體化集成設(shè)計(jì)，保證其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高；采用硅橡膠實(shí)體封裝，滿足高隔離設(shè)計(jì)要求；
[0011]3、帶有安裝孔和散熱片，采用自然散熱和傳導(dǎo)散熱兩種方式，無需外加散熱措施；
[0012]4、可適應(yīng)大部分輸入電壓、輸出電壓和功率等參數(shù)要求，適應(yīng)性更廣；所述電源模塊輸入與輸出隔尚，隔尚耐壓為AC2000V,漏電流小于5暈安,輸入電壓覆蓋DC9-DC36V,輸出電壓覆蓋DC5-DC24V (單路)、電壓精度為不大于±1%。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是低壓集成高隔離度電源模塊內(nèi)部功率回路、外殼、控制電路一體化集成設(shè)計(jì)，保證其結(jié)構(gòu)簡單，可靠性好、隔離耐壓高、適應(yīng)范圍廣。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型低壓集成高隔離度電源模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本實(shí)用新型所用穩(wěn)壓電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一種低壓集成高隔離度電源模塊，包括變壓器、光耦器件和控制電路板；其低壓集成高隔離度電源模塊采用單端反激電路，變壓器采用圓環(huán)型變壓器，其繞制順序?yàn)槌跫?jí)-輔助級(jí)-次級(jí)，繞線均采用高絕緣漆包線，漆包線絕緣強(qiáng)度不小于AC7500V ;變壓器初級(jí)繞組與輔助繞組之間用單層聚酰亞胺膠帶進(jìn)行絕緣處理繞制I層，其單層聚酰亞胺膠帶絕緣強(qiáng)度不小于AC6000V ;變壓器T輔助繞組與繞組之間用單層聚酰亞胺膠帶進(jìn)行絕緣處理繞制2層，其雙層聚酰亞胺膠帶絕緣強(qiáng)度不小于AC12000V ;在繞線交叉口部位用硅橡膠進(jìn)行固定；光耦器件為H11A817C，其隔離耐壓為AC3000V ;低壓集成高隔離度電源模塊采用四周有散熱槽的鋁合金外殼5，功率元件3焊接在控制電路板2上，陶瓷基片4為功率元件3與鋁合金外殼5內(nèi)部頂端的熱連接體，控制電路板2外沿距離鋁合金外殼5內(nèi)側(cè)面不小于5mm ;鋁合金外殼5內(nèi)部剩余空間用導(dǎo)熱硅橡膠I實(shí)體灌封。
[0018]所述低壓集成高隔離度電源模塊，其輸入與輸出管腳之間采用陶瓷基片隔離。
[0019]本實(shí)用新型電源模塊采用光耦器件與輸出基準(zhǔn)芯片TL431組建成穩(wěn)壓電路，控制電源模塊具有高精度的優(yōu)勢(shì)。其工作原理為:當(dāng)電源模塊輸出電壓高于設(shè)定的輸出電壓時(shí)，與光耦相連輸出基準(zhǔn)芯片TL431內(nèi)部導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)光耦內(nèi)部二極管導(dǎo)通，內(nèi)部發(fā)光控制光耦內(nèi)部另一段的三極管工作狀態(tài)，光耦內(nèi)部三極管的集電極連接控制芯片的反饋端，發(fā)射極連接控制芯片地；當(dāng)電源模塊輸出電壓低于設(shè)定的輸出電壓時(shí)，與光耦相連輸出基準(zhǔn)芯片TL431內(nèi)部不導(dǎo)通，光耦不工作，如此循環(huán)下去實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)反饋，組建了電源模塊穩(wěn)壓的基本原理。
[0020]本實(shí)用新型電源模塊中光耦器件起到了電氣隔離的作用，由于其電源模塊有高隔離度的要求，所以選用的光耦必要具有高隔離度Hl 1A817C，其隔離耐壓為AC3000V。
[0021]本實(shí)用新型電源模塊內(nèi)部采用導(dǎo)熱硅橡膠真空灌封方式，其散熱能力非常好，可以保證產(chǎn)品內(nèi)部的散熱和各部分的熱平衡。通過極低的氣壓將灌封材料內(nèi)的氣泡脫出，在產(chǎn)品內(nèi)部實(shí)現(xiàn)實(shí)體封裝。實(shí)體灌封不僅可以抗潮濕、鹽物，而且可以保證產(chǎn)品充分適應(yīng)振動(dòng)沖擊等惡劣環(huán)境要求。同時(shí)導(dǎo)熱硅橡膠的介電強(qiáng)度要遠(yuǎn)強(qiáng)于空氣的介電強(qiáng)度，采用硅橡膠實(shí)體灌封后，同樣的絕緣要求可以用更小的間距離來實(shí)現(xiàn)，便于產(chǎn)品內(nèi)部空間利用，方便設(shè)計(jì)。
[0022]通過采用上述的設(shè)計(jì)方案，本實(shí)用新型電源模塊實(shí)現(xiàn)了在輸出功率為50W情況下，電源模塊輸入與輸出隔尚，隔尚耐壓為AC2000V,漏電流小于5暈安，輸入電壓覆蓋DC9-DC36V，輸出電壓覆蓋DC5-DC24V (單路)、電壓精度為不大于±1%等設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，并且在特殊使用環(huán)境條件下非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品(如鐵路系統(tǒng)中，礦山井下系統(tǒng)中)，得到了廣泛應(yīng)用。
[0023]本實(shí)用新型不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本實(shí)用新型的啟示下得出的其他任何與本實(shí)用新型相同或相近似的產(chǎn)品，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低壓集成高隔離度電源模塊，包括變壓器、光耦器件和控制電路板；其特征在于:低壓集成高隔離度電源模塊采用單端反激電路，變壓器采用圓環(huán)型變壓器，其繞制順序?yàn)槌跫?jí)-輔助級(jí)-次級(jí)，繞線均采用高絕緣漆包線，漆包線絕緣強(qiáng)度不小于AC7500V ;變壓器初級(jí)繞組與輔助繞組之間用單層聚酰亞胺膠帶進(jìn)行絕緣處理繞制I層，其單層聚酰亞胺膠帶絕緣強(qiáng)度不小于AC6000V ;變壓器T輔助繞組與繞組之間用單層聚酰亞胺膠帶進(jìn)行絕緣處理繞制2層，其雙層聚酰亞胺膠帶絕緣強(qiáng)度不小于AC12000V ;在繞線交叉口部位用硅橡膠進(jìn)行固定；光耦器件為H11A817C，其隔離耐壓為AC3000V ;低壓集成高隔離度電源模塊采用四周有散熱槽的鋁合金外殼(5)，功率元件(3)焊接在控制電路板(2)上，陶瓷基片(4)為功率元件(3)與鋁合金外殼(5 )內(nèi)部頂端的熱連接體，控制電路板(2)外沿距離鋁合金外殼(5)內(nèi)側(cè)面不小于5_;鋁合金外殼(5)內(nèi)部剩余空間用導(dǎo)熱硅橡膠(I)實(shí)體灌封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓集成高隔離度電源模塊，其特征在于:低壓集成高隔離度電源模塊的輸入與輸出管腳之間采用陶瓷基片隔離。
【文檔編號(hào)】H02M3/335GK203967982SQ201420347961
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】張?jiān)迄i 申請(qǐng)人:航天長峰朝陽電源有限公司