CN101944835A - 高功率大电流输出的模块电源 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高功率大电流输出的模块电源，包括机壳、电路板以及绝缘层。电路板设于机壳中，包括电路板本体以及汇流输出附件，该汇流输出附件包括安装于所述电路板本体外侧并与该电路板本体电气连接的输出正汇流条、输出负汇流条以及分别设于该输出正汇流条、输出负汇流条上的正汇流条输出端、负汇流条输出端；绝缘层设于输出正汇流条、输出负汇流条与机壳之间。该绝缘层通过粘合剂与所述输出正汇流条和输出负汇流条以及所述机壳粘合连接，将所述电路板固定于所述机壳中，所述正汇流条输出端和所述负汇流条输出端穿出所述机壳。本发明能够在高度尺寸非常有限的条件下满足汇流输出附件所必须达到的机械应力要求以及与机壳电气绝缘要求。
Description
技术领域
本发明涉及电源领域，更具体地说，涉及一种高功率大电流输出的模块电源。
背景技术
模块电源是一种把电源功能零部件化、可以直接贴装或通过接插件安装在印刷电路板上的电源功能组件，用以为各种电子设备中的各类负载供电，可以大大简化电子应用系统的电源设计。由于模块电源具有效率高、体积小，使用方便灵活，性能稳定、可靠等优点，已成为各行各业，特别是高端电子产品不可或缺的电源供电方案。
随着电子工业各应用领域的产品在技术和工艺上的不断进步，对电源性能指标也不断提出更高的要求。比如，模块电源必须提供更高的功率密度，以适应更为紧凑的安装空间。
高功率大电流输出的模块电源是模块电源中结构比较复杂的一种，通常指输出功率大于1000W、输出电流大于300A的模块电源。为减少输出线路上的损耗，高功率大电流输出的模块电源一般采用具有适合形状和适当截面积的金属导体，例如铜、铝等，作为电路板的汇流输出端。该汇流输出端在与外部设备进行连线的过程中可能要承受较大强度的机械作用力，例如机械扭力、拉力、剪切力等；而且必须与模块电源的金属外壳保持电气绝缘。现有的技术方案通常是采用金属螺丝配合绝缘套管、绝缘垫片的紧固方式将汇流输出端与电路板、机壳紧固定在一起。在模块电源给定的高度尺寸非常有限(例如，不超过20mm)的情况下，这种紧固方式在结构上很难同时满足其设计上对机械应力和电气绝缘强度的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种在高度尺寸非常有限的情况下其汇流输出附件能够满足所需机械应力要求以及与机壳电气绝缘要求的高功率大电流输出的模块电源。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高功率大电流输出的模块电源，其包括机壳、电路板以及绝缘层，其中，所述电路板设于所述机壳中，包括电路板本体以及汇流输出附件，该汇流输出附件包括安装于所述电路板本体外侧并与该电路板本体电气连接的输出正汇流条、输出负汇流条以及分别设于该输出正汇流条、输出负汇流条上的正汇流条输出端、负汇流条输出端；所述绝缘层设于所述电路板与所述机壳之间，该绝缘层通过粘合剂与所述输出正汇流条和输出负汇流条以及所述机壳粘合连接，将所述电路板固定于所述机壳中，所述正汇流条输出端和所述负汇流条输出端穿出所述机壳。
所述绝缘层外侧面粘合在所述机壳内壁上，内侧面与所述输出正汇流条和所述输出负汇流条粘合。
所述绝缘层的内侧面与位于所述电路板底部的输出正汇流条和输出负汇流条的底面粘合连接，以将所述电路板固定于所述机壳中。
所述输出正汇流条和所述输出负汇流条贴装于所述电路板本体外侧。
所述输出正汇流条和所述输出负汇流条通过焊接贴装于所述电路板本体外侧。
所述绝缘层的厚度为0.1mm～1mm，其绝缘强度满足500～1000伏的电压耐压。
所述绝缘层采用氧化铝陶瓷基片或环氧树脂玻璃纤维薄板制成。
所述氧化铝陶瓷基片为厚度0.1mm的95氧化铝陶瓷基片。
所述粘合剂为环氧树脂导热绝缘胶。
本发明高功率大电流输出的模块电源中电路板的汇流输出附件通过粘合与绝缘层、机壳固定连接，与现有技术所使用的金属紧固螺丝方案相比，没有在安装高度上的额外要求，不受该模块电源高度有限的影响，能够承受足够大的机械扭力、拉力等外作用力，满足其机械应力要求；而且，机壳与输出正汇流条和输出负汇流条之间的绝缘层，能够充分满足机壳与输出正汇流条、输出负汇流条之间电气绝缘的要求。因此，本发明能够为给定高度尺寸非常有限的高功率大电流输出的模块电源提供一种可行的设计方案，使其汇流输出附件除了满足设计上所要求的大电流载流能力外，同时还很理想地满足机械应力以及与机壳电气绝缘的要求。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明高功率大电流输出的模块电源的部分剖视示意图。
图2是本发明高功率大电流输出的模块电源的电路板的立体示意图。
图3是本发明高功率大电流输出的模块电源的电路板的另一角度立体示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明高功率大电流输出的模块电源包括机壳10、电路板20以及绝缘层30。
其中，机壳10为金属壳体，呈长方体状。
电路板20设于机壳10内，如图2、3所示，包括电路板本体21以及汇流输出附件22，其中，汇流输出附件22设置于电路板本体21外侧并与该电路板本体21电气连接。该汇流输出附件22包括输出正汇流条221、输出负汇流条222以及分别设于输出正汇流条221、输出负汇流条222上的正汇流条输出端223、负汇流条输出端224。输出正汇流条221、输出负汇流条222贴装在电路板本体21上，与电路板本体21电气连接，该贴装可通过焊接等方式实现。输出正汇流条221上设有两个正汇流条输出端223，输出负汇流条222上设有两个负汇流条输出端224，该正汇流条输出端223和负汇流条输出端224分别从机壳10上所设通孔穿出，用于连接外部设备。
绝缘层30设于电路板20与机壳10之间，可包覆电路板20，并通过粘合剂与汇流输出附件22的输出正汇流条221和输出负汇流条222以及机壳10粘合在一起，从而将电路板20与机壳10固定连接，并在输出正汇流条221和输出负汇流条222与机壳10之间形成电气绝缘。所述粘合剂可采用环氧树脂导热绝缘胶等高粘合强度粘合剂。这类粘合剂能够提供很高的粘合强度。例如，美国Epotek公司的EPO-TEK H74F的粘合剂，在温度为23℃时，抗拉伸搭接剪切强度高达2000PSI(2000磅/每平方英寸)。本领域普通技术人员根据本发明应易知可用作本发明中粘合剂的其他高粘合强度粘合剂，故在此不再赘述。用该粘合剂把绝缘层30与输出正汇流条221、输出负汇流条222以及机壳10粘合固定在一起，很小的粘合面积就能获得满意的粘合强度。
由于汇流输出附件22与机壳10之间需要满足一定的电气绝缘强度，例如500～1000伏的电压耐压，因此，绝缘层30需具有一定厚度和绝缘强度，在本实施例中，绝缘层30可采用氧化铝陶瓷基片或环氧树脂玻璃纤维薄板等绝缘材料制成。例如95氧化铝陶瓷基片，由于其可以提供25KV/mm的绝缘强度，故厚度0.1mm的95氧化铝陶瓷基片就能够满足所要求的绝缘强度。当然，也可采用其他各种适合的绝缘材料来制成该绝缘层30，令其满足所需电气绝缘强度，这些绝缘材料应为本领域普通技术人员根据本发明可易知，故在此不再赘述。绝缘层30的厚度可根据模块电源的高度以及绝缘层30所采用的材料调整，对于高度≤20mm的模块电源，绝缘层30厚度可为0.1mm～1mm。
组装该高功率大电流输出的模块电源时，将汇流输出附件22的输出正汇流条221和输出负汇流条222贴装在电路板本体21上形成电路板20；采用粘合剂将绝缘层30粘合在机壳10内壁上并将绝缘层30与输出正汇流条221和输出负汇流条222粘合在一起，正汇流条输出端223和负汇流条输出端224伸出机壳10。输出正汇流条221、输出负汇流条222与绝缘层30之间的粘合面积以及机壳10与绝缘层30之间的粘合面积，令电路板20可固定于机壳10中即可，例如，可在绝缘层30外侧面上涂敷粘合剂以与机壳10粘合在一起，而仅在电路板20底部的汇流输出附件22(输出正汇流条221、输出负汇流条222)底面上涂敷粘合剂，将电路板20粘合固定于绝缘层30内侧面上。
综上所述，本发明高功率大电流输出的模块电源在组装时，电路板的输出正汇流条和输出负汇流条通过粘合与绝缘层、机壳固定连接，与现有技术所使用的金属紧固螺丝方案相比，没有在安装高度上的额外要求，不受该模块电源高度有限的影响，能够承受足够大的机械扭力、拉力等外作用力，满足其机械应力要求；而且，机壳与输出正汇流条和输出负汇流条之间的绝缘层，能够充分满足机壳与输出正汇流条、输出负汇流条之间电气绝缘的要求。因此，本发明能够为给定高度尺寸非常有限的高功率大电流输出的模块电源提供一种可行的设计方案，使其汇流输出附件除了满足设计上所要求的大电流载流能力外，同时还很理想地满足机械应力以及与机壳电气绝缘的要求。
Claims (9)
1.一种高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，包括机壳、电路板以及绝缘层，其中，所述电路板设于所述机壳中，包括电路板本体以及汇流输出附件，该汇流输出附件包括安装于所述电路板本体外侧并与该电路板本体电气连接的输出正汇流条、输出负汇流条以及分别设于该输出正汇流条、输出负汇流条上的正汇流条输出端、负汇流条输出端；所述绝缘层设于所述电路板与所述机壳之间，该绝缘层通过粘合剂与所述输出正汇流条和输出负汇流条以及所述机壳粘合连接，将所述电路板固定于所述机壳中，所述正汇流条输出端和所述负汇流条输出端穿出所述机壳。
2.根据权利要求1所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述绝缘层外侧面粘合在所述机壳内壁上，内侧面与所述输出正汇流条和所述输出负汇流条粘合。
3.根据权利要求2所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述绝缘层的内侧面与位于所述电路板底部的输出正汇流条和输出负汇流条的底面粘合连接，以将所述电路板固定于所述机壳中。
4.根据权利要求1所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述输出正汇流条和所述输出负汇流条贴装于所述电路板本体外侧。
5.根据权利要求4所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述输出正汇流条和所述输出负汇流条通过焊接贴装于所述电路板本体外侧。
6.根据权利要求1所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.1mm～1mm，其绝缘强度满足500～1000伏的电压耐压。
7.根据权利要求6所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述绝缘层采用氧化铝陶瓷基片或环氧树脂玻璃纤维薄板制成。
8.根据权利要求7所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述氧化铝陶瓷基片为厚度0.1mm的95氧化铝陶瓷基片。
9.根据权利要求1-8中任一所述的高功率大电流输出的模块电源，其特征在于，所述粘合剂为环氧树脂导热绝缘胶。
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