CN103596365B - 一种功率管与印制电路板的安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功率管与印制电路板的安装结构，包含：电源控制器主结构，其中部位置处开设有安装槽；印制电路板，其插入在所述的安装槽内；两排功率管，其分别安装在电源控制器主结构上，且位于印制电路板两侧，功率管的引脚焊接与印制电路板上。印制电路板及功率管通过紧固件与电源控制器主结构固定连接。紧固件外壁上套设有绝缘套管。该结构有效地减小了功率管安装所占用的空间，降低了整个电源控制器结构件的体积和重量，有利于航天器电源高功率密度的优化设计。
Description
技术领域
本发明涉及航天电源控制领域，特别涉及一种功率管与印制电路板的安装结构。
背景技术
提高功率密度是现今航天器电源系统的发展趋势，特别是在月球探测器的电源控制器设计中。相较于以往的航天器，现代探测器（如月球探测器）对电源控制器的体积、重量、热耗、力学性能等方面都提出了更高的要求。因此，在月球探测器电源控制器的设计过程中要充分考虑结构与电气性能的关系。其中，功率管不仅体积大，重量重，还要充分考虑其抗力学设计和发热的问题，这必然给电源控制器的整体布局和重量控制带来一定的影响。
当前，在航天器电源控制器的功率管安装设计中，通常采用功率管壳体直接安装在电源控制器结构件上，功率管引脚垂直于印制板通过大的焊盘直插印制板的安装设计形式，但是，功率管壳体和其引脚本身长度占据电源控制器结构件大部分空间，致使模块空间极度浪费，此外功率管引脚贯穿印制板，势必降低印制板机械强度。这种功率管直插式安装于电源控制器的安装方式，根本不符合航天器电源小型化、轻量化的发展趋势，更无法满足航天器电源高性能、高可靠性、高功率密度市场需求。因此，从电源控制器功率管的可靠性、重量以及安装布局等优化设计的方面考虑，拟发明一种应用于月球探测器电源控制器的功率管与印制电路板及结构件的安装设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种功率管与印制电路板的安装结构，该结构有效地减小了功率管安装所占用的空间，降低了整个电源控制器结构件的体积和重量，有利于航天器电源高功率密度的优化设计。
为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种功率管与印制电路板的安装结构，其特点是，包含：
电源控制器主结构，其中部位置处开设有安装槽；
印制电路板，其插入在所述的安装槽内；
两排功率管，其分别安装在电源控制器主结构上，且位于印制电路板两侧，所述功率管的引脚焊接与印制电路板上。
所述的印制电路板及功率管通过紧固件与电源控制器主结构固定连接。
所述紧固件外壁上套设有绝缘套管。
所述的印制电路板与安装槽内壁之间设有绝缘导热垫片。
所述的绝缘导热垫片采用非金属材料环氧玻璃布层压板。
所述的电源控制器主结构采用镁合金材料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、该设计不仅能够将功率管可靠地安装到电源控制器结构件上，而且将功率管引脚用表贴焊盘方式对贴焊接到印制板上，较直插式安装方法，不但增加散热面积，而且增强印制板的机械强度。
2、传统功率管安装方式是直插式平行结构件、垂直印制板，在本设计中改变成表贴式变成垂直结构件、平行印制板，考量功率管本身尺寸，表贴式安装设计较直插式结构件厚度立减为原来的一半左右，又由于采用对贴安装，结构件得利用率提高原来的一倍。
3、省去了功率管与印制电路板之间的内部电缆，极大地避免了传统功率管安装方式下的空间浪费，可大幅降低电源控制器的重量，对月球探测器整体的轻量化设计具有重要意义。
4、目前，应用于月球探测器电源控制器的功率继电器与印制电路板及结构件的一体化设计已应用于月球探测器电源控制器产品上，已完成了抗力学环境、热环境、EMC及空间环境试验。试验结果证明该设计具有很好的力学和温度适应性，满足月球探测器各项环境要求。
附图说明
图1为本发明一种功率管与印制电路板的安装结构的主视图；
图2为本发明一种功率管与印制电路板的安装结构A-A向剖视图；
图3为本发明一种功率管与印制电路板的安装结构的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1、图2及图3所示，一种功率管与印制电路板的安装结构，包含：电源控制器主结构1，其中部位置处开设有安装槽11；印制电路板2，其插入在所述的安装槽11内；两排功率管3，其分别安装在电源控制器主结构1上，且位于印制电路板2两侧，所述功率管3的引脚焊接与印制电路板2上，完成功率管3和印制电路板2的电气连接。
印制电路板2及功率管3通过紧固件4与电源控制器主结构1固定连接，该紧固件4为螺钉。所述紧固件外壁上套设有绝缘套管41。所述的印制电路板2与安装槽11内壁之间设有绝缘导热垫片5。绝缘导热垫片5采用非金属材料环氧玻璃布层压板。
电源控制器主结构1采用镁合金材料。
本发明应用时，先将印制电路板2插入至电源控制器主结构1上，紧固件4套上绝缘套管41，并紧固件4装入电源控制器主结构1的定位孔，完成印制板电路板2与电源控制器主结构1之间的预装配；功率管3放置于电源控制器主结构1上，完成功率管3与印制电路板2及电源控制器主结构1之间的预装配；拧紧紧固件4，进行固定；最后将功率管3的引脚焊接于印制电路板2，完成功率管3和印制电路板2的电气连接。
综上所述，本发明一种功率管与印制电路板的安装结构，该结构有效地减小了功率管安装所占用的空间，降低了整个电源控制器结构件的体积和重量，有利于航天器电源高功率密度的优化设计。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (3)
1.一种功率管与印制电路板的安装结构，其特征在于，包含：
电源控制器主结构（1），其中部位置处开设有安装槽（11）；
印制电路板（2），其插入在所述的安装槽（11）内；
两排功率管（3），其分别安装在电源控制器主结构上，且位于印制电路板（2）两侧，所述功率管（3）的引脚焊接于印制电路板（2）上；
所述的印制电路板（2）与安装槽（11）内壁之间设有绝缘导热垫片（5）；
所述的印制电路板（2）及功率管（3）通过紧固件（4）与电源控制器主结构（1）固定连接；
所述紧固件外壁上套设有绝缘套管（41）。
2.如权利要求1所述的功率管与印制电路板的安装结构，其特征在于，所述的绝缘导热垫片（5）采用非金属材料环氧玻璃布层压板。
3.如权利要求1所述的功率管与印制电路板的安装结构，其特征在于，所述的电源控制器主结构（1）采用镁合金材料。
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