CN104104223A - Dc-dc模块电源机架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及DC-DC模块电源机架结构，它包括底座（1）、散热结构、盖板（2）、面板条（3）、阳极汇流结构（4）、阴极汇流结构（5）、电路板（7）和导轨（6），盖板（2）配合安装在底座（1）一侧，电路板（7）固定在底座（1）与盖板（2）之间，电路板（7）上设置有多个并联的磁芯变压器（10），面板条（3）固定安装在底座（1）的一侧，阳极汇流结构（4）和阴极汇流结构（5）设置于电路板（7）与底座（1）之间，导轨（6）固定安装在底座（1）的两侧；所述的散热结构设置于底座（1）内。本发明的优点在于：结构紧凑、散热效果好、防干扰性能强、安装方便和使用寿命长。

Description

DC-DC模块电源机架结构

技术领域

本发明涉及国防电子领域，特别是DC-DC模块电源机架结构。

背景技术

近年来，随着全球电子信息产业的蓬勃发展，DC-DC开关变换器在国防领域和民用电子工业领域得到了极其普遍的应用，因此对DC-DC开关变换器的研究是电力电子领域的核心研究内容之一。电子设备的体积越来越小，以适应在较小空间内能完成传统的需要在较大空间内才能供电的环境，尤其是军工、航空航天领域显得尤为突出。但是模块电源的体积较小容易因发热较集中而烧坏供电单元，导致供电单元的使用寿命大幅度缩短，而且各电路或供电单元之间的绝缘性能较差，容易出现短路现象。一般而言，工作频率越高，输出纹波噪声就更小，电源动态响应也更好，但是对元器件特别是磁性材料的要求也越高，成本会有增加，所以国内模块电源产品开关频率多为在300kHz以下，甚至有的只有100kHz左右，这样就难以满足负载变条件下动态响应的要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构紧凑、散热效果好、防干扰性能强、安装方便和使用寿命长的DC-DC模块电源机架结构。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：DC-DC模块电源机架结构，它包括底座、散热结构、盖板、面板条、阳极汇流结构、阴极汇流结构、电路板和导轨，盖板配合安装在底座一侧，并形成腔体结构，电路板固定在底座与盖板之间，电路板上设置有多个并联的磁芯变压器，面板条固定安装在底座的一侧，阳极汇流结构和阴极汇流结构设置于电路板与底座之间，导轨固定安装在底座的两侧；

所述的底座和盖板的内侧表面上分别设置有多个固定凸台，每个固定凸台为两层结构，下层为基台，上层为垫块，底座上的垫块顶压在电路板的一侧，盖板上的垫块顶压在电路板的另一侧，固定凸台侧壁与磁芯变压器的侧壁固定配合；

所述的散热结构设置于底座内，散热结构包括进液口、出液口、液冷槽和镶板，进液口和出液口设置在底座的侧面上，底座的底面上开设有液冷槽，液冷槽始于进液口，并止于出液口，镶板焊接在液冷槽上，并形成封闭的液冷通道；

所述的阳极汇流结构的一侧设有阳极输出端口，另一侧设有阳极汇流排接线孔，阳极汇流排接线孔与电路板的阳极汇流排相连，阳极输出端口从面板条上伸出，且端面上设置有阳极接线孔；阳极汇流结构上设置有滤波器安装板，滤波器安装板上开有固定孔A；

所述的阴极汇流结构的一侧设置有阴极输出端口，另一侧设有阴极汇流排接线孔，阴极汇流排接线孔与电路板的阴极汇流排相连，阴极输出端口从面板条上伸出，且端面上设置有阴极接线孔；阴极汇流结构的中部对称设置有固定孔B，阴极汇流结构通过螺钉穿过固定孔B锁紧并固定在底座上。

所述的底座与导轨之间还设置有衬垫。

所述的垫块为导热硅胶。

所述的液冷槽内的两侧壁上交替设置有多块缓流板。

所述的阳极接线孔和阴极接线孔均为套有钢丝螺套的螺纹孔。

所述的阳极输出端口和阴极输出端口的外侧侧壁上分别还电镀有化学金层，化学金层上还开设有分别与阳极接线孔和阴极接线孔相匹配的孔。

本发明具有以下优点：

1、电路板固定在底座与盖板之间，分别在底座和盖板上设置固定凸台，并与磁芯变压器单元的侧面配合固定，将电路板固定在底座内侧；在底座上设置液冷通道，将冷却系统合并到底座内，占用空间小，整个结构紧凑，符合小体积大功率的军用级需求。

2、在底座的背侧开设液冷槽，液冷槽的两端延伸至底座的侧壁，并设置进液口和出液口，通过循环的冷却液在底座内部循环流动，并在液冷槽两侧壁上交替设置缓流板，使得冷却液在液冷槽内的流动距离增大，提高散热效率；同时设置在底座内侧的固定凸台上部为导热硅胶，直接与电路板接触，除了有防震、绝缘的作用外，还具有良好的导热性能，能及时将磁芯变压器单元以及其它散热单元所散发出的热量及时排出，特别是在要求更高国防领域中，其散热优势更加明显。

3、在电路板上的MOS管一侧设置屏蔽垫片，屏蔽垫片分为三层，中间为铜箔屏蔽层，两侧为绝缘层，铜箔屏蔽层接MOS管的地，及时将电磁干扰引出，防止高电流导致电磁干扰，这在航空航天领域中，其抗干扰性能显得更加明显。

4、DC-DC模块电源之间通过金属针插接的方式连接，并在底座两侧设置导轨，通过导轨与电源支架配合，用户可根据功率需要，选择任意个数的DC-DC模块电源，以实现大功率需求，安装非常方便、快捷。

5、在底座内设置液冷通道，优于传统的强制空冷；在底座与导轨之间设置衬垫，防止DC-DC模块电源壳体在抽插过程中底座侧壁受到磨损，而导致整个底座报废，因此同时保证底座和电路板具有较长的使用寿命，使得整个DC-DC模块电源的使用寿命也大幅增长，稳定性高。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图；

图2 为图1的仰视结构示意图；

图3 为图1的俯视结构示意图；

图4 为图1的侧面结构示意图；

图5 为盖板的结构示意图；

图6 为底座的结构示意图；

图7 为电路板的结构示意图；

图8 为固定凸台的结构示意图；

图9 为图6的仰视结构示意图；

图10 为图9中A-A剖视结构示意图；

图11 为镶板的结构示意图；

图12 为阳极汇流结构的立体图；

图13 为阳极输出端口的剖面图；

图14 为阴极汇流结构的正面示意图；

图15 为阴极汇流结构的背面示意图；

图中：1-底座，2-盖板，3-面板条，4-阳极汇流结构，5-阴极汇流结构，6-导轨，7-电路板，8-衬垫，9-固定凸台，10-磁芯变压器单元，11-基台，12-垫块，13-进液口，14-出液口，15-液冷槽，16-缓流板，17-镶板，18-阳极输出端口，19-阳极接线孔，20-阳极汇流排接线孔，21-滤波器安装板，22-固定孔A，23-化学金层，24-阴极输出端口，25-阴极接线孔，26-阴极汇流排接线孔，27-固定孔B。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2、图3、图4和图7所示，DC-DC模块电源机架结构，它包括底座1、散热结构、盖板2、面板条3、阳极汇流结构4、阴极汇流结构5、电路板7和导轨6，盖板2配合安装在底座1一侧，并形成腔体结构，电路板7固定在底座1与盖板2之间，电路板7上设置有多个并联的磁芯变压器10，面板条3固定安装在底座1的一侧，阳极汇流结构4和阴极汇流结构5设置于电路板7与底座1之间，导轨6固定安装在底座1的两侧；

如图5、图6和图8所示，所述的底座1和盖板2的内侧表面上分别设置有多个固定凸台9，每个固定凸台9为两层结构，下层为基台11，上层为垫块12，垫块12为导热硅胶，同时具有防震、绝缘和导热三重功能，底座1上的垫块12顶压在电路板7的一侧，盖板2上的垫块12顶压在电路板7的另一侧，固定凸台9侧壁与磁芯变压器10的侧壁固定配合，防止电路板7在底座1内部晃动，使得其结构更加稳固，可靠性更高；

如图9、图10和图11所示，所述的散热结构设置于底座1内，散热结构包括进液口13、出液口14、液冷槽15和镶板17，进液口13和出液口14设置在底座1的侧面上，底座1的底面上开设有液冷槽15，液冷槽15始于进液口13，并止于出液口14，镶板17焊接在液冷槽15上，并形成封闭的液冷通道；液冷槽15内的两侧壁上交替设置有多块缓流板16；通过循环的冷却液在底座1内部循环流动，并在液冷槽15两侧壁上交替设置缓流板16，使得冷却液在液冷槽15内的流动距离增大，提高散热效率。

如图12和图13所示，所述的阳极汇流结构4的一侧设有阳极输出端口18，另一侧设有阳极汇流排接线孔20，阳极汇流排接线孔20与电路板7的阳极汇流排相连，阳极接线孔19为套有钢丝螺套的螺纹孔，阳极输出端口18从面板条3上伸出，且端面上设置有阳极接线孔19；阳极汇流结构4上设置有滤波器安装板21，滤波器安装板21上开有固定孔A22；阳极汇流结构4作为外部接线与电路板7阳极的媒介，阳极输出端口18与外部接线是通过套有钢丝螺套的螺纹孔与接线柱配合，钢丝螺套能有效地保护阳极接线孔19不受损伤。而且通过螺纹配合，其接触面大，导电率高。阳极汇流结构4与电路板7的连接是由阳极汇流排接线孔20与电路板7的阳极汇流排相连实现，不需使用导线连接，其故障率低，同时也降低导线布线难度，对整个结构的紧凑性也起到了一定作用。

如图14和图15所示，所述的阴极汇流结构5的一侧设置有阴极输出端口24，另一侧设有阴极汇流排接线孔26，阴极汇流排接线孔26与电路板7的阴极汇流排相连，阴极输出端口24从面板条3上伸出，且端面上设置有阴极接线孔25，阴极接线孔25为套有钢丝螺套的螺纹孔；阴极汇流结构5的中部对称设置有固定孔B27，阴极汇流结构5通过螺钉穿过固定孔B27锁紧并固定在底座1上；同样地，阴极汇流结构5作为电路板7与外部接线的媒介，设置了与阳极汇流结构4相类似的结构。

如图1和图4所示，所述的底座1与导轨6之间还设置有衬垫8，底座1与电源支架的内侧壁不直接接触，防止底座1受到磨损，延长底座1的使用寿命，降低维护成本。

如图12和图14所示，所述的阳极输出端口18和阴极输出端口24的外侧侧壁上分别还电镀有化学金层23，化学金层23上还开设有分别与阳极接线孔19和阴极接线孔25相匹配的孔。

在电路板7上的MOS管一侧设置屏蔽垫片，屏蔽垫片分为三层，中间为铜箔屏蔽层，两侧为绝缘层，铜箔屏蔽层接MOS管的地，及时将电磁干扰引出，防止高电流导致电磁干扰。

使用时，将每个DC-DC模块电源作为一个电源供电单元，根据功率需要，选择多个DC-DC模块电源连接，具体是将每个DC-DC模块电源插接在电源支架内，并通过金属针插接的方式进行连接，插接时，导轨6与电源支架内侧的滑槽配合，衬垫8与电源支架内壁接触，防止底座1直接与电源支架内壁接触，插接完毕后，每个DC-DC模块电源在供电过程中，均有热量产生，为了防止温升过高，需要对单个DC-DC模块电源进行散热，从底座1侧壁的进液口13通入冷却液，进入液冷槽15，在缓流板15的缓流作用下，冷却液在液冷槽15流动过程中，将电路板7上的各电路元器件所产生的热量带走，冷却液最终从出液口14流出，也可循环回供应冷却液装置中。 

Claims (6)

1.DC-DC模块电源机架结构，其特征在于：它包括底座（1）、散热结构、盖板（2）、面板条（3）、阳极汇流结构（4）、阴极汇流结构（5）、电路板（7）和导轨（6），盖板（2）配合安装在底座（1）一侧，并形成腔体结构，电路板（7）固定在底座（1）与盖板（2）之间，电路板（7）上设置有多个并联的磁芯变压器（10），面板条（3）固定安装在底座（1）的一侧，阳极汇流结构（4）和阴极汇流结构（5）设置于电路板（7）与底座（1）之间，导轨（6）固定安装在底座（1）的两侧；

所述的底座（1）和盖板（2）的内侧表面上分别设置有多个固定凸台（9），每个固定凸台（9）为两层结构，下层为基台（11），上层为垫块（12），底座（1）上的垫块（12）顶压在电路板（7）的一侧，盖板（2）上的垫块（12）顶压在电路板（7）的另一侧，固定凸台（9）侧壁与磁芯变压器（10）的侧壁固定配合；

所述的散热结构设置于底座（1）内，散热结构包括进液口（13）、出液口（14）、液冷槽（15）和镶板（17），进液口（13）和出液口（14）设置在底座（1）的侧面上，底座（1）的底面上开设有液冷槽（15），液冷槽（15）始于进液口（13），并止于出液口（14），镶板（17）焊接在液冷槽（15）上，并形成封闭的液冷通道；

所述的阳极汇流结构（4）的一侧设有阳极输出端口（18），另一侧设有阳极汇流排接线孔（20），阳极汇流排接线孔（20）与电路板（7）的阳极汇流排相连，阳极输出端口（18）从面板条（3）上伸出，且端面上设置有阳极接线孔（19）；阳极汇流结构（4）上设置有滤波器安装板（21），滤波器安装板（21）上开有固定孔A（22）；

所述的阴极汇流结构（5）的一侧设置有阴极输出端口（24），另一侧设有阴极汇流排接线孔（26），阴极汇流排接线孔（26）与电路板（7）的阴极汇流排相连，阴极输出端口（24）从面板条（3）上伸出，且端面上设置有阴极接线孔（25）；阴极汇流结构（5）的中部对称设置有固定孔B（27），阴极汇流结构（5）通过螺钉穿过固定孔B（27）锁紧并固定在底座（1）上。

2.根据权利要求1所述的DC-DC模块电源机架结构，其特征在于：所述的底座（1）与导轨（6）之间还设置有衬垫（8）。

3.根据权利要求1所述的DC-DC模块电源机架结构，其特征在于：所述的垫块（12）为导热硅胶。

4.根据权利要求1所述的DC-DC模块电源机架结构，其特征在于：所述的液冷槽（15）内的两侧壁上交替设置有多块缓流板（16）。

5.根据权利要求1所述的DC-DC模块电源机架结构，其特征在于：所述的阳极接线孔（19）和阴极接线孔（25）均为套有钢丝螺套的螺纹孔。

6.根据权利要求1所述的DC-DC模块电源机架结构，其特征在于：所述的阳极输出端口（18）和阴极输出端口（24）的外侧侧壁上分别还电镀有化学金层（23），化学金层（23）上还开设有分别与阳极接线孔（19）和阴极接线孔（25）相匹配的孔。