CN104716823A - 一种dc/dc电源模块及具有该电源模块的电源系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DC/DC电源模块，包括：一印刷电路板，所述印刷电路板的一侧面包括至少一接线端子以及至少一发热元件；一散热单元，所述散热单元包括一第一散热片，覆盖所述发热元件且露出所述接线端子。本发明同时还公开了具有该DC/DC电源模块的电源系统。本发明的DC/DC电源模块以减小在客户应用端所需要的空间，以及适应客户散热系统安装在DC/DC电源模块下的系统。

Description

一种DC/DC电源模块及具有该电源模块的电源系统
技术领域
本发明涉及集成电源模块技术领域，具体地说，是涉及一种新型DC/DC电源模块及具有该电源模块的电源系统。
背景技术
DC/DC电源模块，广泛地用于交换设备、接入设备、移动通讯、微波通讯、光传输、路由器等通信领域，以及汽车电子、航空航天等领域。在通信领域里通信系统一般是以-48V或+24V供电。系统中会有一个或多个DC/DC电源模块，将直流供电的电压转换成系统板上需要的工作电压。随着通讯领域中对DC/DC电源模块的功率密度和转换效率等要求越来越高，提供一个小型化，高效率，可靠的DC/DC电源模块成为非常迫切的需求。
如图1a及图1b所示，常见的一种DC/DC电源模块组成的结构主要由印刷电路板11、至少一发热元件12以及用于电气连接的接线端子13组成。该种开放式结构的DC/DC电源模块由于不具有散热单元，所以不利于散热。
如图2a及图2b所示，现有的另一种DC/DC电源模块组成的结构为：主要由组印刷电路板21、至少一发热元件22、用于电气连接的接线端子23以及至少一散热单元，如散热片24组成。其中，散热片24设置在印刷电路板21上，与接线端子23分别位于印刷电路板21的两个相背的侧面。在本发明中所述的相背侧面为同一方向上背对背的侧面，例如上侧面与下侧面等。该种结构的DC/DC电源模块在应用时，如图2c及图2d所示，接线端子23通过焊接方式连接于系统板21＇上，散热片24与散热器22＇连接，即，散热器22＇安装在DC/DC电源模块的正面，此处的正面指的是与接线端子23相背的方向。该种结构的DC/DC电源模块由于散热片24与接线端子23分别位于印刷电路板21的不同侧，且在使用时接线端子23焊接于系统板21＇上，散热片24与散热器22＇直接连接，所需安装空间较大，从而造成空间不足，使得DC/DC电源模块的安装存在困难。因此如何提供一种节约空间，便于安装的DC/DC电源模块已成为本技术领域急需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种DC/DC电源模块，以减小在客户应用端所需要的空间，以及适应客户散热系统安装在DC/DC电源模块下的系统。
为实现上述目的，本发明提供一种DC/DC电源模块，其包括：一印刷电路板，所述印刷电路板的一侧面包括至少一接线端子以及至少一发热元件；一散热单元，所述散热单元包括一第一散热片，覆盖所述发热元件且露出所述接线端子。
根据本发明的构思，所述散热单元包括一导热块，所述导热块设置于所述第一散热片上与覆盖所述发热元件侧面相背的另一侧面。
根据本发明的构思，，包括所述散热单元包括一导热垫片，所述导热垫片设置于所述第一散热片与导热块之间。
根据本发明的构思，所述第一散热片贴合于所覆盖的发热元件。
根据本发明的构思，包括一第二散热片，所述第二散热片覆盖所述印刷电路板上与第一散热片接触侧相背的另一侧面。
根据本发明的构思，所述印刷电路板上与第一散热片接触侧相背的另一侧面包括至少一发热元件，所述第二散热片贴合于所覆盖的发热元件。
根据本发明的构思，所述接线端子设置于所述印刷电路板相对两侧的边缘上，所述第一散热片呈“工”字形状。
根据本发明的构思，包括一散热器，所述散热器设置于所述散热单元上与所述发热元件接触侧相背的另一侧面上。
为实现上述目的，本发明还提供一种电源系统，包括：一系统板以及如上所述的DC/DC电源模块，该电源模块设置于所述系统板上，所述接线端子连接于所述系统板。
根据本发明的构思，所述系统板开设有一开孔，所述散热单元穿过所述开孔，所述DC/DC电源模块包括一散热器，所述散热器设置于所述散热单元上与所述发热元件接触侧相背的另一侧面上。
根据本发明的构思，所述系统板开设有一开孔，所述DC/DC电源模块包括一散热器，所述散热器设置于所述散热单元上与所述发热元件接触侧相背的另一侧面上且穿过所述开孔。
本发明的有益功效在于：由于DC/DC电源模块的发热元件及用于电气连接的接线端子位于印刷电路板的同一面上，且散热单元覆盖发热元件而露出接线端子，使得DC/DC电源模块的整体厚度有所减小。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
图1a及图1b为一现有技术的DC/DC电源模块示意图；
图2a及图2b为另一现有技术的DC/DC电源模块示意图；
图2c及图2d为现有技术的电源系统示意图；
图3a至图3c为本发明的DC/DC电源模块的示意图；
图3d及图3f为本发明的实施例一中的电源系统示意图；
图3e为本发明的实施例一中的散热器示意图；
图3g及图3h为本发明的实施例二中的电源系统示意图。
主要部件说明：
11—印刷电路板                  12—发热元件
13—接线端子                    21—印刷电路板
22—发热元件                    23—接线端子
24—散热片                      21′—系统板
22′—散热器                    30—DC/DC电源模块
31—印刷电路板                  32—发热元件
33—接线端子                    34—第一散热片
341—凹槽                       342—开口
41—系统板                      411—开孔
412—通孔                       421—导热块
422—散热器                     43—导热垫片
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
请参阅图3a至图3h，图1a及图1b为一现有技术的DC/DC电源模块示意图；图2a及图2b为另一现有技术的DC/DC电源模块示意图；图2c及图2d为现有技术的电源系统示意图；图3a至图3c为本发明的DC/DC电源模块的示意图；图3d及图3f为本发明的实施例一中的电源系统示意图；图3e为本发明的实施例一中的散热器示意图；图3g及图3h为本发明的实施例二中的电源系统示意图。
如图3a、图3b、图3c所示，本发明提供了一种DC/DC电源模块30，其包括：印刷电路板31及散热单元，印刷电路板31的一侧面包括接线端子33以及发热元件32。发热元件32及接线端子33的数量根据实际需要设置，可以为一个、两个或两个以上，在本发明中并未加以限定。通常在DC/DC电源模块中主要发热元件为功率开关管和磁性元件等。接线端子33用于与客户端系统板进行电气连接或机械连接。散热单元包括第一散热片34，至少部分覆盖发热元件32且露出接线端子33。
在图3a、图3c中，第一散热片34可作为散热单元独立工作。第一散热片34与接线端子33位于印刷电路板31的同一侧面上，第一散热片34至少部分覆盖发热元件32而露出接线端子33。一般情况下，接线端子33穿透过第一散热片34而露出。在一实施例中，DC/DC电源模块30的接线端子33安装在客户端系统板上时，DC/DC电源模块30与系统板之间形成一间隙空间，第一散热片34以及发热元件32可以设置于该间隙空间内，因此，相对现有技术而言，可降低DC/DC电源模块30安装所需的空间，也降低了应用该DC/DC电源模块30的客户端设备的整体厚度。本发明中应用该DC/DC电源模块30的客户端可为电源系统，但本发明并不限于此。
在本发明中，接线端子33可排布于印刷电路板31相对两侧的边缘上。在本发明一实施例中，由于印刷电路板上的发热元件32高度不会完全一致，为了贴合所有发热元件32，第一散热片34与所覆盖的发热元件32贴合的一侧表面会因匹配而凹凸不平，以便于第一散热片34完全贴合所覆盖的发热元件32。如图3a所示，对应于接线端子33的排布，第一散热片34可在对应于接线端子33的部分设有开口342，因此第一散热片34整体呈一“工”字形状，但本发明并不限于此。如图3b所示，对应于接线端子33的排布，第一散热片34还可在对应于接线端子33的部分设有通孔，以便接线端子33穿透过。接线端子33可根据使用需要在印刷电路板31上任意排布，而第一散热片34的形状也将对应地进行变化。
另外，本发明的DC/DC电源模块30还可以更进一步包括第二散热片(图中未示出)，覆盖印刷电路板31上与第一散热片34接触侧相背的另一侧面上。在第二散热片覆盖的印刷电路板31侧面上也同样可以设置有发热元件(发热元件的个数根据实际需要设置，可以不设置，一个、两个或两个以上)，第二散热片可以与该侧面上的发热元件完全贴合，由此使整个DC/DC电源模块30可以得到双面的散热，使散热的效率进一步的增加。
如图3d所示，本发明的DC/DC电源模块30中散热单元还可以包括导热块421，导热块421设置于第一散热片34上，位于与覆盖发热元件34侧面相背的另一侧面。为了加强第一散热片34与导热块421之间的导热效果，进而提高散热性能，散热单元还可包括导热垫片43，导热垫片43设置于第一散热片34与导热块421之间。导热垫片34可采用树脂材料或硅脂材料，但本发明并不限于此。导热垫片34紧密贴合在导热块421与第一散热片34之间，避免导热块421与第一散热片34因接触面不平整而产生间隙，提高散热效率。在本发明中，也可省略导热块，导热垫片直接位于第一散热片34上与覆盖发热元件侧面相背的另一侧面，皆不脱离本发明的构思。
为更大程度上提高散热性能，本发明的DC/DC电源模块30还可包括散热器422，散热器422设置于散热单元上与发热元件32接触侧相背的另一侧面上。在本实施例中，散热器422设置于导热块421上与导热垫片43接触侧相背的另一侧面上。在省略导热块时，如图3e所示的散热器也可直接连接于导热垫片上。
另外，本发明还提供了具有上述DC/DC电源模块的电源系统。
实施例一
如图3d所示，本实施例中的电源系统包括DC/DC电源模块30及系统板41，其中，DC/DC电源模块30包括有印刷电路板31及其上面的发热元件32和接线端子33、第一散热片34、导热垫片43、导热块421，散热器422，各部件连接关系与本发明前述方式一致，在此不再累述。系统板41上开设开孔411及通孔412，通孔412用以与DC/DC电源模块30的印刷电路板31上接线端子33电气连接，因此通孔412的数量与接线端子33的数量一致，但不以此为限，在其它实施例中，通孔412的数量与接线端子33的数量也可不一致，例如通孔412的数量大与接线端子33的数量。如图3f所示，在组装完成的电源系统中，导热块421穿过开孔411，导热垫片43两侧分别抵靠在第一散热片34与导热块421上。开孔411、导热垫片43及导热块421配合第一散热片34的形状呈“工”字形状，但本发明并不限于此，所有可使得导热垫片43两侧分别抵靠在第一散热片34与一散热装置上的情况均不脱离本发明的构思。接线端子33透过第一散热片34插入对应的通孔412中，通过焊接等方式固定。散热器422设置于导热块421上与导热垫片43接触侧相背的另一侧面上。如图3e所示，在省略导热块421时，散热器422可具有凸台结构，其中凸台上侧可穿过开孔411抵靠于散热单元上，也即可抵靠于导热垫片43上。
在本实施例中，DC/DC电源模块30还可以更进一步包括第二散热片(图中未示出)，覆盖印刷电路板31上与第一散热片34接触侧相背的另一侧面上，由此使整个DC/DC电源模块30可以得到双面的散热，使散热的效率进一步的增加。
从上述结构描述可以看出，在系统板上设置开孔，散热单元或散热器穿过开孔，对DC/DC电源模块进行散热，散热器与系统板之间的距离可通过改变导热块的高度进行调整，使得电源系统组装结构紧凑，所需要的安装空间小，安装简单、灵活，同时也可实现DC/DC电源模块自身良好的散热，且利于电源系统组装结构向薄型化发展。
实施例二
如图3g、图3h所示，本实施例中的电源系统包括DC/DC电源模块30及系统板41，其中，DC/DC电源模块30包括有印刷电路板31及其上面的发热元件32和接线端子33、第一散热片34、导热垫片43，各部件连接关系与本发明前述方式一致，在此不再累述。系统板41上开设通孔412，通孔412用以与DC/DC电源模块30印刷电路板31上接线端子33电气连接，因此通孔412的数量与接线端子33数量一致，但不以此为限，在其它实施例中，通孔412的数量与接线端子33的数量也可不一致，例如通孔412的数量大与接线端子33的数量。如图3g所示，在组装完成的电源系统中，导热垫片43抵靠在系统板41上，接线端子33透过第一散热片34及导热垫片43插入对应的通孔412中，通过焊接等方式固定。
在本实施例中，DC/DC电源模块30还可以更进一步包括第二散热片(图中未示出)，覆盖印刷电路板31上与第一散热片34接触侧相背的另一侧面上，由此使整个DC/DC电源模块30可以得到双面的散热，使散热的效率进一步的增加。
在本实施例中，电源系统还可包括一散热器，散热器位于系统板41相对于导热垫片43的另一侧，以加强电源系统的散热。
从上述结构描述可以看出，该电源系统利用系统侧任何可具有散热效果的部件为DC/DC电源模块提供散热，由于DC/DC电源模块的散热元件及用于电气连接的接线端子位于印刷电路板的同一面上，不再占据印刷电路板的上部空间，使得DC/DC电源模块的整体厚度减小。
本发明的技术方案已由优选实施例揭示如上。本领域技术人员应当意识到在不脱离本发明所附的权利要求所揭示的本发明的范围和精神的情况下所作的更动与润饰，均属本发明的权利要求的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种DC/DC电源模块，包括：
一印刷电路板，所述印刷电路板的一侧面包括至少一接线端子以及至少一发热元件；以及
一散热单元，所述散热单元包括一第一散热片，覆盖所述发热元件且露出所述接线端子。
2.如权利要求1所述的DC/DC电源模块，其特征在于，所述散热单元包括一导热块，所述导热块设置于所述第一散热片上与覆盖所述发热元件侧面相背的另一侧面。
3.如权利要求2所述的DC/DC电源模块，其特征在于，所述散热单元包括一导热垫片，所述导热垫片设置于所述第一散热片与导热块之间。
4.如权利要求1所述的DC/DC电源模块，其特征在于，所述第一散热片贴合于所覆盖的发热元件。
5.如权利要求1所述的DC/DC电源模块，其特征在于，包括一第二散热片，所述第二散热片覆盖所述印刷电路板上与第一散热片接触侧相背的另一侧面。
6.如权利要求5所述的DC/DC电源模块，其特征在于，所述印刷电路板上与第一散热片接触侧相背的另一侧面包括至少一发热元件，所述第二散热片贴合于所覆盖的发热元件。
7.如权利要求1所述的DC/DC电源模块，其特征在于，所述接线端子设置于所述印刷电路板相对两侧的边缘上，所述第一散热片呈“工”字形状。
8.如权利要求1-7中任一项所述的DC/DC电源模块，其特征在于，包括一散热器，所述散热器设置于所述散热单元上与所述发热元件接触侧相背的另一侧面上。
9.一种电源系统，包括：
一系统板；
如权利1-7中任一项所述的DC/DC电源模块，设置于所述系统板上，所述接线端子连接于所述系统板。
10.如权利要求9所述的电源系统，其特征在于，所述系统板开设有一开孔，所述散热单元穿过所述开孔，所述DC/DC电源模块包括一散热器，所述散热器设置于所述散热单元上与所述发热元件接触侧相背的另一侧面上。
11.如权利要求9所述的电源系统，其特征在于，所述系统板开设有一开孔，所述DC/DC电源模块包括一散热器，所述散热器设置于所述散热单元上与所述发热元件接触侧相背的另一侧面上且穿过所述开孔。
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CN114340307A (zh) * 2021-11-19 2022-04-12 北京电子工程总体研究所 一种小型化电源模块及包括其的机箱和用电设备

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