CN107799945B - 叠层母排及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叠层母排，其包括母排主体和安装在母排主体的正面上的若干电连接器。母排主体包括若干组导电端子，每组导电端子包括分别与一个相对应的电连接器的正、负极导体相连的正、负极导电端子。其中，在母排主体的背面上设有若干第一导电绝缘环，每个第一导电绝缘环内容纳有一组导电端子，并且在第一导电绝缘环内填充有绝缘密封胶。本发明还提供了一种用于制造这种叠层母排的方法。

Description

叠层母排及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种叠层母排，尤其是用于功率模块的叠层母排。本发明还涉及一种用于制造这种叠层母排的方法。

背景技术

叠层母排又称复合母排，是一种多层复合结构连接排。叠层母排具有可重复电气性能、低阻抗、抗干扰、可靠性好、节省空间、装配简洁快捷等特点。另外，与传统的配线方法相比，使用复合母线排可以提供易于设计、安装快速和结构清晰的配电系统。因此，复合母排在现代电气行业中得到了广泛的应用。

为适应市场的需求，越来越多的叠层母排被设计成带有快插连接器，用于元器件的安装或是叠层母排之间的连接安装。图1显示了一种现有技术的叠层母排。如图所示，该叠层母排100包括母排主体110，以及安装在母排主体110上的插座120。母排主体110上设有若干导电端子(未示出)。在这种叠层母排100中，插座120通常只能是低电压、小功率的插座。而如果要将高压快插连接器结合到叠层母排中以适用于高电压、大功率的应用，实现高压快插连接器与叠层母排的集成安装，则需要充分考虑叠层母排的插座120以及导电端子之间的绝缘。

由于叠层母排的使用空间通常有限，因此叠层母排的导电端子之间以及叠层母排的插座之间的间距一般无法设计成足够大。由此造成了爬电距离不足，导致叠层母排无法承受高电压。而如果要增大导电端子之间的间距，则势必带来成本的增加。另外，在传统的叠层母排中，叠层母排的导电端子和快插连接器的导电体之间的绝缘效果也无法令人满意。

发明内容

针对上述存在于现有技术中的技术问题，本发明旨在提供一种改进的叠层母排，其中叠层母排的导电端子之间以及插座的导电端子能够以低成本的方式得到有效的绝缘，从而能够承载高压插座。本发明还旨在提供一种用于上述叠层母排的制造方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种叠层母排，其包括母排主体和安装在母排主体的正面上的若干电连接器。母排主体包括若干组导电端子，每组导电端子包括分别与一个相对应的电连接器的正、负极导体相连的正、负极导电端子。其中，在母排主体的背面上设有若干第一导电绝缘环，每个第一导电绝缘环内容纳有一组导电端子，并且在第一导电绝缘环内填充有绝缘密封胶。

在一个实施例中，每个电连接器包括绝缘件。电连接器的正极导体和负极导体布置在绝缘件的空腔内。在该空腔内还设有用于将正极导体和负极导体间隔开的绝缘隔板。

在一个实施例中，绝缘隔板与绝缘件形成为一体。备选地，绝缘隔板与绝缘件形成为单独的构件。

在一个实施例中，绝缘件的与母排主体的正面接触的表面上设有凹槽，其中填充有绝缘密封胶。

在一个实施例中，母排主体由第一表面绝缘层、第一导体板、中间绝缘层、第二导体板和第二表面绝缘层按顺序叠合而成。第一导体板可以构造成正极导体板而第二导体板可以构造成负极导体板。或者说，第一导体板可以构造成负极导体板而第二导体板可以构造成正极导体板。

在一个实施例中，母排主体和电连接器通过若干组紧固件相连。其中，各组紧固件包括分别与一组导电端子中的正、负极导电端子对应连接的两个紧固螺栓，这两个紧固螺栓均处于一个相对应的第一导电绝缘环内。

在一个实施例中，在第一表面绝缘层和第二表面绝缘层上均设有若干第二导电绝缘环，用于将各组导电端子彼此间隔开。

在一个实施例中，绝缘件的用于安装到母排主体上的表面构造成“回”字型，其中填充有柔性密封绝缘材料。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于制造如上所述的叠层母排的方法，包括步骤：制备母排主体和电连接器，其中所述电连接器为高压插座；将电连接器安装到母排主体的正面上，并通过紧固件紧固；将若干第一绝缘环安装到母排主体的背面上，使得每组导电端子及与其相连的紧固螺栓均处于相应的一个第一绝缘环内；在各个第一绝缘环内填充绝缘密封胶。

根据本发明，在叠层母排的母排主体的正面和背面上都设置了绝缘环，使得导电端子在母排主体的正面和背面上都得到了良好的隔离。同时，通过为电连接器提供绝缘件，使得电连接器的正、负极导体能够很好地隔离开。因此，根据本发明的叠层母排能够应用到大功率、高电压的场合，其中的电连接器也可以选用高压插座。另外，根据本发明的叠层母排具有紧凑的结构，并且能够通过简便、低成本的制造工艺来生产。

附图说明

下面基于附图来详细地说明本发明。应当理解，这些附图仅提供用于更好地理解本发明，而并不会以任何方式限制本发明。在附图中：

图1示意性地显示了一种根据现有技术的叠层母排；

图2示意性地显示了根据本发明的一种叠层母排的立体图，其中该叠层母排包括母排主体和设置在母排主体上的电连接器；

图3示意性地显示了图2所示的母排主体的分解视图；

图4示意性地显示了图2所示的电连接器的分解视图，其中该电连接器包括绝缘块；

图5示意性地显示了图4所示的绝缘块的分解视图；

图6示意性地显示了处于安装状态下的叠层母排的局部剖视图；

图7显示了图4所示的绝缘块的另一种结构。

具体实施方式

图2示意性地显示了根据本发明的一个实施例的叠层母排10。如图2所示，该叠层母排10包括母排主体1，以及安装在母排主体1上的电连接器2。在图2所示的实施例中，在母排主体1上安装了四个彼此间隔开的电连接器2。可以理解，根据具体应用的需要也可以设置数量更少或者更多的电连接器。

母排主体1包括若干个彼此平行的片材元件。图3显示了根据一个实施例的母排主体1的分解视图。如图3所示，叠层母排10包括第一导体板1-1、第二导体板1-2、第一表面绝缘层1-3、中间绝缘层1-4以及第二表面绝缘层1-5。在本实施例中，第一导体板1-1构造成正极板，而第二导体板1-2构造成负极板。然而可以理解，在其它实施例中，第一导体板1-1也可构造成负极板，而第二导体板1-2构造成正极板。

第一表面绝缘层1-3、中间绝缘层1-4和第二表面绝缘层1-5上均涂覆有粘结剂。在制造中，按照第一表面绝缘层1-3、第一导体板1-1、中间绝缘层1-4、第二导体板1-2以及第二表面绝缘层1-5的顺序对这五个部件进行热压叠片，从而形成母排主体1。具有这样结构的母排主体1是本领域中所熟知的。此外，本领域的技术人员可以理解，母排主体1也可以构造成其它的形式，例如包括除上述五个部件之外的其它的部件，比如其它的绝缘层。

在本实施例中，对应于四个电连接器2，构造成正极板的第一导体板1-1设有四个正极导电端子，而构造成负极板的第一导体板1-2设有四个负极导电端子。也就是说，母排主体1包括四组导电端子。每组导电端子中的正、负极导电端子分别和一个电连接器2的正、负极导体相连，这将在下文中详细描述。

根据本发明的叠层母排10还包括若干个第一绝缘环1-6以及若干个第二绝缘环1-7。在本实施例中，对应于四组导电端子，在母排主体1的两侧表面、即第一表面绝缘层1-3和第二表面绝缘层1-5上分别设置了三个第二绝缘环1-7，用于将这四组导电端子彼此间隔开。同时，针对于四组导电端子，在母排主体1中的与电连接器2连接的相反的表面上设有四个第一绝缘环1-6，每个第一绝缘环1-6内容纳有一组导电端子。第一绝缘环1-6和第二绝缘环1-7可构造成圆形或方形。在本文中为方便起见，电连接器2设置在母排主体1的第一表面绝缘层1-3上，因而第一绝缘环1-6布置在母排主体1的第二表面绝缘层1-5上。由此，母排主体1的第一表面绝缘层1-3的外表面也称为正面，而母排主体1的第二表面绝缘层1-5的外表面也称为背面。

图4显示了用于安装在母排主体1的第一表面绝缘层1-3上的电连接器2。如图所示，电连接器2包括第一导体2-1、第二导体2-2，以及用于将第一导体2-1和第二导体2-2彼此间隔开的绝缘件2-3。在本实施例中，第一导体2-1构造成正极导体，而第二导体2-2造成负极导体。

图5显示了图4中所示的绝缘件2-3。如图5所示，绝缘件2-3包括绝缘隔板2-4，以及设置在绝缘件2-3的一个表面上的凹槽2-5。绝缘隔板2-4可以制成为与绝缘件2-3形成一体，或者制成为与绝缘件2-3分开的单独构件。

图6是叠层母排10的局部剖视图，显示了其中一组导电端子与一个对应的电连接器2的连接情况。其中为清楚起见，略去了第一表面绝缘层1-3和第二表面绝缘层1-5。

以下通过图6来对叠层母排10的结构作详细介绍。如图6所示，电连接器2通过连接件、例如紧固螺栓而安装在母排主体1的正面上，使得母排主体1的第一导体板1-1(即正极板)的正极导电端子(由从第一导体板1-1上延伸出的凸台示意性示出)和第二导体板1-2(即负极板)的负极导电端子(由从第二导体板1-2上延伸出的凸台示意性示出)分别与电连接器2的第一导体2-1(即正极导体)和第二导体2-2(即负极导体)形成导电连接。这是本领域中所熟知的，在这里不再重复介绍。

在母排主体1的背面上安装有第一绝缘环1-6。第一绝缘环1-6形成为中空的结构，由凸台示意性示出的一组正、负极导电端子，以及与之相连的两极紧固螺钉头均容纳在第一绝缘环1-6内。在第一绝缘环1-6中填充了绝缘密封胶1-8，这样，在叠层母排1的背面上，叠层母排的正、负极导电端子彼此之间得到了完全的绝缘。在这种情况下，叠层母排1能够很好地用于大功率、高电压的场合。

另外，如上所述，电连接器2包括绝缘件2-3。绝缘件2-3构造成中空的结构，电连接器2的第一导体2-1(即正极导体)和第二导体2-2(即负极导体)均设置在绝缘件2-3的空腔内。为保护绝缘效果，在绝缘件2-3的空腔内还设置了绝缘隔板2-4，其用于将第一导体2-1和第二导体2-2隔离开。这进一步增强了叠层母排1用于大功率、高电压的场合的效果。

在电连接器2的用于安装到母排主体1上的表面上设有凹槽2-5。凹槽2-5填充有绝缘密封胶。这样，在电连接器2与母排主体1的接合面上，即在叠层母排1的正面上，电连接器2的第一导体2-1和第二导体2-2以及母排主体1的第一导体板1-1和第二导体板1-2也实现了完全的隔离。这更进一步增强了叠层母排1用于大功率、高电压的场合的效果。

通过以上设计，在装配好的叠层母排1中，正、负极导电端子能够在叠层母排的正面和背面上均能实现完全的隔离，同时电连接器2的第一导体2-1和第二导体2-2也实现了完全的隔离。由此，根据本发明的叠层母排1能够满足大功率、高电压的应用场合的要求。也就是说，根据本发明的叠层母排1中的电连接器2可以选用高压插座。

在一个备选实施方案中，绝缘件2-3的用于安装到母排主体1上的表面可设计为“回”字型结构，其中填充柔性密封绝缘材料7。这同样能够实现隔离电连接器的正、负极导体的目的。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于制造上述叠层母排的方法。该方法包括如下主要步骤。

首先是开料工序，即采用适当的机械装置将导体材料和绝缘材料按设计进行分离，形成符合叠层母排的加工所需的形状和尺寸。

然后进行焊接或铆接，即在叠层母排的第一和第二导体板上分别焊接或铆接正极和负极导电端子。

之后进行叠片，即按照第一表面绝缘层1-3、第一导体板1-1、中间绝缘层1-4、第二导体板1-2和第二表面绝缘层1-5的顺序来进行叠片。

然后，对叠合好的叠片进行热压，优选采用真空层压机，并通过2.5小时的热压和1.5小时的冷压来进行压制，从而形成母排主体1。

之后，进行第一次封胶，即对母排主体1的孔内及周边进行绝缘胶灌封，保证第一导体板1-1和第二导体板1-2的绝缘。

然后，进行电连接器的组装，其中将第一导体2-1和第二导体2-2插入到绝缘件2-3，形成为完整的电连接器。

之后，根据本发明，在第一绝缘环1-6、第二绝缘环1-7和电连接器2的绝缘件2-3的将要与母排主体1相贴合的表面上均匀涂覆绝缘密封胶。与此同时，在绝缘件2-3的凹槽2-5内也填充满绝缘密封胶。然后例如可采用工装定位，将所形成的电连接器2以及第二绝缘环1-7粘贴于叠层母排1的第一表面绝缘层1-3上，同时将第一绝缘环1-6粘贴于叠层母排1的第二表面绝缘层1-5上。

然后进行装配，即利用紧固螺栓将母排主体1和电连接器2紧固在一起，同时施加合适的扭矩。

最后，进行第二次封胶，即在第一绝缘环1-6的空腔内再次灌封绝缘胶，从而保证与正、负极导电端子分别连接的两极螺钉头完全绝缘隔离。

由此便得到了根据本发明的叠层母排。这样制造出来的叠层母排能够适用于大功率、高电压的场合，其中的电连接器可以选用高压插座。

上面介绍的叠层母排1是一种两层两极的叠层母排。然而本领域的技术人员可以理解，本发明的原理可以容易地扩展到多层多极的叠层母排中，例如通过叠加的形式。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.叠层母排，包括母排主体和安装在所述母排主体的正面上的若干电连接器，所述母排主体包括若干组导电端子，每组导电端子包括分别与一个相对应的电连接器的正、负极导体相连的正、负极导电端子，

在所述母排主体的背面上设有若干第一导电绝缘环，每个第一导电绝缘环内容纳有一组导电端子，并且在第一导电绝缘环内填充有绝缘密封胶用于使得正、负极导电端子彼此之间完全绝缘。

2.根据权利要求1所述的叠层母排，其特征在于，每个电连接器包括绝缘件，在所述绝缘件的空腔内设有电连接器的正极导体和负极导体，以及用于将所述正极导体和负极导体间隔开的绝缘隔板。

3.根据权利要求2所述的叠层母排，其特征在于，所述绝缘隔板与所述绝缘件形成为一体。

4.根据权利要求2所述的叠层母排，其特征在于，所述绝缘件的与所述母排主体的正面接触的表面上设有凹槽，其中填充有绝缘密封胶。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的叠层母排，其特征在于，所述母排主体由第一表面绝缘层、第一导体板、中间绝缘层、第二导体板和第二表面绝缘层按顺序叠合而成，其中所述第一导体板构造成正极导体板或负极导体板，而所述所述第二导体板构造成负极导体板或正极导体板。

6.根据权利要求5所述的叠层母排，其特征在于，所述母排主体和所述电连接器通过若干组紧固件相连。

7.根据权利要求6所述的叠层母排，其特征在于，各组紧固件包括分别与一组导电端子中的正、负极导电端子对应连接的两个紧固螺栓，所述两个紧固螺栓均处于一个相对应的第一导电绝缘环内。

8.根据权利要求5所述的叠层母排，其特征在于，在所述第一表面绝缘层和第二表面绝缘层上均设有若干第二导电绝缘环，用于将各组导电端子彼此间隔开。

9.根据权利要求2所述的叠层母排，其特征在于，所述绝缘件的用于安装到母排主体上的表面构造成“回”字型，其中填充有柔性密封绝缘材料。

10.用于制造根据权利要求1到9中任一项所述的叠层母排的方法，包括步骤：

制备母排主体和电连接器，其中所述电连接器为高压插座；

将电连接器安装到母排主体的正面上，并通过紧固件紧固；

将若干第一绝缘环安装到母排主体的背面上，使得每组导电端子及与其相连的紧固螺栓均处于相应的一个第一绝缘环内；

在各个第一绝缘环内填充绝缘密封胶。

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