CN109951055A - 电压转换器及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电压转换器及其组装方法，电压转换器包括：壳体，第一侧敞开，第二侧设置有散热片；功率连接器，在所述壳体的所述第二侧安装到所述壳体；控制板，容纳在壳体内；盖，用于封闭所述壳体，其特征在于，所述壳体内具有分别容纳所述控制板上的至少一个高温部件的相应凹部。

Description

电压转换器及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种电压转换器以及一种组装这种电压转换器的方法。

背景技术

诸如DCDC 48V-12V的电压转换器是一种高功率产品，它在工作期间会产生大量热量。电压转换器在高温环境下以自然对流工作，所以电压转换器需要具有优良的散热设计。

在现有的电压转换器中，如图1所示，电压转换器1的壳体11具有用于布置高温部件的凸台111。参见图2，示出现有的电压转换器1在壳体中容纳高温部件的侧视图，从中可以看出，高温部件布置在壳体内的凸台上，凸台和高温部件之间存在导热胶。这样存在的问题是，由高温部件在工作期间产生的热量不会完全从壳体逸出，而是有一部分热量会残留在壳体内，结果，高温部件越来越热，有可能会损坏高温部件，电压转换器的热特性较差。另外，从图2中可以看出，电压转换器的散热片较短，例如仅为30mm，这使得散热片的表面积较小，从而不利于散热。

因此，需要一种改进了散热性能的电压转换器。

发明内容

因此，本发明之目的是提供一种电压转换器，其具有优良的散热性能，从而延长了高温部件的寿命。

本发明涉及一种电压转换器，包括：壳体，第一侧敞开，第二侧设置有散热片；功率连接器，在所述壳体的所述第二侧安装到所述壳体；控制板，容纳在壳体内；盖，用于封闭所述壳体，其中，所述壳体内具有分别容纳所述控制板上的至少一个高温部件的相应凹部。

优选地，所述控制板包括功率电感器、晶体管、EMI电感器、输入电容器，所述壳体内具有分别容纳功率电感器、晶体管、EMI电感器、输入电容器的凹部。

优选地，所述凹部通过压铸的方法在壳体内制造。

优选地，所述散热片具有第一散热片排和第二散热片排，其中，所述第二散热片排位于所述第一散热片排的两侧，并且第一散热片排沿平行于气流行进的第一方向延伸，第二散热片排沿第二方向延伸，第一方向与第二方向不同。

优选地，第一方向垂直于第二方向。

优选地，各高温部件与其各自的凹部之间有一间隙，以填入导热胶，将各高温部件与壳体粘合在一起。

优选地，所述导热胶由玻璃珠构成，所述间隙的大小与导热胶的玻璃珠的直径相等。

优选地，所述玻璃珠的直径为7密耳。

优选地，所述电压转换器是直流-直流转换器、直流-交流转换器。

本发明还涉及一种组装如上述权利要求中任一项所述的电压转换器的方法，包括如下步骤：

将功率连接器安装到电压转换器的壳体的第二侧；

将控制板安装到组装工具上；

在壳体内部的凹部中涂覆导热胶；

将壳体沿第一侧的方向放置在组装工具上；

将组装工具和壳体倒转，利用组装工具的弹性件按压控制板上的晶体管和功率电感器，以保证晶体管和壳体之间的间距等于导热胶的玻璃珠的直径。

附图说明

从下面结合附图详细描述的本发明的优选实施方式中，本发明的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。附图中:

图1示出现有技术的电压转换器的壳体的内部图；

图2示出高温部件安装到图1的电压转换器的壳体中的侧视图；

图3示出根据本发明的电压转换器的透视图；

图4示出根据本发明的电压转换器的分解图；

图5示出根据本发明的电压转换器的壳体的内部图；

图6示出高温部件安装到根据本发明的电压转换器的壳体内的侧视图；

图7和8示出导热胶施加到功率电感器和壳体之间以及晶体管和壳体之间；

图9示出利用组装工具将控制板安装到壳体内的示意图。

图10示出利用组装工具将控制板安装到壳体的外部图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。如果没有特别说明，术语“依次包括A、B、C等”仅指示所包括的部件A、B、C等的排列顺序，并不排除在A和B之间和/或B和C之间包括其它部件的可能性。“第一”及其变体的描述仅仅是为了区分各部件，并不限制本发明的范围，在不脱离本发明的范围的情况下，“第一部件”可以写为“第二部件”等。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。

下面，参照图3至图10，详细描述根据本发明的优选实施方式。

首先，参见图3和图4，详细示出根据本发明的电压转换器1。电压转换器包括壳体11，壳体在第一侧敞开，在第二侧设置有散热片113，因此，壳体在此充当热沉的作用。功率连接器12在壳体的第二侧安装到壳体。电压转换器还包括控制板13，控制板可以安装在壳体内部，并包括各种高温部件，比如功率电感器131、MOSFET 132、EMI电感器133、输入电容器134等。在控制板13安装在壳体11的内部且功率连接器12在壳体的第二侧安装到壳体之后，盖14封闭壳体11的敞开开口。

接着，参见图5和图6，描述根据本发明的电压转换器的壳体内部的凹部112。

与图1所示的现有技术电压转换器相比，图5所示电压转换器1的壳体11的内部设置有(例如通过压铸的方式设置，但并不限于压铸)用于容纳控制板13上的高温部件的凹部112，图中示出分别容纳功率电感器131、MOSFET 132、EMI电感器133、输入电容器134的四个凹部，但是应明白，凹部的数量不限于此，可以根据需要调节凹部的数量来容纳控制板上的高温部件。通过在电压转换器的壳体内设置凹部来代替现有技术中的凸台，由于热量的传输距离变短，使得由高温部件产生的热量能够更容易地逸出到外部，从而在壳体内部不会残留热量，延长了高温部件的寿命。

另外，参见图6，整个电压转换器的厚度不变，由于用凹部代替了凸台，使得散热片能够向上延伸，从而与图2所示的现有技术的散热片的长度L相比，本发明的电压转换器的散热片的长度L更长(比如65mm)，导致更大的外表面积，散热效果更好。

从图3中可看出，本发明的电压转换器的壳体的散热片113包括第一散热片排1131和第二散热片排1132，第一散热片排沿空气可以通过的第一方向延伸，第二散热片排沿与第一方向不同的第二方向延伸，并且第二散热片排位于第一散热排的两侧边缘处。通过这样的散热片布置，能够增加散热面积，更好地实现散热效果。

下面，参考图7和8，以功率电感器131和MOSFET 132为例来说明导热胶的应用。

在将控制板13安装到电压转换器1的壳体内部时，将导热胶施加到功率电感器131和壳体之间(更确切地说，功率电感器131和容纳其的凹部之间)以及MOSFET 132和壳体之间(更确切地说，MOSFET 132和容纳其的凹部之间)。导热胶具有高导热率，例如约1.78W/mK，因此，有利于由功率电感器和MOSFET产生的热量散发到外部。另外，功率电感器和MOSFET均通过导热胶间接地接触壳体，这保证了MOSFET和壳体之间以及功率电感器与壳体之间的绝缘。而且，导热胶在此还充当粘合剂的作用，将MOSFET和功率电感器粘合到壳体，从而不需要像现有技术中那样使用额外的螺钉或卡扣件来将MOSFET、功率电感器固定到壳体。在本示例，导热胶是Dow Coring 1-4174，并且其包含7密耳的玻璃珠，但是本领域技术人员应明白，可以使用其它导热胶，并且导热胶可以包含其它直径的玻璃珠。

接着，参考图9和10来说明用组装工具将MOSFET和功率电感器安装到壳体内部的方法。

首先，将功率连接器安装到电压转换器的壳体的第二侧。接着，将控制板安装到组装工具上，在壳体内部的凹部中涂覆导热胶。将壳体沿第一侧的方向放置在组装工具上。然后，将组装工具和壳体倒转，利用组装工具的弹性件(在本示例中为弹簧)按压控制板上的晶体管和功率电感器，以保证晶体管和壳体之间的间距等于导热胶的玻璃珠的直径(例如为7密耳)。

以上介绍了本发明的电压转换器。本发明的电压转换器具有如下优点：利用凹部来容纳控制板上的高温部件，能够改进电压转换器的散热性能；用导热胶填充在高温部件与壳体之间，同时起到了绝缘、粘合的作用，省略了螺钉和卡扣件，从而减少了使用的部件，节省了空间。

应明白的是，本领域技术人员根据本发明的教导可以设想出电压转换器的其它变型。而且，上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (10)

1.一种电压转换器，包括：

壳体，第一侧敞开，第二侧设置有散热片；

功率连接器，在所述壳体的所述第二侧安装到所述壳体；

控制板，容纳在壳体内；

盖，用于封闭所述壳体，

其特征在于，所述壳体内具有分别容纳所述控制板上的至少一个高温部件的相应凹部。

2.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，所述控制板包括功率电感器、晶体管、EMI电感器、输入电容器，所述壳体内具有分别容纳功率电感器、晶体管、EMI电感器、输入电容器的凹部。

3.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，所述凹部通过压铸的方法在壳体内制造。

4.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，所述散热片具有第一散热片排和第二散热片排，其中，所述第二散热片排位于所述第一散热片排的两侧，并且第一散热片排沿平行于气流行进的第一方向延伸，第二散热片排沿第二方向延伸，第一方向与第二方向不同。

5.如权利要求4所述的电压转换器，其特征在于，第一方向垂直于第二方向。

6.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，各高温部件与其各自的凹部之间有一间隙，以填入导热胶，将各高温部件与壳体粘合在一起。

7.如权利要求6所述的电压转换器，其特征在于，所述导热胶由玻璃珠构成，所述间隙的大小与导热胶的玻璃珠的直径相等。

8.如权利要求7所述的电压转换器，其特征在于，所述玻璃珠的直径为7密耳。

9.如权利要求1所述的电压转换器，其特征在于，所述电压转换器是直流-直流转换器、直流-交流转换器。

10.一种组装如上述权利要求中任一项所述的电压转换器的方法，包括如下步骤：

将功率连接器安装到电压转换器的壳体的第二侧；

将控制板安装到组装工具上；

在壳体内部的凹部中涂覆导热胶；

将壳体沿第一侧的方向放置在组装工具上；

将组装工具和壳体倒转，利用组装工具的弹性件按压控制板上的晶体管和功率电感器，以保证晶体管和壳体之间的间距等于导热胶的玻璃珠的直径。