CN111952060B - 模块电源制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模块电源制作方法。该方法包括如下步骤。步骤1：制作微型变压器；步骤2：提供具有U型缺口和多个连接电极的电路板；步骤3：将微型变压器放置在U型缺口内，且使接线柱与连接电极一一对应并固定连接；步骤4：提供绝缘外壳，使电路板和微型变压器位于绝缘外壳内，电路板上的连接端子通过绝缘外壳上设置的开口伸出至绝缘外壳外，或从开口露出。本发明中线圈在绕制时就固定在接线基座上，无需在电路板固定线圈引出线的步骤，简化制作工艺，可预先安装好微型变压器后，再将微型变压器与电路板连接，只要把接线柱与连接电极固定连接即可，从而模块电源制作工艺简单，生产效率高。

Description

模块电源制作方法

技术领域

本发明涉及一种具有微型变压器的模块电源的制作方法。

背景技术

模块电源是基于开关电源技术，采用少量元件结合模块化生产而成的一种电源转换装置，具有小型化、防潮、防震、一致性好、应用简单、可靠性高等优点。广泛应用于仪器仪表、电力系统、工业电气、工控自动化、机械设备、通讯、数据通信、车载船舶、安防、智能家居、物联网、医疗电子设备、铁路交通、军工、科研等众多领域。模块电源可以直接贴装在印刷线路板上的电源供应器，可为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FPGA)及其他数字或模拟负载提供供电。

本申请人的发明专利申请CN111048292A公开了一种电源模块，其实也是一种模块化的电源，即模块电源，如其说明书附图中图2所示，模块电源包括两块磁芯，线圈组和电路板，其中两块磁芯和线圈组形成微型变压器，模块电源制作时需要先把线圈组固定在电路板上，然后放置磁芯，使电路板被两块磁芯夹持在中间，从而需对电路板上下两侧都要进行加工，则需对电路板进行至少一次的翻面。在实际生产过程中，多个电路板是相互连接在一起放置在工作台上，在线圈组、磁芯等都安装好后，才将电路板裁下，安装上绝缘外壳，形成模块电源。在电路板进行翻面时，安装好的磁芯或线圈容易错位或脱落，进而影响生产效率。同时，线圈组的漆包线很细，将线圈引出线固定在线路板上很容易将线头扯断，而且线圈组具有多条线圈引出线，在较小的空间内固定一根线圈引出线时可能会影响到另一根线圈引出线，操作非常不方便，且容易产生废品。

因此需要一种工艺简单，生产效率高的模块电源制作方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种工艺简单，生产效率高的模块电源制作方法。

为了实现上述主要目的，本发明提供了一种模块电源制作方法，其中模块电源包括微型变压器、电路板和绝缘外壳，微型变压器包括线圈组、磁芯和接线基座，线圈组包括至少两个线圈，每个线圈都具有至少两根引出线，接线基座由绝缘材料制成，其上具有多个导电材料制成的接线柱，该方法包括如下步骤。步骤1：制作微型变压器，将漆包线的一端固定在一个接线柱上，然后进行线圈的绕制，绕制完成后将漆包线固定在另一接线柱上，依次完成线圈组其他线圈的绕制，将连接有线圈组的接线基座套设在磁芯的中柱上，且各接线柱突出至磁芯外并分别位于磁芯两侧；步骤2：提供电路板，电路板具有第一面和与之相对的第二面，且电路板具有贯穿第一面和第二面的U型缺口，在第一面上U型缺口的两侧设置有多个连接电极；步骤3：将微型变压器放置在U型缺口内，使接线柱与连接电极一一对应并固定连接，形成模块电源的主体部分；步骤4：提供绝缘外壳，使主体部分位于绝缘外壳内，电路板上的连接端子通过绝缘外壳上设置的开口伸出至绝缘外壳外，或从开口露出。

由以上方案可见，线圈在绕制时就固定在接线基座上，从而无需在电路板固定线圈引出线的步骤，简化制作工艺；电路板上设置有用于安装微型变压器的U型缺口，微型变压器可预先安装好后，再将微型变压器与电路板连接，只要把接线柱与连接电极固定连接即可，无需将电路板翻面即可完成微型变压器的安装，从而模块电源制作工艺简单，生产效率高。U型缺口的两侧都有连接电极与微型变压器固定连接，从而微型变压器的安装更稳定，模块电源的稳定性更好。

根据本发明的一种具体实施方式，磁芯包括具有第一芯部的第一磁芯及可与第一磁芯形成闭合框架的第二磁芯，第一芯部为磁芯中柱的至少一部分，制作微型变压器的步骤1包括如下步骤。步骤1.1：提供固定有绕线柱的接线基座，其中绕线柱设置为垂直于接线基座并从接线基座的中部向一侧凸出；步骤1.2：将漆包线一端固定在多个接线柱中的第一接线柱上，并环绕绕线柱进行绕线，绕线完成后，将漆包线引出并固定在多个接线柱中的第二接线柱上，断开漆包线，第一线圈绕制完成，然后依次完成线圈组中其他线圈的绕制；步骤1.3：移除绕线柱，并在接线基座的中部形成通孔，原先绕在绕线柱上的漆包线形成空心的线圈组；步骤1.4：将第一磁芯的第一芯部穿入通孔和线圈组，然后将第一磁芯和第二磁芯连接在一起而形成闭合框架。

由以上方案可见，通过在接线基座上设置绕线柱，可将线圈的固定与绕制结合在一起，操作方便，工艺简单。将漆包线与第一接线柱固定时，只需将线头引出并固定在第一接线柱上，将漆包线在第一接线柱上缠绕绑扎即可，而漆包线与第二接线柱之间的固定连接是固定好后再断开，不会出现多余的线头，从而可节约漆包线，另外也不会出现线圈引出线线头过短而无法与接线柱连接的现象，线圈引出线与接线柱之间的固定连接稳定可靠。第一磁芯和第二磁芯由于本身具有的磁性不易于相互脱离，同时两磁芯将线圈组和接线基座夹持在中间，不会出现元器件脱落的现象。

根据本发明的一种具体实施方式，步骤1.2中包括，将漆包线在绕线柱上沿第一旋转方向绕线后拉出勾挂至挂线钉，然后再沿与第一旋转方向相反的旋转方向在绕线柱上绕线，绕线完成后，将勾挂在挂线钉上的漆包线取下，固定连接在多个接线柱中的第三接线柱上。由以上方案可见，第一线圈其实是两个并联的线圈，与第三接线柱固定连接的线圈引出线开始时是勾挂在挂线钉上的，从而是双线连接，与第三接线柱固定连接时也只需勾挂即可，操作简单方便，且线圈引出线与接线柱之间的固定稳定可靠。线圈绕制完成后再将勾挂至挂线钉上的漆包线取下固定在第三接线柱上，从而第三接线柱上勾挂的线圈引出线不会对线圈的绕制产生影响，线圈绕制平整，从而线圈性能稳定。

根据本发明的一种具体实施方式，绕线柱设置为直径渐变的圆台形状，在移除绕线柱时，以从直径小的一端向直径大的一端的方向移动。由以上方案可见，绕线柱圆台形状的设置方便绕线柱的移除，移除时不会影响到线圈组中各匝线的相对位置。

根据本发明的一种具体实施方式，接线基座与绕线柱一体成型，绕线柱的直径大的一端靠近所述接线基座，在步骤1.3中移除绕线柱时采用冲压方式将绕线柱冲下。由以上方案可见，接线基座与绕线柱一体成型，从而在绕线前无需进行将二者装配的步骤，线圈绕制完成后，只需将绕线柱冲下即可，同时会在接线基座上形成用来穿在磁芯的芯部上的通孔，可简化工艺，提高生产效率。

根据本发明的一种具体实施方式，接线基座的中部设置有通孔，在步骤1.1中提供的绕线柱穿过通孔并与接线基座装配在一起，在步骤1.3中移除绕线柱后，通孔露出。由以上方案可见，在绕线前将接线基座与绕线柱装配在一起，线圈绕制完成后，将绕线柱与接线基座分离，线圈组固定在接线基座上形成空心线圈组。

根据本发明的一种具体实施方式，绝缘外壳包括上壳体和下壳体，开口设置在下壳体上。由以上方案可见，利用分开设置的上壳体和下壳体使主体部分安装于其内，连接端子从下壳体上的开口伸出以与外界进行电连接。

根据本发明的一种具体实施方式，上壳体或下壳体或二者都设置有扣合定位结构。由以上方案可见，利用扣合定位结构使上壳体与下壳体之间位置固定，安装好后不易打开，进而保证其内安装的电路板和微型变压器不易损坏。

根据本发明的一种具体实施方式，连接电极为焊盘，在步骤3中通过焊接使接线柱与焊盘固定连接。由以上可见，通过焊接实现接线柱与焊盘之间的固定连接，电连接稳定可靠。

根据本发明的一种具体实施方式，电路板上具有导电过孔，步骤3中还包括将插针插入导电过孔而形成连接端子的步骤。由以上可见，连接端子通过穿过导电过孔的插针而形成，在微型变压器与电路板固定连接后再将插针插入导电过孔，连接端子不会影响微型变压器的安装，进一步简化模块电源的结构，并实现可靠电连接。

本发明中，“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方位描述仅为了便于表达各个部件/结构之间的相对位置关系，而非用于限定各个部件/结构的具体方位。

本发明中，“第一”、“第二”等类似序数词语，用以区分或指关联于相同或类似的部件或结构，并不必然限定该部件或结构在空间或时间上的顺序。

为了更清楚地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程简图；

图2是本发明实施例中制作微型变压器的工艺流程简图；

图3是本发明实施例中微型变压器的结构示意图；

图4是本发明实施例中微型变压器的结构分解示意图；

图5是本发明实施例中接线基座与绕线柱在连接一起时的结构示意图；

图6是图5中A-A的剖视图；

图7是本发明实施例中进行绕线时接线基座与绕线柱的结构示意图；

图8是本发明实施例中进行绕线时接线基座与绕线柱的结构示意图；

图9是本发明实施例中进行绕线时接线基座与绕线柱的结构示意图；

图10是本发明实施例中绕线完成后移除绕线柱时的结构示意图；

图11是本发明实施例中移除绕线柱后的接线基座与空心线圈的结构示意图；

图12是本发明实施例步骤2中提供的电路板的结构示意图；

图13是本发明实施例步骤3完成后的主体部分的结构示意图；

图14是本发明实施例中上壳体的结构示意图；

图15是本发明实施例中下壳体的结构示意图；

图16是本发明实施例制作完成的模块电源的结构示意图。

具体实施方式

图1示出本发明实施例的工艺流程图。如图1所示，模块电源制作方法包括步骤1：制作微型变压器，制作完成的微型变压器包括线圈组、磁芯和接线基座，线圈组包括至少两个线圈，每个线圈都具有至少两根引出线，接线基座由绝缘材料制成，其上具有多个导电材料制成的接线柱；步骤2：提供带U型缺口的电路板，电路板具有第一面和与之相对的第二面，在第一面上U型缺口的两侧设置有多个连接电极；步骤3：装配并固定，将微型变压器放置在U型缺口内，且使接线柱与连接电极一一对应并固定连接；步骤4：安装绝缘外壳，使电路板和微型变压器形成的主体部分位于绝缘外壳内，电路板上的连接端子通过绝缘外壳上设置的开口伸出至绝缘外壳外，或从开口露出。

其中制作微型变压器的步骤1包括：将漆包线的一端固定在接线基座的一个接线柱上，然后进行线圈的绕制，绕制完成后将漆包线固定在另一接线柱上，依次完成线圈组其他线圈的绕制，将连接有线圈组的接线基座套设在磁芯的中柱上，且接线柱分别突出至磁芯外并位于磁芯两侧。

图2示出了本发明中制作微型变压器时的一种优选实施方式。如图2所示，微型变压器制作方法包括步骤1.1：提供固定有绕线柱的接线基座，其中绕线柱设置为垂直于接线基座并从接线基座的中部向一侧凸出；步骤1.2：线圈组的绕制，将漆包线一端固定在多个接线柱中的第一接线柱上，并环绕绕线柱进行绕线，绕线完成后，将漆包线引出并固定在多个接线柱中的第二接线柱上，断开漆包线，第一线圈绕制完成，然后依次完成线圈组中其他线圈的绕制；步骤1.3：移除绕线柱，并在接线基座的中部形成通孔，原先绕在绕线柱上的漆包线形成空心线圈组；步骤1.4：组装微型变压器，将第一磁芯的第一芯部穿入通孔和空心线圈组，然后将第一磁芯和第二磁芯连接在一起而形成闭合框架。

以下结合附图详细说明该微型变压器制作方法的具体实施方式。如图3和图4所示，微型变压器20包括第一磁芯21、第二磁芯22、第一线圈231、第二线圈232和接线基座24，其中第一磁芯包括第一外周部212和第一芯部211，第二磁芯包括第二外周部222和第二芯部221。

在进行线圈的绕制时，需在绕线柱上进行绕线，本实施例采用与接线基座一体成型的绕线柱。如图5和图6所示，绕线柱25与接线基座24可采用同种绝缘材料一体成型，接线柱可采用金属制成，并固定在接线基座上，图3中示出了位于前侧的第一接线柱2411、第二接线柱2412、第三接线柱2413，相对的后侧也对称设置有第一接线柱2421、第二接线柱2422、第三接线柱2423。绕线柱25设置在接线基座的中部并向一侧凸出，且沿远离接线基座的方向直径逐渐变小，绕线柱25与接线基座24连接的根部设置有冲切口251、接线基座24相对绕线柱25的底面上设置有盲孔244，在冲压移除绕线柱时，冲切掉的部分与盲孔244一起形成接线基座24的通孔243(参见图4)。

在进行步骤1.2时，先将漆包线的线头缠绕或绑扎在第一接线柱2411上，固定连接后将漆包线拉至绕线柱形成线圈引出线2311并沿第一旋转方向进行绕线，从绕线柱与接线基座连接的根部向远离接线基座的方向进行绕线，如图7所示，图中所示绕线较为稀疏，是为了表示此时只有一层漆包线，漆包线各匝之间其实是紧密贴合的，从而可以自我粘合在一起。绕制一段距离后，可设置挡线板限制该绕线距离，将漆包线拉出并勾挂在挂线钉261上，从而引出两根线圈引出线2312和2313，然后再沿与第一旋转方向相反的旋转方向从绕线柱上线圈引出线2312的出线位置向着接线基座进行绕线，如图8所示。绕线完成后将漆包线与第二接线柱2412固定连接，并形成线圈引出线2314，断开漆包线，第一线圈231的绕制完成。

然后以同样的方法，在接线基座后侧的第一接线柱2421上固定漆包线，进行第二线圈232的绕制，从而该后侧也是第一接线柱2421上连接一根线圈引出线、第二接线柱2422连接一根线圈引出线，然后将第一线圈231的线圈引出线2312和2313从挂线钉261处取下，勾挂至第三接线柱2413，将第二线圈232的引出线从挂线钉262(参见图8)处取下，勾挂至第三接线柱2423，两个第三接线柱2413、2423上都连接两根线圈引出线，第一线圈231的各线圈引出线与接线柱之间的连接参见图9。步骤1.2完成。

在进行步骤1.3时，如图10所示，在绕线柱远离接线基座的端部以朝着接线基座的方向施加冲压力F移除绕线柱，原先绕制在绕线柱上的漆包线形成空心线圈组，接线基座上形成通孔243(参见图4)，其中空心线圈组与接线基座通过接线柱和线圈引出线而固定连接，参见图11。

然后进行步骤1.4：将第一磁芯21的第一芯部211依次穿入接线基座24的通孔243和空心线圈组23，然后以第二磁芯22的第二芯部221与第一芯部211、第二磁芯22的第二外周部222与第一外周部分212别对齐且抵接的方式，将第一磁芯21和第二磁芯22连接在一起，其中第一芯部211和第二芯部221形成磁芯中柱，接线基座24和线圈组23都套设在磁芯中柱上，第一外周部212与第二外周部222形成闭合框架，沿垂直于接线基座的方向，接线柱突出至闭合框架之外，然后可在闭合框架外加上紧固保护材料等，以保护磁芯，微型变压器制作完成。在其他实施例中，第二磁芯可为板状，磁芯中柱由第一磁芯的第一芯部独立形成。

在其他实施例中，绕线柱与接线基座可不是一体成型而是装配在一起的，其中接线基座上可设置有通孔，绕线柱可穿过该通孔而与接线基座固定，从而在移除绕线柱时能方便移除。绕线柱优选地设置为圆台形状，在移除绕线柱时，以从直径小的一端向直径大的一端的方向移动，绕线柱圆台形状的设置方便绕线柱的移除，移除时不会影响到线圈组内部线的位置。在绕线柱的直径小的一端设置为靠近接线基座时，可利用挡线板阻止线圈组随着绕线柱一起移动。绕线柱可为用来绕线的绕线机的一部分，在开始绕线时，使接线基座与绕线柱固定连接，在移除绕线柱时使绕线柱向其直径大的一端移动并与接线基座和线圈组脱离即可。

在其他实施例中，第一线圈及线圈组内的其他线圈可只具有两根线圈引出线，即只沿一个旋转方向绕线，线圈组可具有多于两个的线圈。在其他实施例中，线圈组可包括嵌套在一起的三个或以上线圈。只要与线圈引出线固定连接的接线柱分列在磁芯前后两侧即可。

在步骤2中，提供的电路板如图12所示，电路板30设置有导电过孔31、元器件32和U型缺口33，上侧面为第二面，下侧面为第一面，第一面上U型缺口的两侧设置有多个连接电极(未示出)，连接电极可与微型变压器的接线柱一一对应。

在步骤3中将微型变压器20装入U型缺口33内，使连接电极与微型变压器的接线柱一一对应并固定，当连接电极为焊盘时，可通过焊接使电路板与微型变压器固定在一起，然后将插针34插入导电过孔31内用于形成连接端子，模块电源的主体部分安装完成，如图13所示。在其他实施例中，连接端子可在提供电路板时就已经形成在电路板上。

然后将图14所示的上壳体和图15所示的下壳体在步骤4中与主体部分安装在一起。其中由上壳体11和下壳体21组成的绝缘外壳用于保护其内部的主体部分，上壳体11下方开口，侧壁上设置有用于与下壳体12相互扣合定位的卡接结构111，下壳体12上方开口，侧壁上设置有引导定位的引导结构121，底壁上设置有供连接端子穿过的开口122。上下壳体安装在一起时，卡接结构111沿下壳体12的内壁、引导结构121沿上壳体11的内壁移动，直到卡接结构111与下壳体12内部的设置的结构扣合在一起，完成上下壳体之间的安装。上下壳体上还可设置固定主体部分的结构，使主体部分安装在绝缘壳体内后不可晃动。可以理解的是，上下壳体之间可采用任意不同定位引导结构，只要能实现上下壳体之间的安装固定即可。使上下壳体扣合好后，可在绝缘壳体内灌注绝缘材料，主体部分相对绝缘外壳不可移动，以保证模块电源的稳定工作，并使插针端部弯折形成连接端子用于与其他元器件连接，形成如图16所示的模块电源100。

虽然以上通过优选实施例描绘了本发明，但应当理解的是，本领域普通技术人员在不脱离本发明的发明范围内，凡依照本发明所作的同等改进，应为本发明的保护范围所涵盖。

Claims (9)

1.模块电源制作方法，其中所述模块电源包括微型变压器、电路板和绝缘外壳，所述微型变压器包括线圈组、磁芯和接线基座，所述线圈组包括至少两个线圈，每个线圈都具有至少两根引出线，所述接线基座由绝缘材料制成，其上具有多个导电材料制成的接线柱，所述磁芯包括具有第一芯部的第一磁芯及可与所述第一磁芯形成闭合框架的第二磁芯，所述第一芯部为所述磁芯的中柱的至少一部分，所述方法包括：

步骤1：制作微型变压器，将漆包线的一端固定在一个接线柱上，然后进行线圈的绕制，绕制完成后将漆包线固定在另一接线柱上，依次完成所述线圈组中其他线圈的绕制，将连接有线圈组的接线基座套设在所述磁芯的中柱上，且各接线柱突出至所述磁芯外并分别位于所述磁芯两侧；

步骤2：提供电路板，所述电路板具有第一面和与之相对的第二面，且所述电路板具有贯穿所述第一面和第二面的U型缺口，在所述第一面上所述U型缺口的两侧设置有多个连接电极；

步骤3：将步骤1中制成的微型变压器放置在所述U型缺口内，使所述接线柱与所述连接电极一一对应并固定连接，形成模块电源的主体部分；

步骤4：提供绝缘外壳，使所述主体部分安装在所述绝缘外壳内，所述电路板上的连接端子通过绝缘外壳上设置的开口伸出至所述绝缘外壳外，或从所述开口露出；

所述步骤1包括：

步骤1.1：提供固定有绕线柱的接线基座，其中所述绕线柱设置为垂直于所述接线基座并从所述接线基座的中部向一侧凸出；

步骤1.2：将漆包线一端固定在所述多个接线柱中的第一接线柱上，并环绕所述绕线柱进行绕线，绕线完成后，将所述漆包线引出并固定在所述多个接线柱中的第二接线柱上，断开所述漆包线，第一线圈绕制完成，然后依次完成线圈组中其他线圈的绕制；

步骤1.3：移除所述绕线柱，并在所述接线基座的中部形成通孔，原先绕在所述绕线柱上的漆包线形成空心的线圈组；

步骤1.4：将所述第一芯部穿入所述通孔和所述线圈组，然后将所述第一磁芯和所述第二磁芯连接在一起而形成闭合框架。

2.根据权利要求1所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述步骤1.2中包括，将所述漆包线在所述绕线柱上沿第一旋转方向绕线后拉出勾挂至挂线钉，然后再沿与所述第一旋转方向相反的旋转方向在所述绕线柱上绕线，绕线完成后，将勾挂在所述挂线钉上的漆包线取下，固定连接在所述多个接线柱中的第三接线柱上。

3.根据权利要求2所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述绕线柱设置为直径渐变的圆台形状，在移除所述绕线柱时，以从直径小的一端向直径大的一端的方向移动。

4.根据权利要求3所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述接线基座与所述绕线柱一体成型，所述绕线柱的直径大的一端靠近所述接线基座，在所述步骤1.3中移除所述绕线柱时采用冲压方式将所述绕线柱冲下。

5.根据权利要求3所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述接线基座的中部设置有通孔，在所述步骤1.1中提供的所述绕线柱穿过所述通孔并与所述接线基座装配在一起，在所述步骤1.3中移除所述绕线柱后，所述通孔露出。

6.根据权利要求1至5任一项所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述绝缘外壳包括上壳体和下壳体，所述开口设置在所述下壳体上。

7.根据权利要求6所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述上壳体或下壳体或二者都设置有扣合定位结构。

8.根据权利要求1至5任一项所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述连接电极为焊盘，在所述步骤3中通过焊接使所述接线柱与所述焊盘固定连接。

9.根据权利要求1至5任一项所述的模块电源制作方法，其特征在于：所述电路板上具有导电过孔，所述步骤3中还包括将插针插入所述导电过孔而形成连接端子的步骤。

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