CN112671238A - 一种高隔离高耐压dc-dc电源模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高隔离高耐压DC‑DC电源模块，它包括绝缘外壳与基板，以及设于绝缘外壳内基板上的变压器，所述变压器包括设于基板顶面上的下铁芯、位于下铁芯上方的上铁芯、套设于上铁芯和下铁芯中心柱上的双层骨架，所述双层骨架包括一体成型的上隔板、中隔板、下隔板和连接筒，初级线圈和次级线圈分别绕制在上隔板与中隔板、以及中隔板与下隔板之间的连接筒上，且中隔板的厚度尺寸H为5～7mm；它采用在双层骨架上绕制初级线圈和次级线圈的变压器结构从而克服现有技术存在隔离耐压偏低的缺陷，并能增强磁屏蔽效果，结合使用高性能的绝缘外壳，能有效提高设备运行的安全可靠性；它广泛适用于电源模块配套使用。

Description

一种高隔离高耐压DC-DC电源模块

技术领域

本发明涉及电源模块，尤其涉及一种高隔离高耐压DC-DC电源模块。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，电源模块得到了广泛的应用，电源模块属于贴装在印刷电路板上的电源供应器，电源模块是一种能量变换装置，是电子产品的动力心脏，可为专用集成电路、数字信号处理器、微处理器、储存器及其数字或模拟负载供电，具有体积小、高可靠性、输出稳压、精度高、高性价比、多种输入输出电压等特点，广泛应用于工业仪表、数字电路、电子通信设备、卫星导航、医疗设备等领域。

传统的DC-DC电源模块的隔离耐压大小一般为DC500V～DC3kV，适合用于工业通讯现场对隔离电压要求不高的设备中；目前，随着DC-DC电源模块朝小型化、高功率密度方向的发展，对电源模块的隔离耐压要求越来越高，特别是医疗行业包括血液分析仪、生命监护仪等医疗设备，其通讯智能控制专用电源模块的绝缘漏电性能要求高，普遍要求DC-DC电源模块产品的隔离耐压大小为DC6kV以上，以便保障设备的正常安全运行；因此，需要开发高隔离高耐压的电源模块产品用于满足市场要求。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种高隔离高耐压DC-DC电源模块，它采用在双层骨架上绕制初级线圈和次级线圈的变压器结构从而克服现有技术存在隔离耐压偏低的缺陷，并能增强磁屏蔽效果，结合使用高性能的绝缘外壳，能有效提高设备运行的安全可靠性，整体结构科学合理、简单紧凑，安装和操作方便，市场前景广阔，便于推广使用。

为了实现上述目的，一种高隔离高耐压DC-DC电源模块，它包括绝缘外壳，以及与绝缘外壳底端接合的基板，所述绝缘外壳内的基板上设有变压器，所述变压器包括上铁芯、下铁芯、双层骨架、初级线圈和次级线圈，所述下铁芯设于基板顶面上，所述上铁芯位于下铁芯的上方，且上铁芯与下铁芯的接合处设有黏胶层，所述双层骨架套设于上铁芯和下铁芯的中心柱上，该双层骨架包括一体成型的上隔板、中隔板、下隔板和连接筒，所述初级线圈绕制在上隔板与中隔板之间的连接筒上，所述次级线圈绕制在中隔板与下隔板之间的连接筒上，所述中隔板的厚度尺寸H为5～7mm。

为了实现结构、效果优化，其进一步的措施是：所述双层骨架的轴向中心设有通孔用于配装上铁芯和下铁芯的中心柱。

所述下铁芯的底部与基板顶面之间设有绝缘带。

所述绝缘带为聚酰亚胺高温胶带。

所述基板上设有贯穿基板上下表面的若干引脚槽用于分别插装初级线圈和次级线圈的引脚，且相邻引脚槽的间距不少于5mm。

所述绝缘外壳采用PA塑料制成。

本发明相比现有技术所产生的有益效果：

(Ⅰ)本发明采用双层骨架套设于上铁芯与下铁芯的中心柱上，而初级线圈和次级线圈分别绕制在双层骨架的上隔板与中隔板、以及中隔板与下隔板之间，能有效提高磁屏蔽效果，减少相邻电气元件的电磁干扰，可使变压器以及电源模块整体工作更稳定可靠，有利于提高电源模块的工作效率；

(Ⅱ)本发明中变压器的双层骨架采用一体成型结构，能阻止初级线圈和次级线圈与磁芯中心柱之间的直接接触，结合中隔板的厚度尺寸H为5～7mm，与现有隔板的厚度普遍为2.5mm相比，增大了初级线圈与次级线圈之间的绝缘爬电距离，从而有效提升变压器及电源模块的整体隔离耐压性能，有利于保障电源模块运行的安全性和可靠性，避免设备发生烧毁等安全事故；

(Ⅲ)本发明采用上铁芯与下铁芯的接合处设有黏胶层进行紧固连接，使得整体结构简单、可靠，安装和使用方便，有利于保障设备的正常安全运行，并延长其使用寿命；

(Ⅳ)本发明采用在双层骨架上绕制初级线圈和次级线圈的变压器结构从而克服现有技术存在隔离耐压偏低的缺陷，并能增强磁屏蔽效果，结合使用高性能的绝缘外壳，能有效提高设备运行的安全可靠性，整体结构科学合理、简单紧凑，安装和操作方便，具有显著的经济效益和社会效益。

本发明广泛适用于电源模块配套使用。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

附图说明

构成本申请一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中双层骨架的结构示意图。

图3为本发明中基板的示意图。

图中：1-基板，11-配套的电子元件，12-引脚槽，2-绝缘带，3-下铁芯，4-次级线圈，5-黏胶层，6-初级线圈，7-上铁芯，8-双层骨架，81-通孔，82-上隔板，83-中隔板，84-连接筒，85-下隔板，9-绝缘外壳，H-中隔板的厚度尺寸。

具体实施方式

参照图1～图3，本发明是这样实现的：一种高隔离高耐压DC-DC电源模块，它包括绝缘外壳9，以及与绝缘外壳9底端接合的基板1，所述绝缘外壳9内的基板1上设有变压器，所述变压器包括上铁芯7、下铁芯3、双层骨架8、初级线圈6和次级线圈4，所述下铁芯3设于基板1顶面上，所述上铁芯7位于下铁芯3的上方，且上铁芯7与下铁芯3的接合处设有黏胶层5，所述双层骨架8套设于上铁芯7和下铁芯3的中心柱上，该双层骨架8包括一体成型的上隔板82、中隔板83、下隔板85和连接筒84，所述初级线圈6绕制在上隔板82与中隔板83之间的连接筒84上，所述次级线圈4绕制在中隔板83与下隔板85之间的连接筒84上，所述中隔板83的厚度尺寸H为5～7mm；所述基板1上还设有配套的电子元件11，所述配套的电子元件11包括分别与变压器输入输出端连接的输入滤波、整流电路和输出滤波、整流电路，用于保障电源模块整体工作的稳定可靠性。

参考图1～图3所示，本发明中所述绝缘外壳9采用PA塑料制成，利用PA塑料具有优良的耐冲击、耐应力开裂、阻燃、比重低、耐高温，电绝缘性能好，尺寸稳定性好，以及机械加工性能好等特点，保障制作的绝缘外壳9轻便坚固，工艺简便，成本低，使用寿命长，并能进一步提升电源模块的绝缘隔离耐压性能；所述双层骨架8的轴向中心设有通孔81用于配装上铁芯7和下铁芯3的中心柱，通过设置通孔81使得整体结构简便，能满足小型轻便化的发展方向。

如图1～图3所示，本发明中所述下铁芯3的底部与基板1顶面之间设有绝缘带2，所述绝缘带2为聚酰亚胺高温胶带，所述聚酰亚胺高温胶带采用经特殊处理的耐高温绝缘材料聚酰亚胺薄膜为基材，具有超强的耐高温性能，在180℃的环境中可长期使用，还具有优异的绝缘性，耐击穿性，耐酸碱，耐摩擦，抗撕裂，粘着力强且撕去后被遮蔽表面不留残胶，利用设置聚酰亚胺高温胶带进行绝缘，能进一步提升电源模块的整体绝缘隔离耐压性能，并结合聚酰亚胺高温胶带良好的机械性能，使得加工制作方便，成本低；所述基板1上设有贯穿基板上下表面的若干引脚槽12用于分别插装初级线圈6和次级线圈4的引脚，且相邻引脚槽12的间距不少于5mm，利用设置引脚槽12可使初级线圈6和次级线圈4的引脚焊装牢固可靠，结合设置不少于5mm的间距，可增大初级与次级之间的绝缘爬电距离，从而进一步提升电源模块的整体隔离耐压性能，有利于保障电源模块运行的安全可靠性。

结合图1～图3所示，本发明采用一体成型的双层骨架结构绕制初级线圈与次级线圈，便于提高磁屏蔽效果，同时增大了初级线圈与次级线圈之间的绝缘爬电距离，结合下铁芯的底部与基板顶面之间设有聚酰亚胺高温胶带制成的绝缘带，基板上设置若干引脚槽且其相邻引脚槽的间距不少于5mm，以及采用PA塑料制成的绝缘外壳，实现从整体上提升变压器以及电源模块的隔离耐压性能的目的，可使DC-DC电源模块产品的隔离耐压大小提高到DC6kV～DC10kV，有利于保障电源模块运行的安全可靠性，以及提高电源模块产品的市场竞争力，从而满足用户对DC-DC电源模块产品高隔离耐压性能的要求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，并根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高隔离高耐压DC-DC电源模块，其特征在于包括绝缘外壳(9)，以及与绝缘外壳(9)底端接合的基板(1)，所述绝缘外壳(9)内的基板(1)上设有变压器，所述变压器包括上铁芯(7)、下铁芯(3)、双层骨架(8)、初级线圈(6)和次级线圈(4)，所述下铁芯(3)设于基板(1)顶面上，所述上铁芯(7)位于下铁芯(3)的上方，且上铁芯(7)与下铁芯(3)的接合处设有黏胶层(5)，所述双层骨架(8)套设于上铁芯(7)和下铁芯(3)的中心柱上，该双层骨架(8)包括一体成型的上隔板(82)、中隔板(83)、下隔板(85)和连接筒(84)，所述初级线圈(6)绕制在上隔板(82)与中隔板(83)之间的连接筒(84)上，所述次级线圈(4)绕制在中隔板(83)与下隔板(85)之间的连接筒(84)上，所述中隔板(83)的厚度尺寸H为5～7mm。

2.根据权利要求1所述高隔离高耐压DC-DC电源模块，其特征在于所述双层骨架(8)的轴向中心设有通孔(81)用于配装上铁芯(7)和下铁芯(3)的中心柱。

3.根据权利要求1所述高隔离高耐压DC-DC电源模块，其特征在于所述下铁芯(3)的底部与基板(1)顶面之间设有绝缘带(2)。

4.根据权利要求3所述高隔离高耐压DC-DC电源模块，其特征在于所述绝缘带(2)为聚酰亚胺高温胶带。

5.根据权利要求1所述高隔离高耐压DC-DC电源模块，其特征在于所述基板(1)上设有贯穿基板上下表面的若干引脚槽(12)用于分别插装初级线圈(6)和次级线圈(4)的引脚，且相邻引脚槽(12)的间距不少于5mm。

6.根据权利要求1所述高隔离高耐压DC-DC电源模块，其特征在于所述绝缘外壳(9)采用PA塑料制成。

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