CN113241930B - 一种自带引脚底座的贴片微功率电源 - Google Patents

一种自带引脚底座的贴片微功率电源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自带引脚底座的贴片微功率电源，包括：底座、PCB板、贴片变压器和电子元器件，所述PCB板与底座顶端连接，所述贴片变压器包括壳体结构和连接于所述壳体结构内部的磁环变压器，所述壳体结构与所述PCB板上表面电连接，所述电子元器件与所述PCB板下表面电连接。本发明通过在底座上贯穿设置第一金属引脚，将PCB板和电源应用电路形成电气连接，同时采用贴片变压器，通过贴片机进行装配，降低焊接难度，增加了电连接面的接触面积，提高连接的可靠性，减少贴片微功率电源生产过程中的质量隐患。

Description

一种自带引脚底座的贴片微功率电源
技术领域
本发明涉及微功率电源技术领域，具体地说，涉及一种自带引脚底座的贴片微功率电源。
背景技术
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，近年来，微功率电源模块广泛应用于工业仪器仪表、医疗仪器、通讯系统、工业自动化以及数据通讯接口等领域。如图1、2所示，传统的微功率电源结构，由外壳组件和PCBA组件组成，其外壳组件由模块引脚、带腔体的外壳塑胶件和连接引脚组成，PCBA组件由变压器、PCB板、电子元器件组成，变压器为磁环变压器，变压器上一般有6个或9个引线端头。为了实现电气功能，磁环变压器的引线需要与PCB板上的焊盘和外壳的连接引脚进行焊接，形成电气关系，由于引脚很细，导致焊接难度大，焊接工时较长，使用过程中引脚容易发生脱落，导致变压器和电子元器件同时失效，可靠性较差。因此，为了解决上述微功率电源焊接耗时和可靠性较差的问题，亟需设计一种自带引脚底座的贴片微功率电源。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种自带引脚底座的贴片微功率电源，通过在底座上贯穿设置第一金属引脚，将PCB板和电源应用电路形成电气连接，同时采用贴片变压器，通过贴片机进行装配，降低焊接难度，增加了电连接面的接触面积，提高连接的可靠性，减少贴片微功率电源生产过程中的质量隐患；其包括：
底座、PCB板、贴片变压器和电子元器件，所述PCB板与底座顶端连接，所述贴片变压器包括壳体结构和连接于所述壳体结构内部的磁环变压器，所述壳体结构与所述PCB板上表面电连接，所述电子元器件与所述PCB板下表面电连接。
优选的，所述底座采用绝缘材料制成，所述底座顶端开设有凹槽，所述底座上连接有若干个第一金属引脚，且所述金属引脚布置于所述凹槽外侧，所述第一金属引脚两端竖直穿设所述底座，所述第一金属引脚顶端与所述PCB板电连接，所述第一金属引脚底端与电源应用电路连接。
优选的，所述壳体结构包括：
可拆卸连接的下壳和上壳，所述下壳和上壳之间围设形成容纳空间，所述磁环变压器安装于所述容纳空间内，所述下壳侧壁底端连接有若干个第二金属引脚，且所述第二金属引脚一端穿设至所述下壳内部，所述磁环变压器上的第三金属引脚与所述第二金属引脚电连接。
优选的，所述壳体结构横截面设置为正方形、长方形和圆形中的任意一种。
优选的，若干个所述第二金属引脚对称布置于所述下壳两侧，所述第二金属引脚的数量设置为6个。
优选的，所述PCB板表面设置有若干个焊盘，所述PCB板上表面的焊盘与所述第二金属引脚对应设置，且形成具有电气连接关系的线路，所述PCB板下表面的焊盘与所述电子元器件的引脚对应设置，且形成具有电气连接关系的线路。
优选的，所述底座内设置有循环冷却结构，所述循环冷却结构包括：第一管路、第二管路、翅片、制冷片、导流结构和流体驱动结构；
所述第一管路和第二管路水平布置于所述底座内，且所述第一管路和第二管路之间通过隔板隔开，所述第一管路靠近所述凹槽布置，所述第一管路与第二管路通过隔板两端的第一连通口和第二连通口连接形成循环通路，所述第一管路与流体驱动结构连接；
所述翅片均匀布置于所述第一管路内壁靠近所述凹槽的一侧；
所述制冷片贴附连接于所述第二管路底端，且所述制冷片与所述底座内壁连接，所述制冷片与电源应用电路的控制器电连接；
所述导流结构连接于所述第二连通口靠近所述第一管路的一端，所述导流结构包括螺旋管和出液孔，所述螺旋管内形成中空腔体，所述螺旋管入口端与所述第二连通口连接，所述螺旋管内腔体直径自入口端逐渐减小，若干个所述出液孔均匀布置于所述螺旋管表面。
优选的，所述流体驱动结构设置于所述底座腔体内，且所述流体驱动结构布置于第一管路靠近所述凹槽的一侧，所述流体驱动结构包括：
连通管，所述连通管固定连接于所述底座腔体内，所述连通管与所述第一管路连通设置；
活塞杆，所述活塞杆一端活塞滑动连接于所述连通管内壁，所述活塞杆另一端穿设所述连通管向腔体内延伸；
限位槽，所述限位槽开设于所述活塞杆侧端，所述限位槽靠近所述活塞杆延伸端布置；
第一弹片，所述第一弹片密封贴附于所述限位槽槽口；
滚珠，所述滚珠设置于所述限位槽内，所述滚珠外侧与第一弹片接触；
放置槽，所述放置槽开设于所述活塞杆侧端，所述放置槽适应所述限位槽设置；
第二弹片，所述第二弹片一端与所述放置槽内壁固定连接，所述第二弹片另一端延伸至所述限位槽内，并与所述限位槽内壁卡接，所述第二弹片与滚珠内侧接触；
气囊，所述气囊连接于所述活塞杆延伸端，且所述气囊包围所述第一弹片与所述连通管外壁密封连接。
优选的，通过控制器对所述制冷片电流进行控制，计算所述制冷片的电流为：
Figure GDA0003265769660000041
其中，I为计算得到所述制冷片的电流，α为所述制冷片PN结材料的塞贝克系数，R0为所述制冷片PN结材料的内阻，Z为所述制冷片PN结材料的优值系数，T1为根据所述PCB板温度预设的所述制冷片的冷端温度，ΔT为预设的所述制冷片的热冷端温差。
优选的，所述PCB板上连接有计数器，所述电源应用电路上连接有指示灯和控制器，所述计数器和指示灯与控制器电连接；所述计数器用于检测所述PCB板工作时的热循环次数，所述指示灯用于对PCB板的疲劳寿命情况进行提示，所述控制器通过预设算法计算如下：
步骤A1，建立所述PCB板的有限元模型，对所述PCB板进行热循环加载，在所述PCB板上设置多个检测单元，得到所述PCB板的粘塑性应变能密度增量为：
Figure GDA0003265769660000051
其中，ΔW为计算得到的粘塑性应变能密度增量，i为所述检测单元的单元号，vi为第i个单元的体积，W1i为最后一个循环起点时刻的体积平均应变能密度，W2i为最后一个循环终点时刻的体积平均应变能密度；
步骤A2，计算所述PCB板的热疲劳寿命为：
Figure GDA0003265769660000052
其中，Nf为计算得到的所述PCB板的热疲劳寿命，k1、k2、k3、k4为裂纹扩展相关参数，a为断裂特征长度；
步骤A3，根据步骤A2中得到的所述PCB板的热疲劳寿命，当所述计数器检测获得的所述PCB板工作时的热循环次数N大于所述PCB板的热疲劳寿命Nf时，即所述PCB板达到使用的热疲劳寿命，此时所述控制器启动指示灯，提示操作人员所述PCB板焊接处有断裂风险，当所述计数器检测获得的所述PCB板工作时的热循环次数N小于所述PCB板的热疲劳寿命Nf时，即所述PCB板未达到使用的热疲劳寿命，此时不需要启动指示灯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统的微功率电源结构外壳示意图；
图2为传统的微功率电源结构截面示意图；
图3为本发明立体结构示意图；
图4为本发明结构分体结构示意图；
图5为本发明结构俯视图；
图6为本发明贴片变压器结构示意图；
图7为本发明下壳结构示意图；
图8为本发明底座结构剖面示意图；
图9为本发明螺旋管结构示意图；
图10为本发明流体驱动结构剖面示意图。
图中：1.底座；2.PCB板；3.贴片变压器；4.磁环变压器；5.电子元器件；11.凹槽；12.第一金属引脚；31.壳体结构；311.下壳；312.上壳；32.第二金属引脚；41.第三金属引脚；61.第一管路；62.第二管路；63.翅片；64.制冷片；65.螺旋管；66.出液孔；67.连通管；68.活塞杆；69.限位槽；610.第一弹片；611.滚珠；612.放置槽；613.第二弹片；614.气囊。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
下面将结合附图对本发明做进一步描述。
如图3-10所示，本实施例提供的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，包括：
底座1、PCB板2、贴片变压器3和电子元器件5，所述PCB板2与底座1顶端连接，所述贴片变压器3包括壳体结构31和连接于所述壳体结构31内部的磁环变压器4，所述壳体结构31与所述PCB板2上表面电连接，所述电子元器件4与所述PCB板2下表面电连接。
本发明的工作原理为：
本发明提供一种自带引脚底座的贴片微功率电源，使用时，将所述磁环变压器4连接于壳体结构31内形成贴片变压器3，然后通过贴片形式，将所述贴片变压器3与PCB板2上表面的焊盘电连接，将所述电子元器件5与PCB板2下表面的焊盘电连接，然后将所述PCB板2连接于所述底座1顶端，所述PCB板2与第一金属引脚12顶端连接，并将第一金属引脚12底端与电源应用电路连接，即可进行使用。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，通过在底座1上贯穿设置第一金属引脚12，将PCB板2和电源应用电路形成电气连接，同时采用贴片变压器3，通过贴片机进行装配，降低焊接难度，增加了电连接面的接触面积，提高连接的可靠性，减少贴片微功率电源生产过程中的质量隐患。
如图3-5所示，在一个实施例中，所述底座1采用绝缘材料制成，所述底座1顶端开设有凹槽11，所述底座1上连接有若干个第一金属引脚12，且所述金属引脚12布置于所述凹槽11外侧，所述第一金属引脚12两端竖直穿设所述底座1，所述第一金属引脚12顶端与所述PCB板2电连接，所述第一金属引脚12底端与电源应用电路连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述底座1是贴片微功率电源中各元件的承载结构，在所述底座1顶端开设凹槽11，在连接时，为所述PCB板2下方的电子元器件5提供安装空间，对所述电子元器件5进行防护，并且在所述底座1上贯穿设置第一金属引脚12，所述第一金属引脚12两端分别与PCB板2和电源应用电路连接，从而与所述PCB板2形成电气连接关系，相比于传统的贴片微功率电源结构，通过磁环变压器的引线同时与PCB上的焊盘和外壳引脚焊接，形成电气连接关系的形式，所述第一金属引脚12的连接方式更加简单易操作，可靠性更高，所述底座1的绝缘性能好，避免产生连电现象。
如图6、7所示，在一个实施例中，所述壳体结构31包括：
可拆卸连接的下壳311和上壳312，所述下壳311和上壳312之间围设形成容纳空间，所述磁环变压器4安装于所述容纳空间内，所述下壳311侧壁底端连接有若干个第二金属引脚32，且所述第二金属引脚32一端穿设至所述下壳311内部，所述磁环变压器4上的第三金属引脚41与所述第二金属引脚32电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述壳体结构31由下壳311和上壳312连接组成，当所述贴片变压器3组装时，取下所述上壳312，将所述磁环变压器4放置于容纳空间内，将所述磁环变压器4的第三金属引脚41与所述第二金属引脚32一一对应连接，然后将下壳311和上壳312卡合，固定住所述磁环变压器4即可。所述壳体结构31作为所述贴片变压器3的骨架，结构简单，便于拆装，为所述磁环变压器4提供容纳空间，实现所述磁环变压器4的固定和灵活安装，并对所述磁环变压器4进行防护，同时为所述第二金属引脚32提供支撑，保证所述第三金属引脚41与第二金属引脚32的稳固连接，避免使用过程中所述第三金属引脚41受到振动发生脱落，提高贴片微功率电源的可靠性。
在一个实施例中，所述壳体结构31横截面设置为正方形、长方形和圆形中的任意一种。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
将所述磁环变压器4安装于所述壳体结构31内部，组成贴片变压器3，并将所述贴片变压器3连接于所述PCB板2表面，将所述壳体结构31的横截面设置为正方形、长方形和圆形中的任意一种，能够适应所述磁环变压器4的尺寸和所述PCB板2的安装空间，满足所述磁环变压器4的容纳功能的同时，有效提高所述PCB板2的空间利用率，进一步提高贴片微功率的集成度。
如图6、7所示，在一个实施例中，若干个所述第二金属引脚32对称布置于所述下壳311两侧，所述第二金属引脚32的数量设置为6个。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
布置于所述壳体结构31两侧的第二金属引脚32与第三金属引脚41连接，使所述第三金属引脚41能够有序排列，防止所述第三金属引脚41使用时发生干涉，降低连电风险，所述第二金属引脚32的数量至少为6个，为所述贴片变压器3与PCB板2连接提供足够的接触面积，保证所述贴片变压器3与PCB板2的连接强度，各所述第二金属引脚32之间互为保障，防止其中一个或多个第二金属引脚32脱落影响电连接性能，提高贴片微功率电源的可靠性。
在一个实施例中，所述PCB板2表面设置有若干个焊盘，所述PCB板2上表面的焊盘与所述第二金属引脚32对应设置，且形成具有电气连接关系的线路，所述PCB板2下表面的焊盘与所述电子元器件5的引脚对应设置，且形成具有电气连接关系的线路。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述第二金属引脚32和电子元器件2引脚均设置为贴片式，所述PCB板2表面设置有若干个焊盘，通过将所述第二金属引脚32和电子元器件5的引脚焊接在所述焊盘上，将传统的点连接优化为贴片器件的面连接，增加了连接面的接触面积，保证所述贴片变压器3和电子元器件5能够焊接在预设位置，减少所述贴片变压器3和电子元器件5的焊接偏差，提高贴片微功率电源的质量，优化了贴片微功率电源产品的一致性，提高贴片微功率电源的成品率。
如图8、9所示，在一个实施例中，所述底座1内设置有循环冷却结构，所述循环冷却结构包括：第一管路61、第二管路62、翅片63、制冷片64、导流结构和流体驱动结构；
所述第一管路61和第二管路62水平布置于所述底座1内，且所述第一管路61和第二管路62之间通过隔板隔开，所述第一管路61靠近所述凹槽11布置，所述第一管路61与第二管路62通过隔板两端的第一连通口和第二连通口连接形成循环通路，所述第一管路61与流体驱动结构连接；
所述翅片63均匀布置于所述第一管路61内壁靠近所述凹槽11的一侧；
所述制冷片64贴附连接于所述第二管路62底端，且所述制冷片64与所述底座1内壁连接，所述制冷片64与电源应用电路的控制器电连接；
所述导流结构连接于所述第二连通口靠近所述第一管路61的一端，所述导流结构包括螺旋管65和出液孔66，所述螺旋管65内形成中空腔体，所述螺旋管65入口端与所述第二连通口连接，所述螺旋管65内腔体直径自入口端逐渐减小，若干个所述出液孔65均匀布置于所述螺旋管65表面。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
贴片微功率电源使用时，所述电子元器件5发热会产生热量积聚于所述底座1的凹槽11内，导致热量无法散发，使电子元器件5温度过高造成损坏，通过使用循环冷却结构，在第一管路61和第二管路62内填充冷却液，当底座1温度升高时，冷却液吸收热量，翅片63增加与冷却液色接触面积，流体驱动结构推动冷却液流动，将第一管路61内冷却液推动至第二管路62内，通过所述制冷片61对冷却液进行降温，然后冷却液通过第二连通口，经过导流结构的中空腔体，从出液孔65回到第一管路61内。
通过上述结构设计，通过将冷却液在第一管路61和第二管路62内的循环流动，有效降低电子元器件5的温度，提高贴片微功率电源的散热效果，通过将导流结构设置为螺旋型并且直径逐渐减小，保证冷却液的流向，同时通过若干个微小的出液孔66将冷却液内气泡进行粉碎，避免冷却液中气泡聚集导致流动时压力不稳和散热不均匀。
如图8、10所示，在一个实施例中，所述流体驱动结构设置于所述底座1腔体内，且所述流体驱动结构布置于第一管路61靠近所述凹槽11的一侧，所述流体驱动结构包括：
连通管67，所述连通管67固定连接于所述底座1腔体内，所述连通管67与所述第一管路61连通设置；
活塞杆68，所述活塞杆68一端活塞滑动连接于所述连通管67内壁，所述活塞杆68另一端穿设所述连通管67向腔体内延伸；
限位槽69，所述限位槽69开设于所述活塞杆68侧端，所述限位槽69靠近所述活塞杆68延伸端布置；
第一弹片610，所述第一弹片610密封贴附于所述限位槽69槽口；
滚珠611，所述滚珠611设置于所述限位槽69内，所述滚珠611外侧与第一弹片610接触；
放置槽612，所述放置槽612开设于所述活塞杆68侧端，所述放置槽612适应所述限位槽69设置；
第二弹片613，所述第二弹片613一端与所述放置槽612内壁固定连接，所述第二弹片613另一端延伸至所述限位槽69内，并与所述限位槽69内壁卡接，所述第二弹片613与滚珠611内侧接触；
气囊614，所述气囊614连接于所述活塞杆68延伸端，且所述气囊614包围所述第一弹片610与所述连通管67外壁密封连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
流体驱动结构使用时，当底座1温度升高，气囊614内气体由于温度作用发生膨胀，气囊614体积变大，气体对第一弹片610产生压缩，使第一弹片610陷入限位槽69，并按压滚珠611，使第二弹片613与限位槽69脱离，第二弹片613完全收纳于放置槽612内，气囊614继续膨胀，推动活塞杆68向连通管67内部移动，活塞将连通管67内冷却液推动，驱动第一管路61中的冷却液流动；当底座1温度降低后，气囊614体积恢复，在压力作用下，活塞杆68复位，使第二弹片613与限位槽69重新卡合，第一弹片610复位。
通过上述结构设计，通过设置流体驱动结构，在底座1内温度过高时，通过气囊614膨胀，自动实现对冷却液的驱动，通过冷却液的流动将热量导出，有效利用气体热胀冷缩原理，无需额外的动力输入，减少能源消耗，提高了贴片微功率电源的散热能力。
在一个实施例中，所述一种自带引脚底座的贴片微功率电源，通过控制器对所述制冷片64电流进行控制，计算所述制冷片64的电流为：
Figure GDA0003265769660000131
其中，I为计算得到所述制冷片64的电流，α为所述制冷片64PN结材料的塞贝克系数，R0为所述制冷片64PN结材料的内阻，Z为所述制冷片64PN结材料的优值系数，T1为根据所述PCB板2温度预设的所述制冷片64的冷端温度，ΔT为预设的所述制冷片64的热冷端温差。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述制冷片64使用时，不同的工作电流会导致制冷效率不同，根据所述PCB板2上电子元器件5的数量和功率，产生的热量也不同，所述制冷片64冷端与冷却液管路接触，因此依据所述PCB板的温度，确定所述制冷片64需要的温度，并计算得到所述制冷片64的电流，提高所述制冷片64的制冷效率，有效实现贴片微功率电源的散热。
在一个实施例中，直插微功率模块电源制造方法，所述PCB板2上连接有计数器，所述电源应用电路上连接有指示灯和控制器，所述计数器和指示灯与控制器电连接；所述计数器用于检测所述PCB板2工作时的热循环次数，所述指示灯用于对PCB板2的疲劳寿命情况进行提示，所述控制器通过预设算法计算如下：
步骤A1，建立所述PCB板2的有限元模型，对所述PCB板2进行热循环加载，在所述PCB板2上设置多个检测单元，得到所述PCB板2的粘塑性应变能密度增量为：
Figure GDA0003265769660000141
其中，ΔW为计算得到的粘塑性应变能密度增量，i为所述检测单元的单元号，vi为第i个单元的体积，W1i为最后一个循环起点时刻的体积平均应变能密度，W2i为最后一个循环终点时刻的体积平均应变能密度；
步骤A2，计算所述PCB板2的热疲劳寿命为：
Figure GDA0003265769660000142
其中，Nf为计算得到的所述PCB板2的热疲劳寿命，k1、k2、k3、k4为裂纹扩展相关参数，a为断裂特征长度；
步骤A3，根据步骤A2中得到的所述PCB板2的热疲劳寿命，当所述计数器检测获得的所述PCB板2工作时的热循环次数N大于所述PCB板2的热疲劳寿命Nf时，即所述PCB板2达到使用的热疲劳寿命，此时所述控制器启动指示灯，提示操作人员所述PCB板2焊接处有断裂风险，当所述计数器检测获得的所述PCB板2工作时的热循环次数N小于所述PCB板2的热疲劳寿命Nf时，即所述PCB板2未达到使用的热疲劳寿命，此时不需要启动指示灯。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
贴片微功率电源使用时，由于电子元器件5周期性工作发热，形成周期性的温度变化，近似为温度循环载荷。由于电子元器件5各组件和所述PCB板2的热膨胀系数失配，狡辩的热应力会使焊接处发生变形，造成裂纹萌生、扩展和断裂，使信号无法传递，导致电子产品失效。因此，建立所述PCB板2的有限元模型，并对其施加温度循环载荷，提取所述PCB板2上检测单元的粘塑性应变能密度增量，并根据增量值对所述PCB板2的热疲劳寿命进行计算，当所述计数器检测获得的所述PCB板2工作时的热循环次数大于所述PCB板2的热疲劳寿命时，启动指示灯，提示操作人员所述PCB板焊接处2有断裂风险。
本发明实施例能够为所述PCB板2的热疲劳寿命提供计算依据，并通过计数器实时监控所述PCB板2的热循环次数，对所述PCB板2焊接处热疲劳断裂作出预判，防止所述PCB板2断裂导致信号无法传递和电子产品失效，提高了贴片微功率电源的可靠性，同时，可以将所述PCB板2的热疲劳寿命作为设计指标，便于使用时对贴片微功率电源进行选取。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，包括：
底座(1)、PCB板(2)、贴片变压器(3)和电子元器件(5)，所述PCB板(2)与底座(1)顶端连接，所述贴片变压器(3)包括壳体结构(31)和连接于所述壳体结构(31)内部的磁环变压器(4)，所述壳体结构(31)与所述PCB板(2)上表面电连接，所述电子元器件(4)与所述PCB板(2)下表面电连接；
所述底座(1)采用绝缘材料制成，所述底座(1)顶端开设有凹槽(11)，所述底座(1)上连接有若干个第一金属引脚(12)，且所述金属引脚(12)布置于所述凹槽(11)外侧，所述第一金属引脚(12)两端竖直穿设所述底座(1)，所述第一金属引脚(12)顶端与所述PCB板(2)电连接，所述第一金属引脚(12)底端与电源应用电路连接；
所述底座(1)内设置有循环冷却结构，所述循环冷却结构包括：第一管路(61)、第二管路(62)、翅片(63)、制冷片(64)、导流结构和流体驱动结构；
所述第一管路(61)和第二管路(62)水平布置于所述底座(1)内，且所述第一管路(61)和第二管路(62)之间通过隔板隔开，所述第一管路(61)靠近所述凹槽(11)布置，所述第一管路(61)与第二管路(62)通过隔板两端的第一连通口和第二连通口连接形成循环通路，所述第一管路(61)与流体驱动结构连接；
所述翅片(63)均匀布置于所述第一管路(61)内壁靠近所述凹槽(11)的一侧；
所述制冷片(64)贴附连接于所述第二管路(62)底端，且所述制冷片(64)与所述底座(1)内壁连接，所述制冷片(64)与电源应用电路的控制器电连接；
所述导流结构连接于所述第二连通口靠近所述第一管路(61)的一端，所述导流结构包括螺旋管(65)和出液孔(66)，所述螺旋管(65)内形成中空腔体，所述螺旋管(65)入口端与所述第二连通口连接，所述螺旋管(65)内腔体直径自入口端逐渐减小，若干个所述出液孔(65)均匀布置于所述螺旋管(65)表面。
2.根据权利要求1所述的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，所述壳体结构(31)包括：可拆卸连接的下壳(311)和上壳(312)，所述下壳(311)和上壳(312)之间围设形成容纳空间，所述磁环变压器(4)安装于所述容纳空间内，所述下壳(311)侧壁底端连接有若干个第二金属引脚(32)，且所述第二金属引脚(32)一端穿设至所述下壳(311)内部，所述磁环变压器(4)上的第三金属引脚(41)与所述第二金属引脚(32)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，所述壳体结构(31)横截面设置为正方形、长方形和圆形中的任意一种。
4.根据权利要求2所述的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，若干个所述第二金属引脚(32)对称布置于所述下壳(311)两侧，所述第二金属引脚(32)的数量设置为6个。
5.根据权利要求2所述的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，所述PCB板(2)表面设置有若干个焊盘，所述PCB板(2)上表面的焊盘与所述第二金属引脚(32)对应设置，且形成具有电气连接关系的线路，所述PCB板(2)下表面的焊盘与所述电子元器件(5)的引脚对应设置，且形成具有电气连接关系的线路。
6.根据权利要求1所述的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，所述流体驱动结构设置于所述底座(1)腔体内，且所述流体驱动结构布置于第一管路(61)靠近所述凹槽(11)的一侧，所述流体驱动结构包括：
连通管(67)，所述连通管(67)固定连接于所述底座(1)腔体内，所述连通管(67)与所述第一管路(61)连通设置；
活塞杆(68)，所述活塞杆(68)一端活塞滑动连接于所述连通管(67)内壁，所述活塞杆(68)另一端穿设所述连通管(67)向腔体内延伸；
限位槽(69)，所述限位槽(69)开设于所述活塞杆(68)侧端，所述限位槽(69)靠近所述活塞杆(68)延伸端布置；
第一弹片(610)，所述第一弹片(610)密封贴附于所述限位槽(69)槽口；
滚珠(611)，所述滚珠(611)设置于所述限位槽(69)内，所述滚珠(611)外侧与第一弹片(610)接触；
放置槽(612)，所述放置槽(612)开设于所述活塞杆(68)侧端，所述放置槽(612)适应所述限位槽(69)设置；
第二弹片(613)，所述第二弹片(613)一端与所述放置槽(612)内壁固定连接，所述第二弹片(613)另一端延伸至所述限位槽(69)内，并与所述限位槽(69)内壁卡接，所述第二弹片(613)与滚珠(611)内侧接触；
气囊(614)，所述气囊(614)连接于所述活塞杆(68)延伸端，且所述气囊(614)包围所述第一弹片(610)与所述连通管(67)外壁密封连接。
7.根据权利要求6所述的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，通过控制器对所述制冷片(64)电流进行控制，计算所述制冷片(64)的电流为：
Figure FDA0003265769650000041
其中，I为计算得到所述制冷片(64)的电流，α为所述制冷片(64)PN结材料的塞贝克系数，R0为所述制冷片(64)PN结材料的内阻，Z为所述制冷片(64)PN结材料的优值系数，T1为根据所述PCB板(2)温度预设的所述制冷片(64)的冷端温度，ΔT为预设的所述制冷片(64)的热冷端温差。
8.根据权利要求1所述的一种自带引脚底座的贴片微功率电源，其特征在于，所述PCB板(2)上连接有计数器，所述电源应用电路上连接有指示灯和控制器，所述计数器和指示灯与控制器电连接；所述计数器用于检测所述PCB板(2)工作时的热循环次数，所述指示灯用于对PCB板(2)的疲劳寿命情况进行提示，所述控制器通过预设算法计算如下：
步骤A1，建立所述PCB板(2)的有限元模型，对所述PCB板(2)进行热循环加载，在所述PCB板(2)上设置多个检测单元，得到所述PCB板(2)的粘塑性应变能密度增量为：
Figure FDA0003265769650000042
其中，ΔW为计算得到的粘塑性应变能密度增量，i为所述检测单元的单元号，vi为第i个单元的体积，W1i为最后一个循环起点时刻的体积平均应变能密度，W2i为最后一个循环终点时刻的体积平均应变能密度；
步骤A2，计算所述PCB板(2)的热疲劳寿命为：
Figure FDA0003265769650000043
其中，Nf为计算得到的所述PCB板(2)的热疲劳寿命，k1、k2、k3、k4为裂纹扩展相关参数，a为断裂特征长度；
步骤A3，根据步骤A2中得到的所述PCB板(2)的热疲劳寿命，当所述计数器检测获得的所述PCB板(2)工作时的热循环次数N大于所述PCB板(2)的热疲劳寿命Nf时，即所述PCB板(2)达到使用的热疲劳寿命，此时所述控制器启动指示灯，提示操作人员所述PCB板(2)焊接处有断裂风险，当所述计数器检测获得的所述PCB板(2)工作时的热循环次数N小于所述PCB板(2)的热疲劳寿命Nf时，即所述PCB板(2)未达到使用的热疲劳寿命，此时不需要启动指示灯。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101626195B (zh) * 2008-07-11 2012-02-29 广州金升阳科技有限公司 微功率电源变换电路
JP5557441B2 (ja) * 2008-10-31 2014-07-23 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置および電動車両
CN103578714A (zh) * 2012-07-24 2014-02-12 昆山禾旺电子有限公司 贴片变压器
CN204721202U (zh) * 2015-03-25 2015-10-21 广州顶源电子科技有限公司 一种耐高温自动化贴片smd电源模块
CN205984512U (zh) * 2016-07-22 2017-02-22 深圳市一致精展塑胶制品有限公司 贴片式变压器
US10477733B1 (en) * 2018-06-14 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Inverter capacitor system having internal cooling channel
CN209594132U (zh) * 2018-10-31 2019-11-05 国网智能科技股份有限公司 一种液冷式充电电源散热装置、充电电源
CN109473259A (zh) * 2018-11-26 2019-03-15 深圳顺络电子股份有限公司 一种贴片式网络变压器及其制造方法

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