CN202931660U

CN202931660U - 车载逆变电源的印制板布局系统

Info

Publication number: CN202931660U
Application number: CN 201220637482
Authority: CN
Inventors: 薛圣立; 彭雄飞
Original assignee: SHANGHAI FENGTIAN ELECTRONIC CO Ltd
Current assignee: Shanghai Fengtian Electronics Co ltd
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2022-11-28

Abstract

本实用新型提供了一种车载逆变电源的印制板布局系统，一种新型车载逆变电源印制电路板的布局方式，其中包括主印制电路板、AC控制印制电路板和DC控制印制电路板；使用本实用新型车载逆变电源印制电路板的布局系统的优点为：1、可缩小产品的摆放空间、减小产品体积、降低成本；2、提高产品抗振动、抗冲击性能；3、减少产品干扰的传导和发射，提高产品的抗干扰能力；4、提高产品稳定性及可靠性等。

Description

车载逆变电源的印制板布局系统

技术领域

本实用新型涉及一种车载逆变电源的印制电路板的布局系统。

背景技术

一些设计人员认为PCB的设计是简单容易的，使用PROTEL或其他的软件工具，通过自动布局、自动布线，就可以完成。单面板无法布通，就用双面板，再不行就用多层板，或者设置跳线，再不行就用跨接线，最后总可以布通。其实不然，比如：①在周围环境温度高、散热性差的情况下，相同功率的产品在传统的布局方式上为满足散热，会增加功率器件的散热片、增加风机或加大产品体积等方式改变散热效果，相应也增加了产品的成本；②在EMC要求比较严格的情况下，由于印制线路板布局的不合理会引起电路自激，干扰增大，无法通过客户要求的EMC测试；③在客户对产品体积有所限制情况下，如果大功率发热器件放置不合理，不但会带来生产装配的不方便，还会导致温度敏感性器件误动作，影响产品的性能稳定。

鉴于以上问题，一个好的产品设计，将产品的体积做到最小，干扰小，散热能力强，抗振动抗冲击性能强，产品性能稳定高的印制电路板的布局系统的发明是势在必行的。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：印制电路板的布局及摆放方式，不但会影响产品的体积大小和抗振动抗冲击能力，还会由于散热性能差影响产品使用寿命，抗干扰性能差而影响产品性能的稳定。而所有的这些弊端，在传统方式上是通过改变硬件条件来实现的，比如增加抗干扰元器件、增加散热风扇等等，这样既会增加成本，也会增大产品体积。显然，这是不理想的。

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种新型车载逆变电源的印制电路板的布局结构。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:

一种车载逆变电源的印制板布局系统，其包括主印制电路板、DC控制印制电路板、AC控制印制电路板；电源的输入端与输出端分开放置在主印制电路板左右两端下方；主印制电路板上四个固定孔和两个定位孔的布局结构，其中，靠近电源的输入端口、输出端口和EMI滤波块固定孔通过螺丝与外壳连接，具有接地电气特性。

所述主印制电路板采用双面板，所述DC控制印制电路板和AC控制印制电路板采用四层板，增加中间地线层和电源层。

所述主印制电路板布局方式包括:初级布局结构、次级布局结构以及PCB上四个固定孔和两个定位孔的布局结构。

所述初级布局结构：①电源输入端放在主印制电路板左端下方；②进线滤波器、EMI滤波器和前级电容一字纵向排开布置在主印制电路板的左侧靠近输入端，初级电容卧式放置；③初级MOS管布置在主印制电路板的中间靠近上边沿处，变压器卧式放置在主印制电路板中间，其变压器初级引脚端靠近初级MOS，并水平对齐于初级MOS；④DC控制印制电路板靠近主印制电路板的前级MOS管纵向放置，位于变压器的右侧；

所述次级布局结构:①高压电容布置在主印制电路板的中间并位于变压器下方（即变压器的次级引脚端下方）；②AC控制印制电路板位于主印制电路板的中间并位于高压电电容的下方横向放置；③次级MOS管布置在主印制电路板的中间下边沿处（即AC控制电路板的下方）；④共模电感、CBB电容、插件功率电阻和储能电感从主印制电路板右侧下方向右侧上方一字纵向排开布置并靠近输出端，储能电感卧式放置；①电源输出端放在主印制电路板右端下方；

所述PCB上四个固定孔和两个定位孔的布局结构：①固定孔分别位于DC控制板上方、PCB的输入端、PCB的输出端和EMI滤波块右边处。②两个定位孔分别放置在变压器和储能电感下方。

即，一种新型车载逆变电源的印制电路板的布局系统，包括主印制电路板、DC控制印制电路板和AC控制印制电路板。其将高电压、大电流信号器件与小电流，低电压的弱信号器件分隔开放置；高频信号与低频信号分隔开；相同结构电路部分，采用“对称式”布局；质量大、尺寸高的元器件采用卧式方式布局放置；发热元器件均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件远离发热量大的元器件；整个电路板元器件均匀分布、重心平衡、版面美观。

本实用新型的有益效果是：①减小产品空间、体积；②减少产品干扰的传导和发射，提高产品的抗干扰能力；③提高产品散热性能；④提高产品的抗振动、抗冲击性能。

附图说明

通过以下对本实用新型的实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本PCB布局具体措施、特征和优点。

图1为：本实用新型车载逆变电源的印制板布局系统示意图。

具体实施方式

本实用新型是应用在汽车电子供电电源/家用电器供电电源/通讯供电电源/光伏系统供电电源,是在对现有的电源PCB布局基础上作出的重大改进,具有重要的实践意义.

本实用新型具体实施方式及优点如下所述：

主电路独自划分,控制电路划分了DC控制印制电路板和AC控制印制电路板，并且按照电路原理图的方式进行布线，使主电路与控制电路分开，避免控制电路受主电路的干扰影响，降低产品的可靠性，同时主电路进行独自布线，可使主电路回路面积最小，降低干扰的产生提高产品EMC要求，同时又很好利用了有效空间，使产品体积做到最小，拓宽产品的结构适用领域也降低了产品的成本。

将主印制电路板EMI电路布置在线路板靠近输入输出端，并且输入端与输出端分开放置在主印制电路板同侧两端，如图1所示，使输入信号与输出信号之间的相互干扰减少，干扰信号也得到有效滤除，并满足了产品装配的方便性。

DC控制印制电路板靠近主印制电路板的前级MOS管放置，AC控制印制电路板靠近主印制电路板的后级MOS管放置，可减小驱动信号走线长度，避免外界干扰加载到驱动信号中，使MOS工作时产生新的干扰源或使MOS的工作稳定性不好；另外DC控制印制电路板和AC控制印制电路板采用四层板，中间增加地线层和电源层，可以有效的屏蔽干扰信号对DC控制印制电路板和AC控制印制电路板产生的影响，保证了电路工作的稳定性。这些都有效提高了产品的稳定性能，减少产品干扰的传导和发射，提高产品的抗干扰能力。

工作频率高、发热量大的前后级MOS管靠近主印制电路板边沿放置，可以通过产品的外壳将热量散发出去，避免了装配过程中另增加新的散热器；发热量大的元器件如变压器、电容、功率插件电阻、储能电感等在主印制电路板均匀放置，各发热器件留有一定散热空间，提高产品的热稳定性能，避免传统的方式用增加导热片或风扇方法来达到散热效果。

质量大、尺寸高的元器件如变压器、前级电容、储能电感等，采用卧式摆放，以降低元器件的重心；对于大的插件器件，不能悬浮要贴底摆放；质量大的器件在主印制电路板均匀摆放，避免产品头重脚轻或一头沉，以提高产品的抗振动性能。

热敏电阻的布局方式/结构，车载逆变电源是能量转换的电子产品，由于功率转换的原因自身会消耗一部分能量并转换为热能，对于电子元器件来说工作温度范围是自身技术要求中的一项重要指标，它关系的到自身的使用稳定性和寿命，经过大量的试验及理论分析，将热敏电阻贴到电解电容中温度最高的那颗电容上，既实现了车载逆变电源温度保护，又不影响车载逆变电源正常工作。

主印制电路板上加四个固定孔和两个定位孔。固定孔根据PCB上元器件重量分布的情况均匀布置，使之更加有效起到支撑和固定作用。另外，除DC控制板上方的固定孔，其余的3个固定孔具有接地的电气意义，分别布置在PCB上电路的输入端、输出端和EMI滤波块右边，辅助EMI电路更加有效的吸收干扰满足EMI要求；两个定位孔分别放置在变压器和储能电感下方，其作用一方面可提高产品在装配过程中的方便性，另一方面可进一步提高产品的抗振动、抗冲击能力，提高产品的可靠性。

当然，对于各个领域的开关电源，如果体积要求小、EMC要求高、抗振动和冲击要求高、散热要求高，成本要求低。介于这种模式的要求，都可以使用本新型PCB布局系统；只要其结构相似，功能相同，都在本专利的保护范围内，在此不再赘述。

即，本实用新型车载逆变电源的印制电路板布局系统或者称为结构，可缩小产品的摆放空间、减小产品体积、降低成本；提高产品抗振动、抗冲击性能；减少产品干扰的传导和发射，提高产品的抗干扰能力；提高产品稳定性及可靠性。其包括主印制电路板、DC控制印制电路板和AC控制印制电路板。

所述主印制电路板采用双面板，材料为FR-4(环氧玻璃纤维板),DC控制印制电路板和AC控制印制电路板采用四层板，材料为FR-4(环氧玻璃纤维板)，增加中间地线层和电源层。

如图1所示，主印制电路板布局方式在于:

（1）.初级布局方式：①电源输入端放在主印制电路板左端下方；②进线滤波器、EMI滤波器和前级电容一字纵向排开布置在主印制电路板的左侧靠近输入端，初级电容卧式放置；③初级MOS管布置在主印制电路板的中间靠近上边沿处，变压器卧式放置在主印制电路板中间，其变压器初级引脚端靠近初级MOS，并水平对齐于初级MOS；④DC控制印制电路板靠近主印制电路板的前级MOS管纵向放置，位于变压器的右侧；

（2）.次级布局方式:①高压电容布置在主印制电路板的中间并位于变压器下方（即变压器的次级引脚端下方）；②AC控制印制电路板位于主印制电路板的中间并位于高压电电容的下方横向放置；③次级MOS管布置在主印制电路板的中间下边沿处（即AC控制电路板的下方）；④共模电感、CBB电容、插件功率电阻和储能电感从主印制电路板右侧下方向右侧上方一字纵向排开布置并靠近输出端，储能电感卧式放置；①电源输出端放在主印制电路板右端下方；

（3）.PCB上四个固定孔和两个定位孔的布局：①固定孔分别位于DC控制板上方、PCB的输入端、PCB的输出端和EMI滤波块右边处。②两个定位孔分别放置在变压器和储能电感下方。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本实用新型。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不背离本实用新型的精神或范围。因此，本实用新型并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims

1.一种车载逆变电源的印制板布局系统，其特征在于：其包括主印制电路板、相互垂直的DC控制印制电路板和AC控制印制电路板，其中AC控制印制电路板位于DC控制印制电路板的左下端。

2.根据权利要求1所述的车载逆变电源的印制板布局系统，其特征在于:所述主印制电路板采用双面板，所述DC控制印制电路板和AC控制印制电路板采用四层板，增加中间地线层和电源层。

3.根据权利要求1或2任一所述的车载逆变电源的印制板布局系统，其特征在于:主印制电路板布局方式包括:初级布局结构、次级布局结构以及PCB上四个固定孔和两个定位孔的布局结构。

4.根据权利要求3所述的车载逆变电源的印制板布局系统，其特征在于，所述初级布局结构：①电源输入端放在主印制电路板左端下方；②进线滤波器、EMI滤波器和前级电容一字纵向排开布置在主印制电路板的左侧靠近输入端，初级电容卧式放置；③初级MOS管布置在主印制电路板的中间靠近上边沿处，变压器卧式放置在主印制电路板中间，其变压器初级引脚端靠近初级MOS，并水平对齐于初级MOS；④DC控制印制电路板靠近主印制电路板的前级MOS管纵向放置，位于变压器的右侧。

5.根据权利要求3所述的车载逆变电源的印制板布局系统，其特征在于，所述次级布局结构:①高压电容布置在主印制电路板的中间并位于变压器下方；②AC控制印制电路板位于主印制电路板的中间并位于高压电电容的下方横向放置；③次级MOS管布置在AC控制电路板的下方；④共模电感、CBB电容、插件功率电阻和储能电感从主印制电路板右侧下方向右侧上方一字纵向排开布置并靠近输出端，储能电感卧式放置；⑤电源输出端放在主印制电路板右端下方。

6.根据权利要求3所述的车载逆变电源的印制板布局系统，其特征在于，所述PCB上四个固定孔和两个定位孔的布局结构：①所述四个固定孔分别位于DC控制板上方、电源的输入端、电源的输出端和EMI滤波块右边处；②两个定位孔分别放置在变压器和储能电感下方，其中，靠近电源的输入端口、输出端口和EMI滤波块固定孔具有接地电气特性，通过螺丝与外壳连接。