CN212936301U - Acdc电源模块及其电路板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种ACDC电源模块及其电路板，ACDC电源模块包括电路板以及直接贴片在电路板的顶面的变压器；金手指作为电路板的引脚端子，与电路板为一体，电路板在靠近金手指的位置处设有第一通孔，金手指上增设有第二通孔，此外通过变压器骨架设计在满足多个安规认证标准的安全距离的同时缩短原副边距离，从而实现产品超小体积化，并且能够实现全自动化生产，大大降低了制造成本。

Description

ACDC电源模块及其电路板

技术领域

本实用新型涉及开关电源模块结构，特别涉及一种开板、小体积和自动化程度高的ACDC 电源模块。

背景技术

电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，其特点是可为专用集成电路、处理器、存储器及数字或模拟负载提供供电，广泛适用于工控和电力仪器仪表、智能家居等对体积要求苛刻的场合。

开关电源模块可分为AC/DC和DC/DC两大类，DC/DC变换器已实现模块化，且设计技术及生产工艺在国内外均已成熟和标准化，但AC/DC的模块化，因其自身的特性使得在模块化的进程中，遇到较为复杂的技术和工艺制造问题。目前，市面上的AC/DC电源模块难以兼顾体积性能和价格，且在工艺上难以实现全自动化生产。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种ACDC电源模块及其电路板，在减小电源模块体积，增大功率集成密度的同时，优化性能，改善工艺，降低成本，该模块具有交直流两用、输入电压范围宽、高效率、高可靠性、低功耗、安全隔离等优点，且可根据需求搭配外围电路，灵活运用，满足市场需求。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种ACDC电源模块的电路板，包括电路板的板体及设置在板体上的焊盘，所述电路板的板体包括方形的PCB板主体及由PCB板主体下端凸伸出的金手指，PCB板主体与金手指是一体的，金手指为电路板的引脚端子，金手指的数量为六个，左边四个金手指为一组，用于与原边焊盘电连接，右边两个金手指为一组，用于与副边焊盘电连接，PCB板主体在靠近金手指的位置处设有第一通孔，金手指上增设有第二通孔。

优选的，所述PCB板主体在对应左边的金手指与右边的金手指之间的位置处设有开槽。

优选的，金手指分别为电路板的AC(N)引脚、AC(L)引脚、+V(cap)引脚、-V(cap)引脚、 -Vo引脚和+Vo引脚，其中AC(N)引脚、AC(L)引脚用于输入供电电源，+V(cap)引脚、-V(cap) 引脚用于外接滤波电解电容，AC(N)引脚、AC(L)引脚为输出。

优选的，所述ACDC电源模块的电路板的厚度为1.0mm。

优选的，所述电路板选用漏电起痕指数CTI>600的板材。

优选的，所述ACDC电源模块的底面原边焊盘与副边焊盘之间的爬电距离大于4.4mm，顶面原边焊盘与副边焊盘之间的爬电距离大于6.4mm。

作为ACDC电源模块的一种具体实施方式，包括上述电路板，还包括直接贴片在电路板顶面的变压器，变压器副边基座的端部竖有挡板，挡板下方靠近电路板外接引脚的一端邻接有挡墙，用来增大变压器磁芯与副边电路导电零部件之间、变压器磁芯和副边电路导电零部件之间的电气间隙与爬电距离，所述变压器与电路板边框平行放置，且与电路板的外接引脚边框直线距离<0.4mm。

作为ACDC电源模块的另一种具体实施方式，包括上述所述的电路板，还包括直接贴片在电路板顶面的变压器，变压器副边基座的端部竖有挡板，副边基座与挡板之间设有凸台，用来增大变压器磁芯与副边电路导电零部件之间、变压器磁芯和副边电路导电零部件之间的电气间隙与爬电距离，所述变压器与电路板边框平行放置，且与电路板的外接引脚边框直线距离<0.4mm。

由于上述技术方案的运用，本实用新型的有益效果在于：

(1)金手指作为电路板的引脚端子，与电路板合为一体，无需再添加端子的焊盘，大大减小了模块体积，且无需再焊接端子，简化工艺，降低成本；

(2)现有的技术中金手指方案均存在易断裂或焊盘脱落问题，本实用新型在金手指与 PCB板走线连接处及金手指尾端均增加了通孔设计，将金手指的顶底面铜箔连接起来，一方面增加了金手指的机械强度，在遇到震荡时不易断裂，另一方面增强金手指和客户系统PCB 焊盘的焊接强度；

(3)底面器件较多，PCB选用CTI>600的板材，从而电路板底面原副边爬电距离>4.4mm 即可，有更多的位置用来放置器件，而非扩大电路板的面积，从而整体上减小了电源模块的体积；

(4)变压器骨架基座上的凸台与挡墙增大了变压器磁芯与副边电路导电零部件之间、变压器磁芯和副边电路导电零部件之间的电气间隙与爬电距离，无需大幅度增大变压器骨架基座或使用飞线的方式来满足安规要求，从而减小模块体积；

(5)使用本实用新型，电源模块制造为双面贴板工艺，变压器也无需对磁芯进行额外的胶带包裹，可实现全自动化生产，大大降低了制造成本。

附图说明

图1为本实用新型ACDC电源模块电路板的PCB顶面示意图；

图2为本实用新型ACDC电源模块电路板的PCB底面示意图；

图3为本实用新型第一实施例ACDC电源模块的产品顶面立体结构图；

图4为本实用新型第一实施例ACDC电源模块的产品底面立体结构图；

图5为本实用新型第二实施例ACDC电源模块的产品顶面立体结构图；

图6为本实用新型第二实施例ACDC电源模块的产品底面立体结构图。

具体实施方式

第一实施例

如图1和图2所示，一种ACDC电源模块的电路板，包括电路板的板体及设置在板体上的焊盘，所述电路板的板体包括方形的PCB板主体及由PCB板主体下端凸伸出的金手指，PCB 板主体与金手指是一体的，金手指为电路板的引脚端子，金手指的数量为六个，AC(N)、AC(L)、 +V(cap)、-V(cap)为电路板的原边引脚，-Vo和+Vo为电路板的副边引脚，其中AC(N)引脚、 AC(L)引脚用于输入供电电源，+V(cap)引脚、-V(cap)引脚用于外接滤波电解电容，AC(N)引脚、AC(L)引脚为输出，给负载供电。

需要特别说明的是，本实用新型ACDC电源模块为交直流两用电源模块，作为DCDC电源模块的电路板使用时，可直接接直流供电电源使用，无需外接输入滤波电解电容，此时，电路板金手指的数量为4个，左边两个金手指为一组，用于与原边焊盘电连接，右边两个金手指为一组，用于与副边焊盘电连接，无需外接输入滤波电解电容。

PCB板主体在靠近金手指的位置处设有第一通孔10，金手指上增设有第二通孔20，将金手指的顶底面铜箔连接起来，一方面增加金手指顶底两片铜箔的机械强度，在反复插拔过程中不易脱落，另一方面将金手指插装于应用电路板上进行金手指端子焊接时，金手指处的通孔更方便灌锡以及容纳更多锡料，以增强金手指端子处的焊接强度。

另外，电路板板材的选择根据安规标准要求的内容如下：

材料组别取决于CTI，并按下规定分类：

经发明人对标准内容的解读得出ACDC电源模块电路板的爬电设计结论为：根据安规标准要求，PCB使用CTI>600的板材，加强绝缘的爬电距离的数值等于基本绝缘的爬电距离数值的2倍，即4.4mm，从而电路板底面原副边爬电距离>4.4mm即可，因此电路板底面有更多的位置来放置器件，而非扩大电路板的面积，从整体上来说减小了电源模块的面积；顶面由于变压器等材质原因仍然需>6.4mm。

在本实施例中，电路板的产品功率为3W，电路板底面的原副边焊盘的爬电距离为5mm，顶面的原副边焊盘的爬电距离为6.6mm，优选的，在电路板的原副边焊盘的中间位置有开槽，以保证原副边爬电距离>6.4mm；

一种ACDC电源模块，包括上述电路板，还包括直接贴片在电路板的顶面的变压器，产品顶面立体结构图如图3所示，底面立体结构图如图4所示，变压器副边基座的端部竖有挡板 30，挡板30下方靠近电路板外接引脚的一端邻接有挡墙40，通过挡板30与挡墙40增大了变压器磁芯与副边电路导电零部件之间、变压器磁芯和副边电路导电零部件之间的电气间隙与爬电距离，无需大幅度增大变压器骨架基座或使用飞线的方式来满足安规要求，从而减小电源模块体积；变压器下侧面与引脚板框一侧保持平行，且与该板框距离尽可能的近，给模块整体提供一个支撑，防止焊接时电源模块倾斜，两者距离＝0.2mm。

在电力电子产品体积日益追求高功率密度、小型化的今天，本实施例的ACDC电源模块产品的整体体积由6.93cm³减小到3.99cm³，使该电源模块的体积减小了42.4％，大大减小了电源模块的体积；同时，通过通孔的设置，解决了金手指方案易断裂或焊盘脱落问题，满足认证安规要求，且制造工艺简化，材料及制造成本下降。

第二实施例

如图5、图6所示，为本实用新型第二实施例ACDC电源模块的产品底面立体结构图，一种ACDC电源模块，包括电路板以及直接贴片在电路板的顶面的变压器，电路板包括电路板的板体及设置在板体上的焊盘，所述电路板的板体包括方形的PCB板主体及由PCB板主体下端凸伸出的金手指，PCB板主体与金手指是一体的，金手指为电路板的引脚端子，金手指的数量为六个。

与第一实施例相比，本实施例采用的电路板的产品功率为10W，从而它的体积更大，电路板底面原副边爬电距离＝5mm，顶面原副边爬电距离＝10mm，原副边引脚之间无需开槽。

变压器贴片在电路板的顶面，变压器副边基座的端部竖有挡板30，副边基座与挡板之间设有凸台50，通过挡板30与凸台50增大了变压器磁芯与副边电路导电零部件之间、变压器磁芯和副边电路导电零部件之间的电气间隙与爬电距离，无需大幅度增大变压器骨架基座或使用飞线的方式来满足安规要求，从而减小电源模块体积；变压器下侧面与引脚板框一侧保持平行，且距该引脚板框距离＝0.2mm，由于采用副边反馈，相对第一实施例的原边反馈，原副边隔离带间多了一个隔离器件，总体而言安规距离余量更大，防护效果更好。

在电力电子产品体积日益追求高功率密度、小型化的今天，本实施例的ACDC电源模块的产品体积由13.9cm³减小到8.28cm³，使该电源模块的体积减小了40.4％，大大减小了电源模块的体积；同时，通过通孔的设置，解决了金手指方案易断裂或焊盘脱落问题，满足认证安规要求，且制造工艺简化，材料及制造成本下降。

Claims (9)

1.一种ACDC电源模块的电路板，包括电路板的板体及设置在板体上的焊盘，其特征在于：

所述电路板的板体包括方形的PCB板主体及由PCB板主体下端凸伸出的金手指，PCB板主体与金手指是一体的，金手指为电路板的引脚端子，金手指的数量为六个，左边四个金手指为一组，用于与原边焊盘电连接，右边两个金手指为一组，用于与副边焊盘电连接，PCB板主体在靠近金手指的位置处设有第一通孔，金手指上增设有第二通孔。

2.根据权利要求1所述的一种ACDC电源模块的电路板，其特征在于：所述PCB板主体在对应左边的金手指与右边的金手指之间的位置处设有开槽。

3.根据权利要求1所述的一种ACDC电源模块的电路板，其特征在于：所述金手指分别为电路板的ACN引脚、ACL引脚、+Vcap引脚、-Vcap引脚、-Vo引脚和+Vo引脚。

4.根据权利要求1所述的一种ACDC电源模块的电路板，其特征在于：所述ACDC电源模块的电路板的厚度为1.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种ACDC电源模块的电路板，其特征在于：所述电路板选用漏电起痕指数CTI>600的板材。

6.根据权利要求1所述的一种ACDC电源模块的电路板，其特征在于：所述ACDC电源模块的底面原边焊盘与副边焊盘之间的爬电距离大于4.4mm，顶面原边焊盘与副边焊盘之间的爬电距离大于6.4mm。

7.一种ACDC电源模块，包括权利要求1至6中任一所述的电路板，其特征在于：还包括直接贴片在电路板顶面的变压器，变压器副边基座的端部竖有挡板，挡板下方靠近电路板外接引脚的一端邻接有挡墙，所述变压器与电路板边框平行放置，且与电路板的外接引脚边框直线距离<0.4mm。

8.一种ACDC电源模块，包括权利要求1至6中任一所述的电路板，其特征在于：还包括直接贴片在电路板顶面的变压器，变压器副边基座的端部竖有挡板，副边基座与挡板之间设有凸台，所述变压器与电路板边框平行放置，且与电路板的外接引脚边框直线距离<0.4mm。

9.一种ACDC电源模块的电路板，包括电路板的板体及设置在板体上的焊盘，其特征在于：

所述电路板的板体包括方形的PCB板主体及由PCB板主体下端凸伸出的金手指，PCB板主体与金手指是一体的，金手指为电路板的引脚端子，PCB板主体在靠近金手指的位置处设有第一通孔，金手指上增设有第二通孔；其中，

作为DCDC电源模块的电路板使用，金手指的数量至少为4个，左边两个金手指为一组，用于与原边焊盘电连接，右边两个金手指为一组，用于与副边焊盘电连接。

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