CN215073170U - 一种抗高过载电源转换模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抗高过载电源转换模块，包括焊接在金属壳体底部的铝基PCB和变压器，所述铝基PCB和变压器通过漆包线连接，铝基PCB上焊接有多个元器件，所述多个元器件互联，铝基PCB上连接外引脚，外引脚固定在金属壳体上，金属壳体内部空腔用环氧树脂灌封胶填充。本实用新型有效解决了常规电源转换模块抗过载能力不足的难题，提高了电源转换模块的抗高过载的能力，降低失效率。

Description

一种抗高过载电源转换模块

技术领域

本实用新型涉及电源转换领域，特别涉及一种抗高过载电源转换模块。

背景技术

近年来，人们开始广泛关注高冲击高过载在航空、航天、武器等领域所带来的严重破坏性。特别是当前国际制导武器正向着小型化、灵巧化、智能化发展，为了获得较大的初速度，制导炮弹的体积越来越小，对其能承受高过载的能力有了更高的要求。

电源转换模块一般采用分立器件或常规的混合集成技术实现。然而在体积小、发射瞬间要承受大于20000g的高过载的情况下，采用分立器件搭建的电源转换模块体积大，抗冲击能力差，无法满足小型化、抗高过载的需求。常规的混合集成模块其内部为惰性气体填充的空腔体，抗过载能力在10000g以内，在受到20000g以上的高过载时，其内部使用的陶瓷载体、裸芯片等极易出现裂纹、断裂或是破碎；焊点也易开裂，导致模块失效，造成无法弥补的后果。因此，需从结构设计、高可靠互联设计、加固设计等方面，使得电源转换模块在环境温度为－65℃～+150℃的极限条件下，抗高过载能力达到22000g以上。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种抗高过载电源转换模块，通过各部件之间的多种互联，提高电源转换模块的抗过载能力。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种抗高过载电源转换模块，包括焊接在金属壳体底部的铝基PCB和变压器，所述铝基PCB和变压器通过漆包线连接，铝基PCB上焊接有多个元器件，所述多个元器件互联，铝基PCB上连接外引脚，外引脚固定在金属壳体上，金属壳体内部空腔用环氧树脂灌封胶填充。

进一步的，所述铝基PCB采用再流焊焊接至金属壳体的底部。

进一步的，铝基PCB的厚度为2.0mm。

进一步的，所述变压器用导热胶粘接在金属壳体底部，所述变压器的引出端漆包线焊接在铝基PCB的焊盘处。

进一步的，所述外引脚与铝基PCB通过银铜支架实现互联。

进一步的，所述银铜支架为圆环型银铜支架，其宽度为1.0mm。

进一步的，所述多个元器件包括电阻R、电容C和硅裸芯片，所述多个硅裸芯片、电阻R与电容C均采用再流焊焊接在铝基PCB上。

进一步的，多个硅裸芯片之间采用金丝热超声键合方式实现互联；电阻R和电容C通过铝基PCB上的金属倒带导带连接。

进一步的，所述外引脚设置多个，所述外引脚通过绝缘子固定在金属壳体上。

进一步的，环氧树脂灌封胶填充时采用加热真空熔融灌封。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种抗高压电源转换模块，通过多种互联方式实现铝基PCB与金属壳体之间、铝基PCB与外引脚之间、元器件与铝基PCB之间、元器件与元器件之间的互联，有效解决了常规电源转换模块抗过载能力不足的难题，提高了电源转换模块的抗高过载的能力，降低失效率，得到的电源转换模块能够承受28000g的高过载，可避免高过载的损伤，成本低、易操作、通用性高。

进一步的，本实用新型采用再流焊将铝基PCB焊接在金属壳体上的底部，再流焊选用的焊接材料导热率高，热传导率高，可减小热阻、改善散热途径，提高散热效率，使模块内部产生的热量通过焊接材料快速传递到金属壳体散发出去，避免电路内部温度过高。进一步还可以提高铝基PCB与金属壳体底部连接强度。

进一步的，本实用新型采用高密度混合集成版图设计，可将同等级的电源转换模块体积减小为现有PCB技术的1/3，具有体积小、可靠性高的特点，满足抗高过载系统对电源转换模块的抗过载能力高、体积小、稳定性好和可靠性高的要求。

附图说明

图1本实用新型所提供实施例的平面示意图。

附图中：1-金属壳体；2-铝基PCB；3-硅裸芯片；4-变压器；5-漆包线：6-银铜支架；7-外引脚；8-环氧树脂灌封胶。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面结合实施例和附图对本实用新型做进一步的描述，附图仅是对本实用新型的一些实施例，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更多其它的附图。

如图1所述，一种抗高过载电源转换模块包括：金属壳体1、铝基PCB2、元器件、变压器4、漆包线5、键合丝、银铜支架6和环氧树脂灌封胶8。

不同的材料之间因材质的不同，故互联方式不同，采用合理有效可靠的互联方式，可提高抗过载能力。

提高电源转换模块的抗过载能力，本实用新型采用了多种互联方式，主要包括铝基PCB2与金属壳体1之间、铝基PCB2与外引脚7之间、元器件与铝基PCB2之间、元器件与元器件之间的互联。同时，为了提高电源转换模块的散热效率，主要选用焊接的方式实现互联，焊接材料导热率高，热传导率高，可减小热阻、改善散热途径，提高散热效率，使模块内部产生的热量通过焊接材料快速传递到金属壳体散发出去，避免电路内部温度过高。

优选的，元器件包括多个硅裸芯片3、电阻R和电容C。

模块组装时，硅裸芯片3、电阻R、电容C均采用再流焊的方式焊接在铝基PCB2上，电阻R和电容C之间通过铝基PCB2上印刷的金属导带连接，多个硅裸芯片3之间采用金丝热超声键合方式实现互联；根据金属壳体1内腔的深度及抗过载能力与材料厚度的关系，选用厚度为2.0mm的铝基PCB，可提高电源转换模块的抗过载能力；变压器4用导热胶粘接在金属壳体1底部，便于将变压器4产生的热量快速传导至金属外壳1，降低电源转换模块工作温度，提高模块可的靠性。

变压器4的引出端漆包线5采用手工焊接的方式焊接在铝基PCB2的焊盘处；铝基PCB2采用再流焊的方式焊接至金属壳体1的底部。外引脚7通过银铜支架6实现与铝基PCB2的互联，银铜支架6一端焊接在外引腿7上，另一端焊接在铝基PCB上，银铜支架6的过电流能力强，可有效提高电源转换模块的可靠性，在高过载环境中有效降低电源转换模块的失效率；优选的，银铜支架6采用宽度为1.0mm的圆环型银铜支架；外引脚7通过绝缘子固定在金属壳体1上，外引脚7与金属壳体1无电气连接。

组装完成后，金属壳体1内部空腔用环氧树脂灌封胶8填充完整，使模块内部成为一个整体。环氧树脂灌封胶8的膨胀系数为18ppm/℃，与硅裸芯片3、键合丝、变压器4、漆包线5等材料的膨胀系数相匹配，能防止环境温度骤变时，防止环境温度骤变时，键合丝、漆包线、硅裸芯片等元器件出现裂纹、断裂或是破碎，导致模块失效。

优选的，灌封时采用加热真空熔融灌封方式，以去除灌封胶内部的气泡，降低空洞率，对电路内部器件进行加固和保护，提高模块的抗过载能力。

灌封后可用X光检测硅裸芯片3连接的键合丝是否受损。

本实用新型采用高密度混合集成版图设计，可将同等级的电源转换模块体积减小为现有PCB技术的1/3，具有体积小、可靠性高的特点，满足抗高过载系统对电源转换模块的抗过载能力高、体积小、稳定性好和可靠性高的要求。

通过上述技术途径，有效解决了常规电源转换模块抗过载能力不足的难题，提高了电源转换模块的抗高过载的能力，降低失效率。通过实弹打靶试验，模块抗过载能力达到28000g以上，适用于不同类型的电源转换模块，成本低、易操作、通用性高。

Claims (10)

1.一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，包括设置在金属壳体(1)底部的铝基PCB(2)和变压器(4)，所述铝基PCB(2)和变压器(4)通过漆包线(5)连接，铝基PCB(2)上焊接有多个元器件，所述多个元器件之间互联，铝基PCB(2)上连接外引脚(7)，外引脚(7)固定在金属壳体(1)上，金属壳体(1)内部空腔用环氧树脂灌封胶(8)填充。

2.根据权利要求1所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，所述铝基PCB(2)采用再流焊焊接至金属壳体(1)的底部。

3.根据权利要求1所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，铝基PCB(2)的厚度为2.0mm。

4.根据权利要求1所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，所述变压器(4)用导热胶粘接在金属壳体(1)底部，所述变压器(4)的引出端漆包线(5)焊接在铝基PCB(2)的焊盘处。

5.根据权利要求1所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，所述外引脚(7)与铝基PCB(2)通过银铜支架(6)实现互联。

6.根据权利要求5所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，所述银铜支架(6)为圆环型银铜支架，其宽度为1.0mm。

7.根据权利要求1所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，所述多个元器件包括电阻R、电容C和硅裸芯片(3)，所述多个硅裸芯片(3)、电阻R与电容C均采用再流焊焊接在铝基PCB(2)上。

8.根据权利要求7所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，多个硅裸芯片(3)之间采用金丝热超声键合方式实现互联；电阻R和电容C通过铝基PCB(2)上的金属倒带导带连接。

9.根据权利要求1所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，所述外引脚设置多个，所述外引脚(7)通过绝缘子固定在金属壳体(1)上。

10.根据权利要求1所述的一种抗高过载电源转换模块，其特征在于，环氧树脂灌封胶(8)填充时采用加热真空熔融灌封。

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