DE3906166A1

DE3906166A1 - Electrical power supply unit

Info

Publication number: DE3906166A1
Application number: DE3906166A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Sigloch; Werner Dipl Ing Woelfel
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-08-30
Also published as: DE8915440U1

Abstract

In the case of known electrical power supply units for telecommunications devices, the transformer and the inductor are plugged onto the printed circuit board as separate components and are soldered to it. In this case, the transformer cannot be connected to the inductor via the printed circuit board, and the two components must be connected to one another by means of free wiring. This makes the production of the unit costly and, in addition, the electromagnetic compatibility is poor, because of the free wiring. The problem which is to be solved comprises the simplification of the production of the electrical power supply unit and improvement of the electromagnetic compatibility. The basic idea of the invention is to accommodate the transformer 40, the inductor coil 32 and the leads 42 connecting them together in a common housing 44 and to pot this assembly using a plastic compound 45, all the external connecting pins 2 to 27 being passed out of one surface 46 of the housing 44. In this way, the number of components and the number of exits from the housing are reduced. In addition, the wiring of the electrical power supply unit is simplified. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungsgerät, insbesondere einen getakteten Gleichspannungswandler für Fernmeldeeinrichtungen, das einen Transformator und eine Drosselspule aufweist, die mit einer Leiterplatte elektrisch verbunden sind.The invention relates to a power supply device, in particular a clocked DC-DC converter for Telecommunications equipment, a transformer and a Choke coil with a printed circuit board are electrically connected.

Bei solchen Stromversorgungsgeräten sind der Transformator und die Drossel üblicherweise als diskrete Bauelemente auf eine Leiterplatte aufgesteckt, mit ihr verlötet und über deren Leiterbahnen mit den weiteren Bestandteilen der Stromversorgungsschaltung verbunden. Dabei ist es auch bekannt, den Transformator und die Drossel jeweils mit einer Kunststoffmasse zu vergießen. Dabei können aber einige Anschlüsse, insbesondere die Anschlußdrähte zwischen dem Transformator und der Drossel, nicht auf der Leiterplatte geführt werden; sie müssen vielmehr frei verdrahtet werden. Dies erhöht die Gefahr der Aussendung von Störstrahlungen und der Empfindlichkeit gegenüber äußeren Störstrahlungen. In such power supplies Transformer and the choke usually as discrete Components plugged onto a circuit board, with it soldered and on their traces with the others Components of the power supply circuit connected. It is also known the transformer and the Pour the throttle with a plastic compound. But some connections, especially the Connection wires between the transformer and the Choke, not on the PCB; they rather, they must be freely wired. This increases the Risk of emission of interference radiation and Sensitivity to external interference.

Bekannt ist auch ein auf einer Leiterplatte angebrachter Transformator mit mindestens einer Wicklung, die um einen Kern herumgewickelt ist. Dabei ist mindestens eine Wicklung auf der Leiterplatte in Form einer oder mehrerer, vorzugsweise spiralförmiger, Leiterbahnen aufgebracht (DE 27 21 759 A1). Mit einem derartigen Wickelgut können aber die in Fernmeldeeinrichtungen erforderlichen Leistungen nicht geliefert werden.A mounted on a printed circuit board is also known Transformer with at least one winding around a core is wrapped around. There is at least one Winding on the circuit board in the form of a or several, preferably spiral, conductor tracks applied (DE 27 21 759 A1). With such a However, winding material can be used in telecommunications equipment required services are not delivered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verdrahtung und die Fertigung von leistungsfähigen Stromversorgungsgeräten zu vereinfachen.The invention is based, which Wiring and manufacturing powerful Simplify power supplies.

Diese Aufgabe wird bei einem Stromversorgungsgerät der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Transformator, die Drosselspule und die sie untereinander verbindenden Leitungen in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht und mit einer Kunststoffmasse vergossen sind, und daß sämtliche äußeren Anschlüsse des Transformators und der Drosselspule aus einer Oberfläche des Gehäuses herausgeführt sind.This task is the case of a power supply device initially mentioned type solved in that the Transformer, the choke coil and it interconnecting lines in one shared housing and with a Plastic compound are shed, and that all external connections of the transformer and Choke coil from a surface of the housing are brought out.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the invention are See subclaims.

Die Vorteile der Erfindung liegen unter anderem darin, daß die erforderliche Bauelementeanzahl und die Anzahl der aus dem Gehäuse herausgeführten Anschlüsse verringert wird. Außerdem werden die Anschlußleitungen verkürzt und damit die elektromagnetische Verträglichkeit verbessert.The advantages of the invention include that the required number of components and the number of the connections led out of the housing is reduced. In addition, the connecting lines shortened and thus the electromagnetic Tolerance improved.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is as follows explained using the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Verdrahtungsplan des Wickelgutes eines erfindungsgemäßen Stromversorgungsgerätes, Fig. 1 is a wiring diagram of the winding material of a power supply device according to the invention,

Fig. 2 ein das Wickelgut des Stromversorgungsgerätes enthaltendes Gehäuse, in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht und Fig. 2 a housing containing the winding material of the power supply device, in a partially cut-away side view and

Fig. 3 das Gehäuse nach Fig. 2 in der Draufsicht. Fig. 3 shows the housing of FIG. 2 in plan view.

In dem Verdrahtungsplan des Wickelgutes 1 eines Stromversorgungsgerätes (Fig. 1) sind aus einem das Wickelgut enthaltenden Gehäuse herauszuführende Anschlußstifte oder -fahnen 2 bis 27 ersichtlich. Das Wickelgut selbst besteht aus zwei Drosselspulen 30, 31, im folgenden auch als Drossel 32 bezeichnet, und aus Spulen 34 bis 39 eines Transformators 40.In the wiring diagram of the winding material 1 of a power supply device ( FIG. 1), connecting pins or lugs 2 to 27 to be taken out of a housing containing the material to be wound are shown. The winding material itself consists of two choke coils 30 , 31 , also referred to below as choke 32 , and coils 34 to 39 of a transformer 40 .

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Anfang der Spule 30 mit den Anschlußstiften 21, 22 und 23 und deren Ende mit den Anschlußstiften 24, 25 und 26 verbunden. Der Anfang der Spule 31 ist über eine Leitung 42 mit dem Mittelabgriff der Spulen 36, 37 - Sekundärseite des Transformators 40 - verbunden. Das Ende der Spule 31 ist mit den Anschlußstiften 18, 19 und 20 verbunden.As can be seen from FIG. 1, the beginning of the coil 30 is connected to the connecting pins 21 , 22 and 23 and the end thereof is connected to the connecting pins 24 , 25 and 26 . The beginning of the coil 31 is connected via a line 42 to the center tap of the coils 36 , 37 - secondary side of the transformer 40 . The end of the coil 31 is connected to the pins 18 , 19 and 20 .

Der Anfang der Spule 34 ist mit den Anschlußstiften 4 und 5, deren Ende mit den Anschlußstiften 12 und 13 verbunden. Der Anfang der Spule 35 ist mit den Anschlußstiften 2 und 3, ihr Ende mit den Anschlußstiften 14 und 15 verbunden. Die Spule 37 (Anfang) ist mit dem Anschlußstift 17, die Spule 36 (Ende) mit dem Anschlußstift 27 verbunden. Der Anfang der Spule 38 ist mit dem Anschlußstift 6, ihr Ende mit dem Anschlußstift 11 verbunden. Schließlich ist der Anfang der Spule 39 mit dem Anschlußstift 7 und ihr Ende mit dem Anschlußstift 10 verbunden. The beginning of the coil 34 is connected to the pins 4 and 5 , the end of which is connected to the pins 12 and 13 . The beginning of the coil 35 is connected to the pins 2 and 3 , its end to the pins 14 and 15 . The coil 37 (start) is connected to the pin 17 , the coil 36 (end) to the pin 27 . The beginning of the coil 38 is connected to the pin 6 , its end to the pin 11 . Finally, the beginning of the coil 39 is connected to the pin 7 and its end to the pin 10 .

Das ganze vorstehend beschriebene Wickelgut 1, d.h. die Drossel 32, der Transformator 40 und die zugehörige Verdrahtung sind in einem Gehäuse 44 untergebracht und mit einer Kunststoffmasse 45 vergossen (Fig. 2). Geeignet zum Vergießen sind Kunststoffe, die bei der Bearbeitung nicht gesundheitsgefährdend sind, die mechanisch und elektrisch stabil, die selbstlöschend sind und keine explosiven Gase erzeugen, und die außerdem widerstandsfähig gegen Korrosion und Lösungsmittel sind.All of the winding material 1 described above, ie the choke 32 , the transformer 40 and the associated wiring are accommodated in a housing 44 and cast with a plastic compound 45 ( FIG. 2). Suitable for potting are plastics that are not hazardous to health during processing, that are mechanically and electrically stable, that are self-extinguishing and that do not generate explosive gases, and that are also resistant to corrosion and solvents.

Das Wickelgut des Stromversorgungsgerätes ist in Fig. 2 nur sehr schematisch durch eine Drossel 32 und einen Transformator 40 angedeutet. Der gesamte Schaltungsaufbau des Stromversorgungsgerätes ist in der Zeichnung nicht dargestellt, da solche Geräte in der Literatur ausführlich beschrieben sind (z.B. U. Thietze, Ch. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik, Springer-Verlag, 1978, Seite 395). Die Wicklungen oder Spulen 30 und 31 sind auf einem - in der Zeichnung nicht dargestellten - ersten Metall- oder Ferritkern, die Spulen 34 bis 39 auf einem zweiten Metall- oder Ferritkern gewickelt.The winding material of the power supply device is only indicated very schematically in FIG. 2 by a choke 32 and a transformer 40 . The entire circuit structure of the power supply device is not shown in the drawing, since such devices are described in detail in the literature (for example U. Thietze, Ch. Schenk: Semiconductor Circuit Technology, Springer-Verlag, 1978, page 395). The windings or coils 30 and 31 are wound on a first metal or ferrite core (not shown in the drawing), and the coils 34 to 39 are wound on a second metal or ferrite core.

Sämtliche vorstehend erwähnten Anschlußstifte 2 bis 27 sind aus einer - in der Zeichnung obenliegenden - Oberfläche 46 des Gehäuses 44 herausgeführt (Fig. 2 und 3). Die Abstände zwischen den Anschlußstiften 2 bis 27 entsprechen dem Abstandsraster der Kontaktierungsbohrungen einer Leiterplatte. Das Gehäuse 44 mit dem gesamten darin vergossenen Wickelgut kann somit in einem Arbeitsgang auf die Leiterplatte aufgesteckt und danach sämtliche Anschlußstifte 2 bis 27 ebenfalls in einem Arbeitsgang mit den Kontaktierungsbohrungen der Leiterplatte verlötet werden. Damit wird die Herstellung des Stromversorgungsgerätes vereinfacht. Da die gesamte Verdrahtung des Wickelgutes in dem Gehäuse untergebracht ist, ist die elektromagnetische Verträglichkeit des Stromversorgungsgerätes erheblich besser als die bekannter Geräte.All of the above-mentioned connection pins 2 to 27 are led out from a surface 46 of the housing 44 (shown in the drawing above) ( FIGS. 2 and 3). The distances between the pins 2 to 27 correspond to the spacing of the contact holes in a circuit board. The housing 44 with the entire winding material encapsulated therein can thus be plugged onto the circuit board in one operation and then all the connecting pins 2 to 27 can also be soldered to the contacting holes of the circuit board in one operation. This simplifies the manufacture of the power supply device. Since the entire wiring of the winding material is housed in the housing, the electromagnetic compatibility of the power supply device is considerably better than the known devices.

In der Nähe seiner vier oberen Ecken ist das Gehäuse 44 mit Gewindebohrungen 47 versehen, die zur Befestigung des Gehäuses dienen können. Das Gehäuse 44 kann als elektromechanisches Bauteil eingesetzt werden, indem es z.B. die Frontplatte eines Schaltungsgehäuses oder Einschubes mit der die Bestandteile des Stromversorgungsgerätes aufnehmenden Leiterplatte verbindet. Diese Frontplatte dient insbesondere als Kühlvorrichtung für die elektrischen und elektronischen Schaltungsbestandteile.In the vicinity of its four upper corners, the housing 44 is provided with threaded bores 47 which can be used to fasten the housing. The housing 44 can be used as an electromechanical component, for example by connecting the front plate of a circuit housing or insert to the circuit board receiving the components of the power supply device. This front plate serves in particular as a cooling device for the electrical and electronic circuit components.

Außerdem ist es möglich, auch die Gleichrichterdioden der Stromversorgungsschaltung in dem Gehäuse 44 unterzubringen und das Gehäuse selbst als Kühlvorrichtung auszubilden.It is also possible to accommodate the rectifier diodes of the power supply circuit in the housing 44 and to design the housing itself as a cooling device.

Dabei ist das Gehäuse 44 z.B. aus Aluminium hergestellt. Darüber hinaus kann das Gehäuse 44 auch an einen besonderen Kühlkörper angeschraubt werden.The housing 44 is made of aluminum, for example. In addition, the housing 44 can also be screwed to a special heat sink.

Claims

1. Power supply device, in particular clocked DC-DC converter for telecommunications equipment, which has a transformer and a choke coil which are electrically connected to a printed circuit board, characterized in that

- That the transformer ( 40 ), the choke coil ( 32 ) and the lines ( 42 ) connecting them to one another are accommodated in a common housing ( 44 ) and cast with a plastic compound ( 45 ), and
- That all outer connections ( 2-27 ) of the transformer ( 40 ) and the inductor ( 32 ) from a surface ( 46 ) of the housing ( 44 ) are led out.

2. Power supply device according to claim 1, characterized in that the housing ( 44 ) is designed as a fastening element.

3. Power supply device according to claim 1, characterized in that the housing ( 44 ) is designed as a heat sink.

4. Power supply device according to claim 1, characterized in that rectifier diodes are accommodated in the housing ( 44 ) and are cast with the plastic compound.

5. Power supply device according to claim 1, characterized in that the housing ( 44 ) is screwed to a heat sink.