低压集成高隔离度电源模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低压集成高隔离度电源模块，包括变压器、光耦器件和控制电路板；低压集成高隔离度电源模块采用单端反激电路，变压器采用高隔离耐压的圆环型变压器；光耦器件为H11A817C，其隔离耐压为AC3000V；低压集成高隔离度电源模块采用四周有散热槽的铝合金外壳，功率元件焊接在控制电路板上，陶瓷基片为功率元件与铝合金外壳内部顶端的热连接体，控制电路板外沿距离铝合金外壳内侧面不小于5mm；铝合金外壳内部剩余空间用导热硅橡胶实体灌封。本实用新型的内部功率回路、外壳、控制电路一体化集成设计，保证其结构简单，可靠性好、隔离耐压高、适应范围广。
【专利说明】低压集成高隔离度电源模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源模块，具体地说，涉及一种低压集成高隔离度电源模块。
【背景技术】
[0002]目前，标准隔离式低压DC/DC变换器的隔离耐压一般为DC500V，部分通用隔离式DC/DC变换器的隔离耐压为DC1000V，传统的低压电源模块在功率为50W情况下，变压器一般选用为平面变压器，例如:P14-8、EE18和PQ20等平面变压器。平面变压器受到体积小，变压器自身的窗口面积小，比较适合做低隔离耐压变压器。但在特殊使用环境条件下，需要集成度和隔离度更高的非标准化产品，如在铁路系统中和矿山井下系统中，就需要低压集成高隔离度电源模块，其隔离耐压要求达到AC2000V。
实用新型内容
[0003]本实用新型正是了为解决上述技术问题而设计的一种低压集成高隔离度电源模块。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]一种低压集成高隔离度电源模块，包括变压器、光耦器件和控制电路板；其低压集成高隔离度电源模块采用单端反激电路，变压器采用圆环型变压器，其绕制顺序为初级-辅助级-次级，绕线均采用高绝缘漆包线，漆包线绝缘强度不小于AC7500V ;变压器初级绕组与辅助绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制I层，其单层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC6000V ;变压器T辅助绕组与绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制2层，其双层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC12000V ;在绕线交叉口部位用硅橡胶进行固定；光耦器件为H11A817C，其隔离耐压为AC3000V ;低压集成高隔离度电源模块采用四周有散热槽的铝合金外壳，功率元件焊接在控制电路板上，陶瓷基片为功率元件与铝合金外壳内部顶端的热连接体，控制电路板外沿距离铝合金外壳内侧面不小于5mm;铝合金外壳内部剩余空间用导热硅橡胶实体灌封。
[0006]所述低压集成高隔离度电源模块，其输入与输出管脚之间采用陶瓷基片隔离。
[0007]本实用新型电源模块内部功率回路、外壳、控制电路一体化集成设计，保证其结构简单，可靠性高，满足电源模块高隔离度要求。
[0008]本实用新型具有下列特点:
[0009]1、输入端与输出端之间隔离耐压为AC2000V，漏电流小于5毫安；
[0010]2、内部功率回路、外壳、控制电路一体化集成设计，保证其结构简单，可靠性高；采用硅橡胶实体封装，满足高隔离设计要求；
[0011]3、带有安装孔和散热片，采用自然散热和传导散热两种方式，无需外加散热措施；
[0012]4、可适应大部分输入电压、输出电压和功率等参数要求，适应性更广；所述电源模块输入与输出隔尚，隔尚耐压为AC2000V,漏电流小于5晕安,输入电压覆盖DC9-DC36V,输出电压覆盖DC5-DC24V (单路)、电压精度为不大于±1%。
[0013]本实用新型的有益效果是低压集成高隔离度电源模块内部功率回路、外壳、控制电路一体化集成设计，保证其结构简单，可靠性好、隔离耐压高、适应范围广。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型低压集成高隔离度电源模块结构示意图。
[0015]图2为本实用新型所用稳压电路原理图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]如图1和图2所示，本实用新型一种低压集成高隔离度电源模块，包括变压器、光耦器件和控制电路板；其低压集成高隔离度电源模块采用单端反激电路，变压器采用圆环型变压器，其绕制顺序为初级-辅助级-次级，绕线均采用高绝缘漆包线，漆包线绝缘强度不小于AC7500V ;变压器初级绕组与辅助绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制I层，其单层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC6000V ;变压器T辅助绕组与绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制2层，其双层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC12000V ;在绕线交叉口部位用硅橡胶进行固定；光耦器件为H11A817C，其隔离耐压为AC3000V ;低压集成高隔离度电源模块采用四周有散热槽的铝合金外壳5，功率元件3焊接在控制电路板2上，陶瓷基片4为功率元件3与铝合金外壳5内部顶端的热连接体，控制电路板2外沿距离铝合金外壳5内侧面不小于5mm ;铝合金外壳5内部剩余空间用导热硅橡胶I实体灌封。
[0018]所述低压集成高隔离度电源模块，其输入与输出管脚之间采用陶瓷基片隔离。
[0019]本实用新型电源模块采用光耦器件与输出基准芯片TL431组建成稳压电路，控制电源模块具有高精度的优势。其工作原理为:当电源模块输出电压高于设定的输出电压时，与光耦相连输出基准芯片TL431内部导通，实现光耦内部二极管导通，内部发光控制光耦内部另一段的三极管工作状态，光耦内部三极管的集电极连接控制芯片的反馈端，发射极连接控制芯片地；当电源模块输出电压低于设定的输出电压时，与光耦相连输出基准芯片TL431内部不导通，光耦不工作，如此循环下去实现了闭环反馈，组建了电源模块稳压的基本原理。
[0020]本实用新型电源模块中光耦器件起到了电气隔离的作用，由于其电源模块有高隔离度的要求，所以选用的光耦必要具有高隔离度Hl 1A817C，其隔离耐压为AC3000V。
[0021]本实用新型电源模块内部采用导热硅橡胶真空灌封方式，其散热能力非常好，可以保证产品内部的散热和各部分的热平衡。通过极低的气压将灌封材料内的气泡脱出，在产品内部实现实体封装。实体灌封不仅可以抗潮湿、盐物，而且可以保证产品充分适应振动冲击等恶劣环境要求。同时导热硅橡胶的介电强度要远强于空气的介电强度，采用硅橡胶实体灌封后，同样的绝缘要求可以用更小的间距离来实现，便于产品内部空间利用，方便设计。
[0022]通过采用上述的设计方案，本实用新型电源模块实现了在输出功率为50W情况下，电源模块输入与输出隔尚，隔尚耐压为AC2000V,漏电流小于5晕安，输入电压覆盖DC9-DC36V，输出电压覆盖DC5-DC24V (单路)、电压精度为不大于±1%等设计技术指标，并且在特殊使用环境条件下非标准化产品(如铁路系统中，矿山井下系统中)，得到了广泛应用。
[0023]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下得出的其他任何与本实用新型相同或相近似的产品，均落在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种低压集成高隔离度电源模块，包括变压器、光耦器件和控制电路板；其特征在于:低压集成高隔离度电源模块采用单端反激电路，变压器采用圆环型变压器，其绕制顺序为初级-辅助级-次级，绕线均采用高绝缘漆包线，漆包线绝缘强度不小于AC7500V ;变压器初级绕组与辅助绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制I层，其单层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC6000V ;变压器T辅助绕组与绕组之间用单层聚酰亚胺胶带进行绝缘处理绕制2层，其双层聚酰亚胺胶带绝缘强度不小于AC12000V ;在绕线交叉口部位用硅橡胶进行固定；光耦器件为H11A817C，其隔离耐压为AC3000V ;低压集成高隔离度电源模块采用四周有散热槽的铝合金外壳(5)，功率元件(3)焊接在控制电路板(2)上，陶瓷基片(4)为功率元件(3)与铝合金外壳(5 )内部顶端的热连接体，控制电路板(2)外沿距离铝合金外壳(5)内侧面不小于5_;铝合金外壳(5)内部剩余空间用导热硅橡胶(I)实体灌封。
2.根据权利要求1所述的低压集成高隔离度电源模块，其特征在于:低压集成高隔离度电源模块的输入与输出管脚之间采用陶瓷基片隔离。
【文档编号】H02M3/335GK203967982SQ201420347961
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】张云鹏 申请人:航天长峰朝阳电源有限公司