专利名称：具有磁性元件的电源控制器结构及其安装方法
技术领域：
本发明涉及一种具有磁性元件的月球探测器电源控制器结构及其安装方法，具体是指磁性元件与月球探测器电源控制器的一体化结构设计，属于月球探测器电源控制器磁性元件的设计安装领域。
背景技术：
提高电源控制器的功率密度是现今航天器电源发展的趋势，特别是在月球探测器的电源控制器设计中。相较于以往的航天器，月球探测器对电源控制器的体积、重量、热耗、力学性能等方面都提出了更高的要求。因此，在月球探测器电源控制器的设计过程中要充分考虑结构与电气性能的关系。其中，某些功能模块上的磁性元件不仅体积大，重量重，还要充分考虑其电磁干扰和发热的问题，这必然给电源控制器的整体布局和重量控制带来一定的影响。
当前，在航天器电源控制器的磁性元件的设计中，最常采用的是无外壳和电磁纯铁外壳的设计形式。无外壳的设计形式是指直接将绕好线圈的磁芯通过紧固件或环氧树脂固定在印制电路板或电源控制器的结构件上。但是这种直接固定磁性元件的方式主要应用在磁性元件相对较小，重量较轻的场合，并且这种设计形式的抗力学性能和电磁屏蔽性能较差，可能导致磁性元件在振动过程中脱落，或在工作中发热并对其周围其他元器件产生电磁干扰的情况。而电磁纯铁外壳设计形式则是将绕好线圈的磁芯用环氧树脂固定在由电磁纯铁制成的罐子里，再将罐子通过紧固件连接在电源控制器的结构上。虽然这种固定磁性元件的方式能够很好的解决重量重、体积大的磁性元件的抗力学性能和电磁屏蔽问题，但由于电磁纯铁密度较大，且需要再次安装，必然导致电源控制器重量增加，同时还会占用其他元器件和印制电路板的位置及空间。因此，从磁性元件的可靠性、重量以及安装布局等角度考虑，亟需提出一种优化的磁性元件与月球探测器的电源控制器整体结构的一体化设计。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有磁性元件的电源控制器结构及其安装方法，主要针对月球探测器电源控制器设计中磁性元件的安装布局问题，既保证磁性元件的抗力学性能，并且妥善解决磁性元件的屏蔽及发热问题，又有效地降低了磁性元件的重量和安装所占用的空间。为实现上述目的，本发明提供一种具有磁性元件的电源控制器结构，其包含电源控制器主结构，在所述电源控制器主结构上设置一安装槽；金属磁芯，其作为磁性元件设置在所述电源控制器主结构的安装槽内，并通过在安装槽内设置环氧树脂胶接金属磁芯，使金属磁芯固定在电源控制器主结构的安装槽内；线圈盖，其覆盖设置在所述安装槽顶端，将金属磁芯密封在所述电源控制器主结构内；紧固螺钉，其穿过所述线圈盖和电源控制器主结构，将线圈盖固定在电源控制器主结构上。所述具有磁性元件的电源控制器结构还包含一套管，其套设在所述紧固螺钉外部。所述电源控制器主结构采用镁合金材料制成。所述线圈盖采用环氧玻璃布层压板制成。所述线圈盖上设置有若干转接引线，用于金属磁芯与电源控制器的印刷电路板及功率器件的连接。所述套管采用聚酰亚胺棒制成。本发明还提供一种具有磁性元件的电源控制器结构的安装方法，包含以下步骤 步骤I、将外部套设有套管的紧固螺钉穿过并固定在电源控制器主结构上；步骤2、将金属 磁芯安装放入电源控制器主结构的安装槽内，并在安装槽内设置环氧树脂胶接金属磁芯，使得金属磁芯固定在电源控制器主结构的安装槽内；步骤3、待环氧树脂凝固后，取出紧固螺钉；步骤4、在安装槽顶端覆盖线圈盖，将金属磁芯密封在所述电源控制器主结构内；步骤5、将紧固螺钉穿过线圈盖后重新套入套管内，并穿过电源控制器主结构，将线圈盖固定在电源控制器主结构上。本发明所提供的具有磁性元件的电源控制器结构及其安装方法，电源控制器主结构采用金属材料制成，能屏蔽磁性元件，降低对电源控制器中其他元器件的干扰，并起到总体支撑和散热的作用；同时采用环氧树脂对电源控制器主结构和金属磁芯进行胶接，保证电源控制器在正常使用条件下，两者之间的胶接强度满足使用要求；另外，采用环氧树脂、套管和线圈盖等非金材料或零件将金属磁芯固定在电源控制器主结构上，能够合理降低由于金属封闭所带来的涡流发热的情况。综上所述，本发明具有良好的力学和温度适应性，满足月球探测器的各种环境要求。
图I为本发明中的磁性元件与电源控制器的安装示意图。
具体实施例方式以下结合图1，详细说明本发明的一个优选实施例。如图I所示，为本发明所提供的具有磁性元件的电源控制器结构包含电源控制器主结构1，在所述电源控制器主结构I上设置一安装槽11 ;金属磁芯2，其作为磁性元件设置在所述电源控制器主结构I的安装槽11内，并通过在安装槽11内设置环氧树脂6胶接金属磁芯2，使得金属磁芯2固定在电源控制器主结构I的安装槽11内；线圈盖3，其覆盖设置在所述安装槽11顶端，将金属磁芯2密封在所述电源控制器主结构I内，以增加电源控制器的安全性和可靠性；紧固螺钉4，其穿过所述线圈盖3和电源控制器主结构1，将线圈盖3固定在电源控制器主结构I上。进一步，所述具有磁性元件的电源控制器结构还包含一套管5，其套设在所述紧固螺钉4外部，用于对紧固螺钉4起到金属屏蔽的作用。所述电源控制器主结构I采用镁合金(MB2)材料制成，壁厚为3mm，能够对作为磁性元件的金属磁芯2起到屏蔽、总体支撑和散热的作用。所述线圈盖3采用非金属材料的环氧玻璃布层压板制成；所述套管5采用非金属材料的聚酰亚胺棒制成，能够避免全金属封闭所带来的涡流发热问题。所述线圈盖3上还设置有若干转接引线，用于金属磁芯2与电源控制器的印刷电路板及功率器件的连接。本发明所提供的具有磁性元件的电源控制器结构，其具体安装方法如下所述步骤I、将外部套设有套管5的紧固螺钉4穿过并固定在电源控制器主结构I上；步骤2、将绕好的金属磁芯2安装放入电源控制器主结构I的安装槽11内，并在安装槽11内设置环氧树脂6胶接金属磁芯2，使得金属磁芯2固定在电源控制器主结构I的安装槽11内并 且满足胶接强度；步骤3、待环氧树脂6凝固后，取出紧固螺钉4 ;步骤4、在安装槽11顶端覆盖线圈盖3，将金属磁芯2密封在所述电源控制器主结构I内；步骤5、将紧固螺钉4穿过线圈盖3后重新套入套管5内，并穿过电源控制器主结构1，将线圈盖3固定在电源控制器主结构I上。本发明所提供的具有磁性元件的电源控制器结构及其安装方法，与现有技术相t匕，具有以下优点和有益效果1、利用电源控制器主结构采用金属材料制成的技术特征，对作为磁性元件的金属磁芯进行屏蔽，降低对电源控制器中其他元器件的干扰，并起到总体支撑和散热的作用。2、采用环氧树脂对电源控制器主结构和金属磁芯进行胶接，保证电源控制器在正常使用条件下，两者之间的胶接强度满足使用要求。3、采用环氧树脂、套管和线圈盖等非金材料或零件将金属磁芯固定在电源控制器主结构上，能够合理降低由于金属封闭所带来的涡流发热的情况。4、利用线圈盖和紧固螺钉对金属磁芯进行封闭和固定，增加电源控制器的安全性和可靠行。5、在线圈盖上设置转接引线，方便作为磁性元件的金属磁芯与电源控制器印制电路板及功率器件的连接。本发明所提供的具有磁性元件的月球探测器的电源控制器结构及其安装方法，已经完成了抗力学环境、热环境、EMC (电磁兼容性)及空间环境试验。试验结果证明本发明具有良好的力学和温度适应性，满足月球探测器的各种环境要求。尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种具有磁性元件的电源控制器结构，其特征在于，包含 电源控制器主结构(I )，在所述电源控制器主结构(I)上设置一安装槽(11); 金属磁芯(2 )，其作为磁性元件设置在所述电源控制器主结构(I)的安装槽(11)内，并通过在安装槽(11)内设置环氧树脂(6 )胶接金属磁芯(2 )，使金属磁芯(2 )固定在电源控制器主结构(I)的安装槽(11)内； 线圈盖(3 )，其覆盖设置在所述安装槽(11)顶端，将金属磁芯(2 )密封在所述电源控制器主结构(I)内； 紧固螺钉(4)，其穿过所述线圈盖(3)和电源控制器主结构(1)，将线圈盖(3)固定在电源控制器主结构(I)上。
2.如权利要求I所述的具有磁性元件的电源控制器结构，其特征在于，所述具有磁性元件的电源控制器结构还包含一套管(5)，其套设在所述紧固螺钉(4)外部。
3.如权利要求I所述的具有磁性元件的电源控制器结构，其特征在于，所述电源控制器主结构(I)采用镁合金材料制成。
4.如权利要求I所述的具有磁性元件的电源控制器结构，其特征在于，所述线圈盖(3)采用环氧玻璃布层压板制成。
5.如权利要求4所述的具有磁性元件的电源控制器结构，其特征在于，所述线圈盖(3)上设置有若干转接引线，用于金属磁芯(2)与电源控制器的印刷电路板及功率器件的连接。
6.如权利要求2所述的具有磁性元件的电源控制器结构，其特征在于，所述套管(5)采用聚酰亚胺棒制成。
7.一种具有磁性元件的电源控制器结构的安装方法，其特征在于，包含以下步骤 步骤I、将外部套设有套管(5)的紧固螺钉(4)穿过并固定在电源控制器主结构(I)上； 步骤2、将金属磁芯(2 )安装放入电源控制器主结构(I)的安装槽(11)内，并在安装槽(11)内设置环氧树脂(6 )胶接金属磁芯(2 )，使金属磁芯(2 )固定在电源控制器主结构(I)的安装槽(11)内； 步骤3、待环氧树脂(6)凝固后，取出紧固螺钉(4); 步骤4、在安装槽(11)顶端覆盖线圈盖(3)，将金属磁芯(2)密封在所述电源控制器主结构(I)内； 步骤5、将紧固螺钉(4)穿过线圈盖(3)后重新套入套管(5)内，并穿过电源控制器主结构(1)，将线圈盖(3)固定在电源控制器主结构(I)上。
全文摘要
本发明涉及一种具有磁性元件的电源控制器结构，包含电源控制器主结构，在电源控制器主结构上设置一安装槽；金属磁芯，作为磁性元件设置在安装槽内，并通过在安装槽内设置环氧树脂胶接金属磁芯，使其固定在电源控制器主结构上；线圈盖，覆盖设置在所述安装槽顶端，将金属磁芯密封在电源控制器主结构内；紧固螺钉，穿过所述线圈盖和电源控制器主结构，将线圈盖固定在电源控制器主结构上。本发明还涉及一种具有磁性元件的电源控制器结构的安装方法。本发明主要针对月球探测器电源控制器设计中磁性元件的安装布局问题，既保证磁性元件的抗力学性能，并且妥善解决磁性元件的屏蔽及发热问题，又有效地降低了磁性元件的重量和安装所占用的空间。
文档编号H01F27/06GK102832029SQ20121037137
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者瞿诗霞, 周健, 金波, 刘勇, 费春梅, 钱斌 申请人:上海空间电源研究所