一种开关电源模块结构的制作方法

1.本实用新型专利涉及ac/dc开关电源领域，特别涉及小体积ac/dc开关电源模块结构。


背景技术：

2.电源模块是可以直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，可为专用集成电路、处理器、存储器及数字或模拟负载供电，广泛适用于工控、电力仪器仪表和智能家居等对体积要求苛刻的场合。
3.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，因其自身的特性使其在模块化的进程中，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。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是提供一种超薄型小功率ac/dc电源模块，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。
5.本实用新型的目的是通过以下的技术措施来实现的：
6.一种开关电源模块结构，包括主功率电路板及平面变压器，平面变压器嵌入主功率电路板中，平面变压器包括磁芯和板部件，板部件由两块以上的pcb板层叠组合而成，pcb板上设有绕组走线，各pcb板彼此绝缘相隔，主功率电路板与平面变压器合用其中一块pcb 板，板部件的上、下表面分布有磁芯。
7.优选地，磁芯包括磁片与磁轴，磁片分别位于板部件的上、下表面，板部件穿套在磁轴上。
8.优选地，主功率电路板与平面变压器合用的pcb板上设的绕组走线为初级绕组走线及次级绕组走线，次级绕组走线埋于pcb板中，利用pcb板材与初级绕组走线做电气隔离；其它pcb板上设的绕组走线为初级绕组走线，通过通孔连接。
9.优选地，其它pcb板通过侧壁沉铜工艺与主功率电路板电气连接。
10.优选地，主功率电路板的外接引脚为金手指，与pcb板一体化。
11.优选地，金手指上开有通孔，将金手指的铜箔连接。
12.优选地，金手指为6个，位于主功率电路板一端，依次用于连接输入电源l线、输入电源n线、输入滤波电容 v
(cap)
、输入滤波电容
‑
v
(cap)
、输出端
‑
v
o
和输出端 v
o
。
13.优选地，用于连接输出端
‑
v
o
和输出端 v
o
的金手指正负极共引脚，电气极性分别在金手指两侧。
14.优选地，主功率电路板通过固体绝缘技术，原副边安规距离>1.0mm。
15.一种开关电源模块结构组装方法，开关电源模块结构包括主功率电路板及平面变压器，平面变压器嵌入主功率电路板中，平面变压器包括磁芯和板部件，板部件由两块以上
的pcb 板组成，主功率电路板与平面变压器合用其中一块pcb板，磁芯包括磁片与磁轴，包括如下步骤：
16.埋线步骤，埋初级绕组走线于各pcb板内，通过通孔连接，主功率电路板与平面变压器合用的pcb板内还埋有次级绕组走线，利用pcb板材与初级绕组走线做电气隔离；
17.层叠步骤，层叠各pcb板为板部件；
18.组装步骤，将板部件穿套在磁轴上，使磁片位于板部件的上、下表面。
19.由于上述技术方案的运用，本实用新型具有交直流两用、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，具体有益效果如下：
20.1、引脚采用金手指方案，与主功率电路板合为一体，无需再添加端子的焊盘，大大减小了模块体积，且输出引脚采用正负极共引脚设计，加大了主功率板机械强度，无需再焊接端子，简化工艺，降低成本；
21.2、在金手指上增加了通孔设计，将金手指的铜箔连接起来，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；
22.3、采用固体绝缘设计，安规距离仅需>1.0mm，极大压缩模块尺寸；
23.4、板部件焊接完后仅需再将磁芯组装即可，无需线材绕制，且变压器板部件是由两块以上的具有较少层数的pcb板层叠组合而成，相对于使用单块多层pcb板，材料成本较低，可有效降低整个产品的生产成本；
24.5、除主功率电路板外的pcb板层间走线连接仅用通孔工艺，无需考虑安规问题，与主功率电路板连接处采用侧壁沉铜设计；
25.6、平面变压器第二板部件由单块少层数pcb组成，包括次级功率绕组走线，顶底层不走线，层间走线连接利用埋孔工艺与主功率电路板连接处采用侧壁沉铜设计；
26.7、本实用新型实施使电源模块的体积减小了20％，满足认证安规要求，且制造工艺简化，材料及制造成本下降。
附图说明
27.图1为本实用新型实施例电源产品立体结构图一；
28.图2为本实用新型实施例中模块应用接线图；
29.图3为本实用新型实施例中变压器拆分图；
30.图4
‑
1为本实用新型实施例中主功率电路板的顶面示意图；
31.图4
‑
2为本实用新型实施例中主功率电路板的底面示意图；
32.图5为本实用新型实施例的产品立体结构图二；
具体实施方式
33.图1为本实用新型实施例电源产品立体结构一图，一种开关电源模块结构，包括主功率电路板及平面变压器，平面变压器嵌入主功率电路板中。
34.图3为本实用新型实施例中变压器拆分图，平面变压器包括磁芯和板部件，板部件由三块较少层数的pcb板层叠组合而成，pcb板上设有绕组走线，各pcb板彼此绝缘相隔，主
功率电路板与平面变压器合用其中一块pcb板，板部件的上、下表面分布有磁芯。磁芯包括磁片与磁轴，磁片分别位于板部件的上、下表面，板部件穿套在磁轴上。
35.图4
‑
1为本实用新型实施例中主功率电路板的顶面示意图，图4
‑
2为本实用新型实施例中主功率电路板的底面示意图，主功率电路板与平面变压器合用的pcb板上设的绕组走线为初级绕组走线及次级绕组走线，次级绕组走线埋于pcb板中，利用pcb板材与初级绕组走线做电气隔离，主功率电路板中间层与其顶底层层间距>0.5mm，利用pcb板厚度与原边做电气隔离，其它pcb板上设的绕组走线为初级绕组走线，通过通孔连接。其它pcb板通过侧壁沉铜工艺与主功率电路板电气连接。主功率电路板的外接引脚为金手指，与pcb板一体化。金手指与主功率电路板走线连接处a及金手指尾端b均增加通孔设计(此为优选开孔设计，图1、图3、图5中展示的开孔设计为，仅金手指尾端b开孔)，将金手指的顶底面铜箔连接起来，其中金手指1、2用于输入供电电源，金手指3、4用于外接滤波电解电容，金手指5、6为输出脚，给负载供电，如图2，可根据应用环境外接emc电路。输出脚正负极共引脚，电气极性分别在输出脚两侧。
36.图5为本实用新型实施例的产品结构二图，主功率电路板通过固体绝缘技术，原副边安规距离>1.0mm。
37.本实施例板部件采用侧壁沉铜设计，随主功率电路板上的贴片器件一起焊接，随后再将磁芯组装，无需线材绕制。
38.本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型中具体实施电路还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。