CN103166452B - 一种高可靠性电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电源模块，特别是一种小体积高可靠性的电源模块。至少包括固定电源电路的电路板和电源电路，固定电源电路的电路板和电源电路封装在圆型壳体内，在圆型壳体与固定电源电路的电路板之间间隙有有机硅凝胶灌封。因此在输出端加共模滤波器；将单个磁珠或多个磁珠串联在干扰的线路上；在输出线上加穿心电容。而电源电路两路输出和一路输入引线分别进行绞合，电源电路输入端有瞬态电压抑制器，增加了可靠性高。在圆型壳体与固定电源电路的电路板之间间隙有有机硅凝胶灌封，使抗振强度大于30000g。

Description

一种高可靠性电源
技术领域
本发明涉及一种电源模块，特别是一种小体积高可靠性的电源模块。
背景技术
在一些特定的环境中，控制***或检测单元需要体积小，可靠性高的电源模块，而现有的电源模块由于体积太大，很难达到需要的设计要求。特别是可靠性方面更存在抗震动差，电磁兼容不到位，容易受空间复杂电磁影响的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积小，抗振强度大于30000g，可靠性高的小体积高可靠性的电源模块及工艺，以使在复杂电磁环境和强冲击中都能保证其工作正常。
本发明的目的是这样实现的，一种高可靠性电源，其特征是：至少包括固定电源电路的电路板和电源电路，固定电源电路的电路板和电源电路封装在圆型壳体内，在圆型壳体与固定电源电路的电路板之间间隙有有机硅凝胶灌封。
所述的圆型壳体为两直径不等的凸字状，电源电路的输入和输出分别从上下面引出。
所述的两直径不等的凸字状上一个直径面的直径是42mm，另一个是直径是42mm。
所述的电源电路包括两路输出和一路输入。
所述的输入+12~18V/170mA，输出分别为+5V/100mA，+5V/260~400mA，两路输出和一路输入引线线型为AF0.15mm。
所述的电源电路包括两片脉冲调宽功率电源IC和连接在每片脉冲调宽功率电源IC***的控制电路、补偿电路、输入滤波电路、续流二极管、续流电感、采样电路和输出滤波电路，电源输入分两路，一路与脉冲调宽功率电源IC的第二输入脚电连接，另一路通过输入滤波电路到负端，脉冲调宽功率电源IC的第3脚输出端分三路，第一路通过电容与第一脚电连接，第二路通过续流二极管到负端，第三路通过续流电感到输出端，续流电感和输出端之间有到负端的采样电路和输出滤波电路，采样电路的采样点与脉冲调宽功率电源IC的第5脚电连接，脉冲调宽功率电源IC的第6脚通过补偿电路到负端，两片脉冲调宽功率电源IC的外部电路框图电路相同。
所述的有机硅凝胶灌封与与外壳边缘高度在0.1~0.3mm。
所述的输出滤波电路是在输出端加共模滤波器；将单个磁珠或多个磁珠串联在干扰的线路上；在输出线上加穿心电容。
所述的电源电路两路输出和一路输入引线分别进行绞合。
所述的电源电路输入端有瞬态电压抑制器。
本发明的优点是：由于采用脉冲调宽功率电源IC构成开关电源，因开关电源转换效率高、体积小、重量轻，但开关电源带来了纹波噪声大，内部电路复杂，这必然造成了可靠性下降和干扰大等不利因素，因此在输出端加共模滤波器；将单个磁珠或多个磁珠串联在干扰的线路上；在输出线上加穿心电容。而电源电路两路输出和一路输入引线分别进行绞合，电源电路输入端有瞬态电压抑制器，增加了可靠性高。在圆型壳体与固定电源电路的电路板之间间隙有有机硅凝胶灌封，使抗振强度大于30000g。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明结构示意图；
图2是电源电路示意图。
图中，1、固定电源电路的电路板；2、电源电路；3、圆型壳体；4、间隙；5、有机硅凝胶；6、凸字状上壳体；7、凸字状下壳体；8、电源电路的输入线；9、电源电路的输出线。
具体实施方式
如图1所示，一种高可靠性电源至少包括固定电源电路的电路板1和电源电路2，固定电源电路的电路板1和电源电路2封装在圆型壳体3内，在圆型壳体3与固定电源电路的电路板1之间有间隙4，间隙4内有有机硅凝胶5灌封。所述的有机硅凝胶灌封与与外壳边缘高度在0.1~0.3mm。圆型壳体3为两直径不等的凸字状，凸字状上壳体6直径是42mm，凸字状下壳体7直径是42mm。电源电路的输入线8和电源电路的输出线9分别从圆型壳体3上下面引出。
电源电路2如图2所示，包括两片脉冲调宽功率电源IC和连接在每片脉冲调宽功率电源IC***的控制电路201、补偿电路202、输入滤波电路203、续流二极管204、续流电感205、采样电路206和输出滤波电路207，电源输入分两路，一路与脉冲调宽功率电源IC的第二输入脚电连接，另一路通过输入滤波电路203到负端，脉冲调宽功率电源IC的第3脚输出端分三路，第一路通过电容与第一脚电连接，第二路通过续流二极管204到负端，第三路通过续流电感205到输出端，续流电感205和输出端之间有到负端的采样电路206和输出滤波电路207，采样电路206的采样点与脉冲调宽功率电源IC的第5脚电连接，脉冲调宽功率电源IC的第6脚通过补偿电路202到负端，两片脉冲调宽功率电源IC的外部电路框图电路相同。
在电源电路2中，分布在固定电源电路的电路板1的电连接线以最短电路引线长度设计，减小电流回路的面积是减小电磁辐射的有效方法；圆型壳体3采用金属全密封屏蔽。
如图1所示，在圆型壳体3与固定电源电路的电路板1之间有间隙4，间隙4有有机硅凝胶灌封灌封，灌封的质量要求是：电路芯组输入、输出与外壳标识一致；电路芯组与外壳不能短路；灌封去气充分，固化后的胶面不能有残留气泡、针孔。固化后胶面与外壳边缘高度在0.1~0.3mm。灌封料是有机硅凝胶，具有稳定的介电绝缘性，是防止环境污染的有效屏障。同时在较高的温度和较大的湿度范围内能消除、冲击和振动产生的应力。
电源电路2包括两路输出和一路输入。输入+12~18V/170mA，输出分别为+5V/100mA，+5V/260~400mA，两路输出和一路输入引线线型为AF0.15mm。所述的输出滤波电路是在输出端加共模滤波器；将单个磁珠或多个磁珠串联在干扰的线路上；在输出线上加穿心电容。所述的电源电路两路输出和一路输入引线分别进行绞合。所述的电源电路输入端有瞬态电压抑制器
在开关电源输出引线上总存在一个干扰尖峰，采取如下措施：
在输出端加共模滤波器；可将单个磁珠或多个磁珠串联在需要抑制干扰的线路上；在输出线上加穿心电容，注意良好的接地。
为使磁场辐射减至最小，开关电源内部所有的开关电路引线（直流和交流）应尽量短而粗，且进线和出线应分别进行绞合，两者不能相交，以免输入线上的干扰信号感应到输入线上，增加输出纹波的有效值和峰峰值。
采用瞬态电压抑制器来抑制尖峰和浪涌干扰，因为瞬态电压抑制器在反向应用时与压敏电阻一样，当***遭到雷击等干扰时，电源线上会出现一个高能量的瞬态脉冲电流，这是瞬态电压抑制器的工作阻抗立即降至最低的导通值，瞬时把电压钳制到一个额定值这样开关电源不会由于电网干扰产生高能量的瞬态脉冲干扰而损坏，另外可以在开关电源的输入端加瞬态电压抑制二极管和压敏电阻，都具有很强的瞬变浪涌吸收能力。
根据开关电源的特点，可将电源成膜基片分为三个部分进行布局即：输入整流与滤波部分；直流逆变部分；输出整流与滤波部分。这三个部分的布局不应相互穿插，尽量是功率级和输出级远离输入部分。阻止他们互相耦合。每种电源信号都应有相应的地线，其目的是防止产生公共地阻抗的干扰。减小环路面积和环路间得重叠，尽量使电源线靠近地线以减小环路面积，并使其特性阻抗最低，从而减小外界磁场环路切割产生的电磁干扰同时也减小环路对外的电磁辐射。
成膜基片的基板选择应根据电路的基本性质及电路的构成来确定，由于开关电源工作频率一般都在数百千赫，属于高频工作状态，且要求绝缘性能良好，所以印制板的基板应选择绝缘性能良好，高频损耗小的器材。
对成膜基片如下部分应进行有效地屏蔽。即接收电路板的基准电位部分，导电线条之间的涂覆应尽量保留，对电磁干扰源和对电磁骚扰敏感的接收电路分别设置屏蔽罩、元件的布置要保证噪声源和敏感电路分开。
成膜基片中选择适量值的去耦电容，这些电容一般取0.1uf的瓷片和独石电容。
本发明采用浮地式接地方法，即电路的地与大地无导线连接，主要优点是该电路不受大地产生的噪声影响。

Claims (3)

1.一种高可靠性电源，其特征是：至少包括固定电源电路的电路板和电源电路，固定电源电路的电路板和电源电路封装在圆型壳体内，在圆型壳体与固定电源电路的电路板之间间隙有有机硅凝胶灌封；
所述的圆型壳体为两直径不等的凸字状，电源电路的输入和输出分别从上下面引出；
所述的两直径不等的凸字状上一个直径面的直径是42mm，另一个是直径是38mm；
所述的电源电路包括两路输出和一路输入；
所述的两路输出和一路输入其中输入+12~18V/170mA，输出分别为+5V/100mA，+5V/260~400mA，两路输出和一路输入引线线型为AF0.15mm；
所述的电源电路包括两片脉冲调宽功率电源IC和连接在每片脉冲调宽功率电源IC***的控制电路、补偿电路、输入滤波电路、续流二极管、续流电感、采样电路和输出滤波电路，电源输入分两路，一路与脉冲调宽功率电源IC的第二输入脚电连接，另一路通过输入滤波电路到负端，脉冲调宽功率电源IC的第3脚输出端分三路，第一路通过电容与第1脚电连接，第二路通过续流二极管到负端，第三路通过续流电感到输出端，续流电感和输出端之间有到负端的采样电路和输出滤波电路，采样电路的采样点与脉冲调宽功率电源IC的第5脚电连接，脉冲调宽功率电源IC的第6脚通过补偿电路到负端，两片脉冲调宽功率电源IC的外部电路框图电路相同；
所述的电源电路输入端有瞬态电压抑制器；
所述的有机硅凝胶灌封与外壳边缘高度在0.1~0.3mm。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性电源，其特征是：所述的输出滤波电路是在输出端加共模滤波器；将单个磁珠或多个磁珠串联在干扰的线路上；在输出线上加穿心电容。
3.根据权利要求1所述的一种高可靠性电源，其特征是：所述的电源电路两路输出和一路输入引线分别进行绞合。
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