CN109406904A - 千瓦大功率电源模块双层测试工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了千瓦大功率电源模块双层测试工装，通过将PCB电路板设置为双层，将测试所需的元器件设置于其相对的面上，实现减小占用面积的目的，在两块PCB板相背的面上贴合设置陶瓷基板，将元器件引脚的热量传导至金属基板，在上下设置的两块金属基板中开设相互连通的液冷循环管道，并其中一个金属基板表面安装冷却风扇，在冷却风扇的其中一片扇叶上安装电磁铁，将液冷循环管道的其中一段设置为弧形管道，在弧形管道内设置运动活塞，运动活塞可随电磁铁在弧形管道内部做往复运动，从而实现整个液冷循环管道内部冷却液的循环，对双层工装进行降温，使其元器件在适当的温度下进行工作，提高了双层测试工装的稳定性，延长了元器件的使用寿命。

Description

千瓦大功率电源模块双层测试工装

技术领域

本发明涉及PCB电路板领域，特别是指千瓦大功率电源模块双层测试工装。

背景技术

AC/DC电源变换器，它能够将交流电源转换为直流电源，AC是交流，DC是直流。其功率从几瓦到几千瓦均有产品，广泛应用于现代工业中。

在航天工业中，时常需要使用300-1008W大功率AC/DC电源变换器，在进行使用之前，需要对其进行检测，确保其各项性能正常。但是现有的电源模块测试***采用单块PCB电路板组装，各元器件都集中在一块PCB电路板上，由于用于测试300-1008W大功率AC/DC电源变换器，需要采用较多的电容及电阻等元器件，如此一来现有的电源模块测试***中的PCB电路板则占用较多的空间；并且由于测试的多为300-1008W大功率AC/DC电源变换器，测试时元器件发热较为严重，长时间的发热将会导致元器件易老化，缩短测试***的使用寿命，还可能影响测试结果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出千瓦大功率电源模块双层测试工装，实现缩小电源模块测试***中的PCB电路板占用的空间，并使其快速散热。

基于上述目的本发明提供的千瓦大功率电源模块双层测试工装，包括上下相对设置的两块PCB板，其相对的面上安装有电器元件，相背的面上分别贴合有陶瓷基板，陶瓷基板还分别贴合有金属基板，两金属基板内部设有相互联通的液冷循环通道，在上的金属基板表面安装有冷却风扇，冷却风扇其中一片扇叶上安装有电磁铁，金属基板内部设置有与电磁铁运动轨迹相配合的弧形管道；所述弧形管道内部设有带磁性的运动活塞，可在电磁铁的作用下在弧形管道内做往返运动，弧形管道两端分别联通液冷循环管道，两端联通处还设有单向阀，使冷却液从循环管道的进口流向出口。

可选的，所述循环管道内设置有温度感应器，所述温度感应器、电磁铁及冷却风扇电性连接有控制元件。

可选的，所述运动活塞包括带有磁性的滑动杆，滑动杆顶端安装有可折叠的活塞部，活塞部呈圆环状，且以滑动杆为圆心铰接与滑动杆顶端，活塞部边缘处铰接有多跟连接杆，连接杆另一端连接有滑动部，滑动部套设与滑动杆上，滑动杆底端安装有托盘，可对滑动部进行限位使活塞部打开面积最大，活塞部顶部中心处固定安装有弹性杆。

可选的，所述活塞部的材料是橡胶。

可选的，上下相对设置的所述两块PCB板通过分布于其四个角的支撑柱固定支撑，固定柱内部开设有绝缘的液冷管道，定位柱上下两端分别贯穿PCB板及陶瓷基板并螺接与金属基板上，液冷管道与金属基板中的液冷循环管道相联通。

可选的，所述液冷管道与液冷循环管道联通处采用硅胶密封圈密封。

可选的，所述金属基板中的液冷循环管道弯折分布。

从上面所述可以看出，本发明提供的千瓦大功率电源模块双层测试工装，通过将PCB电路板设置为双层，将测试所需的元器件设置于其相对的面上，实现减小占用面积的目的，在两块PCB板相背的面上贴合设置陶瓷基板，将元器件引脚的热量传导至金属基板，在上下设置的两块金属基板中开设相互连通的液冷循环管道，并于在上的金属基板表面安装冷却风扇，在冷却风扇的其中一片扇叶上安装电磁铁，将液冷循环管道的其中一段设置为弧形管道，在弧形管道的两端设置单向阀，弧形管道与电磁铁的运动轨迹相对应，在弧形管道内设置运动活塞，运动活塞可随电磁铁在弧形管道内部做往复运动，从而实现整个液冷循环管道内部冷却液的循环，对双层工装进行降温，使其元器件在适当的温度下进行工作，提高了双层测试工装的稳定性，延长了元器件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例千瓦大功率电源模块双层测试工装的示意图；

图2为本发明实施例中第一金属基板的剖视图；

图3为本发明实施例中运动活塞打开时的主视图；

图4为本发明实施例中运动活塞关闭时的主视图；

图5为本发明实施例中运动华赛打开时的内部结构示意图。

图6为本发明实施例中运动活塞关闭时的内部结构示意图；

图7为本发明实施例中运动活塞打开时的仰视图；

图8为本发明实施例中运动活塞打开时的俯视图；

图9为本发明实施例中支撑柱的示意图；

图10为本发明实施例中第二金属基板的剖视图；

图中：1-第一PCB电路板、2-第二PCB电路板、3-第一陶瓷基板、4-第二陶瓷基板、5-第一金属基板、6-第二金属基板、7-支撑柱、8-冷却风扇、9-电磁铁、10-弧形管道、11-运动活塞、12-出口单向阀、13-进口单向阀、14-液冷循环管道、15-温度感应器、16-主控元件、71-液冷管道、111-活塞部、112-滑动杆、113-连接杆、114-滑动部、115-弹性杆、116-托盘。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明的一种实施方式，千瓦大功率电源模块双层测试工装，包括上下相对设置的两块PCB板，其相对的面上安装有电器元件，相背的面上分别贴合有陶瓷基板，陶瓷基板还分别贴合有金属基板，两金属基板内部设有相互联通的液冷循环通道，在上的金属基板表面安装有冷却风扇，冷却风扇其中一片扇叶上安装有电磁铁，金属基板内部设置有与电磁铁运动轨迹相配合的弧形管道；所述弧形管道内部设有带磁性的运动活塞，可在电磁铁的作用下在弧形管道内做往返运动，循环管道两端分别联通液冷循环管道，两端联通处还设有单向阀，使冷却液从循环管道的进口流向出口。

如图1所示，作为本发明的另一种实施方式，千瓦大功率电源模块双层测试工装，包括上下相对设置的第一PCB电路板1与第二PCB电路板2，两块PCB电路板的四个边角处安装有支撑柱7，第一PCB电路板1靠近第二PCB电路板2的一面安装有测试需要的器件，第一PCB电路板远离第二PCB电路板的一面贴合安装有第一陶瓷基板3，用以传导器件引脚处的热量，第一陶瓷基板3的顶面贴合安装有第一金属基板5，第一金属基板5的上表面还安装有冷却风扇8，冷却风扇8的其中一片扇叶上安装有电磁铁，可选的，电磁铁安装于扇叶末端，可使吸附效果更好。所述第二PCB电路板上表面安装有测试所需的元件，下表面贴合安装有第二陶瓷基板4，用于传导元件引脚处的热量，第二陶瓷基板4的下表面还贴合安装有第二金属基板6。双层结构可有效的减小PCB电路板所占用的空间。

如图2、图9及图10所示，所述第一金属基板5与第二金属基板6的内部分别开设有液冷循环通道14，所述支撑柱7内部开设有绝缘的液冷管道71，支撑柱71上下两端分别螺接第一金属基板5与第二金属基板6，所述第一金属基板5与第二金属基板6内部的液冷循环管道通过液冷管道71联通，所述第一金属基板5内部的液冷循环通道14包括弧形管道10，弧形管道10沿着电磁铁9的运动轨迹设置，可选的，成半圆形。弧形管道10的两端分别设置有出口单向阀12与进口单向阀13，可选的，冷却风扇8逆时针旋转，出口单向阀12位于弧形管道左端，进口单向阀13位于弧形管道右端。所述弧形管道10内部还设有可沿管道滑动的运动活塞11，所述运动活塞11带有磁性。

如图3-8所示，所述运动活塞11包括带有磁性的滑动杆112，滑动杆112顶端安装有可折叠的活塞部111，活塞部111呈圆环状，且以滑动杆112为圆心铰接与滑动杆112顶端，活塞部111边缘处铰接有多跟连接杆113，连接杆113另一端连接有滑动部114，滑动部114套设与滑动杆112上，滑动杆112底端安装有托盘116，可对滑动部114进行限位使活塞部打开面积最大，活塞部顶部中心处固定安装有弹性杆115。当冷却风扇8工作时，电磁铁9带动运动活塞11在弧形管道10中运动，将弧形管道10中的冷却液从出口单向阀12挤压出去，此时受冷却液压力影响，活塞部111打开，并有托盘116对滑动部114进行限位，由于第一金属基板6内部的液冷循环管道14与第一金属基板5内部的液冷循环管道14相通，在压力的作用下，经过冷却风扇8冷却的冷却液进入下方的液冷循环管道14内部，且下方温度较高的冷却液从进口单向阀13进入弧形管道14内部，在运动活塞11运动到弧形管道10靠近出口单向阀的一端时，在电磁铁9的作用下，弹性杆115被挤压，当电磁铁9继续旋转远离弧形管道10时，在弹性杆115的作用下，运动活塞11回弹，在冷却液的压力作用下，滑动部114沿着滑动杆112滑动，活塞部111收缩，如此循环实现运动活塞11在弧形管道14内部的往复运动，从而实现冷却液的循环。

为了使冷却风扇8能够根据冷却液温度调整转速，所述弧形管道10内设置有温度感应器15，所述温度感应器15、电磁铁9及冷却风扇8电性连接有主控元件16，当弧形管道10内部的温度过高时，电磁铁9断电，冷却风扇8提速，对上方的液冷循环管道14内部的冷却液进行快速冷却，当冷却液温度较低时，电磁铁9通电，使冷却液进行循环。

为了确保密封性，所述液冷管道71与液冷循环管道14联通处采用硅胶密封圈密封。

为了使冷却效果更佳，所述液冷循环管道14弯折分布。

为了提升循环效率及活塞部的使用寿命，活塞部111的材料是橡胶。、

本发明的工作原理：采用双层工装结构实现减小PCB电路板的占用面积，同时双层工装为液冷循环提供了条件。当弧形管道10中的温度较低时，冷却风扇8缓慢旋转，使运动活塞11运动，将弧形管道10中的冷却液从出口单向阀12挤压出去，此时受冷却液压力影响，活塞部111打开，并由托盘116对滑动部114进行限位，由于第一金属基板6内部的液冷循环管道14与第一金属基板5内部的液冷循环管道14相通，在压力的作用下，经过冷却风扇8冷却的冷却液进入下方的液冷循环管道14内部，且下方温度较高的冷却液从进口单向阀13进入弧形管道14内部，在运动活塞11运动到弧形管道10靠近出口单向阀的一端时，在电磁铁9的作用下，弹性杆115被挤压，当电磁铁9继续旋转远离弧形管道10时，在弹性杆115的作用下，运动活塞11回弹，在冷却液的压力作用下，滑动部114沿着滑动杆112滑动，活塞部111收缩，如此循环实现运动活塞11在弧形管道14内部的往复运动，从而实现冷却液的循环，当弧形管道10内部的温度较高时，电磁铁9断电，冷却风扇8高速旋转实现对弧形管道10中的冷却液的降温。通过上述工作的循环往复，实现了对双层工装结构的整体降温。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，包括上下相对设置的两块PCB板，其相对的面上安装有电器元件，相背的面上分别贴合有陶瓷基板，陶瓷基板的相背面还分别贴合有金属基板；

两金属基板内部设有相互联通的液冷循环通道，并在其中一个金属基板表面安装有冷却风扇，该冷却风扇的其中一片扇叶上安装有电磁铁，在该冷却风扇所在的金属基板内部设置有与电磁铁运动轨迹相配合的弧形管道；

所述弧形管道内部设有带磁性的运动活塞，可在电磁铁的作用下在弧形管道内做往返运动，弧形管道两端分别联通液冷循环管道，并设有单向阀，使冷却液从弧形管道的进口流向出口。

2.根据权利要求1所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，所述弧形管道内设置有温度感应器，所述温度感应器、电磁铁及冷却风扇电性连接有主控元件。

3.根据权利要求1所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，所述运动活塞包括带有磁性的滑动杆，滑动杆顶端安装有可折叠的活塞部，活塞部呈圆环状，且以滑动杆为圆心铰接与滑动杆顶端，活塞部边缘处铰接有多跟连接杆，连接杆另一端连接有滑动部，滑动部套设与滑动杆上，滑动杆底端安装有托盘，可对滑动部进行限位使活塞部打开面积最大，活塞部顶部中心处固定安装有弹性杆。

4.根据权利要求3所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，所述活塞部的材料是橡胶。

5.根据权利要求1所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，上下相对设置的所述两块PCB板通过分布于其四个角的支撑柱固定支撑，固定柱内部开设有绝缘的液冷管道，定位柱上下两端分别贯穿PCB板及陶瓷基板并螺接与金属基板上，液冷管道与金属基板中的液冷循环管道相联通。

6.根据权利要求5所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，所述液冷管道与液冷循环管道联通处采用硅胶密封圈密封。

7.根据权利要求1所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，所述金属基板中的液冷循环管道弯折分布。

8.根据权利要求1所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，进口单向阀位于电磁铁最先接近弧形管道的一端，出口单向阀位于弧形管道的另一端。

9.根据权利要求1所述的千瓦大功率电源模块双层测试工装，其特征在于，所述单向阀设于所述弧形管道两端与所述液冷循环管道联通处。