CN213183911U - 一种dc-dc隔离电源模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种DC‑DC隔离电源模块，变压器包括PCB板及磁芯，磁芯包括上磁芯和下磁芯，PCB板至少为上下放置的4层PCB板，每层PCB板上均设有多圈走线，所述每层PCB板上的走线两头均设有连接端，所述顶层PCB板上的走线和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的初级线圈，底层PCB板和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的次级线圈，上磁芯和下磁芯分别与顶层PCB板和底层PCB板的走线相接触。该DC‑DC隔离电源模块中通过在多层PCB板上走线取代传统的铜线绕制，减少了体积；另外，通过PCB间距及走线间距进行调整隔离电压值，从而能实现电源之间的隔离。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源领域，特别涉及一种DC-DC隔离电源模块。
背景技术
当前常用的DC-DC电源(输入和输出均为直流电源)，此类电源的隔离基本上是采用高频变压器的方式实现隔离，变压器一般包括磁芯和绕制在磁芯上的线圈组成，根据不同的输入电压与输出电压，以不同线径的铜线绕在变压器的初级线圈与次级线圈专用骨架上，现有的变压器隔离电压可达到4KV且工艺成熟，但现有的变压器体积大，成本高，无法做到小型化。另外一种小型化的DCDC隔离电源，体积小，但成本高，输出精度不高，只能做到±5％，同时隔离电压只能做到1.5KV。
为了减少变压器的体积，有申请号为CN201510701587.3(申请公布号为CN105206404A)的中国发明专利公开了一种变压器，包括底座、两个E型磁芯、上壳盖和下壳盖、以及开设有通孔的PCB板及次级线圈；该PCB板上绕通孔蚀刻有初级线圈；上壳盖和下壳盖上分别开设有穿孔，E型磁芯的绕线柱***穿孔和通孔；底座上设有与次级线圈电连接的若干第一插针以及与初级线圈电连接的若干第二插针；底座包括底板以及沿底板的部分边缘设置的竖板；第一插针设于竖板上，第二插针设于底板上； E型磁芯设置在位于竖板和第二插针之间的底板上；竖板上开设有槽口，次级线圈的两端穿过槽口。上述变压器通过设于底座上且拼接的两个E型磁芯、设于两个E型磁芯之间且拼接的上壳盖和下壳盖以及设于上壳盖和下壳盖之间的PCB板和次级线圈，结构简单，体积较小，但上述变压器还需要次级线圈的连接，还无法最大程度的减少变压器体积，且隔离效果不佳，因此需要进一步改进。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种隔离效果好且体积小的DC-DC隔离电源模块。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种DC-DC隔离电源模块，包括直流输入端、直流输出端以及设于直流输入端和直流输出端之间的变压器，所述变压器包括PCB板及磁芯，所述磁芯包括上磁芯和下磁芯，其特征在于：所述PCB板至少为上下放置的4层PCB板，所述每层PCB板上均设有多圈走线，所述每层PCB板上的走线两头均设有连接端，所述顶层PCB板上的走线和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的初级线圈，所述底层PCB板和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的次级线圈，所述上磁芯和下磁芯分别与顶层 PCB板和底层PCB板的走线相接触。
为了减少变压器的体积，所述变压器的初级线圈中的中部PCB板均间隔设置，且该中部中与顶层PCB板最近的PCB板也与顶层PCB板间隔设置。
同样的，所述变压器的次级线圈中的中部PCB板均间隔设置，且该中部中与底层PCB板最近的PCB板也与底层PCB板间隔设置。
优选的，所述变压器包括依次上下放置的4层PCB板，所述第一层PCB板和第三层PCB板上走线的一连接端之间相连接，所述第一层PCB板和第三层PCB板上走线的另一连接端分别对应为变压器初级线圈的两端，所述第二层PCB板和第四层PCB板上的走线的一连接端之间相连接，所述第二层PCB板和第四层PCB板上走线的另一连接端分别对应为变压器次级线圈的两端。
优选的，所述每层PCB板的每圈走线为圆形或方形。
本方案中，所述上磁芯和下磁芯均为E字型，所述E字型上磁芯和下磁芯均包括位于两端的凸台以及设于两凸台中心的立柱，所述立柱的横截面呈圆形。
进一步的，所述每层PCB板上均开设有与凸台相配合的通孔，所述上磁芯和下磁芯的凸台置于在PCB上的通孔内，所述上磁芯的凸台与下磁芯的凸台相抵触。
为了方便将该变压器装配成模块结构，所述变压器还包括包覆在PCB板及磁芯外侧的壳体，所述每层PCB板上均设有外露于壳体的引出脚。
所述壳体与PCB板及磁芯表面通过灌胶进行密封。
优选的，所述磁芯为TDK PC44型号。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：该DC-DC隔离电源模块中通过在多层PCB板上走线，以多圈走线的方式取代传统的铜线绕制，减少了体积；另外，通过PCB 间距及走线间距进行调整隔离电压值，从而能实现电源之间的隔离，因此该电源模块的结构简单、体积小且隔离效果好。
附图说明
图1为本实用新型实施例中变压器的结构示意图；
图2为图1的分解图；
图3为本实用新型实施例中PCB板的结构示意图；
图4为本实用新型实施例中变压器的剖视图；
图5为本实用新型中DC-DC隔离电源模块的具体电路图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
一种DC-DC隔离电源模块包括直流输入端、直流输出端以及设于直流输入端和直流输出端之间的变压器，变压器包括PCB板及磁芯，磁芯包括上磁芯和下磁芯，PCB 板至少为上下放置的4层PCB板，每层PCB板上均设有多圈走线，其中，多圈走线具有导电性，能替换现有的铜线，每层PCB板上的走线两头均设有连接端，顶层PCB板上的走线和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的初级线圈，底层PCB板和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的次级线圈，上磁芯和下磁芯分别与顶层PCB板和底层PCB板的走线相接触
为了使该变压器的体积更小，变压器的初级线圈中的中部PCB板均间隔设置，且该中部中与顶层PCB板最近的PCB板也与顶层PCB板间隔设置；同样的，变压器的次级线圈中的中部PCB板均间隔设置，且该中部中与底层PCB板最近的PCB板也与底层 PCB板间隔设置。
每层PCB板的每圈走线为圆形或方形。本实施例中，走线为圆形，通过在PCB板上以画圆的方式来走线，取代传统外部的铜线，减少了变压器的体积。
本实施例中，如图1～4所示，变压器包括依次上下放置的4层PCB板，从上到下依次为第一层PCB板31、第二层PCB板32、第三层PCB板33和第四层PCB板34，第一层PCB板31和第三层PCB板33上走线4的一连接端之间相连接，第一层PCB板 31和第三层PCB板31上走线4的另一连接端分别对应为变压器初级线圈的两端，第二层PCB板32和第四层PCB板34上的走线4的一连接端之间相连接，第二层PCB板 32和第四层PCB板34上走线4的另一连接端分别对应为变压器次级线圈的两端。
另外，本实施例中，上磁芯1和下磁芯2均为E字型，E字型上磁芯1和下磁芯2 均包括位于两端的凸台以及设于两凸台中心的立柱，立柱的横截面呈圆形，其中，上磁芯1的包括凸台11和立柱12，下磁芯2的包括凸台21和立柱22；每层PCB板上均开设有与凸台相配合的通孔5，上磁芯1和下磁芯2的凸台置于在PCB板上的通孔5内，上磁芯1的凸台11与下磁芯2的凸台21相抵触。该磁芯为TDK PC44型号。当然也可以采用其他形状的磁芯，且相应的每层PCB板上的通孔形状及大小由磁芯决定。
为了使该变压器装配成模块结构，变压器还包括包覆在PCB板及磁芯外侧的壳体，所述每层PCB板上均设有外露于壳体的引出脚。另外，壳体与PCB板及磁芯表面通过灌胶进行密封。
如图5所示，该电路图采用反激式隔离输出方式，通过不同工作模式和负载下进行调节输出。其中，本实施例中，电源芯片U1的型号为JW3510，输入电压连接电源芯片U1的第5引脚VIN，为电源芯片U1提供电压和电流，电源芯片U1的第1引脚EN 为启用/欠压控制引脚，电源芯片U1的第3引脚FRB为外部反馈电阻器输入引脚。
变压器T1上的1脚和4脚组成的初级线圈以及2脚和3脚组成的次级线圈就是利用PCB板上走线(圆环)来实现能量的传递与隔离，其中，通过在变压器TI的原边1 脚和4脚对应的磁芯上绕制多圈线圈，便会产生磁场，然后在变压器TI副边的2脚和3 脚对应的磁芯上绕制多圈线圈，由磁场再转换电的方式，以达到输入与输出隔离及电压输出的目的。
该电源模块中可以根据不同的电压及电流调整PCB板上的线径与圈数，该变压器的初级线圈和次级线圈的圈数更改简单，且隔离电压易实现。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种DC-DC隔离电源模块，包括直流输入端、直流输出端以及设于直流输入端和直流输出端之间的变压器，所述变压器包括PCB板及磁芯，所述磁芯包括上磁芯和下磁芯，其特征在于：所述PCB板至少为上下放置的4层PCB板，所述每层PCB板上均设有多圈走线，所述每层PCB板上的走线两头均设有连接端，所述顶层PCB板上的走线和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的初级线圈，所述底层PCB板和中部至少一层PCB板上的走线依次通过连接端串联组成变压器的次级线圈，所述上磁芯和下磁芯分别与顶层PCB板和底层PCB板的走线相接触。
2.根据权利要求1所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述变压器的初级线圈中的中部PCB板均间隔设置，且该中部中与顶层PCB板最近的PCB板也与顶层PCB板间隔设置。
3.根据权利要求1所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述变压器的次级线圈中的中部PCB板均间隔设置，且该中部中与底层PCB板最近的PCB板也与底层PCB板间隔设置。
4.根据权利要求1所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述变压器包括依次上下放置的4层PCB板，所述第一层PCB板和第三层PCB板上走线的一连接端之间相连接，所述第一层PCB板和第三层PCB板上走线的另一连接端分别对应为变压器初级线圈的两端，所述第二层PCB板和第四层PCB板上的走线的一连接端之间相连接，所述第二层PCB板和第四层PCB板上走线的另一连接端分别对应为变压器次级线圈的两端。
5.根据权利要求1所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述每层PCB板的每圈走线为圆形或方形。
6.根据权利要求1所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述上磁芯和下磁芯均为E字型，所述E字型上磁芯和下磁芯均包括位于两端的凸台以及设于两凸台中心的立柱，所述立柱的横截面呈圆形。
7.根据权利要求6所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述每层PCB板上均开设有与凸台相配合的通孔，所述上磁芯和下磁芯的凸台置于在PCB上的通孔内，所述上磁芯的凸台与下磁芯的凸台相抵触。
8.根据权利要求1所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述变压器还包括包覆在PCB板及磁芯外侧的壳体，所述每层PCB板上均设有外露于壳体的引出脚。
9.根据权利要求8所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述壳体与PCB板及磁芯表面通过灌胶进行密封。
10.根据权利要求1～9任一项所述的DC-DC隔离电源模块，其特征在于：所述磁芯为TDKPC44型号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021537917.2U CN213183911U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种dc-dc隔离电源模块 |
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Publications (1)
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| CN213183911U true CN213183911U (zh) | 2021-05-11 |
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| CN202021537917.2U Active CN213183911U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种dc-dc隔离电源模块 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN213183911U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114513922A (zh) * | 2021-03-10 | 2022-05-17 | 成都芯源***有限公司 | 一种夹层结构的电源模块 |
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2020
- 2020-07-29 CN CN202021537917.2U patent/CN213183911U/zh active Active
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