一种模块电源的改进结构 本发明涉及电源领域，尤其涉及开关电源中的模块电源。
模块电源作为开关电源的一个分支，目前在通讯、航天、汽车等领域内得到了越来越广泛的应用。其中高功率密度模块电源为目前主要的发展趋势之一，其体积和散热是必须考虑的问题，如果没有一个良好的散热系统，不仅影响模块电源的工作，而且会造成某些器件因过热而损坏。在传统的工艺中，通常采用铝基板工艺方案来改善散热效果。该方案将不需要散热的控制电路放在上层的印制板上，发热的功率管和磁性器件放在下层铝基板上，两层板通过两个插针实现电器和物理连接。这样可以利用铝基板良好的散热性能将功率管和磁性器件产生的热量散发出去，降低功率管和磁性器件的温度，使模块的功率密度可以提高到120W/inch3。但该方案存在的缺点也是很明显的；首先就是铝基板的加工需要多层保护，印制板加工费用较高，可以达到普通单层印制板的30倍以上，多层印制板的加工费更是昂贵；其次是铝基板的回流工艺复杂，焊接至少需要八个温区的热板炉，这在一般地回流设备上实现起来比较困难；另外，铝基板上非弹性焊盘贴装的器件尺寸不能超过1812，否则热疲劳容易造成器件的失效。虽然可以把这些器件焊接到陶瓷基片上，再通过导热粘接剂粘接到铝基板上，但这样操作工艺变得更为复杂；采用这一工艺方案，还有其他的一些缺点，如在铝基板上焊插针时需要专用的卡具来支撑以及铝基板上功率器件器件与铝板之间的分布电容大，输出端容易产生共模噪声等。
本发明的目的是克服上述铝基板工艺的缺点，提供一种结构简单、成本低廉、工艺简单而且能够有效避免共模噪声的模块电源的改进结构。
为实现上述目的，本发明构造了一种模块电源的改进结构，该结构主要由以下几部分组成：插针一201和插针二203、控制元器件202、印制线路板204、磁性器件205、功率管206、导热绝缘材料207和导热金属基板208，其中导热金属基板208可以采用铝板、铜板或其他具有良好的导热性能的金属材料。具体结构如下：在模块的底层是导热金属基板208，上面贴一层面积比导热金属基板稍小的导热绝缘材料207，磁性器件205、功率管206的底面粘贴在导热绝缘材料207上，磁性器件205的引脚向上引出，功率管206的引脚向上折弯，一起焊接在印制线路板204上，印制线路板204的底层主要放置功率线路，印制线路板204的顶层主要放置控制器件202，插针一201和插针二203焊接在印制线路板204上。
由于本发明采用导热金属基板替代传统工艺方案中的铝基板，不仅极大地降低了成本，而且也避免了铝基板复杂的焊接工艺；另外，主功率线路放在上层印制板的底层，减少了共模干扰；对于两个插针，由于全部放在上层印制线路板上，焊接时也不需要专门的卡具；铝板上没有非弹性焊盘贴装的大尺寸器件，不会由于热疲劳而造成器件失效，从而真正地实现了降低模块的成本，简化模块的加工工艺，提高模块的性能价格比的目的。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述：
图1是传统工艺方案的结构框图；
图2是本发明的结构框图；
图3是作为本发明第一个实施例的结构框图；
图4是作为本发明第二个实施例的结构框图。
图1中传统的铝基板工艺方案是将不需要散热的控制电路102放在上层的印制板104上，发热的功率管105和磁性器件106放在下层铝基板上，两层板通过插针一101和插针二103实现电器和物理连接。这样做不仅成本过高，而且制造工艺也比较复杂，不能有效地避免共模噪声。
在图2中，本方案采用导热金属基板208代替铝基板工艺方案中的铝基板107，利用导热绝缘材料207将功率管206和磁性器件205粘接在导热金属基板208上，功率管206的引脚向上折弯，磁性器件205引脚向上引出，一起焊接到上层印制线路板204上，这样主功率线路放在上层印制板204的底层，插针一201和插针二203全部放在上层印制线路板204上。
图3所示实施例主要由以下几个部分组成：插针一301、插针二303、控制元器件302、四层印制线路板304、变压器305、功率管306、电感307、双面导热绝缘胶带308和铝板309。具体结构如下：在模块的底层是铝板309，上面贴上一层面积比铝板稍小的双面导热绝缘胶带308，变压器305、电感307、功率管306的底面粘贴在双面导热绝缘胶带308上，电感307、变压器305的引脚向上引出，功率管306的引脚向上折弯，一起焊接在四层印制线路板304上，印制线路板304的底层主要放置功率线路，印制线路板304的顶层主要放置控制器件302，插针一301和插针二303焊接在印制线路板304上。从电路原理上讲，电感307、变压器305和功率管306这些功率器件是主要的发热源，功率线路只要设计得合理，功率线路的发热是可以忽略不计的。也就是说在热设计时只要将电感307、变压器305和功率管306的热量散发出去即可。由于双面导热绝缘胶带308具有良好的导热特性，所以这种结构能有效地将功率器件的热量通过铝板309散发出去。这样就会降低功率管306、变压器305和电感307的温度，达到散热之目的。由于直接用铝板309代替铝基板107，这样大大减少了用于散热的材料成本；由于只要将功率器件通过双面导热绝缘胶带308粘贴在铝板309上，这样避免了铝基板复杂的加工工艺，简化了模块的加工工艺，减少了加工成本；又由于铝板上除了功率器件外没有其他器件，所以也不存在铝基板上大尺寸器件热疲劳容易造成器件的失效的缺点；同时插针一301和插针二303都放在印制线路板304上，在焊接时不需要专门的卡具；由于功率线路放在印制线路板304的底层，铝板309只是起到散热作用，功率管306与铝板309之间的分布电容对输出共模噪声的影响会大大减小。
图4所示实施例2与实施例1不同之处在于以铜板代替铝板，铜板同样具有良好的导热性能和成本便宜的特点。本实施例主要由以下几个部分组成：插针一401、插针二403、控制元器件402、四层印制线路板404、变压器405、功率管406、电感407、双面导热绝缘胶带408和铜板409。具体结构如下：在模块的底层是铜板409，上面贴上一层面积比铜板稍小的双面导热绝缘胶带408，变压器405、电感407、功率管406的底面粘贴在双面导热绝缘胶带408上，电感407、变压器405的引脚向上引出，功率管406的引脚向上折弯，一起焊接在四层印制线路板404上，印制线路板404的底层主要放置功率线路，印制线路板404的顶层主要放置控制器件402，插针一401和插针二403焊接在印制线路板404上。由于双面导热绝缘胶带408具有良好的导热特性，所以这种结构能有效地将功率器件的热量通过铜板409散发出去。这样就会降低功率管406、变压器405和电感407的温度，达到散热之目的。
本发明采用导热金属基板替代铝基板，降低了模块的成本，简化了模块的加工工艺，提高了模块的性能价格比，是一种很经济实用的方案。