МОНОЛИТНЫЙ DC-DC МОДУЛЬ (МДМ)

Модуль относится к области электротехники и может быть использован для конструирования вторичных источников электропитания.
Известен «Модуль электропитания» (Свидетельство на полезную модель №19247 по МПК 7 Н 05 К 7/00 за 2001, Бюл. №22), содержащий металлическое основание, печатную плату, теплопроводную изоляционную прокладку, тепловыделяющие элементы, штыри крепления и выводы, при этом тепловыделяющие элементы прижимаются печатной платой к металлическому основанию через теплопроводную изоляционную прокладку.
Недостатком известного модуля является не качественное прилегание тепловыделяющих элементов (ТВЭ) к металлическому основанию, особенно если в модуле используют несколько ТВЭ, из-за возникающих перекосов.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному модулю является «Модуль вторичного электропитания» (Свидетельство на полезную модель №19440 по МПК 7 Н 05 К 7/00 за 2001 г., Бюл. №24), содержащий металлическое основание, печатную плату, теплопроводную изоляционную прокладку, ТВЭ, штыри крепления и выводы, при этом ТВЭ прижимаются печатной платой к металлическому основанию через теплопроводную изоляционную прокладку.
Недостатком и этого известного модуля также является не качественное прилегание ТВЭ к металлическому основанию по тем же причинам.
Кроме того для известных модулей указанный выше недостаток усугубляется при их использовании в системах, подверженных большим динамическим и температурным колебаниям (авиация, автомобили и т.п.).
При этом неизбежно образуются дополнительные смещения и перекосы ТВЭ из-за чего между ними и металлическим основанием, работающим и как корпус и как радиатор, попадает воздух. Это существенно ухудшает теплопередачу от ТВЭ к металлическому основанию, что снижает эксплутационные возможности рассматриваемых модулей.
Целью заявляемого технического решения является устранение указанных выше недостатков, а именно - обеспечение качественного прилегания ТВЭ для улучшения эксплутационных характеристик модулей электропитания.
Указанная цель достигается тем, что модуль, содержащий металлическое основание, печатную плату, теплопроводную изоляционную прокладку, тепловыделяющие элемтты (ТВЭ), штыри крепления и выводы, при этом ТВЭ прижимаются печатной платой к металлическому основанию через теплопроводную изоляционную прокладку, печатная плата с помощью четырех угловых штырей крепится к металлическому основанию, а выводы, представляющие собой жесткие электропроводные штырьки, выводят из печатной платы в сторону, противоположную металлическому основанию, также содержит затвердевшие герметик-демлфер и заливочный компаунд, при этом металлическое основание по краям переходит в боковые ортогональные стенки, образуя цельный чаше-образный корпус, открытый до монтажа печатной платы и элементов внутри него и до заливки кампаунда только с одной стороны, противоположной металлическому основанию, причем герметик-демпфер размещен между печатной платой и каждым ТВЭ, а заливочный компаунд заполняет все свободные места между элементами модуля внутри чаше-образного корпуса, покрывая печатную плату, оставляя открытыми только выводы модуля.
Технический результат заявляемого устройства состоит в существенном улучшении теплопередачи от ТВЭ к металлическому основанию, т.к. в процессе затвердевания герметика-демпфера он, увеличиваясь в объеме в ограниченном пространстве и работая
индивидуально с каждым ТВЭ, равномерно прижимает его с наилучшим прилеганием к основанию. Это позволяет в среднем на 10%, поднять допустимый уровень плюсовой рабочей температуры.
На фиг.1 и 2 соответственно представлены эскизы вида спереди и вида сверху монолитного ДС-ДС модуля (МДМ).
Модуль содержит чаше-образный корпус 1 с металлическим основанием 1.1 и боковыми стенками 1.2, печатную плату 2 с контактными отверстиями 2.1, электрически изолирующую теплопроводную прослойку 3, тепловыделяющие элементы (ТВЭ) 4 с выводами 4.1..., другие, не выделяющие тепло элементы 5, штыри 6 крепления, выводы 7, герметик-демпфер 8, заливочный компаунд 9.
Модуль использует элементы и материалы широко применяемые в отечественной промышленности.
Чаше-образный корпус 1 изготавливают из тонкого алюминия (в более дорогом исполнении-меди) способом штамповки или фрезерования.
В качестве герметика-демпфера 8 используют силиконовый герметик, а в качестве заливочного компаунда 9 используют любой электротехнический заливочный компаунд, например, на основе эпоксидных смол и т.п.
В качестве тепловыделяющих элементов в монолитных ДС-ДС модулях, представляющих собой преобразователи постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины типа ДС-ДС, например, с помощью ключевых схем, используют транзисторы и трансформаторы.
В качестве теплопроводной изоляционной прокладки 3 используют пленку на основе полихлорвинила.
Штыри 6 крепления и некоторые, не указанные в материалах элементы, не являются существенными элементами в рамках рассматриваемого технического решения.
Модуль работает следующим образом.
На отшлифованное металлическое основание 1.1 накладывают (или напыляют) теплопроводную изоляционную прокладку 3, на
которую устанавливают под печатной платой 2 тепловыделяющие элементы (ТВЭ), например, ТВЭ 4, выводы которого вставляют в ответные контактные отверстия 2.1 на печатной плате 2, не запаивая их. После этого печатную плату 2 привинчивают к металлическому основанию 1.1 с помощью штырей 6 крепления и вводят локально между печатной платой 2 и ТВЭ 4 жидкий герметик-демпфер 8. Затвердевая герметик-демпфер 8, увеличиваясь незначительно в объеме и работая индивидуально с каждым ТВЭ, равномерно нажимает на ТВЭ, заставляя его принять наиболее устойчивое положение, т.е. прижимает его к металлическому основанию 1.1 с наилучшим прилеганием. После завершения процесса затвердевания герметика-демпфера 8 запаивают выводы 4.1 в контактных отверстиях 2.1 печатной платы.
Далее после успешной проверки функционирования модуля в корпус 1 модуля заливают компаунд 9, заполняя все пустоты и покрывая сверху печатную плату 2, оставляя непокрытыми только выводы 7 модуля.