基於厚銅電路板的磁環定位結構的製作方法

2023-07-25 06:47:01 1

基於厚銅電路板的磁環定位結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於厚銅電路板的磁環定位結構，E型磁環向上插裝在厚銅電路板中進行粗定位，厚銅電路板上過盈裝配一上下開口的支架，所述支架的內壁形成有位於下部的若干第一彈性定位件以及位於上部的若干第二彈性定位件，E型磁環突出厚銅電路板的部分位於支架內且卡在第一彈性定位件之間，I型磁環安裝在E型磁鐵上方且卡在第二彈性定位件之間。本發明中E型磁環通過第一彈性定位件精確定位，I型磁環通過第二彈性定位件精確定位，支架與厚銅電路板過盈配合，整個定位結構簡單，易於製造和裝配。而且，在水平方向上支架通過彈性定位件提供合適的預緊力，在豎直方向上通過緩衝層的壓縮量提供壓緊力，既滿足振動衝擊要求，又避免磁環被壓壞。
【專利說明】基於厚銅電路板的磁環定位結構

【技術領域】
[0001]本發明涉及車用DC/DC轉換器中磁環的定位技術，同時適用於其它電力電子產品中電路板周圍的大元器件(如變壓器、電感等)的定位結構。

【背景技術】
[0002]磁環是汽車DC/DC轉換器或其它電力電子產品中的重要組成部分，其中厚銅電路板(簡稱PCB)結構中的磁環由I型磁環和E型磁環組成，二者共同組成磁路。E型磁環由於發熱量大，需要藉助水冷板進行散熱，因此E型磁環放置在水冷板上並通過PCB進行粗限位。I型磁環直接放置在E型磁環之上，由於其結構簡單，缺少限位特徵，故很難定位。
[0003]現有的定位方案主要是在轉換器的頂蓋上設計限位結構，如圖1所示，在頂蓋的兩個對角處形成限位塊，然而，由於I型磁環較重，無法通過點膠的方式使其固定在頂蓋上，因此在頂蓋安裝前，仍然無法對I型磁環進行準確限位。
[0004]除此之外，部分定位方案在E型磁環和I型磁環之間增加一塑料支架，如圖2a、圖2b所示，該塑料支架的底部形成對應E型磁環的限位凹槽，可以使E型磁環的三個突起部分置入，頂部形成容置I型磁環的凹腔，故I型磁環通過塑料支架進行粗定位，而塑料支架則通過E型磁環進行粗定位。由於磁環的尺寸公差較大，通常在±0.3_，故難以實現過盈配合，塑料支架與E、I型磁環存在間隙，塑料支架仍然無法有效地固定磁環，這就導致漏磁情況的發生。
[0005]此外，現有的定位結構中，E型磁環和I型磁環在水平方向上都存在裝配間隙，這使得磁環在50g的衝擊條件下就存在碰撞損壞的風險。


【發明內容】

[0006]本發明所要解決的技術問題是提供一種基於厚銅電路板的磁環定位結構，可以實現I型磁環和E型磁環的準確定位，同時能夠滿足振動衝擊要求，避免磁環損壞。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供的基於厚銅電路板的磁環定位結構，包括I型磁環、厚銅電路板、E型磁環，其中E型磁環安裝在冷卻板上，厚銅電路板形成有通孔，E型磁環(磁環槽內裝有與厚銅電路板接觸的導熱墊片，對厚銅電路板的熱量進行傳導)向上插裝在厚銅電路板的通孔中且其頂部突出在厚銅電路板上方，所述厚銅電路板上安裝一上下開口的支架，該支架和厚銅電路板過盈配合；所述支架的內壁形成有若干第一彈性定位件以及若干第二彈性定位件，所述E型磁環突出厚銅電路板的部分位於支架內且卡在第一彈性定位件之間，所述I型磁環安裝在E型磁鐵上方且卡在第二彈性定位件之間。
[0008]優選的，所述支架的內壁呈方形。進一步的，所述第一彈性定位件分別位於支架每個內側面的中下部。更佳的，所述支架的每個內側面形成有兩個第二彈性定位件，其分別位於同側面的第一彈性定位件的兩側。
[0009]較佳的，所述第一彈性定位件為上翹弧形片，所述第二彈性定位件為下彎弧形片。更佳的，所述支架的內壁形成有若干延伸塊，每個延伸塊的內側面形成有一個上翹弧形片。
[0010]進一步地，所述厚銅電路板形成有至少兩個定位孔，其中兩個定位孔分別位於E型磁環的兩對角處；所述支架的底部形成有與厚銅電路板的定位孔位置相對應的定位腳，支架和厚銅電路板通過定位腳和定位孔過盈配合固定。較佳的，定位孔和定位腳均為兩個。
[0011]此外，所述冷卻板具有容置E型磁環的凹腔，與支架過盈配合的厚銅電路板安裝在冷卻板上，E型磁環和冷卻板之間設有導熱墊片進行熱傳導。定位結構還包括一端蓋，該端蓋與冷卻板固定連接，所述I型磁環、支架、厚銅電路板和E型磁環封裝在端蓋和冷卻板之間。更佳的，所述I型磁環和端蓋之間設有矽膠泡沫緩衝層。
[0012]本發明中E型磁環分別通過厚銅電路板和支架的彈性定位件進行粗限位和精確定位，放置在E型磁環上的I型磁環通過支架的彈性定位件進行精確定位，同時支架與厚銅電路板過盈配合，整個定位結構簡單，易於製造和裝配。而且，在水平方向上支架通過彈性定位件為E型磁環和I型磁環提供合適的預緊力，在豎直方向上E型磁環和I型磁環通過端蓋固定並通過緩衝層的壓縮量提供壓緊力，可以滿足振動衝擊要求，並避免磁環被壓壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為現有技術中採用頂蓋的磁環定位結構；
[0014]圖2a、2b為現有技術中採用塑料支架的磁環定位結構；
[0015]圖3為本發明的磁環定位結構的分解示意圖；
[0016]圖4a為本發明的支架的立體示意圖；
[0017]圖4b為本發明的支架的側視圖；
[0018]圖4c為本發明的支架的剖視圖；
[0019]圖5為支架與厚銅電路板的配合示意圖；
[0020]圖6為支架、厚銅電路板和E型磁環的配合示意圖；
[0021]圖7為支架、厚銅電路板、E型磁環和I型磁環的配合示意圖。
[0022]其中附圖標記說明如下:
[0023]1為端蓋；2為娃膠泡沫緩衝層；3為I型磁環；4為支架；41為定位腳；42為上翅弧形片；43為下彎弧形片；44為延伸塊；5為厚銅電路板；51為定位孔；52為通孔；6為導熱墊片；7為E型磁環；8為導熱墊片；9為水冷板。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0025]本發明提供的基於厚銅電路板的磁環定位結構，適用於DC/DC轉換器及電力電子轉換器，包括I型磁環3、厚銅電路板5、E型磁環7，其中I型磁環3呈平面型，E型磁環7包括下方的平面部分和形成於平面部分上的三個突起部分，相鄰的突起部分之間形成磁環槽，且E型磁環7的中間突起部分低於兩側突起部分。E型磁環7安裝在冷卻板上進行定位和散熱。厚銅電路板5上形成有通孔52，E型磁環7向上插裝在厚銅電路板5的通孔52中進行粗定位，且E型磁環7的頂部突出在厚銅電路板5上方，磁環槽內設有導熱墊片6對厚銅電路板產生的熱量進行傳導散熱。
[0026]厚銅電路板5上安裝一上下開口的支架4，該支架4和厚銅電路板5過盈配合。支架4的內壁形成有若干第一彈性定位件以及若干第二彈性定位件，所述E型磁環7突出厚銅電路板5的部分位於支架4內且卡在第一彈性定位件之間，所述I型磁環3安裝在E型磁鐵7上方且卡在第二彈性定位件之間。由於E型磁環7的中間突起部分低於兩側突起部分，故I型磁環3的底面與E型磁環7兩側突起部分的頂面接觸，與E型磁環7中間突起部分的頂面之間存在間隙以防止磁路飽和，故第一彈性定位件形成於支架4的內壁下部，第二彈性定位件形成於支架4的內壁上部。
[0027]較佳的，在本實施例中，支架4的內壁呈方形，如圖4a所示，第一彈性定位件分別位於支架4每個內側面的中下部，支架4的每個內側面形成有兩個第二彈性定位件，其分別位於同側面的第一彈性定位件的兩側。當然，第二彈性定位件的數量並不局限於此，在第一彈性定位件的上方也可以設置，只要在空間上允許。
[0028]優選的，如圖4a、圖4c所示，第一彈性定位件為上翹弧形片42，第二彈性定位件為下彎弧形片43。在支架4的每個內側面上形成有一個上翹弧形片42和兩個下彎弧形片43，且下彎弧形片43位於上翹弧形片42的兩側。如圖6所示，E型磁環7安裝到支架4中，四個上翹弧形片42在水平面的XY兩個方向對E型磁環7進行精確限位，使其既能滿足振動衝擊要求，又能避免被壓壞。同樣地，如圖7所示，I型磁環3裝入支架4中，八個下彎弧形片43在水平面的XY兩個方向對E型磁環7進行精確限位，使其既能滿足振動衝擊要求，又能避免被壓壞。更佳的，每個上翹弧形片42形成在一個延伸塊44上，該延伸塊44位於支架4的內側面上，如圖4a、圖4c所示。
[0029]優選的，如圖3、圖5所示，厚銅電路板5形成有兩個定位孔51，分別位於E型磁環7的兩對角處，對應地，如圖4b、圖4c所示，支架4的底部形成有與厚銅電路板5的定位孔51位置相對應的定位腳41,支架4和厚銅電路板5通過定位腳41和定位孔51過盈配合固定。定位腳41可以直接形成在支架4的框架上，或者如圖4a所示，在支架4內部四角上形成有增加強度的支腳塊，定位腳41形成在支腳塊上。在本實施例中，定位孔51和定位腳41均採用兩個，但並不局限於此，可以根據情況在E型磁環周圍和支架底部設置多個，只要保證其中兩個定位孔分別位於E型磁環的兩對角處即可，如圖3、圖4c所示，這樣可以保證在厚銅電路板平面內XY兩個方向對E型磁環限位。
[0030]E型磁環7發熱量大，需要藉助冷卻板進行散熱。在本實施例中，冷卻板以水冷板9為例，具有一凹腔(如圖3所示，未標號)，E型磁環7安裝在該凹腔內進行定位和散熱，E型磁環7和水冷板9之間設置有導熱墊片8。與支架4過盈配合的厚銅電路板5安裝在水冷板9上。
[0031]水冷板9與一端蓋1固定連接，該端蓋具有向上突起的內腔，I型磁環3、支架4、厚銅電路板5和E型磁環7封裝在端蓋1和水冷板9之間，I型磁環3和端蓋1之間設有矽膠泡沫緩衝層2，在豎直方向上通過控制矽膠泡沫緩衝層2的壓縮量可以為E型磁環7和I型磁環3提供合適的壓緊力，既能滿足振動衝擊要求，又能避免壓壞I型磁環3和E型磁環7。
[0032]在本實施例中，支架4採用塑料材質，其內部注塑具有彈性的弧形片，易於製造，但並不局限於該材料。
[0033]以上通過具體實施例對本發明進行了詳細的說明，該實施例僅僅是本發明的較佳實施例，其並非對本發明進行限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下對第一彈性定位件及第二彈性定位件的數量和形狀、支架的形狀等通過任何修改、等同替換、改進等方式所獲得的所有其它實施例，均應視為在本發明所保護的技術範疇內。
【權利要求】
1.一種基於厚銅電路板的磁環定位結構，包括I型磁環(3)、厚銅電路板(5)、E型磁環(7)，其中E型磁環(7)安裝在冷卻板上，厚銅電路板(5)形成有通孔(52)，E型磁環(7)向上插裝在厚銅電路板(5)的通孔(52)中且其頂部突出在厚銅電路板(5)上方，其特徵在於，所述厚銅電路板(5)上安裝一上下開口的支架(4)，該支架(4)和厚銅電路板(5)過盈配合；所述支架(4)的內壁形成有若干第一彈性定位件以及若干第二彈性定位件，所述E型磁環(7)突出厚銅電路板(5)的部分位於支架(4)內且卡在第一彈性定位件之間，所述I型磁環(3)安裝在E型磁鐵(7)上方且卡在第二彈性定位件之間。
2.根據權利要求1所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述支架(4)的內壁呈方形。
3.根據權利要求2所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述第一彈性定位件分別形成於支架(4)每個內側面的中下部。
4.根據權利要求3所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述支架(4)的每個內側面形成有兩個第二彈性定位件，其分別位於同側面的第一彈性定位件的兩側。
5.根據權利要求1或2或3或4所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述第一彈性定位件為上翹弧形片(42)，所述第二彈性定位件為下彎弧形片(43)。
6.根據權利要求5所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述支架(4)的內壁形成有若干延伸塊(44)，每個延伸塊(44)的內側面形成有一個上翹弧形片(42)。
7.根據權利要求1或2所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述厚銅電路板(5)形成有至少兩個定位孔(51)，其中兩個定位孔(51)分別位於E型磁環(7)的兩對角處；所述支架(4)的底部形成有與厚銅電路板(5)的定位孔(51)位置相對應的定位腳(41)，支架(4)和厚銅電路板(5)通過定位腳(41)和定位孔(51)過盈配合固定。
8.根據權利要求7所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述厚銅電路板(5)的定位孔(51)和支架(4)的定位腳(41)均為兩個。
9.根據權利要求1所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述冷卻板具有容置E型磁環(7)的凹腔，與支架(4)過盈配合的厚銅電路板(5)安裝在冷卻板上。
10.根據權利要求9所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，還包括一端蓋(1)，該端蓋⑴與冷卻板固定連接，所述I型磁環(3)、支架(4)、厚銅電路板(5)和E型磁環(7)封裝在端蓋(1)和冷卻板之間。
11.根據權利要求10所述的基於厚銅電路板的磁環定位結構，其特徵在於，所述I型磁環(3)和端蓋(1)之間設有矽膠泡沫緩衝層(2)。
【文檔編號】H05K1/18GK104302106SQ201410557184
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】何挺, 高喆, 王永山 申請人:聯合汽車電子有限公司