專利名稱：一種用于高頻開關電源同步整流電路結構的制作方法
技術領域：
本發明屬于電氣技術領域，涉及一種用于高頻開關電源同步整流電路結構。
背景技術：
基于高頻變換技術的開關電源由于具有體積小、重量輕及效率高等優點得到了大 量應用。在輸出為低電壓時，由于變換器高頻整流部分二極管的導通電壓降的影響，使此類 電源的效率低于輸出電壓較高的開關電源。為了降低整流二極管的損耗，提高裝置效率，同 步整流技術是目前廣泛采用的技術，即采用場效應晶體管代替二極管完成整流功能。在低 電壓輸出的開關電源中為減少場效應晶體管的數量，降低器件的通態損耗，整流電路常采 用全波整流拓撲，場效應晶體管采用共源極或共漏極接法，考慮到驅動電路設計的方便，目 前應用中主要以共源極接法為主。目前的場效應晶體管容量電流較小，當開關電源的輸出電流較低時，僅需要單只 場效應晶體管或少量器件并聯即可滿足需要，同時器件的損耗較小，器件發熱及散熱問題 也容易解決。但當開關電源的輸出電流進一步增大時，所需并聯器件數量上升，器件的發熱 及散熱問題也更加突出，同時由于目前的常用場效應晶體管的封裝為印刷電路板引腳焊接 形式，在大電流條件下，變壓器與場效應晶體管間的連接引線發熱也不可忽視。

發明內容
針對目前在大電流條件下開關電源同步整流電路結構及連接方式存在的連接、散 熱困難和額外發熱等問題，本發明提出了一種基于銅底板的場效應晶體管并聯結構及場效 應晶體管與高頻變壓器、散熱器連接方式，在采用共漏極接法的全波同步整流電路中，將多 只表面貼裝類型封裝的場效應晶體管的漏極與銅底板焊接，柵極和源極與印刷電路板焊 接，再與高頻變壓器輸出端子連接。同時，銅底板直接與散熱器連接，散熱器同時作為輸出 正母線。本發明的技術方案內容是一種用于高頻開關電源同步整流電路結構，包括銅底 板、表面貼裝類封裝場效應晶體管、印刷電路板，銅底板的一端設置有凹槽，印刷電路板安 裝于銅底板的凹槽中，印刷電路板上表面與銅底板高度相同，銅底板的另一端連接有場效 應晶體管的漏極，場效應晶體管的柵極與源極與印刷電路板連接，電路中采用的場效應晶 體管數量根據需要進行調整，銅底板與散熱器連接在一起，散熱器同時作為輸出正母線，在 印刷電路板上安裝高頻變壓器，高頻變壓器輸出端子與場效應晶體管源極連接，高頻變壓 器輸出端子與散熱器之間設置有絕緣粒子。上述用于高頻開關電源同步整流電路結構中， 銅底板、印刷電路板、高頻變壓器端子均采用多點連接的固定方式。采用本發明所提出的高頻開關電源同步整流電路結構，場效應晶體管直接與銅底 板焊接，銅底板直接與散熱器連接，使場效應晶體管產生的熱量順利傳遞至散熱器，大大降 低了熱阻，從而降低器件的工作溫度，提高了性能。散熱器同時作為輸出正母線，其巨大的 導電截面積也降低了傳統母線的發熱。最后將高頻變壓器端子與印刷電路板、銅底板、散熱器壓接在一起，同時起固定和支撐作用，降低了變壓器與場效應晶體管間的引線長度，減小 了引線損耗。


圖Ia為本發明的結構主視圖，圖Ib為本發明的結構左視圖；圖2a為本發明的一 個實施例結構圖；圖2b實施例結構左視圖。以下結合附圖對本發明的內容作進一步詳細說明。
具體實施例方式參照圖1所示，包括銅底板1、表面貼裝類封裝場效應晶體管2、印刷電路板3，銅底 板1的一端設置有凹槽，印刷電路板3安裝于銅底板1的凹槽中，印刷電路板3上表面與銅 底板高度相同，銅底板1的另一端連接有場效應晶體管2的漏極，場效應晶體管2的柵極與 源極與印刷電路板3連接，電路中采用的場效應晶體管數量根據需要進行調整，銅底板3與 散熱器5連接在一起，散熱器同時作為輸出正母線，在印刷電路板3上安裝高頻變壓器，高 頻變壓器輸出端子6與場效應晶體管2源極連接，高頻變壓器輸出端子6與散熱器5之間 設置有絕緣粒子7。上述用于高頻開關電源同步整流電路結構中，銅底板1、印刷電路板3、 高頻變壓器端子6均采用多點連接的固定方式。參照圖2，是本發明提出的同步整流電路結構的實施例，銅底板1采用表面平整厚 度3mm的銅板，下部銑出深度為Imm的凹槽，銅底板上下兩側設置安裝孔4和8，場效應晶體 管2采用英飛凌公司的IPB011N04N G，印刷電路板3的厚度為1mm，在印刷電路板上同時制 作主電路及驅動電路，并在下端設有安裝孔8。將印刷電路板放于銅底板的凹槽中，印刷電 路板上的安裝孔8與銅底板下部安裝孔對齊，將場效應晶體管漏極焊接在銅底板上，柵極 和源極焊接在印刷電路板上的相應位置。為進一步增加電路的輸出電流，將兩塊上述結構器件放置在散熱器5上，銅底板 場效應晶體管側安裝孔4直接采用螺絲與散熱器5連接固定，印刷電路板側安裝孔8套絕 緣粒子7用螺絲將高頻變壓器端子6、印刷電路板3、銅底板1和散熱器5連接固定，實現高 頻變壓器端子6與場效應晶體管2源極連接，實施例中散熱器同時作為電路的輸出正母線。實施例中的高頻開關電源同步整流電路結構用于輸出為1000A/12V的開關電源 系統中，交流輸入電壓經整流、濾波電路及IGBT逆變電路產生高頻交流電壓施加在高頻變 壓器原邊，高頻變壓器工作頻率20kHz，副邊額定電壓12V，額定電流1000A，在上述同步整 流電路結構輸出側接LC濾波器后獲得平滑的直流輸出。經測試，場效應晶體管與散熱器間 熱阻為1.7°C /W，散熱效果良好，電路額定效率達92%，大大提高了裝置的效率。
權利要求
一種用于高頻開關電源同步整流電路結構，包括銅底板(1)、場效應晶體管(2)、印刷電路板(3)，其特征在于銅底板(1)的一端設置有凹槽，印刷電路板(3)安裝于銅底板(1)的凹槽中，印刷電路板(3)上表面與銅底板高度相同，銅底板(1)的另一端設置有場效應晶體管(2)，場效應晶體管(2)的漏極與銅底板(1)連接，場效應晶體管(2)的柵極與源極與印刷電路板(3)連接，銅底板(1)與散熱器(5)連接在一起，散熱器同時作為輸出正母線，在印刷電路板(3)上安裝高頻變壓器，高頻變壓器輸出端子(6)與場效應晶體管(2)源極連接，高頻變壓器輸出端子(6)與散熱器(5)之間貫穿設置有絕緣粒子(7)。
2.根據權利要求1所述的一種用于高頻開關電源同步整流電路結構，其特征在于，銅 底板(1)、印刷電路板(3)、高頻變壓器端子(6)均采用多點連接的固定方式。
3.根據權利要求1所述的一種用于高頻開關電源同步整流電路結構，其特征在于，場 效應晶體管數量根據輸出電流的大小進行調整。
全文摘要
本發明公開了一種用于高頻開關電源同步整流電路結構。提出了一種基于銅底板的場效應晶體管并聯結構及場效應晶體管與高頻變壓器、散熱器連接方式。在采用共漏極接法的全波同步整流電路中，將多只表面貼裝類型封裝的場效應晶體管的漏極與銅底板焊接，柵極和源極與印刷電路板焊接，再與高頻變壓器輸出端子連接。在使用中將安裝了場效應晶體管的銅底板與散熱器連接在一起，散熱器同時作為輸出正母線。最后將高頻變壓器端子與印刷電路板、銅底板、散熱器壓接在一起，同時起固定和支撐作用。
文檔編號H05K7/20GK101834544SQ20101015743
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月27日 優先權日2010年4月27日
發明者張維民, 裴云慶, 鄧明海 申請人:西安交通大學