專利名稱：車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種車載逆變電源的印制電路板的布局系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一些設(shè)計人員認(rèn)為PCB的設(shè)計是簡單容易的，使用PROTEL或其他的軟件工具，通過自動布局、自動布線，就可以完成。單面板無法布通，就用雙面板，再不行就用多層板，或者設(shè)置跳線，再不行就用跨接線，最后總可以布通。其實(shí)不然，比如:①在周圍環(huán)境溫度高、散熱性差的情況下，相同功率的產(chǎn)品在傳統(tǒng)的布局方式上為滿足散熱，會增加功率器件的散熱片、增加風(fēng)機(jī)或加大產(chǎn)品體積等方式改變散熱效果，相應(yīng)也增加了產(chǎn)品的成本；②在EMC要求比較嚴(yán)格的情況下，由于印制線路板布局的不合理會引起電路自激，干擾增大，無法通過客戶要求的EMC測試在客戶對產(chǎn)品體積有所限制情況下，如果大功率發(fā)熱器件放置不合理，不但會帶來生產(chǎn)裝配的不方便，還會導(dǎo)致溫度敏感性器件誤動作，影響產(chǎn)品的性能穩(wěn)定。鑒于以上問題，一個好的產(chǎn)品設(shè)計，將產(chǎn)品的體積做到最小，干擾小，散熱能力強(qiáng)，抗振動抗沖擊性能強(qiáng)，產(chǎn)品性能穩(wěn)定高的印制電路板的布局系統(tǒng)的發(fā)明是勢在必行的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是:印制電路板的布局及擺放方式，不但會影響產(chǎn)品的體積大小和抗振動抗沖擊能力，還會由于散熱性能差影響產(chǎn)品使用壽命，抗干擾性能差而影響產(chǎn)品性能的穩(wěn)定。而所有的這些弊端，在傳統(tǒng)方式上是通過改變硬件條件來實(shí)現(xiàn)的，比如增加抗干擾元器件、增加散熱風(fēng)扇等等,這樣既會增加成本,也會增大產(chǎn)品體積。顯然，這是不理想的。為了解決以上問題，本實(shí)用新型提供了一種新型車載逆變電源的印制電路板的布局結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，其包括主印制電路板、DC控制印制電路板、AC控制印制電路板；電源的輸入端與輸出端分開放置在主印制電路板左右兩端下方；主印制電路板上四個固定孔和兩個定位孔的布局結(jié)構(gòu)，其中，靠近電源的輸入端口、輸出端口和EMI濾波塊固定孔通過螺絲與外殼連接，具有接地電氣特性。所述主印制電路板采用雙面板，所述DC控制印制電路板和AC控制印制電路板采用四層板，增加中間地線層和電源層。所述主印制電路板布局方式包括:初級布局結(jié)構(gòu)、次級布局結(jié)構(gòu)以及PCB上四個固定孔和兩個定位孔的布局結(jié)構(gòu)。所述初級布局結(jié)構(gòu):①電源輸入端放在主印制電路板左端下方進(jìn)線濾波器、EMI濾波器和前級電容一字縱向排開布置在主印制電路板的左側(cè)靠近輸入端，初級電容臥式放置；③初級MOS管布置在主印制電路板的中間靠近上邊沿處，變壓器臥式放置在主印制電路板中間，其變壓器初級引腳端靠近初級M0S，并水平對齊于初級MOS DC控制印制電路板靠近主印制電路板的前級MOS管縱向放置，位于變壓器的右側(cè)；所述次級布局結(jié)構(gòu):①高壓電容布置在主印制電路板的中間并位于變壓器下方(即變壓器的次級引腳端下方);②AC控制印制電路板位于主印制電路板的中間并位于高壓電電容的下方橫向放置；③次級MOS管布置在主印制電路板的中間下邊沿處(即AC控制電路板的下方);④共模電感、CBB電容、插件功率電阻和儲能電感從主印制電路板右側(cè)下方向右側(cè)上方一字縱向排開布置并靠近輸出端，儲能電感臥式放置；①電源輸出端放在主印制電路板右端下方；所述PCB上四個固定孔和兩個定位孔的布局結(jié)構(gòu):①固定孔分別位于DC控制板上方、PCB的輸入端、PCB的輸出端和EMI濾波塊右邊處。②兩個定位孔分別放置在變壓器和儲能電感下方。S卩，一種新型車載逆變電源的印制電路板的布局系統(tǒng)，包括主印制電路板、DC控制印制電路板和AC控制印制電路板。其將高電壓、大電流信號器件與小電流，低電壓的弱信號器件分隔開放置；高頻信號與低頻信號分隔開；相同結(jié)構(gòu)電路部分，采用“對稱式”布局；質(zhì)量大、尺寸高的元器件采用臥式方式布局放置；發(fā)熱元器件均勻分布，以利于單板和整機(jī)的散熱，除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件；整個電路板元器件均勻分布、重心平衡、版面美觀。本實(shí)用新型的有益效果是:①減小產(chǎn)品空間、體積；②減少產(chǎn)品干擾的傳導(dǎo)和發(fā)射，提聞廣品的抗干擾能力；③提聞廣品散熱性能；④提聞廣品的抗振動、抗沖擊性能。

通過以下對本實(shí)用新型的實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解本PCB布局具體措施、特征和優(yōu)點(diǎn)。圖1為:本實(shí)用新型車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是應(yīng)用在汽車電子供電電源/家用電器供電電源/通訊供電電源/光伏系統(tǒng)供電電源，是在對現(xiàn)有的電源PCB布局基礎(chǔ)上作出的重大改進(jìn)，具有重要的實(shí)踐意義.[0017]本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
及優(yōu)點(diǎn)如下所述:主電路獨(dú)自劃分，控制電路劃分了 DC控制印制電路板和AC控制印制電路板，并且按照電路原理圖的方式進(jìn)行布線，使主電路與控制電路分開，避免控制電路受主電路的干擾影響，降低產(chǎn)品的可靠性，同時主電路進(jìn)行獨(dú)自布線，可使主電路回路面積最小，降低干擾的產(chǎn)生提高產(chǎn)品EMC要求，同時又很好利用了有效空間，使產(chǎn)品體積做到最小，拓寬產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)適用領(lǐng)域也降低了產(chǎn)品的成本。將主印制電路板EMI電路布置在線路板靠近輸入輸出端，并且輸入端與輸出端分開放置在主印制電路板同側(cè)兩端，如圖1所示，使輸入信號與輸出信號之間的相互干擾減少，干擾信號也得到有效濾除，并滿足了產(chǎn)品裝配的方便性。DC控制印制電路板靠近主印制電路板的前級MOS管放置，AC控制印制電路板靠近主印制電路板的后級MOS管放置，可減小驅(qū)動信號走線長度，避免外界干擾加載到驅(qū)動信號中，使MOS工作時產(chǎn)生新的干擾源或使MOS的工作穩(wěn)定性不好；另外DC控制印制電路板和AC控制印制電路板采用四層板，中間增加地線層和電源層，可以有效的屏蔽干擾信號對DC控制印制電路板和AC控制印制電路板產(chǎn)生的影響，保證了電路工作的穩(wěn)定性。這些都有效提聞了廣品的穩(wěn)定性能，減少廣品干擾的傳導(dǎo)和發(fā)射，提聞廣品的抗干擾能力。工作頻率高、發(fā)熱量大的前后級MOS管靠近主印制電路板邊沿放置，可以通過產(chǎn)品的外殼將熱量散發(fā)出去，避免了裝配過程中另增加新的散熱器；發(fā)熱量大的元器件如變壓器、電容、功率插件電阻、儲能電感等在主印制電路板均勻放置，各發(fā)熱器件留有一定散熱空間，提高產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性能，避免傳統(tǒng)的方式用增加導(dǎo)熱片或風(fēng)扇方法來達(dá)到散熱效果O質(zhì)量大、尺寸高的元器件如變壓器、前級電容、儲能電感等，采用臥式擺放，以降低元器件的重心；對于大的插件器件，不能懸浮要貼底擺放；質(zhì)量大的器件在主印制電路板均勻擺放，避免產(chǎn)品頭重腳輕或一頭沉，以提高產(chǎn)品的抗振動性能。熱敏電阻的布局方式/結(jié)構(gòu)，車載逆變電源是能量轉(zhuǎn)換的電子產(chǎn)品，由于功率轉(zhuǎn)換的原因自身會消耗一部分能量并轉(zhuǎn)換為熱能，對于電子元器件來說工作溫度范圍是自身技術(shù)要求中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它關(guān)系的到自身的使用穩(wěn)定性和壽命，經(jīng)過大量的試驗(yàn)及理論分析，將熱敏電阻貼到電解電容中溫度最高的那顆電容上，既實(shí)現(xiàn)了車載逆變電源溫度保護(hù)，又不影響車載逆變電源正常工作。主印制電路板上加四個固定孔和兩個定位孔。固定孔根據(jù)PCB上元器件重量分布的情況均勻布置，使之更加有效起到支撐和固定作用。另外，除DC控制板上方的固定孔，其余的3個固定孔具有接地的電氣意義，分別布置在PCB上電路的輸入端、輸出端和EMI濾波塊右邊，輔助EMI電路更加有效的吸收干擾滿足EMI要求；兩個定位孔分別放置在變壓器和儲能電感下方，其作用一方面可提高產(chǎn)品在裝配過程中的方便性，另一方面可進(jìn)一步提高產(chǎn)品的抗振動、抗沖擊能力，提高產(chǎn)品的可靠性。當(dāng)然，對于各個領(lǐng)域的開關(guān)電源，如果體積要求小、EMC要求高、抗振動和沖擊要求高、散熱要求高，成本要求低。介于這種模式的要求，都可以使用本新型PCB布局系統(tǒng)；只要其結(jié)構(gòu)相似，功能相同，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)，在此不再贅述。S卩，本實(shí)用新型車載逆變電源的印制電路板布局系統(tǒng)或者稱為結(jié)構(gòu)，可縮小產(chǎn)品的擺放空間、減小產(chǎn)品體積、降低成本；提高產(chǎn)品抗振動、抗沖擊性能；減少產(chǎn)品干擾的傳導(dǎo)和發(fā)射，提高產(chǎn)品的抗干擾能力；提高產(chǎn)品穩(wěn)定性及可靠性。其包括主印制電路板、DC控制印制電路板和AC控制印制電路板。所述主印制電路板采用雙面板，材料為FR-4 (環(huán)氧玻璃纖維板)，DC控制印制電路板和AC控制印制電路板采用四層板，材料為FR-4 (環(huán)氧玻璃纖維板)，增加中間地線層和電源層。如圖1所示，主印制電路板布局方式在于:(I).初級布局方式:①電源輸入端放在主印制電路板左端下方進(jìn)線濾波器、EMI濾波器和前級電容一字縱向排開布置在主印制電路板的左側(cè)靠近輸入端，初級電容臥式放置；③初級MOS管布置在主印制電路板的中間靠近上邊沿處，變壓器臥式放置在主印制電路板中間，其變壓器初級引腳端靠近初級M0S，并水平對齊于初級MOS DC控制印制電路板靠近主印制電路板的前級MOS管縱向放置，位于變壓器的右側(cè)；[0030](2).次級布局方式:①高壓電容布置在主印制電路板的中間并位于變壓器下方(即變壓器的次級引腳端下方);②AC控制印制電路板位于主印制電路板的中間并位于高壓電電容的下方橫向放置；③次級MOS管布置在主印制電路板的中間下邊沿處(即AC控制電路板的下方);④共模電感、CBB電容、插件功率電阻和儲能電感從主印制電路板右側(cè)下方向右側(cè)上方一字縱向排開布置并靠近輸出端，儲能電感臥式放置；①電源輸出端放在主印制電路板右端下方；(3).PCB上四個固定孔和兩個定位孔的布局:①固定孔分別位于DC控制板上方、PCB的輸入端、PCB的輸出端和EMI濾波塊右邊處。②兩個定位孔分別放置在變壓器和儲能電感下方。上述優(yōu)選實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本實(shí)用新型。這些實(shí)施例的各種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不背離本實(shí)用新型的精神或范圍。因此，本實(shí)用新型并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求1.一種車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，其特征在于:其包括主印制電路板、相互垂直的DC控制印制電路板和AC控制印制電路板，其中AC控制印制電路板位于DC控制印制電路板的左下端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，其特征在于:所述主印制電路板采用雙面板，所述DC控制印制電路板和AC控制印制電路板采用四層板，增加中間地線層和電源層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，其特征在于:主印制電路板布局方式包括:初級布局結(jié)構(gòu)、次級布局結(jié)構(gòu)以及PCB上四個固定孔和兩個定位孔的布局結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，其特征在于，所述初級布局結(jié)構(gòu):①電源輸入端放在主印制電路板左端下方進(jìn)線濾波器、EMI濾波器和前級電容一字縱向排開布置在主印制電路板的左側(cè)靠近輸入端，初級電容臥式放置；③初級MOS管布置在主印制電路板的中間靠近上邊沿處，變壓器臥式放置在主印制電路板中間，其變壓器初級引腳端靠近初級M0S，并水平對齊于初級M0S;④DC控制印制電路板靠近主印制電路板的前級MOS管縱向放置，位于變壓器的右側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，其特征在于，所述次級布局結(jié)構(gòu):①高壓電容布置在主印制電路板的中間并位于變壓器下方；@AC控制印制電路板位于主印制電路板的中間并位于高壓電電容的下方橫向放置；③次級MOS管布置在AC控制電路板的下方；④共模電感、CBB電容、插件功率電阻和儲能電感從主印制電路板右側(cè)下方向右側(cè)上方一字縱向排開布置并靠近輸出端，儲能電感臥式放置；⑤電源輸出端放在主印制電路板右端下方。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，其特征在于，所述PCB上四個固定孔和兩個定位孔的布局結(jié)構(gòu):①所述四個固定孔分別位于DC控制板上方、電源的輸入端、電源的輸出端和EMI濾波塊右邊處；②兩個定位孔分別放置在變壓器和儲能電感下方，其中，靠近電源的輸入端口、輸出端口和EMI濾波塊固定孔具有接地電氣特性，通過螺絲與外殼連接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種車載逆變電源的印制板布局系統(tǒng)，一種新型車載逆變電源印制電路板的布局方式，其中包括主印制電路板、AC控制印制電路板和DC控制印制電路板；使用本實(shí)用新型車載逆變電源印制電路板的布局系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為1、可縮小產(chǎn)品的擺放空間、減小產(chǎn)品體積、降低成本；2、提高產(chǎn)品抗振動、抗沖擊性能；3、減少產(chǎn)品干擾的傳導(dǎo)和發(fā)射，提高產(chǎn)品的抗干擾能力；4、提高產(chǎn)品穩(wěn)定性及可靠性等。
文檔編號H05K1/14GK202931660SQ20122063748
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者薛圣立, 彭雄飛 申請人:上海奉天電子有限公司