Преобразователь напряжения планарный

Полезная модель относится к радиоэлектронной аппаратуре, в частности к конструкции планарных преобразователей напряжения.

Технический результат заявляемой полезной модели направлен на повышение надежности механического крепления ферритовых сердечников к печатной плате, защиту преобразователя напряжения планарного от климатического воздействия и повышение эффективности теплоотвода из зоны размещения ферритовых сердечников на печатной плате.

Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что преобразователь напряжения планарный, выполненный на печатной плате, содержит два ферритовых сердечника, планарный индуктивный компонент, состоящий из двух или более обмоток, регулировочные прокладки из теплоизолирующего материала, устраняющие зазор между печатной платой и внутренней поверхностью ферритового сердечника, крепежные элементы, фиксирующие ферритовые сердечники на печатной плате, кожухи-радиаторы, контактирующие с печатной платой, а свободный объем между внутренней поверхностью кожухов-радиаторов и наружной поверхностью ферритовых сердечников заполнен теплопроводным компаундом.

Полезная модель относится к радиоэлектронной аппаратуре, в частности к конструкции планарных преобразователей напряжения.

Известно устройство в виде электронного модуля («Ferroxcube international Holding B.V. 2002» проспект фирмы «FERROXCUBE»; internet: www.ferroxcube.com), содержащего печатную плату с размещенными на ней: электронными компонентами, планарным индуктивным компонентом, ферритовыми прямоугольными в плане сердечниками, имеющими выступы на одной из поверхностей, при этом один из выступов - центральный имеет цилиндрическую форму. Выступы ферритовых сердечников размещены в отверстиях соответствующей формы печатной платы и обращены друг к другу, а печатные проводники планарного печатного компонента расположены между отверстиями.

Данное устройство имеет следующие недостатки:

1. Отсутствие надежного механического крепления ферритовых сердечников и регулировки зазора между сердечниками и печатной платой;

2. Возможность локального перегрева печатной платы в зоне размещения ферритовых сердечников;

3. Низкая эффективность теплоотвода от ферритовых сердечников.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому техническому решению является преобразователь напряжения планарный (Патент РФ на полезную модель 91499, МПК H05K 7/00, 2010 г.), содержащий два ферритовых сердечника, по крайней мере, один из которых имеет на внутренней поверхности выступы, один из которых является центральным, размещенные в отверстиях той же геометрии печатной платы, в слое или слоях которой концентрично отверстию под центральный выступ одного или обоих ферритовых сердечников выполнен планарный индуктивный компонент, состоящий из двух или более обмоток.

Для устранения зазора между печатной платой и внутренней поверхностью ферритовых сердечников размещены регулировочные прокладки из теплоизолирующего материала, на ферритовых сердечниках установлены фиксирующие элементы из теплопроводящего материала, а крепежные элементы фиксируют преобразователь напряжения планарный на печатной плате.

Данное устройство имеет следующие недостатки:

1. Недостаточная надежность механического крепления ферритовых сердечников на печатной плате.

2. Недостаточная защита от климатического воздействия.

3. Недостаточная эффективность теплоотвода из зоны размещения ферритовых сердечников на печатной плате.

Технический результат заявляемой полезной модели направлен на повышение надежности механического крепления ферритовых сердечников к печатной плате, защиту преобразователя напряжения планарного от климатического воздействия и повышение эффективности теплоотвода из зоны размещения ферритовых сердечников на печатной плате.

Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что преобразователь напряжения планарный, выполненный на печатной плате, содержит два ферритовых сердечника, планарный индуктивный компонент, состоящий из двух или более обмоток, регулировочные прокладки из теплоизолирующего материала, устраняющие зазор между печатной платой и внутренней поверхностью ферритового сердечника, крепежные элементы, фиксирующие ферритовые сердечники на печатной плате, кожухи-радиаторы, контактирующие с печатной платой, а свободный объем между внутренней поверхностью кожухов-радиаторов и наружной поверхностью ферритовых сердечников заполнен теплопроводным компаундом.

Сущность полезной модели поясняется чертежами:

Фиг.1 - общий вид преобразователя напряжения планарного на плате (с частичной заливкой эластичным теплопроводным компаундом);

Фиг.2 - ферритовый сердечник с цилиндрическим центральным и криволинейными боковыми выступами;

Фиг.3 - ферритовый сердечник с прямоугольными выступами;

Фиг.4 - сечение А-А Фиг.1 с ферритовыми сердечниками;

Фиг.5 - общий вид крепежного элемента;

Фиг.6 - общий вид кожуха-радиатора без фиксаторов;

Фиг.7 - общий вид кожуха-радиатора с фиксаторами;

Фиг.8 - общий вид печатной платы в зоне планарного индуктивного компонента.

Преобразователь напряжения планарный 1 (Фиг.1) выполнен на печатной плате 2 (Фиг.1, 4, 8) (однослойной или многослойной), содержащей планарный индуктивный компонент 3 (Фиг.8), два ферритовых сердечника 4 (Фиг.1, 2, 4), регулировочные прокладки 6 (Фиг.1, 4), крепежные элементы 7 (Фиг.1, 4, 5) и кожухи-радиаторы 8, 9 (Фиг.1, 4, 6, 7).

Ферритовые сердечники расположены на поверхностях печатной платы 2, при этом, по крайней мере, один из них имеет на внутренней поверхности центральный и боковые выступы, взаимодействующие соответственно с отверстием для центрального выступа 10 (Фиг.8), имеющим ту же геометрию, и окнами 11 (Фиг.1, 8), выполненными в печатной плате 2, причем если выступы имеют оба ферритовых сердечника, то их взаимодействующие поверхности соразмерны и обращены друг к другу. Конфигурация выступов ферритовых сердечников может быть различной, например, цилиндрический центральный выступ и криволинейные - боковые (Фиг.2), либо прямоугольные (Фиг.3).

Планарный индуктивный компонент 3 (Фиг.8), состоящий из двух или более обмоток, размещен в слое или слоях печатной платы 2 концентрично отверстию для центрального выступа 10 одного или обоих ферритовых сердечников.

Регулировочные прокладки 6 (Фиг.1, 4) выполнены из теплоизолирующего материала и расположены в полости между внутренней поверхностью ферритового сердечника 4 и поверхностью печатной платы 2. Наличие регулировочных прокладок 6 из пленочного материала различного сечения обеспечивает возможность устранения зазора между внутренней поверхностью ферритового сердечника 4 и печатной платой 2, а выполнение из теплоизолирующего материала исключает локальный нагрев печатной платы в зоне размещения теплонагруженных ферритовых сердечников.

Ферритовые сердечники 4 с регулировочными прокладками 6 зафиксированы на печатной плате посредством крепежных элементов 7 (Фиг.1, 4, 5), выполненных упругими и проходящими через окна 11 печатной платы 2.

Крепежные элементы 7 (Фиг.5) выполнены в виде ленты прямоугольного сечения С-образной формы из теплопроводящего материала, дополнительно выполняя функцию радиаторов.

Кожухи-радиаторы 8, 9 расположены симметрично относительно печатной платы 2 (Фиг.4) и выполнены из теплопроводного материала с центральным окном 12 (Фиг.6, 7). По крайней мере, один из них, например кожух-радиатор 9, выполнен с фиксаторами 13 (Фиг.7), например, в виде цилиндрических стержней, размещенных на его внешней боковой поверхности.

Фиксаторы 13 кожуха-радиатора 9 (Фиг.7) размещены в отверстиях для фиксаторов 14 (Фиг.8) печатной платы 2 и зафиксированы, например, пайкой в данных отверстиях печатной платы или на поверхности противоположного кожуха-радиатора 8 (Фиг.1, 4, 6) с обеспечением контакта кожухов-радиаторов и печатной платы.

Поверхности 15 (Фиг.4) печатной платы 2, контактирующие с кожухами-радиаторами 8, 9 могут быть выполнены теплорассеивающими с фиксацией на них кожухов-радиаторов 8, 9, например, пайкой для обеспечения теплообмена.

Свободный объем между внутренней поверхностью кожухов-радиаторов 8, 9 и наружной поверхностью ферритовых сердечников 4 заполнен эластичным теплопроводным компаундом 16 (Фиг.4) для обеспечения защиты преобразователя напряжения планарного от климатического воздействия и теплообмена ферритовых сердечников 4 с кожухами-радиаторами 8, 9.

Сборка осуществляется следующим образом.

На печатной плате 2, содержащей окна 11 и отверстие для центрального выступа 10, концентрично которому расположены обмотки планарного индуктивного компонента 3 (Фиг.8), устанавливают ферритовые сердечники 4 (Фиг.1, 2, 4) с регулировочными прокладками 6 (Фиг.1, 4), выполненными из теплоизолирующего материала, например, из бумаги конденсаторной общетехнического назначения (КОН-1). Ферритовые сердечники 4 размещаются таким образом, чтобы выступы, имеющиеся на них, взаимодействовали с отверстием для центрального выступа 10 и окнами 11 печатной платы 2. На ферритовые сердечники 4 устанавливают крепежные элементы 7 (Фиг.1, 4, 5), проходящие через окна 11 печатной платы 2.

Затем в отверстиях для фиксаторов 14 (Фиг.8) печатной платы 2 размещают фиксаторы 13 одного из кожухов-радиаторов с последующей их пайкой в данных отверстиях или на противоположном кожухе-радиаторе. При наличии теплорассеивающих поверхностей 15 (Фиг.4) на печатной плате 2, фиксация кожухов-радиаторов 8, 9 дополнительно выполняется пайкой к данным поверхностям.

Свободный внутренний объем кожухов-радиаторов 8, 9 через их центральные окна 12 (Фиг.6, 7) заполняется эластичным теплопроводным компаундом 16 (Фиг.4).

Изготовление преобразователя напряжения планарного не требует уникальных материалов и специальных технологий, поэтому он может быть многократно воспроизведен в промышленном производстве.

1. Преобразователь напряжения планарный, содержащий два ферритовых сердечника, по крайней мере, один из которых имеет на внутренней поверхности центральный и боковые выступы, взаимодействующие соответственно с отверстием для центрального выступа и окнами печатной платы, в слое или слоях которой концентрично отверстию для центрального выступа выполнен планарный индуктивный компонент, состоящий из двух или более обмоток, регулировочные прокладки из теплоизолирующего материала, расположенные между печатной платой и внутренней поверхностью одного или обоих ферритовых сердечников, имеющих центральный и боковые выступы, крепежные элементы, фиксирующие ферритовые сердечники на печатной плате, отличающийся тем, что он содержит кожуха-радиаторы, контактирующие с печатной платой, при этом свободный объем между внутренней поверхностью кожухов-радиаторов и наружной поверхностью ферритовых сердечников заполнен теплопроводным компаундом.

2. Преобразователь напряжения планарный по п.1, отличающийся тем, что кожуха-радиаторы контактируют с теплорассеивающими поверхностями печатной платы.

3. Преобразователь напряжения планарный по п.1 или 2, отличающийся тем, что фиксаторы кожуха-радиатора размещены в отверстиях для фиксаторов печатной платы и зафиксированы, например, пайкой в этих отверстиях или на поверхности противоположного кожуха-радиатора.