本发明专利技术涉及一种航空直流固态功率控制器的散热结构，包括外壳、控制模块(12)、功率模块(13)，外壳的基座(8)内部划分为较大的主腔和较小的侧腔，控制模块(12)通过螺钉安装在基座(8)上，将控制模块(12)密封在侧腔内；功率模块(13)安装在基座(8)主腔。本发明专利技术的航空直流固态功率控制器的散热结构，能够提高直流固态功率控制器的散热能力，减小直流固态功率控制器的重量，使直流固态功率控制器满足高热流密度下的散热需求。下的散热需求。下的散热需求。
【技术实现步骤摘要】
一种航空直流固态功率控制器的散热结构
[0001]本专利技术涉及航空配电系统，属于配电产品散热设计领域。具体涉及一种航空直流固态功率控制器的散热结构。
技术介绍
[0002]随着集成电路集成度及模块组装密度的逐渐提高，对电子机箱散热效率提出了越来越高的要求，尤其在恶劣环境条件下对电子机箱的密封性要求更高。根据有关资料显示，电子产品产生故障的主要原因有温度、振动、潮湿、灰尘等，而其中温度是影响电子产品可靠性的关键因素。所以为了提升航空电子产品的工作寿命和产品可靠性就必须严格有效地控制产品的工作温度，使机箱内部元器件在允许的极限温度范围内工作。在产品设计过程中，设计人员需要将结构和热设计结合起来统一考虑，通过优化结构布局来协助热设计，通过热设计反过来支撑结构尺寸，有利于提高整个系统的集成度和可靠性。
[0003]现有航空类直流固态功率控制器结构具有如下特点：大发热量器件安装在PCB板上，热量通过PCB板传递到产品外壳，外壳通过和空气的自然对流换热、热辐射形式等将热量传递出去。因为PCB的导热系数呈现各向异性，且其导热系数根据覆铜量、布线差异等变化较大，导致从元器件到产品外壳的热传导热阻较高，热量积聚在器件周围，降低了产品性能和可靠性。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，针对上述技术问题，提供一种航空直流固态功率控制器的散热结构，通过分析散热路径，减小热传导、热辐射和对流换热散热路径上的热阻，设计散热结构，使直流固态功率控制器满足散热要求。解决了自然对流散热条件下，较大热流密度产品的散热问题，提高产品的可靠性。
[0005]本专利技术技术方案：
[0006]一种航空直流固态功率控制器的散热结构，包括外壳、控制模块(12)、功率模块(13)，其中外壳包括端子盖板(1)、上盖板(3)、外壳绝缘板(4)、基座(8)、压紧块(10)、侧盖板(11)，功率模块包括端子(2)、输出汇流条(5)、绝缘压板(6)、MOS管(7)、输入汇流条(9)、功率PCB电路板(15)；
[0007]其特征在于，基座(8)为航空直流固态功率控制器的散热结构的底座，其内部通过基座隔板将基座(8)划分为较大的主腔和较小的侧腔，控制模块(12)通过螺钉安装在基座(8)的基座隔板上，侧盖板(11)通过螺钉与基座(8)连接，将控制模块(12)密封在侧腔内；功率模块(13)安装在基座(8)主腔，输出汇流条(5)、MOS管(7)分别焊接在功率PCB电路板(15)两侧，MOS管(7)上方焊接输入汇流条(9)，绝缘压板(6)套在输入汇流条(9)的上，将输入汇流条(9)、MOS管(7)与基座(8)压紧，外壳绝缘板(4)位于输出汇流条(5)和输入汇流条(9)上方，对输出汇流条(5)和输入汇流条(9)进行定位、保护、绝缘；外壳绝缘板(4)定位输出汇流条(5)和输入汇流条(9)后，将两个端子(2)与输出汇流条(5)和输入汇流条(9)固定，上盖板
(3)压在外壳绝缘压板(4)上方，将外壳绝缘板(4)和功率模块(13)密封在基座(8)的主腔中；端子盖板(1)盖在外壳绝缘板(4)上方，对端子(2)起到隔绝防护作用。
[0008]其特征在于，MOS管(7)与基座(8)的4个接触面垫导热绝缘垫，通过压紧力减小热传导路径热阻。
[0009]其特征在于，控制模块和功率模块通过基座(8)主腔和侧腔之间的穿线孔连接，然后使用导电橡胶将穿线缝隙密封。
[0010]其特征在于，基座隔板减小高热耗功率模块(13)对低热耗控制模块(12)的影响。
[0011]其特征在于，外壳绝缘板(4)精确定位输出汇流条(5)、输入汇流条(9)和功率PCB电路板(15)的相对装配位置，然后通过绝缘压板(6)和外壳绝缘板(4)，将功率模块(13)以一定的预紧力压合在基座功率(8)主腔中，减小了功率模块(13)向外壳传热路径的热阻。
[0012]其特征在于，热传导的散热路径为：MOS管(7)
→
导热绝缘垫(14)
→
外壳
→
外壳外部空气；MOS管(7)
→
输入汇流条(9)
→
外壳外部空气；
[0013]热辐射的散热路径为：功率PCB电路板(15)
→
外壳
→
外壳外部空气；
[0014]自然对流的散热路径为：功率模块(13)和控制模块(12)
→
外壳内部空气
→
外壳
→
外壳外部空气。
[0015]其特征在于，在功率模块(13)启动时，产生热量较多，产生温度冲击，通过大体积的输出汇流条(5)、输入汇流条(9)快速吸收大量热量，防止快速升温对航空直流固态功率控制器造成损害。
[0016]其特征在于，增加外壳表面粗糙度，并外壳表面喷涂散热漆，来增加外壳表面黑度，提高航空直流固态功率控制器的辐射散热性能。
[0017]其特征在于，在基座(8)与MOS管(7)接触的外侧面上设置散热齿，依据经验公式得到直流固态功率控制器在不同温升条件下的散热齿高度
‑
间距关系曲线，进而根据直流固态功率控制器的温升要求在散热齿高度
‑
间距关系曲线中选择合适的散热齿高度和散热齿间距。
[0018]专利技术的有益效果：
[0019]本专利技术的航空直流固态功率控制器的散热结构，能够提高直流固态功率控制器的散热能力，减小直流固态功率控制器的重量，使直流固态功率控制器满足高热流密度下的散热需求。
附图说明
[0020]图1(a)、图1(b)为不同方向的基座结构视图
[0021]图2直流固态功率控制器的散热结构组成图
[0022]图3功率模块主要结构图
[0023]图4散热路径示意图
[0024]图5散热齿高度
‑
间距关系曲线图
具体实施方式
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术的连接结构进行详细说明。
[0026]本专利技术基座设计采用分腔体结构形式，基座设计如图1(a)(b)所示。基座(8)为航
空直流固态功率控制器的散热结构的底座，其内部通过基座隔板将基座(8)划分为较大的主腔和较小的侧腔，控制模块(12)通过螺钉安装在基座(8)的基座隔板上，侧盖板(11)通过螺钉与基座(8)连接，将控制模块(12)密封在侧腔内；功率模块(13)安装在基座(8)主腔。中间隔板将控制模块和功率模块隔开，中间隔板与空气对流换热热阻较大，能够有效降低功率模块大量发热对控制模块的影响。
[0027]直流固态功率控制器的散热结构组成如图2所示，控制模块(12)通过螺钉安装在基座(8)的基座隔板上，侧盖板(11)通过螺钉与基座(8)连接，将控制模块(12)密封在侧腔内；功率模块(13)安装在基座(8)主腔，输出汇流条(5)、MOS管(7)分别焊接在功率PCB电路板(15)两侧，MOS管(7)上方焊接输入汇流条(9)，绝缘压板(6)套在输入汇流条(9)的上，将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航空直流固态功率控制器的散热结构，包括外壳、控制模块(12)、功率模块(13)，其中外壳包括端子盖板(1)、上盖板(3)、外壳绝缘板(4)、基座(8)、压紧块(10)、侧盖板(11)，功率模块包括端子(2)、输出汇流条(5)、绝缘压板(6)、MOS管(7)、输入汇流条(9)、功率PCB电路板(15)；其特征在于，基座(8)为航空直流固态功率控制器的散热结构的底座，其内部通过基座隔板将基座(8)划分为较大的主腔和较小的侧腔，控制模块(12)通过螺钉安装在基座(8)的基座隔板上，侧盖板(11)通过螺钉与基座(8)连接，将控制模块(12)密封在侧腔内；功率模块(13)安装在基座(8)主腔，输出汇流条(5)、MOS管(7)分别焊接在功率PCB电路板(15)两侧，MOS管(7)上方焊接输入汇流条(9)，绝缘压板(6)套在输入汇流条(9)的上，将输入汇流条(9)、MOS管(7)与基座(8)压紧，外壳绝缘板(4)位于输出汇流条(5)和输入汇流条(9)上方，对输出汇流条(5)和输入汇流条(9)进行定位、保护、绝缘；外壳绝缘板(4)定位输出汇流条(5)和输入汇流条(9)后，将两个端子(2)与输出汇流条(5)和输入汇流条(9)固定，上盖板(3)压在外壳绝缘压板(4)上方，将外壳绝缘板(4)和功率模块(13)密封在基座(8)的主腔中；端子盖板(1)盖在外壳绝缘板(4)上方，对端子(2)起到隔绝防护作用。2.如权利要求1所述的一种航空直流固态功率控制器的散热结构，其特征在于，MOS管(7)与基座(8)的4个接触面垫导热绝缘垫，通过压紧力减小热传导路径热阻。3.如权利要求2所述的一种航空直流固态功率控制器的散热结构，其特征在于，控制模块和功率模块通过基座(8)主腔和侧腔之间的穿线孔连接，然后使用导电橡胶将穿线缝隙密封。4.如权利要求3所述的一种航空直流固态功率控制器的散热结构，其特征在于，基座隔板减小高热耗功率模块(13)对低热耗控制模块(12)的影响。5.如权利要求4所述的一种航空直流固态功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明智，刘晨晨，常盛，张硕，李铁军，桑雨萌，
申请(专利权)人：天津航空机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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