基于厚铜电路板的磁环定位结构

摘要

本发明公开了一种基于厚铜电路板的磁环定位结构，E型磁环向上插装在厚铜电路板中进行粗定位，厚铜电路板上过盈装配一上下开口的支架，所述支架的内壁形成有位于下部的若干第一弹性定位件以及位于上部的若干第二弹性定位件，E型磁环突出厚铜电路板的部分位于支架内且卡在第一弹性定位件之间，I型磁环安装在E型磁铁上方且卡在第二弹性定位件之间。本发明中E型磁环通过第一弹性定位件精确定位，I型磁环通过第二弹性定位件精确定位，支架与厚铜电路板过盈配合，整个定位结构简单，易于制造和装配。而且，在水平方向上支架通过弹性定位件提供合适的预紧力，在竖直方向上通过缓冲层的压缩量提供压紧力，既满足振动冲击要求，又避免磁环被压坏。

说明书

技术领域

本发明涉及车用DC/DC转换器中磁环的定位技术，同时适用于其它电力电子产品中 电路板周围的大元器件(如变压器、电感等)的定位结构。

背景技术

磁环是汽车DC/DC转换器或其它电力电子产品中的重要组成部分，其中厚铜电路板 (简称PCB)结构中的磁环由I型磁环和E型磁环组成，二者共同组成磁路。E型磁环 由于发热量大，需要借助水冷板进行散热，因此E型磁环放置在水冷板上并通过PCB进 行粗限位。I型磁环直接放置在E型磁环之上，由于其结构简单，缺少限位特征，故很 难定位。

现有的定位方案主要是在转换器的顶盖上设计限位结构，如图1所示，在顶盖的两 个对角处形成限位块，然而，由于I型磁环较重，无法通过点胶的方式使其固定在顶盖 上，因此在顶盖安装前，仍然无法对I型磁环进行准确限位。

除此之外，部分定位方案在E型磁环和I型磁环之间增加一塑料支架，如图2a、图 2b所示，该塑料支架的底部形成对应E型磁环的限位凹槽，可以使E型磁环的三个突起 部分置入，顶部形成容置I型磁环的凹腔，故I型磁环通过塑料支架进行粗定位，而塑 料支架则通过E型磁环进行粗定位。由于磁环的尺寸公差较大，通常在±0.3mm，故难 以实现过盈配合，塑料支架与E、I型磁环存在间隙，塑料支架仍然无法有效地固定磁 环，这就导致漏磁情况的发生。

此外，现有的定位结构中，E型磁环和I型磁环在水平方向上都存在装配间隙，这 使得磁环在50g的冲击条件下就存在碰撞损坏的风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于厚铜电路板的磁环定位结构，可以实现 I型磁环和E型磁环的准确定位，同时能够满足振动冲击要求，避免磁环损坏。

为解决上述技术问题，本发明提供的基于厚铜电路板的磁环定位结构，包括I型磁 环、厚铜电路板、E型磁环，其中E型磁环安装在冷却板上，厚铜电路板形成有通孔，E 型磁环(磁环槽内装有与厚铜电路板接触的导热垫片，对厚铜电路板的热量进行传导) 向上插装在厚铜电路板的通孔中且其顶部突出在厚铜电路板上方，所述厚铜电路板上安 装一上下开口的支架，该支架和厚铜电路板过盈配合；所述支架的内壁形成有若干第一 弹性定位件以及若干第二弹性定位件，所述E型磁环突出厚铜电路板的部分位于支架内 且卡在第一弹性定位件之间，所述I型磁环安装在E型磁铁上方且卡在第二弹性定位件 之间。

优选的，所述支架的内壁呈方形。进一步的，所述第一弹性定位件分别位于支架每 个内侧面的中下部。更佳的，所述支架的每个内侧面形成有两个第二弹性定位件，其分 别位于同侧面的第一弹性定位件的两侧。

较佳的，所述第一弹性定位件为上翘弧形片，所述第二弹性定位件为下弯弧形片。 更佳的，所述支架的内壁形成有若干延伸块，每个延伸块的内侧面形成有一个上翘弧形 片。

进一步地，所述厚铜电路板形成有至少两个定位孔，其中两个定位孔分别位于E型 磁环的两对角处；所述支架的底部形成有与厚铜电路板的定位孔位置相对应的定位脚， 支架和厚铜电路板通过定位脚和定位孔过盈配合固定。较佳的，定位孔和定位脚均为两 个。

此外，所述冷却板具有容置E型磁环的凹腔，与支架过盈配合的厚铜电路板安装在 冷却板上，E型磁环和冷却板之间设有导热垫片进行热传导。定位结构还包括一端盖， 该端盖与冷却板固定连接，所述I型磁环、支架、厚铜电路板和E型磁环封装在端盖和 冷却板之间。更佳的，所述I型磁环和端盖之间设有硅胶泡沫缓冲层。

本发明中E型磁环分别通过厚铜电路板和支架的弹性定位件进行粗限位和精确定 位，放置在E型磁环上的I型磁环通过支架的弹性定位件进行精确定位，同时支架与厚 铜电路板过盈配合，整个定位结构简单，易于制造和装配。而且，在水平方向上支架通 过弹性定位件为E型磁环和I型磁环提供合适的预紧力，在竖直方向上E型磁环和I型 磁环通过端盖固定并通过缓冲层的压缩量提供压紧力，可以满足振动冲击要求，并避免 磁环被压坏。

附图说明

图1为现有技术中采用顶盖的磁环定位结构；

图2a、2b为现有技术中采用塑料支架的磁环定位结构；

图3为本发明的磁环定位结构的分解示意图；

图4a为本发明的支架的立体示意图；

图4b为本发明的支架的侧视图；

图4c为本发明的支架的剖视图；

图5为支架与厚铜电路板的配合示意图；

图6为支架、厚铜电路板和E型磁环的配合示意图；

图7为支架、厚铜电路板、E型磁环和I型磁环的配合示意图。

其中附图标记说明如下：

1为端盖；2为硅胶泡沫缓冲层；3为I型磁环；4为支架；41为定位脚；42为上 翘弧形片；43为下弯弧形片；44为延伸块；5为厚铜电路板；51为定位孔；52为通孔； 6为导热垫片；7为E型磁环；8为导热垫片；9为水冷板。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的基于厚铜电路板的磁环定位结构，适用于DC/DC转换器及电力电子转 换器，包括I型磁环3、厚铜电路板5、E型磁环7，其中I型磁环3呈平面型，E型磁 环7包括下方的平面部分和形成于平面部分上的三个突起部分，相邻的突起部分之间形 成磁环槽，且E型磁环7的中间突起部分低于两侧突起部分。E型磁环7安装在冷却板 上进行定位和散热。厚铜电路板5上形成有通孔52，E型磁环7向上插装在厚铜电路板 5的通孔52中进行粗定位，且E型磁环7的顶部突出在厚铜电路板5上方，磁环槽内设 有导热垫片6对厚铜电路板产生的热量进行传导散热。

厚铜电路板5上安装一上下开口的支架4，该支架4和厚铜电路板5过盈配合。支 架4的内壁形成有若干第一弹性定位件以及若干第二弹性定位件，所述E型磁环7突出 厚铜电路板5的部分位于支架4内且卡在第一弹性定位件之间，所述I型磁环3安装在 E型磁铁7上方且卡在第二弹性定位件之间。由于E型磁环7的中间突起部分低于两侧 突起部分，故I型磁环3的底面与E型磁环7两侧突起部分的顶面接触，与E型磁环7 中间突起部分的顶面之间存在间隙以防止磁路饱和，故第一弹性定位件形成于支架4的 内壁下部，第二弹性定位件形成于支架4的内壁上部。

较佳的，在本实施例中，支架4的内壁呈方形，如图4a所示，第一弹性定位件分 别位于支架4每个内侧面的中下部，支架4的每个内侧面形成有两个第二弹性定位件， 其分别位于同侧面的第一弹性定位件的两侧。当然，第二弹性定位件的数量并不局限于 此，在第一弹性定位件的上方也可以设置，只要在空间上允许。

优选的，如图4a、图4c所示，第一弹性定位件为上翘弧形片42，第二弹性定位件 为下弯弧形片43。在支架4的每个内侧面上形成有一个上翘弧形片42和两个下弯弧形 片43，且下弯弧形片43位于上翘弧形片42的两侧。如图6所示，E型磁环7安装到支 架4中，四个上翘弧形片42在水平面的XY两个方向对E型磁环7进行精确限位，使其 既能满足振动冲击要求，又能避免被压坏。同样地，如图7所示，I型磁环3装入支架 4中，八个下弯弧形片43在水平面的XY两个方向对E型磁环7进行精确限位，使其既 能满足振动冲击要求，又能避免被压坏。更佳的，每个上翘弧形片42形成在一个延伸 块44上，该延伸块44位于支架4的内侧面上，如图4a、图4c所示。

优选的，如图3、图5所示，厚铜电路板5形成有两个定位孔51，分别位于E型磁 环7的两对角处，对应地，如图4b、图4c所示，支架4的底部形成有与厚铜电路板5 的定位孔51位置相对应的定位脚41，支架4和厚铜电路板5通过定位脚41和定位孔 51过盈配合固定。定位脚41可以直接形成在支架4的框架上，或者如图4a所示，在支 架4内部四角上形成有增加强度的支脚块，定位脚41形成在支脚块上。在本实施例中， 定位孔51和定位脚41均采用两个，但并不局限于此，可以根据情况在E型磁环周围和 支架底部设置多个，只要保证其中两个定位孔分别位于E型磁环的两对角处即可，如图 3、图4c所示，这样可以保证在厚铜电路板平面内XY两个方向对E型磁环限位。

E型磁环7发热量大，需要借助冷却板进行散热。在本实施例中，冷却板以水冷板 9为例，具有一凹腔(如图3所示，未标号)，E型磁环7安装在该凹腔内进行定位和散 热，E型磁环7和水冷板9之间设置有导热垫片8。与支架4过盈配合的厚铜电路板5 安装在水冷板9上。

水冷板9与一端盖1固定连接，该端盖具有向上突起的内腔，I型磁环3、支架4、 厚铜电路板5和E型磁环7封装在端盖1和水冷板9之间，I型磁环3和端盖1之间设 有硅胶泡沫缓冲层2，在竖直方向上通过控制硅胶泡沫缓冲层2的压缩量可以为E型磁 环7和I型磁环3提供合适的压紧力，既能满足振动冲击要求，又能避免压坏I型磁环 3和E型磁环7。

在本实施例中，支架4采用塑料材质，其内部注塑具有弹性的弧形片，易于制造， 但并不局限于该材料。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实 施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动的前提下对第一弹性定位件及第二弹性定位件的数量和形状、支 架的形状等通过任何修改、等同替换、改进等方式所获得的所有其它实施例，均应视为 在本发明所保护的技术范畴内。