散热性能好的数字DC-DC电源

技术领域

本发明涉及DC-DC电源模块，具体涉及一种散热性能好的数字DC-DC电源。

背景技术

DC-DC是一种在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置，其采用微电子技术，把小型表面安装集成电路与微型电子元器件组装一体而构成。DC-DC电源模块广泛用于电力电子、军工、科研、工控设备、通讯设备、仪器仪表、交换设备、接入设备、移动通讯、路由器等通信领域和工业控制、汽车电子、航空航天等领域。由于采用模块组建电源系统具有设计周期短、可靠性高、系统升级容易等特点，电源模块的应用越来越广泛。尤其近几年由于数据业务的飞速发展和分布式供电系统的不断推广，电源模块的增幅已经超出了一次电源。随着半导体工艺、封装技术和高频软开关的大量使用，电源模块功率密度越来越大，转换效率越来越高，应用也越来越简单。

在现有DC-DC电源的结构中，一般都是采用电源外壳来散热，但是在电源外壳散热的过程中，常常由于散热不良导致了DC-DC电源内部原器件的损坏，所以在DC-DC电源外壳散热结构上需要进行改进。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种散热性能好的数字DC-DC电源。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种散热性能好的数字DC-DC电源，包括壳体，安装在所述壳体上的面板，设置在所述壳体内的控制模块，所述的壳体包括底板，所述底板的外侧设有外壳结构，所述的外壳结构包括与所述底板的边部贴靠布置的边板，位于所述外壳结构的中间且与所述底板间隔布置的围板，所述围板的边缘与所述边板之间设有立板，且在所述围板与所述底板之间的区域内填充有导热胶。

在进一步的技术方案中，所述围板向远离所述底板的一侧延伸有散热柱。

在进一步的技术方案中，所述的散热柱在所述围板上设置为平均分布状。

在进一步的技术方案中，所述的散热柱为圆柱状或正方体状，其高度为10-20mm。

在进一步的技术方案中，所述的立板上设有沿其板长方向间隔布置的散热片。

在进一步的技术方案中，所述围板的中间位置设有灌胶口，且在围板的四周位置设有透气孔。

在进一步的技术方案中，相邻的边板端部之间设有连接板，所述的连接板上设有固定孔供螺栓穿连固定到所述的底板上。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明提供的技术方案中，通过将DC-DC电源的壳体设置为底板与外壳结构的组合式结构，以及在底板与构成外壳结构的围板之间填充导热胶，在具体使用时，DC-DC电源的壳体内部的原器件所产生的热量能够通过外壳结构及导热胶而快速的散发出去，有效的避免了壳体内部的过热情况，确保了DC-DC电源的稳定工作。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。

附图说明

图1示出为根据本发明具体实施方式提供的一种散热性能好的数字DC-DC电源的壳体结构示意图；

图2示出为图1中A-A截面的示意图；

图3示出为图2中B位置的放大示意图；

图中标号说明：10-壳体，11-底板，12-外壳结构，121-边板，122-围板，1221-散热柱，1222-灌胶口，1223-透气孔，123-立板，1231-散热片，124-连接板，1241-固定孔，20-导热胶。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图及实施例，进一步阐明本发明。

需要说明的是，在本发明中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

结合图1-3所示，本发明提供了一种散热性能好的数字DC-DC电源，包括壳体10，安装在所述壳体10上的面板，设置在所述壳体10内的控制模块，所述的壳体10包括底板11，所述底板11的外侧设有外壳结构12，所述的外壳结构12包括与所述底板11的边部贴靠布置的边板121，位于所述外壳结构12的中间且与所述底板11间隔布置的围板122，所述围板122的边缘与所述边板121之间设有立板123，且在所述围板122与所述底板11之间的区域内填充有导热胶20。

本发明提供的技术方案中，通过将DC-DC电源的壳体10设置为底板11与外壳结构12的组合式结构，以及在底板11与构成外壳结构12的围板122之间填充导热胶20，在具体使用时，DC-DC电源的壳体10内部的原器件所产生的热量能够通过外壳结构12及导热胶20而快速的散发出去，有效的避免了壳体10内部的过热情况，确保了DC-DC电源的稳定工作。

进一步的，根据本发明，为了提高围板122的散热能力，所述围板122向远离所述底板11的一侧延伸有散热柱1221。

进一步的，在本发明的一个具体的实施方式中，所述的散热柱1221在所述围板122上设置为平均分布状。

本发明中，散热柱1221的作用在于增大围板122的散热面积，本发明对所述散热柱1221的具体结构不做特殊限定，具体的，例如所述的散热柱1221为圆柱状或正方体状，其高度为10-20mm。

本发明中，出于提高散热能力的考虑，所述的立板123上设有沿其板长方向间隔布置的散热片1231。通过该散热片1231的设置，进一步提高外壳结构12的散热能力。作为优选的，本发明中，该散热片1231采用铝片。

本发明中，相邻的边板121端部之间设有连接板124，所述的连接板124上设有固定孔1241供螺栓穿连固定到所述的底板11上。

本发明提供的技术方案中，利用导热胶对底板11所接收到的热量快速吸收并向外传递，在具体加工时，先将外壳结构12固定到底板11上，然后向构成外壳结构12的围板122与底板11之前灌注导热胶，为了确保导热胶在该区域内的充盈灌注，避免空腔的产生，所述围板122的中间位置设有灌胶口1222，且在围板122的四周位置设有透气孔1223，通过透气孔1223将灌胶过程中的气体释放出来，避免产生空腔。在实际操作中，当发现四周位置设置的透气孔1223均冒出有导热胶，即确认导热胶已灌满。

本发明还提供了一种导热胶，其具有优异的导热能力。所述的导热胶是由环氧树脂、固化剂、固化促进剂、石墨烯-碳纳米管复合浆料、银-铜合金粉混合制备而成；其中，所述固化剂的用量为所述环氧树脂用量的75-100wt％，所述固化促进剂的用量为所述环氧树脂用量的0.5-3wt％，所述石墨烯-碳纳米管复合浆料的用量为所述环氧树脂用量的5-10wt％，所述银-铜合金粉的用量为所述环氧树脂用量的1-5wt％。

所述导热胶的制备方法为：先将碳纳米管分散到氧化石墨烯溶液中，在180-200℃的温度下反应4-10h，待自然冷却后，加入银-铜合金粉，转入球磨罐中球磨，得到含有银-铜合金粉的石墨烯-碳纳米管复合浆料；

向上述的复合浆料中加入预热后的环氧树脂，搅拌混合均匀，然后加入固化剂和固化促进剂，混合均匀后真空脱泡，再经由围板122中间位置的灌胶口1222浇注到壳体10内，加热到90-110℃进行固化即可。

本发明中，所述碳纳米管与氧化石墨烯的质量比为1：1～5；

含有氧化石墨烯的溶液中还含有分散剂，所述的分散剂具体可选择十二烷基苯磺酸钠、十八烷基硫酸钠、十六烷基三甲基氯化铵、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇中的至少一种。

所用的银-铜合金粉中，Ag的质量百分数为72％，Cu的质量百分数为28％；所述银-铜合金粉的粒径为400目。

所述球磨的条件包括：球磨罐中球料比为1:2，转速为200r/min，球磨时间为6h。

本发明中，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，

所述的固化剂为酸酐类固化剂，具体可选择为甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐。

所述的固化促进剂为DMP-30。

通过本发明提供的导热胶灌注到围板122与所述底板11之间的区域内，能够显著的提高导热能力，即确保底板11吸收到热量能够快速的散发到周边的环境中，确保壳体10内元器件的正常工作。

本发明提供的该导热胶的技术方案，通过氧化石墨烯与碳纳米管的水热还原反应，结合后续的球磨处理，有效的克服了石墨烯之间，以及碳纳米管之间的团聚，形成的复合浆料具有内部高度集聚的网络交织结构，提高了整体的导热能力；并且，在具体的制备过程中，将碳纳米管直接分散到氧化石墨烯的水溶液中，该氧化石墨烯可作为碳纳米管的表面活性剂，进而达到简化生产工艺的目的。

此外，通过在上述碳纳米管与氧化石墨烯中掺入银-铜合金粉，提高了该网络交织结构的密实性，更进一步提高了导热的效果。

以下通过具体的实施例对本发明提供的散热性能好的数字DC-DC电源作为进一步的说明。

实施例1

按照本发明提供的方案制备导热胶：

先将40g碳纳米管分散到80mL氧化石墨烯水溶液(1mg/mL)中，转入高压反应釜中，在180℃的温度下反应8h，待自然冷却后，加入银-铜合金粉(72Ag-28Cu，400目)，转入球磨罐中球磨，球磨罐中球料比为1:2，转速为200r/min，球磨时间为6h,得到含有银-铜合金粉的石墨烯-碳纳米管复合浆料；

向上述的复合浆料中加入预热后的双酚A型环氧树脂，搅拌混合均匀，然后加入固化剂甲基四氢苯酐和固化促进剂DMP-30，混合均匀后真空脱泡；

所述固化剂甲基四氢苯酐的用量为所述双酚A型环氧树脂用量的80wt％，所述固化促进剂DMP-30的用量为所述双酚A型环氧树脂用量的1.5wt％，所述石墨烯-碳纳米管复合浆料的用量为所述双酚A型环氧树脂用量的6wt％，所述银-铜合金粉的用量为所述双酚A型环氧树脂用量的3wt％；

浇注到10cm×10cm×0.5cm的模具中，加热到100℃进行固化即可，测试该导热胶块的导热性能，导热率高达1523W/(m·K)。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。