[发明专利]一种散热底板及具有该底板的电源模块及无人机

说明书

技术领域

本发明涉及电源模块，尤其是无人机上使用的电源模块。

背景技术

目前输出功率为150W左右的直流电源一般采用反激式开关电源或者模组来设计。由于开关电源一般都会使用变压器、电解电容、电感等元器件，导致产品体积过大，电磁兼容性差。而使用成品电源模组设计的直流电源都含有体积大的散热器，体积重量不易受控。

如专利号为201521111633.6，名称为一种电池散热结构及含其的无人机的专利公开了一种电池散热结构，其包括风扇、散热片；风扇设置在散热片的上方；散热片包括容纳盒、多个翅片，多个翅片为设置在容纳盒的上端面上、并向上延伸的片状结构；容纳盒内设有多个用于容纳电池的容纳空间。其有益效果是由风扇、铝材散热片、电池组成的电池散热结构能够有效的解决散热问题，从而延长电池的使用寿命并确保其安全性。但是正是由于其组成模块多，因此，整个电源模组的体积和重量均较大。

无人机对自身体积和重量要求极为苛刻，一般的直流电源模组并不适用于无人机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种可以使整个电源模块的体积小、重量轻的散热底板。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种散热底板，分为三层：顶层采用树脂材料、中间层采用导热绝缘材料、底层为铝基板。顶层用来放置所有的元器件，对元器件进行散热。

作为进一步优化的技术方案，所述顶层的树脂材料采用FR-4板材作为电路基板，FR-4是PCB使用的基板，是板料的一种类别。板料按增强材料不同，主要分类为以下四种：1)FR-4：玻璃布基板；2)FR-1、FR-2等：纸基板；3)CEM系列：复合基板；4)特殊材料基板(陶瓷、金属基等)FR-4由专用电子布浸以环氧酚醛树脂等材料经高温高压热压而成的板状层压制品。顶层可以采用现有任一种FR-4板材作为电路基板，不影响本发明技术方案的使用效果。

作为进一步优化的技术方案，所述顶层厚度为0.2mm～0.4mm，优化的，顶层厚度为0.3mm。

作为进一步优化的技术方案，所述中间层采用导热绝缘胶。

优化的，所述中间层厚度为0.07mm～0.09mm，最佳厚度为0.08mm。

作为进一步优化的技术方案，所述底层为厚度为1mm～3mm的纯铝基板。

作为更优化的技术方案，为了进一步增强对顶层元器件的散热效果，进行PCB设计时对顶层的顶面进行大面积铺铜。

进一步的，在所述大面积铜中放置若干过孔。

所述过孔位于元器件底部以及周围。

本发明还提供了一种具有上述体积小、重量轻的散热底板的电源模块。所述电源模块包括电源开关模块、电压转换模块、特殊散热底板三部分，电压转换模块的输入连接至电源开关模块，将输入电压进行电压转换并输出，电压转换模块中的电压转换芯片的散热面与特殊散热底板的顶面连接。进行PCB设计时，将所有器件均放置在顶层，保证底层没有器件。

作为进一步优化的技术方案，电源开关模块采用若干通道拨码开关实现，每个通道分别连接至电压转换模块。电源模块工作过程中，根据负载不同，可通过拨码开关灵活打开或者关闭某路电源输出。当拨码开关拨到ON位置，表示该通道电源被打开，当拨码开关拨到OFF位置，表示该通道电源已关闭无输出。

特殊散热底板与电压转换模块中电压转换芯片的散热面连接，电压转换芯片工作过程中产生的热量既能够通过顶层的铜皮向上自然散热，又能够通过过孔将热量快速传导至中间层，中间层再通过高导热绝缘胶将热量传导至铝基板进行散热。从而不需要借助散热器和风扇达到自然散热，极大降低了整个电源模块的体积和重量，为无人机的更轻更小提供了可能。

作为进一步优化的技术方案，电压转换模块采用四颗ISL8216芯片进行电源转换，将输入电压分别转化为两路6V和两路12V电压输出，每路可单独输出4A电流。

本发明还提供了一种具有上述电源模块的无人机。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、由于采用了特殊结构的电路板进行散热设计，不再需要散热器或者风扇进行辅助散热，导致电源模块的体积很小，可以达到长85mm宽长50mm，重量轻，不足100g。

2、电源模块采用独立通道设计，某个通道出现故障不影响其他通道正常运行，灵活性高。

3、由于散热效果好，电源满载输入功率可达160W，输出144W，效率90％，电源转化效率高

4、该散热底板适用范围广，除了可用于无人机的电源的散热，还可以用于其他对于电源模块的体积和重量要求较高的元器件的散热。