一种光控模块的制作方法

1.本发明涉及光电耦合器产品的封装，尤其涉及一种光控模块。


背景技术：

2.光电耦合器是一种把发光器件和光敏器件封装在同一壳体内，中间通过电
→
光
→
电的转换来传输电信号的半导体光电子器件。光电耦合器亦称光电隔离器，简称光耦。光电耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光电耦合器具有输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而在实际电路转换应用中具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。
3.现有光电耦合器由于具有体积小、寿命长、抗干扰能力强、工作温度宽及无触点输入与输出在电气上完全隔离等特点，被广泛地应用在电子、技术领域及工业自动控制领域中，作为隔离电路、开关电路、数模转换、逻辑电路、过流保护、长线传输、高压控制及电平匹配等。现有光电耦合器模块产品的主要不足之处在于：1、散热效果不好，导致使用寿命不长等问题。2、电路板的电路与导热底板之间相互接触，容易使导热底板带电，容易造成人身安全隐患，3、模块压降高、功耗高，效率低，节电效果差，4、电路结构简单，弱电控制强电的电力调控能力缺少或较差。


技术实现要素：

4.本发明要解决上述现有技术存在的问题，提供一种光控模块，将晶闸管主电路与全数字移相触发控制电路，使模块具备了较强的弱电控制强电的电力调控能力，并将电路板的芯片分离固定在导热底板上，提高了模块的散热性能和安全性能。
5.本发明解决其技术问题采用的技术方案：一种光控模块，包括底壳，所述底壳的顶部卡扣连接有上盖，所述上盖的上侧表面设有插件和接线柱，所述底壳的中部固定安装有电路板，所述电路板上集成有晶闸管主电路和全数字移相触发控制电路，所述晶闸管主电路包括开关电路和光电耦合器芯片，所述底壳的底部设有导热底板，导热底板上安装有所述光电耦合器芯片，光电耦合器芯片与电路板之间存在间隙，所述插件的正负极电性连接开关电路的输入端，所述开关电路的输出端电性连接光电耦合器芯片的输入端，所述光电耦合器芯片的输出端电性连接全数字移相触发控制电路的输入端，所述全数字移相触发控制电路的输出端通过电极片电性连接接线柱。
6.为了进一步完善，所述开关电路、光电耦合器芯片和全数字移相触发控制电路均设置为两组，所述插件相应设置为四针脚接插件，四个针脚分别加电压+1v、
‑
1v、+2v和
‑
2v。
7.进一步完善，所述导热底板采用覆铜陶瓷板结构，导热底板为的主体为铜板t材质，上表面设有焊接有一层陶瓷片。
8.进一步完善，所述底壳为上下开口的结构，所述底壳的下口的左端设有一块托板，托板与所述插件下端固定连接，所述底壳的右侧内壁上设有凸起的第一卡勾，所述上盖的
左端设有插槽，插槽内设有与所述插件上端插接配合的插孔，所述上盖的右端对应设有与第一卡勾卡扣配合的第二卡勾。
9.进一步完善，所述底壳的底面设有用于安装导热底板的镶嵌槽，所述镶嵌槽的深度小于导热底板的厚度。
10.进一步完善，所述底壳左右两侧外壁底部向外侧延伸有固定板，固定板上开设有第一固定孔，所述固定板的两端与底壳的外壁之间均设有加强筋，所述镶嵌槽的两端延伸至固定板的底面并与第一固定孔的下端连通，所述导热底板上设有与第一固定孔对齐的第二固定孔，第二固定孔和第一固定孔的直径相等，所述第二固定孔和第一固定孔内一同过盈配合连接有衬套。
11.进一步完善，所述上盖上侧表面设有接线柱安装孔和电极片过孔，所述接线柱安装孔内嵌有螺母，所述接线柱包括与所述螺母螺纹连接的螺栓以及螺栓上套有的弹簧垫圈和平垫圈，所述电极片上端穿过电极片过孔并折弯后通过螺栓进行固定，所述电极片上端位于螺母与平垫圈之间。
12.本发明有益的效果是：
13.1、本发明模块的特点就是将晶闸管主电路与独立开发的全数字移相触发控制电路，巧妙、完美地集成于一体，使模块具备了弱电控制强电的电力调控能力。抗干扰能力更强。光控模块功能强大、外形美观、安装便捷、体积较小的特点，优于mtc模块，也是用户提高设备档次的最佳选择。
14.2、晶闸管主电路采用进口方形芯片、高级芯片支撑板，模块压降小、功耗低，效率高，节电效果好。
15.3、电路板上的电子元件采用进口贴片元件，保证了触发控制电路的高可靠性。
16.4、导热底板采用(dbc)陶瓷覆铜板，经独特焊接工艺，保证焊接层无空洞，导热性能好。热循环负载次数高于国家标准近10倍。
17.5、底壳和上盖采用进口高级导热绝缘封装材料，绝缘、防潮性能优良。
18.6、触发控制电路、主电路与导热底板相互隔离，导热底板不带电，绝缘强度≥2500v(rms)，保证人身安全，并且将电路板悬空固定，将电路板的芯片分离固定到导热底板，减小了电路板与导热底板之间热量的传导，提高了芯片的散热性，而且延长了电路板的使用寿命。
附图说明
19.图1为实施例1的主视剖视结构示意图；
20.图2为实施例1的俯视结构示意图；
21.图3为实施例1的电路图；
22.图4为3083loc芯片的管脚示意图；
23.图5为实施例1的接线柱结构放大示意图；
24.图6为实施例1中固定板部位的结构放大示意图；
25.附图标记说明：1、底壳，11、托板，12、第一卡勾，13、镶嵌槽，14、固定板，15、第一固定孔，16、加强筋，17、衬套，2、上盖，21、插槽，22、插孔，23、接线柱安装孔，24、电极片过孔，25、螺母，26、第二卡勾，3、插件，4、接线柱，41、螺栓，42、弹簧垫圈，43、平垫圈，5、电路板，
51、晶闸管主电路，511、开关电路，512、光电耦合器芯片，52、全数字移相触发控制电路，6、导热底板，61、第二固定孔，62、陶瓷片，7、电极片，8、芯片支撑板，9、连接片。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明作进一步说明：
27.参照附图1和2：本实施例1中一种光控模块，包括底壳1，所述底壳1的顶部卡扣连接有上盖2，所述上盖2的上侧表面设有插件3和接线柱4，所述底壳1的中部固定安装有电路板5，所述电路板5上集成有晶闸管主电路51和全数字移相触发控制电路52，所述晶闸管主电路51包括开关电路511和光电耦合器芯片512，所述底壳1的底部设有导热底板6，导热底板6上安装有所述光电耦合器芯片512，光电耦合器芯片512与电路板5之间存在间隙，所述插件3的正负极电性连接开关电路511的输入端，所述开关电路511的输出端电性连接光电耦合器芯片512的输入端，所述光电耦合器芯片512的输出端电性连接全数字移相触发控制电路52的输入端，所述全数字移相触发控制电路52的输出端通过电极片7电性连接接线柱4。
28.如附图3所示，所述插件3相应设置为四针脚接插件，四个针脚分别分别记为第一针脚g1、第二针脚k1、第三针脚g2和第四针脚k2，四个针脚分别加电压+1v、
‑
1v、+2v和
‑
2v；所述接线柱4的个数有三个，分别记为第一接线柱a1或a2、第二接线柱k1和第三接线柱k2，所述光电耦合器芯片512为3083loc芯片，所述开关电路511包括第一电阻r1和4184二极管d1，所述第一电阻r1的一端电性连接插件3的第一针脚g1，所述第一电阻r1的一端的另一端电性连接光电耦合器芯片512的第1管脚，所述4184二极管d1的阳极分别电性连接插件3的第二针脚k1和光电耦合器芯片512的第2管脚，所述4184二极管d1的阴极电性连接光电耦合器芯片512的第1管脚，所述全数字移相触发控制电路52包括第二电阻r2、第三电阻r3、第一m7二级管d2和第二m7二级管d3，所述光电耦合器芯片512的第6管脚和第一m7二级管d2的阴极之间电性连接第二电阻r2，所述第一m7二级管d2的阳极连接第一接线柱a1或a2，所述光电耦合器芯片512的第4管脚分别电性连接第一针脚g1、第三电阻r3的一端和第二m7二级管d3的阴极，所述第三电阻r3的另一端和第二m7二级管d3的阳极均电性连接到第二接线柱k1上,所述开关电路511、光电耦合器芯片512和全数字移相触发控制电路52均设置为两组，第二组电路的接线方式与上述接线方式相同。所述导热底板6采用覆铜陶瓷板结构，导热底板6为的主体为铜板t2材质，上表面设有焊接有一层陶瓷片62，使触发控制电路、主电路与导热底板相互隔离，导热底板不带电，绝缘强度≥2500v(rms)，保证人身安全。
29.如附图3
‑
4所示，工作原理：3083loc芯片是过零控制光耦合器。双列直插6脚封装。输入驱动电压6v，电流60ma；输出驱动耐压为交流240v，最高800v，驱动电流15ma。3083loc芯片的管脚1和管脚2时输入端，分别是发光二级管的阳极和阴极，管脚3和管脚5不起作用，管脚4和管脚6时输出端，接低压交流回路，即全数字移相触发控制电路，由三端双向可控硅开关元件控制回路的通断。当管脚1和管脚2之间有大于5ma的触发电流时，可使其内部发光二极管点亮，然后3083loc芯片中的过零检测模块检测管脚4和管脚6之间的电压，使管脚4和管脚6由断开状态变为导通状态。当管脚1和管脚2之间的电流消失时，管脚4和管脚6由导通状态变为断开状态。
30.本光控模块壳广泛应用于不同行业各种领域，如调温、调光、励磁、电镀、电解、电
焊、等离子拉弧、蓄电池充放电、交流电机软起动、直流电机调速、逆变放电等电源装置。本模块还可通过模块控制端口与外置的多功能控制板连接，实现稳流稳压等闭环控制。
31.本模块的主要技术参数如下表：
32.参数符号单位数值备注断态重复峰值电压v
drm
v1600 反向电压v
r
v1600 正向电压v
f
v0.75 正向平均电流i
f
ma90 反向漏电流i
r
μa20 通态峰值电压v
tm
v1.2 led触发电流i
ft
ma6 断态电压临界上升率dv/dtv/μs1200 通态浪涌电流i
tsm
a1000 绝缘电压v
iso
v＞2500 维持电流i
h
μa30 工作温度ta℃
‑
40—+125 33.另外，在实施例1的基础上所述底壳1为上下开口的结构，所述底壳1的下口的左端设有一块托板11，托板11与所述插件3下端固定连接，所述底壳1的右侧内壁上设有凸起的第一卡勾12，所述上盖2的左端设有插槽21，插槽21内设有与所述插件3上端插接配合的插孔22，所述上盖2的右端对应设有与第一卡勾12卡扣配合的第二卡勾26，底壳和上盖拆装和安装方便，采用进口高级导热绝缘封装材料，绝缘、防潮性能优良。所述底壳1的底面设有用于安装导热底板6的镶嵌槽13，所述镶嵌槽13的深度小于导热底板6的厚度，使导热底板6安装在散热板上时接触面积大，散热快。所述底壳1左右两侧外壁底部向外侧延伸有固定板14，固定板14上开设有第一固定孔15，所述固定板14的两端与底壳1的外壁之间均设有加强筋16，所述镶嵌槽13的两端延伸至固定板14的底面并与第一固定孔15的下端连通，提高了导热底板的散热面积，所述导热底板6上设有与第一固定孔15对齐的第二固定孔61，第二固定孔61和第一固定孔15的直径相等，所述第二固定孔61和第一固定孔15内一同过盈配合连接有衬套17，底壳和导热底板之间的固定更加牢靠，可以通过螺钉调整底壳和导热底板之间的压紧力，提高绝缘和防潮性能。所述上盖2上侧表面设有接线柱安装孔23和电极片过孔24，所述接线柱安装孔23内嵌有螺母25，所述接线柱4包括与所述螺母25螺纹连接的螺栓41以及螺栓41上套有的弹簧垫圈42和平垫圈43，所述电极片7上端穿过电极片过孔24并折弯后通过螺栓41进行固定，所述电极片7上端位于螺母25与平垫圈43之间。
34.虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。