照明电子电源系统及系统集成

照明电子电源系统集成是电子电力发展的重要组成部分，本文通过阐述电力电子模块集成模块工艺流程并以575WMH灯照明电子电源系统及系统集成作为案例进行详细分析，以探究照明电子电源系统集成及软开关DC-DC变换器相关性能。

【关键词】DC-DC变换器 电子电源 系统集成

1 电力电子模块集成模块工艺流程概述

电子产品是当今是社会生活与生产过程中不可缺少的组成部分，在我们生活中随处可见，是工业时代以及信息化时代的重要标志之一，而集成技术则是电力电子技术发展的主流趋势。然而，影响到集成技术发展或产品集成效果的主要因素在于组装工艺技术的水平。当前，电力电子模块集成模块工艺流程主要有以下几个环节：基板制造——SMT工艺——超声波清洗——中间测试——封装——外观处理——最终测试、出厂。此外，随着环保理念的深入，企业在产品制造过程中应树立环保意识，做好产品的去污与节能处理，如此不仅可以提升企业的口碑而且是可持续化发展的必经之路。

1.1 基板制造

基板制造是产品生产的首要环节与前提，为保障产品的质量要求基板必须具备良好的导热性、良好的电流传导性等性能。基板的制造过程包括绝缘层处理、阻焊层、焊接层处理、印刷相应文字等，与PCB板的制造较为类似。

1.1.1 基板

基板广泛运用于各类电子产品生产之中，其制造材料在科技发展的推动之下不断改良，产品性能不断提升。据不完全统计，当今世界范围内每年生产的基板数量达到了3亿平方米之多。

1.1.2 铝基板

铝基板是电子类产品基板中常见的类别之一，其厚度基于1毫米置3毫米之间。运用铝基板具有散热性优越而且无需加装散热器、缩减了产品体积、高绝缘性、高机械性等优势，不仅提升产品质量而且降低了生产成本，使之成为受到了极大欢迎，被广泛运用。

1.1.3 阻焊層

阻焊层指的是在基板上增加一层油墨，以避免在焊锡过程中粘连到无需焊锡的部位，保障基板其他部分的性能，同时还能起到抗氧化的作用以及美化基板的功效，在一定程度上起到了提升产品整体性能的作用。油墨的颜色根据需要可自行选择，无强制规定，目前主要有红色和绿色。例如，回流焊就是基于阻焊层而施工的。

1.1.4 焊锡层

焊锡层顾名思义即在电路板上焊接点或过孔处焊接一层锡以起到保护作用，在焊锡层过程中要注意下以下方面：良好的导热性、高散热性要、利于检查等，以方便后续施工。

1.1.5 基板清洗

保持基板的清洁是进行产品组装以确保产品质量的前提，在该环节中主要在于清洗掉基板上的各类与产品质量无关的残留物，以为后期的组装提供良好的施工环境，保障元器件粘接的牢固度等。

1.2 SMT工艺

SMT工艺广泛运用于电子电路组装而且经过技术的提升与改良，使之成为了电子电路组装中的主流技术，主要在于将各类元器件安装到基板上。SMT工经过多年发展之后日益成熟，具有以下特点：其一，体积下且组装密度高，降低了产品的重以及成本。SMD/SMC器件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%-60%，重量减轻60%-80%，降低成本达30%-50% 其二，自动化率较高；其三，具有高抗振性，减少了焊点的缺陷；其四，减少了焊点的分布电容与电磁干扰。运用SMT工艺的基本流程包括以下几点：准备所需的元器件——涂覆基板焊膏——贴装元器件——热固化处理——回流焊焊接。

1.3 超声波清洗

产品在焊接过程中会留下焊接点以及残留其他化学物质，为保证产品质量必须要进行清洗，当前主要采用的工艺是超声波清洗。超声波清洗的运作是基于超声空化效应，在清洗过程中起到了机械搅拌和洗涤的功效。首先，超声波清洗在对产品进行清洗时经换能器的运作而制造出强力的机械震荡；其次，清洗液体在强大的震荡过程中会释放出大量的微小气泡而且气泡在震荡中再次内爆裂，进而产生了大量的气压冲击着产品各个部分。在气泡强力的冲击之下，产品上的残留物逐渐脱离，起到了彻底清洗的作用。运用清洗工艺，需要遵循以下几个流程：预漂洗——冲洗——漂洗——最终漂洗——干燥。

1.4 中间测试

产品在焊接与清洗过程中，因操作不当或过度加工等因素的影响，其性能可能会受到不同程度上的损害，甚至完全失效。因此，应根据产品的性能设定相应的检测参数标准，以检测产品是否存在故障，避免进入到后续加工流程之中。

1.5 封装

模块封装是将产品所有部件整体打包的过程，是产品成型进入出厂状态的重要环节。目前，主要的封装工艺有以下几类：互连、环氧树脂包封、气密封装的封盖等，根据产品的性能合理选择。

1.6 外观处理

产品经过前期的处理之后需要进行外观处理，包括电级清洗与基板打磨。前者在于清理掉多余的胶体，后者在于抛光极板的下表面。

1.7 最终测试、出厂

加工成型后的产品需要经过性能测试，以检测是否符合技术标准以及是否具备可靠性，检测合格后方可出厂。

2 575WMH灯照明电子电源系统及系统集成

2.1 简介

照明系统集成是当今电力电子研究和发展的重要内容之一，其研发的目的在于建立行业生产标准以及促进电力电子产品自动化的发展。一方面，规范行业生产，建立标准化的产品，利于与其他上下游产品的兼容；另一方面，通过自动化设计以不断提升生产效率，降低企业成[2]。目前，我国某工业大学已经研发才了575W的MH灯照明电子电源系统集成，对我国电力电子产品的发展起到巨大促进作用。该产品主要参数如下：

额定功率：575W 额定电压：90V

额定电流：6.4A 触发电压：max.20kV

2.2 DC一DC变换器研究

DC一Dc变换器的一般结构如图1所示。Dc一Dc变换器完成的功能：直流电幅值变换，直流电极性变换。同时，该产品的DC-DC变换器拓扑为BUCK电路。

BUCK变换器恒功率控制模式中，电路采用电流环做为内环，功率环作为外环的双环控制策略。乘法器M有两路输入信号：x，y。变换器输出电流采样网络对电感电流iL采样得到X;输出电压采用网络对输出电压Vo采样得到Y，乘法器输出端Vp=xy。VP与功率给定值Vref2（即功率基准信号）在误差放大器中进行比较得到误差信号ue。输入端对开关管电流iT采样做为基准信号Vref1，ue通过补偿网络1后，与Vrefl比较后再次得到误差信号uC，uC通过补偿网络2后，通过PWM调制产生PWM脉冲控制开关管的通断。

参考文献

[1]赵成勇，李路遥.新型模块化高压大功率DC-DC变换器[J].电力系统自动化,2014， 38(04):72-78.

[2]郑晟，蔡卓剑.适用于IGBT串联系统集成的驱动电路[J].浙江大学学报(工学版),2013,47(12):2094-2100.

作者单位

武昌理工学院信息工程学院 湖北省武汉市 430223