Као основни уређај за постизање ефикасне конверзије снаге, процес обликовања прекидачког напајања директно утиче на структурну прецизност производа, ефикасност управљања топлотом, поузданост електричне изолације и конзистентност у масовној производњи. Процес обликовања обухвата не само обраду и монтажу механичких структурних компоненти, већ и израду штампаних плоча (ПЦБ), паковање магнетних компоненти, формирање структуре за расипање топлоте и целокупну интеграцију. Мора се постићи систематска равнотежа између својстава материјала, прецизности обраде и прилагодљивости процеса како би се испунили строги захтеви савремене електронске опреме за минијатуризацију напајања, велику густину снаге и високу поузданост.
Преливање металних конструкцијских компоненти је основа за производњу кућишта прекидача напајања и хладњака. Обично коришћени материјали укључују хладно-ваљане челичне лимове, поцинковане челичне лимове, профиле од легура алуминијума и алуминијум ливени под притиском{2}. Метода обраде зависи од сложености конструкције и захтева за прецизношћу. Штанцање је погодно за масовну производњу правилно обликованих делова, ефикасно формирајући бочне зидове кућишта, монтажне плоче и ребра хладњака, истовремено осигуравајући толеранције димензија и тачност положаја кроз калупе. Процеси савијања и заваривања се користе за конструисање тродимензионалних рамова и компоненти за спајање, што захтева контролу зоне{7}}захваћене топлотом како би се спречиле деформације и локализовано слабљење. Ливење под притиском је посебно погодно за сложене неправилне облике и структуре са танким-зидовима, омогућавајући прецизна ребра и монтажне избочине у једном процесу формирања, повећавајући површину одвођења топлоте и механичку чврстоћу. Међутим, поставља изузетно високе захтеве за дизајн калупа и процесе ливења, захтевајући прецизну контролу порозности и дефеката скупљања. Процеси површинске обраде као што су електростатичко прскање, елоксирање или електрофоретски премаз не само да побољшавају отпорност на корозију, већ и побољшавају изглед и перформансе изолације.
Израда ПЦБ-а је кључна за формирање прекидачких кола за напајање. ФР-4 или алуминијумске подлоге високе топлотне проводљивости се обично користе. Први нуди одличну електричну изолацију и умерену цену, док други такође обезбеђује дисипацију топлоте, што га чини погодним за дизајне са великом густином снаге. Пренос узорка користи фотолитографију и процесе гравирања да би се формирале прецизне проводне линије, са ширином линија и размаком потребним да би се испунили захтеви за носивост струје и високе{6}}напонске изолације. Вишеслојно слагање плоча и слепо/сахрањено путем процеса може постићи ожичење велике-густине и одличну заштиту унутар ограниченог простора, али је неопходно контролисати тачност поравнања ламинације и уједначеност дебљине диелектрика како би се спречило неслагање импедансе и преслушавање. Процеси површинске обраде као што су злато потапањем, калајисање или ОСП (лемљење органским флуксом) утичу на поузданост лемљења и отпорност на оксидацију, и треба их одабрати у складу са окружењем и процесом монтаже. За путеве велике струје, дебљи бакарни или уграђени бакарни блокови могу се користити за смањење губитака у линији и пораста температуре.
Процес обликовања магнетних компоненти одређује перформансе и конзистентност трансформатора и индуктора. Материјал оквира је углавном инжењерска пластика отпорна-на високе температуре или бакелит, која захтева добру стабилност димензија и чврстоћу изолације; магнетно језгро је углавном направљено од ферита, језгра од легуре у праху или нанокристала, а методе обликовања укључују сечење, млевење и тороидно намотавање. Процеси намотавања се деле на ручно и потпуно аутоматизовано намотавање. Први је флексибилан и погодан за узорке и мале серије, док други може осигурати конзистентност окрета, напетости и ожичења у масовној производњи, смањујући дистрибуирани капацитет и индуктивност цурења. Вакуумска импрегнација и процеси заливања епоксидом могу поправити намотаје, побољшати механичку чврстоћу и отпорност на влагу, али се пажња мора посветити усклађивању скупљања очвршћавања и термичког ширења како би се избегло оштећење магнетног језгра или електрода под стресом.
Обликовање структуре за расипање топлоте мора узети у обзир и пут проводљивости топлоте и аеродинамичке карактеристике. Алуминијумски профили за екструзију се формирају у континуалне структуре пераја екструзијом; овај процес је зрео и јефтин-погодан за обичне дизајне пераја. Глодање и ЦНЦ прецизна обрада могу да реализују сложене закривљене површине и неправилне канале протока, оптимизујући дистрибуцију протока ваздуха и ефикасност размене топлоте. Поступци сечења зуба-могу повећати ефективну површину расипање топлоте у ограниченом простору и често се користе у производњи хладњака за изворе напајања велике -снаге-густине. Облагање и пресовање топлотно проводљивих материјала за интерфејс (ТИМ) су такође део процеса обликовања; Уједначеност дебљине и приањање на интерфејсу морају се контролисати да би се смањио контактни топлотни отпор.
Интегрисано обликовање укључује монтажу модула и заштиту заливања. Склоп модула треба да обезбеди равност уређаја за напајање и хладњака, као и равномеран момент затезања како би се спречио прекомерни локални топлотни отпор. Епоксидне-отпорне епоксидне смоле или полиуретани су обично коришћени материјали за заливање, који поседују одличну електричну изолацију, отпорност на влагу и механичка својства амортизације. Процес заливања захтева вакуум дегазацију и градијентно сушење да би се избегле шупљине и пукотине. За спољне или индустријске примене које захтевају ИП заштиту, процес обликовања такође треба да интегрише заптивне траке, водоотпорне и прозрачне вентиле и анти-премазе против корозије да би се одупрли влази, прашини и корозији од сланог спреја.
Контрола квалитета је интегрисана током процеса ливења, укључујући инспекцију улазних сировина, праћење параметара процеса (као што су тонажа штанцања, струја заваривања, профил температуре лемљења повратним током и вакуум заливања), и тестирање димензија и перформанси готовог производа. Статистичка контрола процеса (СПЦ) и анализа начина рада и ефеката отказа (ФМЕА) могу унапред идентификовати одступања процеса и потенцијалне ризике, обезбеђујући конзистентност и поузданост серијских производа.
Све у свему, преклопно обликовање напајања је свеобухватна технологија која интегрише науку о материјалима, машинску обраду, управљање топлотом и електронску производњу. Само придржавањем принципа прецизности, стандардизације и поновљивости у процесу обликовања структурних компоненти, ПЦБ-а, магнетних компоненти и система за дисипацију топлоте можемо обезбедити чврсту физичку основу за високе перформансе, дуг животни век и високу поузданост прекидачких извора напајања и подржати њихову широку примену у областима као што су комуникације, индустрија, нова електронска енергија, и велика потрошња{1}.
