CN103973133A - 一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，所述高频功率变压器导体座体一面中心设环形槽，槽中点处设有一座体中柱和一座体窗口，导体基板中心处设有与座体结构适配的基板中柱和基板窗口。磁芯放入座体凹槽，合上导体基板构成变压器。次级整流组件由两组阴极安装在整流基板的两面，阳极接整流二极管组阳极连接板的整流二极管构成。两块整流二极管组阳极连接板分别接变压器座体中柱和基板中柱，整流组件基板和变压器座体就构成高频工业电源的正极和负极。本发明结构简单，安装方便，输出功率可根据需要调整。

Description

一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构

技术领域

本发明涉及变压器整流技术领域，具体涉及应用于低压大电流高频工业电源的一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构。

背景技术

随着低压大电流高频工业电源在工业的应用越来越多，对高频工业电源模块化设计，电源的功率密度，电源的可靠性要求越来越高。如果电源结构设计不当的话，生产周期长，成本高，运行时有可能因为温度过高、电磁干扰等造成故障。因此，电源结构设计的好坏直接影响到产品的竞争力。

工业应用电源，其变压器整流电路结构有桥式整流电路，全波整流电路，半波整流电路。目前，低压大电流高频开关电源副边整流电路大多采用全波整流电路，但由于全波整流电路需要两个副边绕组，每个副边绕组的整流二极管由若干个二极管组成。当副边电流超过上千安培时，要构成两个副边绕组及整流电路，其结构复杂、工艺要求高、难度大，设计不好会造成变压器发热，整流二极管分流不均匀、杂散电感大，容易造成器件损坏，使整机可靠性下降。同时根据不同的电源要求，需设计出不同的电源结构。本发明针对这个问题，设计了这一全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，即本发明的目的是公开一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构。

本发明为解决上述问题，所采用的技术方案如下：

一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，所述高频功率变压器包括变压器环形磁芯、变压器原边绕组、座体和基板；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀环绕于环形变压器磁芯上构成，绕有原边绕组的环形磁芯放置于座体的环形凹槽内；基板上设有的基板中柱穿过环形变压器磁芯及座体中开有的座体窗口，座体中设有的座体中柱穿过环形变压器磁芯及基板上设有的基板窗口；基板中柱与座体中柱构成变压器副边的两个绕组，座体与基板电连接构成副边绕组的中间抽头。

所述次级整流组件包括整流二极管、导电及导热材料构成的整流基板和两块整流二极管组阳极连接板；所述整流二极管分成两组分别安装在整流基板的正反面，所有整流二极管的阴极连接接所述整流基板，毎组整流二极管的阳极分别各自接一块整流二极管组阳极连接板，两块整流二极管组阳极连接板分别接到高频功率变压器的两个副边绕组上；所述整流基板构成高频工业电源的正极，变压器座体构成高频工业电源的负极。

进一步地，所述座体为长方体导体材料，长方体一面中心位置具有所述环形凹槽，所述环形凹槽的中间部分作为所述座体中柱，该座体中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至长方体的另一面，并在该另一面形成所述座体窗口；所述环形凹槽大小恰能放进所述绕有原边绕组的环形磁芯；所述基板为一导电材料，基板的一面中心连接有基板中柱，该基板中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至基板的另一面，并在该另一面形成所述基板窗口，基板中柱与座体中柱的半径相等。

进一步地，所述绕有原边绕组的环形磁芯放置于座体的环形凹槽内，基板中柱穿过座体底部的座体窗口，座体中柱穿过基板上的基板窗口，基板与座体之间电连接，但基板中柱与座体窗口之间、座体中柱与基板窗口之间没有电连接。

进一步地，整流二极管分成两组分别安装在整流基板的两面（正反两面）时，两边二极管数应相等且对称，可以根据输出电流等级分配整流二极管总数目。

进一步地，两块整流二极管组阳极连接板通过连接块分别与变压器基板中柱和座体中柱连接。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

本发明中的高频功率变压器采用整块导电材料构成变压器副边绕组，其导电面积比铜排或导线导电截面积大得多，这一结构可以大大提高变压器散热效果，实现大电流输出极为简单，特别适合大功率场合。

本发明中的整流模块输出为低电压、大电流，这种水冷高频功率变压器及整流组件模块化结构通过整流二极管的合理分配有利于整流二极管的分流。

本发明的一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构可按输出功率的差异把变压器分为不同功率等级，按输出电流的差异把整流组件分为不同电流等级，可根据要求的输出功率、输出电流选取不同功率等级的变压器及不同电流等级的整流组件组合成所需的高频工业电源。

本发明的一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构是一种模块化的一体设计，整流模块基板构成输出直流的正极，高频功率变压器座体构成输出直流的负极，有利于实际运用的方便连接。

本发明的一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构的设计方式不仅在工业应用方面方便，而且减少变压器发热、整流二极管均流以及抗电磁干扰方面有很好的效果。

附图说明

图1a为高频功率变压器结构示意图；

图1b为高频功率变压器座体结构示意图；

图1c为高频功率变压器基板结构示意图；

图1d为高频功率变压器带原边绕组的环形磁芯示意图；

图2为整流组件结构示意图；

图3为高频功率变压器及次级整流模块结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施，对本发明作进一步的详细叙述，但本发明的实施和保护不限于此。

如图1a所示，高频功率变压器结构，其包括座体1、环形凹槽2、座体中柱3、座体窗口4、基板5、基板中柱6、基板窗口7、变压器环形磁芯8、变压器原边绕组9。所述变压器原边绕组9由多股漆包线均匀环绕于环形变压器磁芯8上构成，绕好了原边绕组的环形磁芯放置于座体的凹槽2内；基板中柱5穿过磁芯7及座体窗口3，座体中柱2穿过磁芯7及基板窗口6；基板中柱6与座体中柱3构成变压器副边的两个绕组，座体1与基板5电连接构成副边绕组的中间抽头。

如图1b所示，所述座体1为一导体材料，以一面中心为中点，挖一环形凹槽2，该槽大小恰能放进绕好了原边绕组9的环形磁芯8，槽内为与座体1相连的座体中柱3，并在座体中柱与座体底部相连处开一座体窗口4。

如图1c所示，所述基板5为一导电材料，在其一面上有一基板中柱6，基板中柱与基板电连接，并在基板上基板中柱边开一基板窗口7。

如图1a~1d所示，所述基板中柱6穿过座体窗口3够成变压器副边的一个绕组，所述座体中柱2穿过基板窗口7构成变压器副边的另一个绕组，座体1与基板5电连接构成变压器副边绕组的中间抽头，但基板中柱6与座体窗口4之间、座体中柱3与基板窗口7之间没有电连接。

如图2所示，整流组件包括所需整流二极管（13、14），导电及导热材料构成的整流基板10，整流二极管组阳极连接板（11、12）。所述整流二极管（13、14）分成两组，每组整流二极管的阴极接整流基板10，毎组整流二极管的阳极分别接整流二极管组阳极连接板（11、12），两块整流二极管组阳极连接板（11、12）分别接高频功率变压器的两个副边绕组。所述整流基板10就构成了高频开关电源的正极，变压器的座体1构成了高频开关电源的负极。

如图3所示，一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，两块整流二极管组阳极连接板11、12通过连接块15分别与变压器基板中柱6和座体中柱3连接。高频功率变压器座体1与整流模块结构的整流基板10、两块整流二极管组阳极连接板11、12通过绝缘板16隔开。

所述整流组件输出为低电压、大电流，这种水冷高频功率变压器及整流组件模块化结构通过整流二极管的合理分配有利于整流二极管的分流，减少变压器发热。

所述一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构包含变压器模块及整流模块。变压器分为不同功率等级，整流组件按输出电流的差异分为不同电流等级，可根据要求的输出功率、输出电流选取不同功率等级的变压器及不同电流等级的整流组件组合成所需的高频工业电源。

所述一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构是一种模块化的一体设计，整流模块基板构成输出直流的正极，高频功率变压器座体构成输出直流的负极，有利于实际运用的方便连接。

所述一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构的设计方式不仅在工业应用方面方便，而且减少变压器发热、整流二极管均流以及抗电磁干扰方面有很好的效果。

Claims (5)

1.一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，其特征在于包括高频功率变压器及次级整流组件，所述高频功率变压器包括变压器环形磁芯、变压器原边绕组、座体和基板；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀环绕于环形变压器磁芯上构成，绕有原边绕组的环形磁芯放置于座体的环形凹槽内；基板上设有的基板中柱穿过环形变压器磁芯及座体中开有的座体窗口，座体中设有的座体中柱穿过环形变压器磁芯及基板上设有的基板窗口；基板中柱与座体中柱构成变压器副边的两个绕组，座体与基板电连接构成副边绕组的中间抽头；

所述次级整流组件包括整流二极管、导电及导热材料构成的整流基板和两块整流二极管组阳极连接板；所述整流二极管分成两组分别安装在整流基板的正反面，所有整流二极管的阴极连接接所述整流基板，毎组整流二极管的阳极分别各自接一块整流二极管组阳极连接板，两块整流二极管组阳极连接板分别接到高频功率变压器的两个副边绕组上；所述整流基板构成高频工业电源的正极，变压器座体构成高频工业电源的负极。

2.根据权利要求1所述的一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，其特征在于：所述座体为长方体导体材料，长方体一面中心位置具有所述环形凹槽，所述环形凹槽的中间部分作为所述座体中柱，该座体中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至长方体的另一面，并在该另一面形成所述座体窗口；所述环形凹槽大小恰能放进所述绕有原边绕组的环形磁芯；所述基板为一导电材料，基板的一面中心连接有基板中柱，该基板中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至基板的另一面，并在该另一面形成所述基板窗口，基板中柱与座体中柱的半径相等。

3.根据权利要求1所述的一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，其特征在于：所述绕有原边绕组的环形磁芯放置于座体的环形凹槽内，基板中柱穿过座体底部的座体窗口，座体中柱穿过基板上的基板窗口，基板与座体之间电连接，但基板中柱与座体窗口之间、座体中柱与基板窗口之间没有电连接。

4.根据权利要求1所述的一种全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，其特征在于：所述整流二极管分成两组分别安装在整流基板的正反两面时，两边二极管数应相等且对称。

5.根据权利要求1所述的全水冷高频功率变压器及次级整流模块结构，其特征在于：所述两块整流二极管组阳极连接板中，一块通过一连接块与变压器基板中柱连接，另一块通过另一连接块与座体中柱连接。