CN206364688U - 一种大功率高频充电电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率高频充电电源，具有：机箱；机箱的前部为前方面板，机箱的后部为后板，前方面板上设有进风口，后板上设有出风口；第二隔板，设置在机箱内，将机箱内空间分隔为两个部分，其中第一部分设有控制保护板，第二部分设有两个第一隔板，两个第一隔板在第二部分中分隔出第三部分，第三部分设有变压整流滤波器；还具有交流整流滤波部分和变压整流滤波器，交流整流滤波部分安装在机箱的侧板与一个第一隔板之间的空间内；变压整流滤波器安装在前方面板与另一个第一隔板之间的空间内，提高散热和电磁兼容性。

Description

一种大功率高频充电电源

技术领域

本实用新型属于高频充电电源技术领域，尤其涉及一种大功率高频充电电源。

背景技术

大功率高频充电电源广泛运用于脉冲功率电子--雷达、加速器、安全检测、探伤机、医用检测、医用治疗、辐照、激光、环保、高能武器等众多领域。其结构是决定大功率高频充电电源性能的重要组成部分，特别在高电压、高频、高功率密度、高可靠性及高稳定度的要求下，对电源结构设计提出了更苛刻的要求。

高频充电电源应用广泛，在加速器行业中高频充电电源给加速管提供主要能量，是加速器重要组成部分。加速器常用的高频充电电源主要由交流整流滤波、功率变换、变压整流滤波器和控制与保护等部分组成，其主要指标为：开关频率为数十千赫兹，功率一般在几千瓦到几十千瓦，输出电压从几千伏至几十千伏不等。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术至少存在以下问题：由于高频充电电源有多个部分，因频率高、电压高、功率密度大，在电源结构设计时，应着妥善处理好电源的电磁兼容性和热设计等突出问题。目前高频电源的结构方式多样化，没有可借鉴固定的结构，大多数结构都是将电路连接和散热方式放在底板上进行平铺分布，这种常规的结构存在风道混乱，散热效率不高，同时电源内部之间的电磁兼容性不好等情况，因此大大影响了高频充电电源的可靠性。随着技术的发展，高频充电电源功率在不断的提高，并要求体积还在不断缩小，这会造成内部器件越来越近，功率密度越来越大，这使电源内部的电磁兼容性和散热问题更加严苛。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高散热和电磁兼容性的大功率高频充电电源。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种大功率高频充电电源，具有：

机箱；所述机箱的前部为前方面板，机箱的后部为后板，所述前方面板上设有进风口，所述后板上设有出风口；

第二隔板，设置在所述机箱内，将机箱内空间分隔为两个部分，其中第一部分设有控制保护板，第二部分设有两个第一隔板，所述两个第一隔板在第二部分中分隔出第三部分，所述第三部分设有变压整流滤波器；

还具有交流整流滤波部分和变压整流滤波器，所述交流整流滤波部分安装在机箱的侧板与一个第一隔板之间的空间内；所述变压整流滤波器安装在所述前方面板与另一个第一隔板之间的空间内。

所述前方面板上设有两个进风口。

所述第一隔板上设有风机，所述风机正对变压整流滤波器。

所述控制保护板固定在所述第二隔板上。

两个第一隔板形成“L”形，接触器、短路器、电感和整流桥安装在所述第一隔板与机箱的侧板之间的空间内；机箱后板的电源输入端子设置在所述第一隔板与机箱的侧板之间的空间内。

功率变换组件中的IGBT固定在散热器上，驱动板直接与IGBT相连，电容、谐振电感与IGBT间采用直流输出母排连接。

所述第一隔板和第二隔板为金属材质。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，

1.内部隔板有利电源高功率部分风道的形成，提高电源的整体散热性，温升在40℃以内；

2.隔板为金属薄板，将电源内部分割为交流整流滤波部分、功率变换组件、变压整流滤波器和控制保护板，有效地解决了电源内部电磁兼容性问题，可在强脉冲环境内正常、可靠运行；

3.该结构进风口处有防尘网，只将功率器件置于风道内，防尘要求较高的部分隔板起了有效防尘隔离，提高了电源的防尘性；

4.隔板固定在电源安装底板上，有效的提高了电源安装底板以及电源本身的强度，能经受住X级震动、冲击试验；

5.机箱标准化尺寸设计，隔板采用金属板制作，由螺钉连接而成，结构简单，适合单件或批量生产。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的大功率高频充电电源的结构示意图；

图2为图1的大功率高频充电电源的分解结构示意图；

上述图中的标记均为：1、机箱，2、功率变换组件，3、交流整流滤波部分，4、变压整流滤波器，5、后板，6、第二隔板，7、控制保护板，8、第一隔板，9、前方面板，10、短路器，11、电源输入端子，12、接触器，13、电感，14、整流桥，15、直流输出母排，16、电容，17、谐振电感，18、散热器，19、驱动板，20、IGBT。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1，一种大功率高频充电电源，具有：

机箱；机箱的前部为前方面板，机箱的后部为后板，前方面板上设有进风口，后板上设有出风口；

第二隔板，设置在机箱内，将机箱内空间分隔为两个部分，其中第一部分设有控制保护板，第二部分设有两个第一隔板，两个第一隔板在第二部分中分隔出第三部分，第三部分设有变压整流滤波器；

还具有交流整流滤波部分和变压整流滤波器，交流整流滤波部分安装在机箱的侧板与一个第一隔板之间的空间内；变压整流滤波器安装在前方面板与另一个第一隔板之间的空间内。

前方面板上设有两个进风口。

第一隔板上设有风机，风机正对变压整流滤波器。

控制保护板固定在第二隔板上。

两个第一隔板形成“L”形，接触器、短路器、电感和整流桥安装在第一隔板与机箱的侧板之间的空间内；机箱后板的电源输入端子设置在第一隔板与机箱的侧板之间的空间内。

功率变换组件中的IGBT固定在散热器上，驱动板直接与IGBT相连，电容、谐振电感与IGBT间采用直流输出母排连接。

第一隔板和第二隔板为金属材质。

面板上有两个风机进风口，后板上有出风孔。机箱内的第一隔板和第二隔板将电源内部分割成为交流整流滤波部分、功率变换组件、变压整流滤波器和控制保护板等四个区域。交流整流滤波部分在第一隔板左边外侧，第一隔板的另一侧内安装两个风机，两个风机正对变压器，第一隔板围绕着变压器固定，与第二隔板形成变压器散热风道；放置在机箱前方面板上的两个风机正对IGBT散热器和谐振电感；控制保护板固定在第二隔板上，第二隔板将其与散热风道隔开，以满足控制保护板的防尘要求；机箱内的第一隔板和第二隔板固定在机箱底板上，以提高机箱的整体强度，同时隔离器件之间的干扰，从而提高电源的电磁兼容性。

如图1、图2所示，第一隔板为“L”形，交流整流滤波部分放在第一隔板左边外侧，接触器、短路器、电感和整流桥安装在第一隔板与机箱侧板之间的空间内，机箱后板对应此处位置为电源输入端子，这样电源输入后直接到交流整流滤波部分上，接线方便。考虑到整流桥有一定的发热量，安装时应将安装面均匀涂抹上导热硅脂，以便将整流桥的热量更好传导至第一隔板上。

如图1、图2所示，该电源结构整体风道是通用安装在面板的风机进风，从机箱后板出风口出风，设计时尽量将风道设计成直线，进风口位置安装防尘网。高频充电电源中变压器和功率变换组件发热量较大，将其置于风道中心。第一隔板和第二隔板围绕变压器安装，在第一隔板对应变压器位置安装两个风机对变压器散热，第一隔板和第二隔板相连，并与变压器保持一定的距离，以形成独立的变压器散热风道。

如图1、图2所示，功率变换组件中的IGBT固定在散热器上，驱动板直接与IGBT相连，电容、谐振电感与IGBT间采用直流输出母排连接，IGBT与散热器固定时应在安装面均匀涂抹导热硅脂，以提高IGBT与散热器间的导热。组件固定在机箱底板上，设计时需将IGBT、散热器和谐振电感正对面板风机，以获得最佳散热效果。

如图所示，第二隔板与风道平行设计，与机箱的底板和第一隔板固定，控制保护板固定在第二隔板上，第一隔板将控制保护板与风道隔离，更好地达到控制保护板的防尘要求。另外控制保护板容易受到其他部分的干扰，第二隔板能有效对电磁干扰进行隔离。同时增加了机箱底板的结构强度。机箱的面板有操作和指示按钮以及防尘网，后板有电源输入端子和控制连接器。

第一隔板、第二隔板和机箱采用金属材料，以保证结构有足够的强度，同时金属材料能有效防止相互干扰，提高电磁兼容性。机箱、第一隔板、第二隔板由螺钉连接而成，结构简单，适合单件或批量生产；该电源各部分可以采用独立装配，各功能区域用线束连接，装配简单、可靠。

机箱采用为面板高度为44.45mm进制，宽度为482.6系列的标准尺寸，以便结构有最大的通用性和互换性。

采用上述的结构后，如有如下效果：

1.内部隔板有利电源高功率部分风道的形成，提高电源的整体散热性，温升在40℃以内；

2.隔板为金属薄板，将电源内部分割为交流整流滤波部分、功率变换组件、变压整流滤波器和控制保护板，有效地解决了电源内部电磁兼容性问题，可在强脉冲环境内正常、可靠运行；

3.该结构进风口处有防尘网，只将功率器件置于风道内，防尘要求较高的部分隔板起了有效防尘隔离，提高了电源的防尘性；

4.隔板固定在电源安装底板上，有效的提高了电源安装底板以及电源本身的强度，能经受住X级震动、冲击试验；

5.机箱标准化尺寸设计，隔板采用金属板制作，由螺钉连接而成，结构简单，适合单件或批量生产。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大功率高频充电电源，其特征在于，具有：

机箱；所述机箱的前部为前方面板，机箱的后部为后板，所述前方面板上设有进风口，所述后板上设有出风口；

第二隔板，设置在所述机箱内，将机箱内空间分隔为两个部分，其中第一部分设有控制保护板，第二部分设有两个第一隔板，所述两个第一隔板在第二部分中分隔出第三部分，所述第三部分设有变压整流滤波器；

还具有交流整流滤波部分和变压整流滤波器，所述交流整流滤波部分安装在机箱的侧板与一个第一隔板之间的空间内；所述变压整流滤波器安装在所述前方面板与另一个第一隔板之间的空间内。

2.如权利要求1所述的大功率高频充电电源，其特征在于，所述前方面板上设有两个进风口。

3.如权利要求2所述的大功率高频充电电源，其特征在于，所述第一隔板上设有风机，所述风机正对变压整流滤波器。

4.如权利要求3所述的大功率高频充电电源，其特征在于，所述控制保护板固定在所述第二隔板上。

5.如权利要求4所述的大功率高频充电电源，其特征在于，两个第一隔板形成“L”形，接触器、短路器、电感和整流桥安装在所述第一隔板与机箱的侧板之间的空间内；机箱后板的电源输入端子设置在所述第一隔板与机箱的侧板之间的空间内。

6.如权利要求5所述的大功率高频充电电源，其特征在于，功率变换组件中的IGBT固定在散热器上，驱动板直接与IGBT相连，电容、谐振电感与IGBT间采用直流输出母排连接。

7.如权利要求6所述的大功率高频充电电源，其特征在于，所述第一隔板和第二隔板为金属材质。