CN207083019U - 一种新型液冷dc/dc电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型液冷DC/DC电源，包括两个电源模块以及辅助电源，电源模块包括输入滤波电路、主功率电路、变压器、整流电路、输出滤波电路以及驱动控制电路，电网电压依次经过输入滤波电路、主动率电路、变压器、整流电路、输出滤波电路连接负载。驱动控制电路采集输出的电压、电流信号，实现对主功率电路的驱动控制；本实用新型还可以设置有通信显示电路，实现对电源电压电流显示和状态上报；辅助电源为驱动控制电路和通信显示电路提供工作电压。本实用新型提供的新型液冷DC/DC电源，采用模块化设计，两路隔离直流输出，互不干扰；采用液冷散热方式，电源的可靠性高、效率高且成本低，适用于低压大电流的应用场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，具体涉及一种新型液冷DC/DC电源。
背景技术
随着开关电源的发展，电源的输出功率越来越高，DC/DC电源用于整流电路之后，前级一般选择三相整流电路，因此高压输入的大功率DC/DC电源应用范围越来越广。整流电路的输出电压高，且输出电压随着电网波动，集成的高压模块电源的输出功率有限，即使采用并联均流技术，并联模块的数量有限，并联模块的均流程度一致性不好，而且整机效率低、成本高，不适用于低压大电流的应用场合。而且现有的电源一般不设置软件控制接口，不方便远程遥控电源开关机和实时监控电源的运行状态。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种新型液冷DC/DC电源，该电源效率高、可靠性高且成本低、适合于低压大电流应用场合。
为实现上述目的，本实用新型提供一种新型液冷DC/DC电源，包括机壳1以及设置于其内部的液冷板2、两个电源模块以及辅助电源，所述电源模块包括输入滤波电路、主功率电路、变压器T、整流电路、输出滤波电路以及驱动控制电路，所述主功率电路的输入端连接输入滤波电路的输出端，其输出端连接变压器T的原边；所述输入滤波电路输入端连接输入连接器；所述整流电路输入端连接变压T的副边，其输出端连接输出滤波电路输入端，输出滤波电路输出端连接输出连接器；所述驱动控制电路输入端分别连接辅助电源、输出滤波电路输出端，其输出端连接主功率电路；所述辅助电源输入端连接输入连接器；所述液冷板2在机壳1内部沿其长度方向水平设置，两个电源模块分别设置于液冷板2两侧。
作为本实用新型的进一步改进：
所述主功率电路包括开关管Q1、Q2、Q3以及Q4,所述开关管Q1、Q3的漏极相连，所述开关管Q2、Q4的源极相连，所述开关管Q1的源极连接开关管Q2的漏极，所述开关管Q3的源极连接开关管Q4的漏极；二极管D1的阴极连接开关管Q1、Q3的漏极之间的节点，二极管D2的阳极连接开关管Q2、Q4的源极之间的节点，二极管D2的阴极与D1的阳极相连；电感L1一端连接开关管Q3的源极与Q4的漏极之间的节点，其另一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点；电容C1一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点，其另一端连接变压器T原边绕组的同名端，变压器T原边绕组的异名端连接开关管Q1的源极、Q2的漏极之间的节点；所述整流电路包括二极管D3和D4；变压器T的副边绕组同名端连接二极管D3的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D4的阳极，二极管D3、D4的阴极经电感L2与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T的副边绕组中间抽头连接输出滤波电路的b输入端。
所述变压器T设置为两个，分别为变压器T1和T2，所述整流电路还包括二极管D5和D6；电容C1一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点，其另一端连接变压器T1和T2的原边绕组的同名端，变压器T1和T2的原边绕组的异名端连接开关管Q1的源极、Q2的漏极之间的节点；变压器T1的副边绕组同名端连接二极管D3的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D4的阳极，二极管D3、D4的阴极经电感L2与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T2的副边绕组同名端连接二极管D5的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D6的阳极，二极管D5、D6的阴极经电感L3与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T1和T2的副边绕组中间抽头连接输出滤波电路的b输入端。
还包括通信显示电路，所述通信显示电路输入端分别连接辅助电源、驱动控制电路的输出端，其输出端连接通信连接器。
还包括输入过欠压检测电路，所述输入过欠压检测电路输入端分别连接输入连接器、辅助电源的输出端，其输出端连接通信显示电路。
由以上技术方案可知，本实用新型提供了一种新型液冷DC/DC电源，该电源具有两路隔离直流输出，互不干扰，应用范围广，电源内部的两个电源模块均为模块化设计，采用分立器件方案，电源的效率高、可靠性高且成本低；该电源还包括通信显示电路，通信显示电路输入端分别连接辅助电源、驱动控制电路的输出端，其输出端连接通信连接器，可以进行外部通信，实现便捷的人机交互，便于对电源的开关机控制、电压电流显示和状态上报；该电源还包括输入过欠压检测电路，输入过欠压检测电路输入端连接输入连接器，输出端连接通信显示电路，以提高电源的稳定性；该电源内部两个电源模块分别固定在机壳内液冷板两侧，充分利用机壳内部空间进行散热设计。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
图2是本实用新型中电源模块的电路框图。
图3是本实用新型机壳内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
如图1所示，本实施例提供了一种新型液冷DC/DC电源，包括机壳1以及设置于其内部的液冷板2、两个完全相同的电源模块、输入过欠压检测电路、通信显示电路以及辅助电源，电源模块包括输入滤波电路、主功率电路、变压器T1和T2、整流电路、驱动控制电路、输出滤波电路以及谐振电感L1、输出电感L2和L3，主功率电路为移相全桥零电压软开关电路，如图2所示，利用内部电感的能量来实现零电压开关（ZVS），从而提高电源的效率、可靠性和减小EMI，同时在主功率电路中加入箝位电路，从而降低整流电路二极管的尖峰电压，具有输入输出纹波电流小、EMI干扰小、效率高、功率密度大等优点。主功率电路的输入端连接输入滤波电路的输出端，其输出端连接变压器T1和T2的原边；输入滤波电路输入端通过输入连接器连接电网，输入滤波电路可以抑制电源内部产生的高频噪声通过输入连接器传递到电网。整流电路输入端连接变压器T1和T2的副边，其输出端连接输出滤波电路输入端，输出滤波电路输出端连接输出连接器，输出滤波电路通过电感和滤波电容对输出电压进行LC滤波，减小输出电压的纹波噪声，确保电源输出的稳定。
本实施例所提出的新型液冷DC/DC电源，其内部的两个电源模块均为模块化设计，又由于大功率输出，散热方式优选为液冷对称设置散热方式，如图3所示，具体设计为：液冷板2位于电源机壳1的中间位置，两个电源模块A和B分别对称设置于液冷板2的两侧，充分利用机壳内部空间进行散热。
具体地说，如图2所示，主功率电路包括开关管Q1、Q2、Q3以及Q4,开关管Q1、Q3的漏极相连，开关管Q2、Q4的源极相连，开关管Q1的源极连接开关管Q2的漏极，开关管Q3的源极连接开关管Q4的漏极；二极管D1的阴极连接开关管Q1、Q3的漏极之间的节点，二极管D2的阳极连接开关管Q2、Q4的源极之间的节点，二极管D2的阴极与D1的阳极相连；电感L1一端连接开关管Q3的源极与Q4的漏极之间的节点，其另一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点；电容C1一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点，其另一端连接变压器T1和T2的原边绕组的同名端，变压器T1和T2的原边绕组的异名端连接开关管Q1的源极、Q2的漏极之间的节点；变压器T1的副边绕组同名端连接二极管D3的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D4的阳极，二极管D3、D4的阴极经电感L2与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T2的副边绕组同名端连接二极管D5的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D6的阳极，二极管D5、D6的阴极经电感L3与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T1和T2的副边绕组中间抽头连接输出滤波电路的b输入端。
驱动控制电路的电压电流信号采集于输出滤波电路，驱动控制电路采用电压、电流双环控制，驱动信号通过变压器隔离后驱动主功率电路MOSFET，并且加入了输出过流、过压保护功能，在故障时可以快速响应，关闭电源输出。
作为本实用新型的进一步改进，该电源还设置有通信显示电路，其信号采集来自于电源模块的驱动控制电路，通信显示电路的输出端连接通信连接器，可以通过通讯连接器进行外部通信，能够实现便捷的人机交互，从而实现对电源的开关机控制、电压电流显示和状态上报功能。
作为本实用新型的进一步改进，该电源还设置有输入过欠压检测电路，输入过欠压检测电路输入端连接输入连接器，输出端连接通信显示电路，当出现输出过欠压时，通信显示电路显示报警信息，并通过驱动控制电路及时关闭两个电源模块，实现对电源的输入过欠压保护。
辅助电源的输入端连接输入连接器，其输出端为四路直流输出，两路12V分别为两个电源模块的驱动控制电路提供供电电压，一路12V为输入过欠压检测电路的运放提供供电电压，一路5V为通信显示电路提供供电电压。
本实用新型提供的新型液冷DC/DC电源，采用模块化设计，两路隔离直流输出，互不干扰，电源的可靠性高、效率高且成本低，采用液冷对称设计，提高电源的散热性，适用于低压大电流的应用场合，还可以实现人机交互，方便对电源的操作和控制，具有很好的应用前景。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种新型液冷DC/DC电源，其特征在于：包括机壳（1）以及设置于其内部的液冷板（2）、两个电源模块以及辅助电源，所述电源模块包括输入滤波电路、主功率电路、变压器T、整流电路、输出滤波电路以及驱动控制电路，所述主功率电路的输入端连接输入滤波电路的输出端，其输出端连接变压器T的原边；所述输入滤波电路输入端连接输入连接器；所述整流电路输入端连接变压T的副边，其输出端连接输出滤波电路输入端，输出滤波电路输出端连接输出连接器；所述驱动控制电路输入端分别连接辅助电源和输出滤波电路的输出端，其输出端连接主功率电路；所述辅助电源输入端连接输入连接器；所述液冷板（2）在机壳（1）内部沿其长度方向水平设置，两个电源模块分别设置于液冷板（2）两侧。
2.根据权利要求1所述的新型液冷DC/DC电源，其特征在于：所述主功率电路包括开关管Q1、Q2、Q3以及Q4,所述开关管Q1、Q3的漏极相连，所述开关管Q2、Q4的源极相连，所述开关管Q1的源极连接开关管Q2的漏极，所述开关管Q3的源极连接开关管Q4的漏极；二极管D1的阴极连接开关管Q1、Q3的漏极之间的节点，二极管D2的阳极连接开关管Q2、Q4的源极之间的节点，二极管D2的阴极与D1的阳极相连；电感L1一端连接开关管Q3的源极与Q4的漏极之间的节点，其另一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点；电容C1一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点，其另一端连接变压器T原边绕组的同名端，变压器T原边绕组的异名端连接开关管Q1的源极、Q2的漏极之间的节点；所述整流电路包括二极管D3和D4；变压器T的副边绕组同名端连接二极管D3的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D4的阳极，二极管D3、D4的阴极经电感L2与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T的副边绕组中间抽头连接输出滤波电路的b输入端。
3.根据权利要求2所述的新型液冷DC/DC电源，其特征在于：所述变压器T设置为两个，分别为变压器T1和T2，所述整流电路还包括二极管D5和D6；电容C1一端连接二极管D1的阳极、D2的阴极之间的节点，其另一端连接变压器T1和T2的原边绕组的同名端，变压器T1和T2的原边绕组的异名端连接开关管Q1的源极、Q2的漏极之间的节点；变压器T1的副边绕组同名端连接二极管D3的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D4的阳极，二极管D3、D4的阴极经电感L2与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T2的副边绕组同名端连接二极管D5的阳极，其副边绕组异名端连接二极管D6的阳极，二极管D5、D6的阴极经电感L3与输出滤波电路的a输入端相连；变压器T1和T2的副边绕组中间抽头连接输出滤波电路的b输入端。
4.根据权利要求1所述的新型液冷DC/DC电源，其特征在于：还包括通信显示电路，所述通信显示电路输入端分别连接辅助电源、驱动控制电路的输出端，其输出端连接通信连接器。
5.根据权利要求1所述的新型液冷DC/DC电源，其特征在于：还包括输入过欠压检测电路，所述输入过欠压检测电路输入端分别连接输入连接器、辅助电源的输出端，其输出端连接通信显示电路。
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| CN107370385A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-21 | 合肥华耀电子工业有限公司 | 一种新型液冷dc/dc电源 |
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