CN219086996U - 开关电源变换装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种开关电源变换装置，涉及电源领域，包括第一功率变换模块、第二功率变换模块、风扇和L形控制板，风扇设置在第一功率变换模块与第二功率变换模块之间，L形控制板与主板成垂直布局的方式连接，宽度较大的第二控制板部分与第二功率变换模块相邻，并其上设置有第二控制模块，第一功率变换模块的区域的相对侧区域内设置有第一控制模块。当风扇工作时，仅承受第一功率变换模块的热或第二功率变换模块的热，且开关电源变换装置内器件布局紧凑，空间利用巧妙，因而开关电源变换装置功率密度大，可靠性高，且寿命长。

Description

开关电源变换装置

技术领域

本实用新型涉及电源领域，尤其是开关电源变换装置。

背景技术

随着信息化高速发展，设备电器小型化，开关电源变换装置单位体积下的功率也即功率密度要求越来越大，同时也希望开关电源变换装置的寿命越来越高。

功率密度及寿命与开关电源变换装置内器件的布局以及器件的有效散热等因素紧密关联。

目前的开关电源变换装置存在内部空间没有充分利用、走线过长、散热不充分等缺点，而导致开关电源变换装置功率密度小，并且寿命短。

实用新型内容

针对开关电源变换装置功率密度小，并且寿命短的问题，本申请提出一种开关电源变换装置，包括：第一功率变换模块和第二功率变换模块，均设置在主板上；风扇，所述风扇设置在所述第一功率变换模块与所述第二功率变换模块之间；L形控制板，与所述主板成垂直布局的方式连接，包括第一控制板部分和第二控制板部分，其中第二控制板部分的宽度大于第一控制板部分的宽度，所述第二控制板部分与所述第二功率变换模块相邻，所述第二控制板部分上设置有用于控制第二功率变换模块的第二控制模块，其中主板上还设置有用于控制第一功率变换模块的第一控制模块，并且所述第一控制模块设置在所述主板的设置所述第一功率变换模块的区域的相对侧区域内，所述第一控制模块与所述第二控制模块通过所述L形控制板进行通讯。

更进一步的，所述第一功率变换模块为AC-DC变换模块。

更进一步的，所述第二功率变换模块为DC-DC变换模块。

更进一步的，所述第一功率变换模块包括功率变换单元和电解电容单元，所述功率变换单元和所述电解电容单元并列设置在所述主板上，所述第一控制模块设置在所述主板的设置所述电解电容单元的区域的相对侧。

更进一步的，所述电解电容单元与所述L形控制板的第一控制板部分相邻。

更进一步的，所述电解电容单元中的电解电容为圆柱形结构，所述电解电容单元中的电解电容的弧形边缘与所述主板之间形成一容置空间，所述L形控制板的第一控制板部分容置在所述容置空间内。

更进一步的，所述L形控制板通过引脚固定在所述主板上，所述第二控制模块通过所述引脚与设置于所述L形控制板上的所述第一控制模块进行通讯。

更进一步的，所述功率变换单元与所述电解电容单元之间形成有一风道。

更进一步的，还包括一子板，所述电解电容单元的引脚插接在所述子板上，所述子板与所述主板成垂直布局的方式连接，使得所述电解电容单元中的电解电容的弧形边缘与所述主板之间形成一容置空间。

更进一步的，还包括一壳体，所述风扇固定在所述壳体上。

更进一步的，所述风扇固定在所述壳体的上壳体上。

更进一步的，所述风扇固定在所述壳体的侧壳体上。

更进一步的，所述第二功率变换模块与壳体的侧壳体之间形成风道。

更进一步的，所述第一功率变换模块还包括EMI模块，所述EMI模块与所述功率变换单元和所述电解电容单元相邻地设置在所述主板上，并位于所述第一功率变换模块的远离所述风扇的一侧。

更进一步的，所述风道还延伸至所述EMI模块与壳体的侧壳体之间。

更进一步的，所述主板上设置有一凹槽，所述风扇穿过所述凹槽以固定在壳体的下壳体上。

更进一步的，所述第二控制板部分跨过所述凹槽区域。

本申请提供的方案使得当风扇工作时，仅承受第一功率变换模块的热或第二功率变换模块的热，且开关电源变换装置内器件布局紧凑，空间利用巧妙，因而开关电源变换装置功率密度大，可靠性高，且寿命长。

附图说明

图1为本申请一实施例的开关电源变换装置示意图。

图2为本申请另一实施例的开关电源变换装置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请一实施例，在于提供一种开关电源变换装置，请参阅图1所示的本申请第一实施例的开关电源变换装置示意图。本申请一实施例的开关电源变换装置包括：

第一功率变换模块210和第二功率变换模块230，均设置在主板100上；

风扇220，所述风扇220设置在所述第一功率变换模块210与所述第二功率变换模块230之间；

L形控制板240，与所述主板100成垂直布局的方式连接，包括第一控制板部分241和第二控制板部分242，其中第二控制板部分242的宽度大于第一控制板部分241的宽度，所述第二控制板部分242与所述第二功率变换模块230相邻，所述第二控制板部分242上设置有用于控制第二功率变换模块230的第二控制模块(图中未示出)，

其中主板100上还设置有用于控制第一功率变换模块210的第一控制模块250，并且所述第一控制模块250设置在所述主板100的设置所述第一功率变换模块210的区域的相对侧区域内，所述第一控制模块250与所述第二控制模块通过所述L形控制板240进行通讯。

如图1所示，主板100包括第一侧101和第二侧102，第一侧101与第二侧102相对，也即第二侧102和第一侧101互为相对侧。如图1所示，所述第一功率变换模块210和所述第二功率变换模块230设置在第一侧101，第一控制模块250设置在第二侧102。并所述第一功率变换模块210所在区域覆盖第一控制模块250所在区域。也即所述第一控制模块250设置在所述主板100的设置所述第一功率变换模块210的区域的相对侧区域内。

如此，第一控制模块250输出的开关控制信号经主板100内的走线即可到达对侧的第一功率变换模块210内的开关管的控制端，而可使得第一控制模块250与所述第一功率变换模块210之间的走线长度最短，而可缩小开关电源变换装置的体积。并且走线长度短，可减小线路传输的干扰，而可提高开关电源变换装置的可靠性。

开关电源变换装置包括第一功率变换模块210和第二功率变换模块230，第一功率变换模块210用于实现第一级功率变换，第二功率变换模块230用于实现第二级功率变换。相对于整个开关电源变换装置来说，第一功率变换模块210和第二功率变换模块230为主要发热模块，其中主要原因之一是第一功率变换模块210和第二功率变换模块230内包括高频切换的开关管，还包括有磁件，第一功率变换模块210和第二功率变换模块230的发热量基本均衡。

将风扇220设置在第一功率变换模块210与第二功率变换模块230之间，当风扇吸风时，形成自所述第一功率变换模块210流向所述第二功率变换模块230的风向。具体的，形成第一功率变换模块210到风扇220再到第二功率变换模块230，然后吹出机壳的空气流动路径。则可见风扇220只承受第一功率变换模块210的散热。机壳用于封装开关电源变换装置，之后对其详细描述。

当风扇吹风时，形成自所述第二功率变换模块230流向所述第一功率变换模块210的风向。具体的，形成第二功率变换模块230到风扇220再到第一功率变换模块210，然后吹出机壳的空气流动路径。则可见风扇220只承受第二功率变换模块230的散热。

现有技术中，通常将风扇设置在前面板上，也即位于第一功率变换模块一侧的侧壳体上，当风扇是吹的设计方式时，如果开关电源变换装置的散热需要满足规格的要求，风扇需要具有非常高的转速，这将降低风扇的寿命。当风扇是吸风的设计方式时，风扇位于出风口，需同时承受第一功率变换模块210和第二功率变换模块230的热，较高的温度对风扇的寿命影响较大。

而本申请，当风扇220工作时，不管是吸风的设计还是吹风的设计，都只承受所述第一功率变换模块210的热或所述第二功率变换模块230的热。相对于现有技术，风扇承受的热减小一半，并且也无需非常高的转速，因此大大提高风扇的寿命。因而同时大大提高开关电源变换装置的寿命。

在一实施例中，所述第一功率变换模块210为AC-DC变换模块。如图1所示，所述第一功率变换模块210包括功率变换单元211和电解电容单元212。如图1所示，所述功率变换单元211和所述电解电容单元212并列设置在所述主板100上。具体的如图1所示，所述功率变换单元211和所述电解电容单元212沿所述主板100的宽度方向并列设置。

如图1所示，所述第一功率变换模块还包括EMI模块213，所述EMI模块213与所述功率变换单元211和所述电解电容单元212相邻地设置在所述主板100上，并位于所述第一功率变换模块210的远离所述风扇220的一侧。

具体的，功率变换单元211和EMI模块213内器件数量较多，如功率变换单元211包括多个开关管和和至少一个磁件，EMI模块213包括电容和电感等器件，导致其区域内主板布线较密集，且连接孔(如过孔、盲孔等)较多，则其所在区域内的主板的相对侧较难布置其它器件，如需布置则必须预留空间，这将降低开关电源变换装置的功率密度。且功率变换单元211和EMI模块213均为发热量较大的模块，如将第一控制模块250设置在该区域，将降低第一控制模块250的可靠性和效率。

而电解电容单元212仅包括一个或多个电解电容(图1中仅示出一个)，发热量相对较小，且电解电容单元212体积大，因此主板的该区域内无密集布线和连接孔，将所述第一控制模块250设置在所述主板100的设置所述电解电容单元212的区域的相对侧，可提高开关电源变换装置的功率密度，并可保证第一控制模块250的可靠性和效率。

如图1所示，所述电解电容单元212与所述L形控制板240的第一控制板部分241相邻。使得第一控制模块250也与第一控制板部分241相邻，则第一控制模块250可通过第一控制板部分241上的引脚和布线与第二控制模块进行通讯，且可使两者的通讯信号路径最短，而提高开关电源变换装置的功率密度和可靠性。

如图1所示，所述电解电容单元212中的电解电容为圆柱形结构，所述电解电容单元212中的电解电容以其高与所述主板100平行的方式设置在所述主板100上，以使所述电解电容单元212中的电解电容的弧形边缘与所述主板100之间形成一容置空间214，所述L形控制板240的第一控制板部分241容置在所述容置空间214内。将L形控制板240的宽度较窄的第一控制板部分241，设置在所述电解电容单元212中的电解电容的弧形边缘与所述主板100之间形成容置空间214内，巧妙的利用了空间，提高了开关电源变换装置的功率密度。且将第一控制板部分241延伸至电解电容单元212的区域，可使得位于电解电容单元相对侧的第一控制模块250能通过较短的布线就可与L形控制板240上的器件通讯，而提高其效率和可靠性。

如图1所示，开关电源变换装置还包括一子板215，所述电解电容单元212的引脚插接在所述子板215上，所述子板215与所述主板100成垂直布局的方式连接，使得所述电解电容单元212以其高与所述主板100平行的方式设置在所述主板100上。则可使所述电解电容单元212中的电解电容的弧形边缘与所述主板100之间形成容置空间214。

如图1所示，所述功率变换单元211与所述电解电容单元212之间形成有一风道，该风道利于所述第一功率变换模块210产生的热传递出去。所述电解电容单元212的弧形边缘可增大其与功率变换单元211之间形成的风道，而更利于散热。

所述第一功率变换模块210的风道还延伸至所述EMI模块213与侧壳体之间。具体的，EMI模块213与所述功率变换单元211和所述电解电容单元212之间具有间隙，与侧壳体之间也具有间隙，则所述功率变换单元211与所述电解电容单元212之间的风道延伸到EMI模块213与所述功率变换单元211和所述电解电容单元212之间具有间隙，再继续延伸到EMI模块213与侧壳体之间的间隙。这有利于EMI模块213的散热。侧壳体将在之后详细描述。

在一实施例中，所述L形控制板240通过引脚(图中未示出)固定在所述主板100上，所述第二控制模块250通过所述引脚与设置于所述L形控制板240上的所述第一控制模块进行通讯。也即引脚起到固定L形控制板240的同时，还起到电连接的作用。

在一实施例中，所述第二功率变换模块230为DC-DC变换模块。第二功率变换模块230内器件的布局亦可在其内部形成风道(图中未示出)，而利于第二功率变换模块230的散热。

在一实施例中，所述第二功率变换模块230与侧壳体之间也形成有风道，也即所述第二功率变换模块230与侧壳体之间预留有间隙而形成风道，而利于所述第二功率变换模块230的散热。

第一功率变换模块210实现AC-DC变换，第二功率变换模块230实现DC-DC变换，则通过两级功率变换实现AC-DC变换，满足负载需求。

请参阅图2所示的，本申请一实施例的开关电源变换装置示意图，还包括用于封装图1所示的开关电源变换装置的壳体，壳体通常包括上壳体300、下壳体400和侧壳体500，为便于视图，图中仅显示了一侧的侧壳体，实质上对称的另一侧也包括一侧壳体。上壳体300、下壳体400与侧壳体500围成长方体形结构，容置图1所示的开关电源变换装置。

通常壳体还包括前面板和后面板，前面板和后面板均位于两侧壳体之间，使得上壳体300、下壳体400、侧壳体500、前面板和后面板围成封闭的长方体形结构。

在一实施例中，风扇220固定在壳体上，而使风扇不占用电路板的布局空间，提高开关电源变换装置的功率密度。

具体的，风扇220固定在上壳体300上，或固定在侧壳体500上。实际操作中，可通过任何的机械固定方式固定风扇220，本申请对此不做限定。

当然，风扇220也可固定在下壳体400上，这时主板100上设置有一凹槽(图中未示出)，所述风扇220穿过所述凹槽以固定在下壳体400上。

这时主板上设置有凹槽的区域会成为易弯折区域，为提高开关电源变换装置的可靠性，L形控制板240的宽度较宽的所述第二控制板部分242，也即应力承受能力强的部分，跨过凹槽区域，而避免凹槽弯折，提高开关电源变换装置的可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种开关电源变换装置，其特征在于，包括：

第一功率变换模块和第二功率变换模块，均设置在主板上；

风扇，所述风扇设置在所述第一功率变换模块与所述第二功率变换模块之间；

L形控制板，与所述主板成垂直布局的方式连接，包括第一控制板部分和第二控制板部分，其中第二控制板部分的宽度大于第一控制板部分的宽度，所述第二控制板部分与所述第二功率变换模块相邻，所述第二控制板部分上设置有用于控制第二功率变换模块的第二控制模块，

其中主板上还设置有用于控制第一功率变换模块的第一控制模块，并且所述第一控制模块设置在所述主板的设置所述第一功率变换模块的区域的相对侧区域内，所述第一控制模块与所述第二控制模块通过所述L形控制板进行通讯。

2.根据权利要求1所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述第一功率变换模块为AC-DC变换模块。

3.根据权利要求1所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述第二功率变换模块为DC-DC变换模块。

4.根据权利要求1所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述第一功率变换模块包括功率变换单元和电解电容单元，所述功率变换单元和所述电解电容单元并列设置在所述主板上，所述第一控制模块设置在所述主板的设置所述电解电容单元的区域的相对侧。

5.根据权利要求4所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述电解电容单元与所述L形控制板的第一控制板部分相邻。

6.根据权利要求5所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述电解电容单元中的电解电容为圆柱形结构，所述电解电容单元中的电解电容的弧形边缘与所述主板之间形成一容置空间，所述L形控制板的第一控制板部分容置在所述容置空间内。

7.根据权利要求1所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述L形控制板通过引脚固定在所述主板上，所述第二控制模块通过所述引脚与设置于所述L形控制板上的所述第一控制模块进行通讯。

8.根据权利要求4所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述功率变换单元与所述电解电容单元之间形成有一风道。

9.根据权利要求8所述的开关电源变换装置，其特征在于，还包括一子板，所述电解电容单元的引脚插接在所述子板上，所述子板与所述主板成垂直布局的方式连接，使得所述电解电容单元中的电解电容的弧形边缘与所述主板之间形成一容置空间。

10.根据权利要求1所述的开关电源变换装置，其特征在于，还包括一壳体，所述风扇固定在所述壳体上。

11.根据权利要求10所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述第二功率变换模块与壳体的侧壳体之间形成风道。

12.根据权利要求8所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述第一功率变换模块还包括EMI模块，所述EMI模块与所述功率变换单元和所述电解电容单元相邻地设置在所述主板上，并位于所述第一功率变换模块的远离所述风扇的一侧。

13.根据权利要求12所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述风道还延伸至所述EMI模块与壳体的侧壳体之间。

14.根据权利要求10所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述主板上设置有一凹槽，所述风扇穿过所述凹槽以固定在壳体的下壳体上。

15.根据权利要求14所述的开关电源变换装置，其特征在于，所述第二控制板部分跨过所述凹槽区域。

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