[发明专利]一体化高频整流装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于大功率高频开关式直流电源，属电源技术领域。

背景技术

随着技术的不断进步和研究的不断深入，高频开关电源的功率越做越大，但制约开关电源容量增大的因素很多，只有不断对高频开关电源的结构进行改进，才能克服各种不利因素，使开关电源向更大功率方向发展。

开关式直流电源通常采用复式变流方式，即电网电源先经过整流变成直流电，再经逆变器变成高频交流电，然后经高频变压器变压、隔离，最后经过高频整流输出直流电。复式变流方式采用高频变压器代替了工频变压器，具有体积小、重量轻、成本低、效率高等优势。

由于高频变压器工作频率高(几千至几百千赫兹)，导线集肤效应强，且对漏电感要求也比较严格。现有高频变压器一般需要采用铁氧体、微晶或非晶铁芯材料制成的环形铁芯，导线采用专门的多股绞合导线，这种结构的缺点是变压器散热比较困难，不容易制成大功率设备，而且高频变压器存在较大的漏电感，使得在高频开关管开关时，造成很高的开关过电压，容易烧毁整流管，降低了大容量整流装置的可靠性。另外，中频感应和高频感应现象的存在会引起大功率高频变压器引出线周围导体过热，致使现有高频变压器与高频整流器的连接处经常出现故障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种变压器易于散热且漏电感很小的高可靠性一体化高频整流装置。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种一体化高频整流装置，它包括高频变压器和高频整流器，所述高频变压器由铁芯、一次绕组和二次绕组组成，所述二次绕组由多个结构相同的绕组单元并联而成，每个绕组单元有两匝，其中点连接输出负极铜排，两端经高频整流器与输出正极铜排连接；所述高频整流器由二极管和散热板组成，所述二极管的一端固定在散热板上，另一端接输出正极铜排，所述散热板直接与二次绕组引出金属管的外表面焊接固定。

上述一体化高频整流装置，所述一次绕组和二次绕组均由金属管绕制而成，金属管内通有冷却介质。

上述一体化高频整流装置，所述铁芯为开启式E型铁氧体、微晶或非晶铁芯，其中柱横截面的四个角为圆角，且中柱的四个侧面均与一次绕组紧密贴合。

上述一体化高频整流装置，所述铁芯为多层，相邻两层铁芯之间设有散热风道。

上述一体化高频整流装置，所述散热板内设置有冷却水道，所述冷却水道的一端接冷却介质端口，另一端的多个分接口均与二次绕组引出金属管对接。

本发明的一次绕组和二次绕组都采用金属管绕制，并内通冷却介质，不仅冷却效果好，而且能在集肤效应很强的情况下充分利用导体截面；整流器与高频二次绕组之间不用导线过渡，而是直接连接，高频交流电经整流后采用直流母线引出，不存在高频变压器大电流引线的漏电感和由于电磁感应引起的附加发热问题；铁芯设置风冷散热风道，可进一步提高散热效果。本发明易于散热且变压器漏电感很小，性能可靠，特别适于制作大功率开关式直流电源。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是二次绕组金属管直接固定在外表面的散热板结构示意图；

图4是A-A剖视图；

图5是内部设置有冷却水道的散热板的剖面示意图；

图6是B-B剖视图；

图7是传统开关电源的输出波形图；

图8是采用本发明的开关电源的输出波形图。

图中各标号为：1、铁芯；2、一次绕组；3、二次绕组；4、散热风道；5、散热板；6、冷却介质端口；7、输出负极铜排；8、输出正极铜排；9、一次绕组引线端；10、二极管；11、冷却水道；12、二次绕组引出金属管；13、整流模块安装孔；14、阻容元件安装孔。

具体实施方式

参看图1～图2，本发明把高频变压器和高频整流器做在一起，整流后采用直流母线铜排引出，不存在高频变压器大电流引线的漏电感和由于高频感应引起的附加发热问题。