[发明专利]一种水冷式开关功放结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种功率放大器，具体涉及一种水冷式高压功率放大器。

背景技术

开关功放是大推力电动振动试验系统的重要组成部分，它为振动台提供电源，使振动台运动部件按照设定的轨迹进行振动。开关功放由于效率高、输出功率大、可靠性高等优点，已经完全取代线性功放，广泛应用于中、大推力振动试验系统。随着科学技术的发展，要求更大推力电动振动台为卫星、导弹等大型设备进行整机可靠性试验，因此电动振动台的吨位越做越大，这就要求开关功放的输出功率越来越大。目前国内外开关功放都是采用风冷散热方式，单柜输出功率一般为70KVA，通过多柜并联的方式获得大功率输出，能够满足30t以下振动台的需求。但是如今50t乃至70t振动台要求功放输出功率达到MVA，往往需要十几个功放柜并联，传统风冷开关功放的冷却效果差、噪声大、体积大、成本高等缺点暴露无遗，而且大量功放柜并联造成的功放均流效果差、可靠性低等问题也亟待解决。因此，需要提供一种新的冷却效果好、输出功率大的开关功放。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种水冷式开关功放结构，所述功放结构包括由下至上设置在机柜内部的直流电源组件、电感滤波组件、控制模块和功率模块；

所述直流电源组件，获取电网中的三相交流电，并将其整流为直流电发送到所述功率模块；

所述电感滤波组件，用于对所述功率模块的输出信号进行抗干扰滤波处理；

所述控制模块依据所述输出信号和给定信号，对功率模块进行反馈控制，调节其内部全控器件的开通和关断，以调整所述输出信号。

优选的，所述功率模块包括逆变单元、驱动电路、解调电路和水冷散热器；

所述逆变单元，用于将所述直流电源组件输出的直流电调节为脉冲型交流电；

所述驱动电路，向所述逆变单元发送驱动信号，开通或断开逆变单元的全控器件，从而调整功率模块的输出信号；

所述解调电路，用于对所述脉冲型交流电进行滤波；

优选的，所述功率模块设置在一个长方体框架内，所述长方体框架包括前面板、后面板、底板和两个侧面板；所述前面板设置有两个冷却风扇；

所述水冷散热器设置在所述后面板一侧，且安装在与后面板垂直的中线上；

所述逆变单元包括两个全控器件单元，所述全控器件单元分别设置在水冷散热器的两侧面上；

所述驱动电路的数目为二，分别设置在所述水冷散热器与侧面板之间；

所述解调电路的数目为四，依次布置在邻近前面板的一侧；

优选的，所述控制模块包括信号处理电路，以及第一PWM调制电路和第二PWM调制电路；

所述第一PWM调制电路，接收所述功率模块的输出信号和所述给定信号；

所述信号处理电路，比较所述输出信号和给定信号，依据二者的差值向所述功率模块发送调制信号；

所述第二PWM调制电路，将所述调制信号发送到功率模块，控制全控器件的开通和关断；

优选的，所述直流电源组件包括启动电路、整流桥和电容箱；

所述启动电路，用于控制交流接触器的通断，以实现功放结构的软启动；

所述整流桥，将启动电路输出的三相交流电压转换为直流电压；

所述电容箱，用于滤除所述整流桥输出的直流电压中的交流分量；

优选的，所述整流桥包括水冷散热器，以及三个由整流二极管组成的整流单元；

所述整流单元均设置在水冷散热器的同一个侧面上；

优选的，所述水冷散热器包括散热板、水嘴和堵件；

所述散热板上设置有呈M形布置的水路；

所述散热板的进水口和出水口分别安装一个水嘴，其他开口端均嵌入堵件密封；

所述水嘴通过压片固定在所述散热板上；

优选的，所述水嘴包括通过螺帽连接的水管嘴和转接头；所述水管嘴的一端为球形结构，所述转接头内部包括一个圆锥形孔，所述螺帽与转接头螺纹连接，将所述球形结构压紧在圆锥形孔内部；

所述转接头与散热器的散热板连接，用于将外部冷却水引入散热板；

所述水管嘴，用于连接软管。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、本发明技术方案中，设置有水冷散热器的功率模块结构，能够最大限度利用功率模块内部空间和水冷散热器的散热表面，布局结构紧凑，使得输出功率最大化；

2、本发明技术方案中，设置有水冷散热器的整流电路，相较于风冷散热方式，冷却效果更好，占用空间更小；