[实用新型]一种水冷式同步整流装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及一种水冷式同步整流装置。

背景技术

目前，2000A高频开关电源中，普遍采用肖特基、快速二极管以及可控硅实现整流，铝排散热以及铜排输出的结构方式，导致其体积过于庞大、笨重以及搬运困难等问题。

现有的技术中具体存在以下缺陷：

体积庞大：现有技术中一台2000A高频开关电源由于发热量大，并且散热困难，其占用空间尺寸大约是：600mm*500mm*500mm。

体积笨重：现有技术中一台2000A高频开关电源净重量为60-70KG，可控硅更是210KG。

内部空间使用情况：由于使用肖特基整流器方式，肖特基二极管、快速恢复二极管、可控硅等几种功率器件皆为压降性器件，电流流过该器件则产生固定的压降，压降大小就决定了该器件的功耗大小。目前进口的低压降大功率肖特基二极管压降普遍在0.65V-0.75V之间。若通过3000A电流，则在整流二极管部分会产生的热功率为：

0.75V×3000A＝2250W

该热量的耗失，使在大功率应用上损失大量的电能，以及随后高昂的散热费用。

成本计算：使用大面积铝排散热，以及昂贵的输出连接铜排，成本较高。

冷却方式：现有技术中水冷式高频开关内部有水管连接，对水循环系统的要求较高，一旦机器缺水，循环水停止供应，水管内部的水随着散热器温度的升高，逐渐开始热膨胀。这时候重新供水，水管也早已变形，导致水管漏水现象，烧毁元件，以及可能发生漏电危险。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目在于提供一种水冷式同步整流装置，解决体积庞大、笨重且成本高的问题。

本实用新型的目的之一采用如下技术方案实现：

一种水冷式同步整流装置，包括输入整流与滤波电路、逆变器、隔直电容、变压器、输出整流与滤波电路、检测电路、驱动电路、控制电路和电源电路，所述电源电路为装置提供电源，外部直流电流依次经输入整流与滤波电路、逆变器、隔直电容、变压器和输出整流与滤波电路后输出，所述检测电路与输出整流与滤波电路中的滤波电容的输出端连接，所述控制电路分别与检测电路和输出整流与滤波电路连接，所述驱动电路与逆变器连接。

进一步地，所述逆变器，包括第一IGBT芯片、第二IGBT芯片、第一电容和第二电容，所述第一电容连接在第一IGBT芯片的C1端和E2端之间，所述第二电容连接在第二IGBT芯片的C1端和E2端之间，第一IGBT芯片的G1端和E1与驱动电路连接，所述第二IGBT芯片的G2端和E2与驱动电路连接。

进一步地，所述第一电容和第二电容的电容值为30uF。

进一步地，所述变压器原边的一端与第一IGBT的C2E1端连接，变压器原边的另一端连接隔直电容，变压器副边与输出整流与滤波电路连接，变压器的中心抽头通过与装置的输出正极连接。

进一步地，所述输出整流与滤波电路，包括输出整流电路和输出滤波电容，所述输出整流电路的输出端与输出滤波电容的输入端连接，所述输出整流电路，包括D极铜条、陶瓷片、S极铜板、MOSFET开关管和MOS驱动线路板，所述D极铜条与陶瓷片顶面通过焊接工艺连接，所述陶瓷片底面与S极铜板通过焊接工艺连接，所述MOSFET开关管的D极与陶瓷片顶面通过焊接工艺连接，所述MOSFET开关管的S极与S极铜板通过焊接工艺连接，所述MOSFET开关管的G极与MOS驱动线路板焊接工艺连接，所述MOS驱动线路板与控制电路连接。

进一步地，所述检测电路，包括霍尔传感器。

进一步地，所述电源电路，提供15V、8V、18V和24V直流电源。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

采用集成化设计，单体容量可达3000A，装置尺寸仅为625mm*380mm*194mm。与现有技术想比占用空间节省30％；采用本技术方案设计一台2000A高频开关电源的重量为35KG，相对现有技术的高频开关电源的重量减少50％。本技术方案中使用的整流电路尺寸为：117mm*110mm*17mm，可长期通过的电流高达3000A，而一个肖特基或者快速二极管长期工作电流为100A，因此一个整流电路可代替30个肖特基或者快速二极管。相对于现有结构大面积浪费在散热上。大大减小了装置的体积和成本，因此实现体积小、重量轻且成本低的优点。

附图说明

图1为本实用新型水冷式同步整流装置的电气原理图；

图2为本实用新型水冷式同步整流装置的结构示意图；