[实用新型]一种基于半导体制冷的高频开关电源模块

说明书

本实用新型公开了一种基于半导体制冷的高频开关电源模块，包括高频开关电源模块主板、散热片及风扇，还包括半导体制冷组件与温度监控系统，通过增加半导体制冷组件，相比原有的传统降温模式，更安全可靠，模块降温效率更高，解决了因降温效率低而导致模块温度过高甚至损坏的问题，增加温度监控系统便于运维人员及时检测到模块的运行状况，实用性高。

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种高频开关电源模块。

背景技术

高频开关电源模块也就是高频直流开关电源，由开关电源变压器、开关管(大电流、高反压、大功率)、驱动管、脉宽控制管、稳压控制管、稳压管二极管、光耦、钳位二极管、高频整流管和一些阻容元件组成。部分电路采用稳压控制芯片作驱动控制开关管工作，使电路大大的简化。电源工作方式又分为自激式和它激式。高频整流模块，也就是所谓的高频整流管，有模块型也有二极管型，总之随着功率的增大，体积也会相应增大，部分模块还会带有散热片。(高频整流管也具有高反压大电流快恢复等特性)风冷式，是指对开关电源的关键部件，采用风扇一类器件，对其实施降温。自冷式是指通过加装散热片，实现自动冷却(这种电源一般功率不大，电源发热不是很厉害，通过自然冷却就可以了。

若高频开关电源模块发生故障可能导致整个低压直流系统母线电压异常，使得直流系统正负极对地电压发生变化，导致保护设备继电器误动或者拒动，导致二次设备运行不稳定，进而影响特高压直流功率传输，影响电网的安全稳定运行。

目前，我国特高压直流工程低压直流系统高频开关电源模块采用的降温策略主要是风冷式或者自冷式，采用此类型降温策略的高频开关电源模块由于运行年限的增加，其产品存在以下主要问题有：

1、风冷式高频开关电源模块风扇故障率高：以兴安直流工程为例，其于2007年投入运行，但自2011年以来该工程低压直流系统充电机屏高频开关电源模块已经出现数十次因风扇停转或风扇卡涩、异响等导致高频开关电源模块过热，无法正常输出电流电压，进而损坏的缺陷。随着运行年限的增加，该系统隐患更加严重。

2、自冷式高频开关电源模块风扇故障率高：以楚穗直流工程为例，其于2009年投入运行，但自2011年以来该工程低压直流系统充电机屏高频开关电源模块已经出现数十次因模块散热效率低导致高频开关电源模块过热，无法正常输出电流电压，进而损坏的缺陷。随着运行年限的增加，该系统隐患更加严重。

3、高频开关电源模块维修更换费用昂贵：若一台高频开关电源模块发生故障，从模块返厂维修或重新采购备品，到现场更换处理，花费时间久、采购维修成本高昂，而且处理期间低压直流系统再次出现其他模块故障而导致整组充电机屏停运的风险高，极大影响缺陷处理效率，影响特高压直流功率传输，影响电网的安全稳定运行。

4、高频开关电源模块过热不易发现：当一台高频开关电源模块因模块散热异常而导致温度过高，模块又未断电情况下，无异常信号告警，后台运行人员无法监控到故障出现，无法及时对故障隐患进行处理，这在一定程度上加重了事态的严重性。为确保高频开关电源的安全、稳定、可靠运行，必须解决其散热效率低，故障率高的问题。

对退运的故障模块进行分析，发现因风扇故障或散热不畅导致的模块故障占比极高。基于上述问题，本实用新型的目的在于克服当前中存在的风冷式、自冷式高频开关电源模块风扇故障率高、高频开关电源模块维修更换费用昂贵、高频开关电源模块过热不易发现等问题，提供一种基于半导体制冷的高频开关电源模块降温策略。

实用新型内容

鉴于以上问题，本实用新型提出一种基于半导体制冷的高频开关电源模块，可以克服当前风冷式、自冷式高频开关电源模块中风扇故障率高、高频开关电源模块维修更换费用昂贵、高频开关电源模块过热不易发现等问题。

为实现以上目的，本实用新型提出了以下的技术方案：