專利名稱：一種水冷型高頻變壓器及次級整流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)多晶硅、電鍍、電解、電動汽車充電等行業(yè)的低壓大電流高頻開關(guān)電源變壓器及次級整流器，具體涉及水冷型高頻變壓器及次級整流器。
背景技術(shù)：
生產(chǎn)多晶硅、電鍍、電解、電動汽車充電等行業(yè)需要大功率電源，因高頻開關(guān)電源體積小、重量輕、適應(yīng)性好、具有良好的動態(tài)性能、有利于實(shí)現(xiàn)自動化和智能化控制而逐漸取代晶閘管整流型電源。但是，高頻開關(guān)電源對散熱及連接電阻等要求嚴(yán)格，而目前大電流高頻開關(guān)電源連接機(jī)構(gòu)普遍使用銅排、導(dǎo)線作為連接線及高頻變壓器副邊繞組，存在共同的缺點(diǎn)連線較長、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、エ藝要求高、安裝難度大，易造成連接電阻大、溫升高、漏感大、空間利用率低等問題，對開關(guān)電源的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性都有很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種結(jié)構(gòu)緊湊、簡潔、熱分布均勻、散熱效果好、連接電阻小、漏感小、相互干擾小的水冷型高頻變壓器及次級整流器。本發(fā)明為達(dá)到上述目的，所采用的技術(shù)方案如下
ー種水冷型高頻變壓器及次級整流器，包括第一水冷散熱片、第二水冷散熱片、第三水冷散熱片、第四水冷散熱片、環(huán)形磁芯、變壓器原邊繞組、第一銅排、第二銅排、第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊；所述第一水冷散熱片作為整個(gè)電源結(jié)構(gòu)的安裝基座和電源負(fù)極，第四水冷散熱片作為電源正極，變壓器原邊繞組繞在環(huán)形磁芯上，環(huán)形磁芯安裝在第一水冷散熱片上，第一銅排構(gòu)成變壓器副邊正向繞組，第二銅排構(gòu)成變壓器副邊反向繞組；第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊的陰極由第四水冷散熱片連接在一起，第一組共陰極整流ニ極管模塊的陽極由第二水冷散熱片連接在一起，第二水冷散熱片通過穿過環(huán)形磁芯的第一銅排與第一水冷散熱片連接；第二組共陰極整流ニ極管模塊的陽極由第三水冷散熱片連接在一起，第三水冷散熱片通過穿過環(huán)形磁芯的第二銅排與第一水冷散熱片連接；第一水冷散熱片、第四水冷散熱片、第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊構(gòu)成次級整流器。所述第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊對稱安裝在第四水冷散熱片上。所述次整流器通過正極銅排、負(fù)極銅排輸出電能，正極銅排套有濾波磁環(huán)并與第四水冷散熱片連接，負(fù)極銅排與第一水冷散熱片連接。作為優(yōu)選，所述第一水冷散熱片、第二水冷散熱片、第三水冷散熱片、第四水冷散熱片均可選用具有水流通道的鋁板散熱片。所述第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊均包含多個(gè)
整流ニ極管。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果本發(fā)明通過四塊水冷散熱片作為整個(gè)電源結(jié)構(gòu)的安裝基座及電源的正扱、負(fù)極。繞有變壓器原邊繞組的環(huán)形磁芯安裝在作為電源負(fù)極的第一水冷散熱片上，第四水冷散熱片作為電源正扱；兩組共陰極整流ニ極管模塊的陰極對稱安裝在第四水冷散熱片上，每組整流ニ極管模塊的陽極各由ー塊水冷散熱片聯(lián)接在一起，并分別通過穿過環(huán)形磁芯的銅排與第一水冷散熱片(公共負(fù)極)連接，構(gòu)成變壓器副邊繞組及次級整流電路。以上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使整個(gè)變壓器副邊繞組及整流電路非常緊湊、簡潔，散熱效果好，連接電阻小、漏感小、相互干擾小，由于連接電阻小，發(fā)熱也變小，溫升低，提高了可靠性。


圖I為實(shí)施方式的高頻變壓器及次級整流器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I所示變壓器及次級整流器的側(cè)視示意圖。圖3是兩組整流ニ極管模塊分布俯視示意圖。I.第一水冷散熱片，2.第二水冷散熱片，3.第三水冷散熱片，4.第四水冷散熱片，
5.環(huán)形磁芯，6.變壓器原邊繞組，7.第一銅排，8.第二銅排，9.正極銅排，10.負(fù)極銅排，
11.第一組共陰極整流ニ極管模塊，12.第二組共陰極整流ニ極管模塊，13.濾波磁環(huán)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)ー步說明。如圖廣3所示，高頻變壓器及次級整流器包括第一水冷散熱片1，第二水冷散熱片2，第三水冷散熱片3，第四水冷散熱片4，環(huán)形磁芯5，變壓器原邊繞組6，第一銅排7，第二銅排8，第一組共陰極整流ニ極管模塊11，第二組共陰極整流ニ極管模塊12 ;所述第一水冷散熱片I作為整個(gè)電源結(jié)構(gòu)的安裝基座和電源負(fù)扱，第四水冷散熱片4作為電源正扱，變壓器原邊繞組繞6在環(huán)形磁芯5上，環(huán)形磁芯5安裝在第一水冷散熱片上1，第一銅排7構(gòu)成變壓器副邊正向繞組，第二銅排8構(gòu)成變壓器副邊反向繞組；第一組共陰極整流ニ極管模塊11和第二組共陰極整流ニ極管模塊12的陰極由第四水冷散熱片4連接在一起，每組共陰極整流ニ極管模塊均由多個(gè)整流ニ極管模塊組成，例如但不限于6個(gè)。第一組共陰極整流ニ極管模塊11的6個(gè)整流ニ極管模塊的陽極通過螺釘都連接到第二水冷散熱片2上，并通過穿過環(huán)形磁芯5的第一銅排7與第一水冷散熱片I (公共負(fù)極)連接；第二組共陰極整流ニ極管模塊12的6個(gè)整流ニ極管模塊的陽極通過螺釘都連接到第三水冷散熱片3上，并通過穿過環(huán)形磁芯5的第二銅排8與第一水冷散熱片I (公共負(fù)極)連接；第一水冷散熱片
I、第四水冷散熱片4、第一組共陰極整流ニ極管模塊11和第二組共陰極整流ニ極管模塊12構(gòu)成次級整流器。所述次級整流器通過正極銅排9和負(fù)極銅排10輸出電能，正極銅排9套有多個(gè)濾波磁環(huán)13，例如但不限于5個(gè)，并與第四水冷散熱片4連接，負(fù)極銅排10與第一水冷散熱片I連接。作為優(yōu)選，所述第一水冷散熱片、第二水冷散熱片、第三水冷散熱片、第四水冷散熱片均選用具有水流通道的鋁板散熱片。所述第一水冷散熱片I接有鋁塑管P1、P3，且與第四水冷散熱片4之間接有鋁塑管P4 ;第二水冷散熱片2與第三水冷散熱片3之間接有鋁塑管P6，與第四水冷散熱片4之間接有鋁塑管P5 ;第三水冷散熱片3還接有鋁塑管P2 ;第四水冷散熱片4還接有鋁塑管P7 ；其中鋁塑管Pl為進(jìn)水管，鋁塑管P2為出水管。通過鋁塑管P1-P7和四塊水冷散熱片形成水冷散熱系統(tǒng)，水流方向?yàn)榈谝凰渖崞琁 —第四水冷散熱片一第三水冷散熱片一第ニ水冷散熱片。水冷散熱系統(tǒng)為高頻變壓器、次級整流ニ極管模塊等散熱。
將該水冷型高頻變壓器及次級整流器應(yīng)用在一臺最高輸出電壓為24V，最大輸出電流為1500A的36KW的エ業(yè)電源上，運(yùn)行兩個(gè)月，毎次連續(xù)滿載運(yùn)行4個(gè)小吋，高頻變壓器原邊繞組及環(huán)形磁芯均能維持在85攝氏度左右，兩個(gè)銅排均能維持在78攝氏度左右，次級整流ニ極管模塊中各整流ニ極管溫度差為5攝氏度(39攝氏度-44攝氏度)，以上各溫度均在45分鐘左右達(dá)到穩(wěn)定。該水冷型高頻變壓器及次級整流器結(jié)構(gòu)非常緊湊、簡潔，散熱效果好、溫升低、連接電阻小、漏感小、相互干擾小、具有很高的可靠性，特別適合低壓大電流的大功率高頻開關(guān)電源。本文中所描述的具體實(shí)施例僅是對本發(fā)明精神的具體說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下對本具體實(shí)施例做出各種修改或補(bǔ)充或者采用類似的方式替代，但是這些改動均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此本發(fā)明技術(shù)范圍不局限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.ー種水冷型高頻變壓器及次級整流器，其特征在于包括第一水冷散熱片、第二水冷散熱片、第三水冷散熱片、第四水冷散熱片、環(huán)形磁芯、變壓器原邊繞組、第一銅排、第二銅排、第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊；所述第一水冷散熱片作為整個(gè)電源結(jié)構(gòu)的安裝基座和電源負(fù)極，第四水冷散熱片作為電源正極，變壓器原邊繞組繞在環(huán)形磁芯上，環(huán)形磁芯安裝在第一水冷散熱片上，第一銅排構(gòu)成變壓器副邊正向繞組，第二銅排構(gòu)成變壓器副邊反向繞組；第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊的陰極由第四水冷散熱片連接在一起，第一組共陰極整流ニ極管模塊的陽極由第二水冷散熱片連接在一起，第二水冷散熱片通過穿過環(huán)形磁芯的第一銅排與第一水冷散熱片連接；第二組共陰極整流ニ極管模塊的陽極由第三水冷散熱片連接在一起，第三水冷散熱片通過穿過環(huán)形磁芯的第二銅排與第一水冷散熱片連接；第一水冷散熱片、第四水冷散熱片、第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊構(gòu)成次級整流器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述水冷型高頻變壓器及次級整流器，其特征在于第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊對稱安裝在第四水冷散熱片上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述水冷型高頻變壓器及次級整流器，其特征在于次級整流器通過正極銅排、負(fù)極銅排輸出電能，正極銅排套有濾波磁環(huán)并與第四水冷散熱片連接，負(fù)極銅排與第一水冷散熱片連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述水冷型高頻變壓器及次級整流器，其特征在于，所述第一組共陰極整流ニ極管模塊和第二組共陰極整流ニ極管模塊均包含多個(gè)整流ニ極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述水冷型高頻變壓器及次級整流器，其特征在于水冷散熱片中的水依次流過第一水冷散熱片、第四水冷散熱片、第三水冷散熱片、第二水冷散熱片，各水冷散熱片之間通過鋁塑管連接。
全文摘要
本發(fā)明公開一種水冷型高頻變壓器及次級整流器，包括四個(gè)水冷散熱片、環(huán)形磁芯、變壓器原邊繞組、兩個(gè)銅排和兩組共陰極整流二極管模塊；所述第一水冷散熱片作為整個(gè)電源結(jié)構(gòu)的安裝基座和電源負(fù)極，第四水冷散熱片作為電源正極，繞有變壓器原邊繞組的環(huán)形磁芯安裝在第一水冷散熱片上，兩組共陰極整流二極管模塊的陰極對稱接至第四水冷散熱片，陽極分別由第二、第三水冷散熱片連接在一起，分別經(jīng)穿過環(huán)形磁芯的銅排連到第一水冷散熱片，構(gòu)成變壓器副邊繞組及次級整流器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)非常緊湊、簡潔、熱分布均勻、散熱效果好，且具有連接電阻小、漏感小、相互干擾小的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于水冷型大功率高頻開關(guān)電源領(lǐng)域。
文檔編號H01F27/16GK102646510SQ201210125718
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月26日
發(fā)明者何正東, 杜貴平 申請人:華南理工大學(xué)