电阻焊机用中频大功率组件的制作方法
【专利摘要】一种电阻焊机用中频大功率组件，包括FRD二极管整流模块和中频变压器，所述FRD二极管部分是由二个FRD二极管、导体和压板构成，所述导体具有底面、顶面、位于底面上的左、右压接立面和中间立面，且导体内设有冷却水道，所述二个FRD二极管位于所述导体的中间立面和中间立面两侧的左、右压接立面之间，所述压板将FRD二极管阴极弹性压接在中间立面上；所述电极和副边线圈之间通过铜销连接并通过焊料焊接在一起；所述副边线圈表面设有绝缘喷涂层，原边线圈采用树脂固化包裹成型。其结构紧凑，散热效果好，安装、操作及更换方便，确保整流部分FRD二极管与导体接触面良好接触，工作性能更稳定。
【专利说明】电阻焊机用中频大功率组件
【技术领域】
[0001]本发明涉及电阻焊机用中频大功率组件。
【背景技术】
[0002]电阻焊机用中频大功率组件是由整流二极管部分和中频变压器部分构成，其存在以下问题:1、整流部分由多个零件构成，且有不可拆卸部分。整流部分在半导体器件损坏时，不能快速更换，影响生产效率；2、通常FRD 二极管多采用弹力压接，确保FRD 二极管与导体的接触，减少接触电阻产生的多余功耗，即便这样整流部分由于大电流的输出，仍然会产生许多热量需要用冷却液冷却。但是FRD 二极管压接会因为压力不均而发热不等或过大，造成器件损坏。3、其中频变压器部分通常是由连通管做副边线圈，铜线做初级线圈。由于工作中产生热量，需要接通冷却水流过副边线圈。为了绝缘，初级线圈、次级线圈要加上绝缘外壳，而加上绝缘壳后会对导热性和机械强度产生影响。4、中频变压器副边线圈要和中频变压器电极通过不锈钢螺丝的螺纹连接，在大电流流过时由于内部涡流产生不必要的热量。
【发明内容】
[0003]本发明是要提供一种电阻焊机用中频大功率组件，其结构简单、紧凑，散热效果好，安装、操作及更换方便，能够在组件的整流部分发生故障时快速方便的更换，而且确保整流部分FRD 二极管与导体接触面良好接触，避免氧化产生更大的接触电阻，使FRD 二极管工作起来性能更稳定。
[0004]本发明的技术解决方案是:
一种电阻焊机用中频大功率组件，包括FRD 二极管整流模块和中频变压器；所述中频变压器是由铁芯，交替缠绕在铁芯上的原边线圈、副边线圈，与副边线圈连接的中频变压器电极，位于电极底面周围的绝缘板和设置在绝缘板上的外壳构成，所述副边线圈、电极内设相通的水冷管路，其特殊之处在于所述FRD 二极管部分是由二个FRD 二极管、导体和压板构成，所述导体具有底面、电极面、位于底面上的左、右压接立面和中间立面，且导体内设有与副边线圈、电极内水位管路相通的冷却水道，所述二个FRD 二极管位于所述导体的中间立面和中间立面两侧的左、右压接立面之间，所述压板位于导体的左、右压接立面外侧且其间绝缘并将FRD 二极管阴极弹性压接并贴合在中间立面上；所述电极和副边线圈之间通过铜销连接，所述铜销、电极和副边线圈之间通过焊料焊接在一起；所述副边线圈表面设有绝缘喷涂层，原边线圈采用树脂固化包裹成型，使原边线圈和副边线圈相互绝缘。
[0005]所述导体的中间立面内部为空腔结构，并形成具有一个进水口和二个出水口的折弯状冷却水道，所述二个出水口分别位于中间立面两侧且分别与左、右压接立面内的冷却水道相通，在所述中间立面对应所述空腔的腔口处镶装并焊接有铜压盖。从而提高密封性能，与FRD 二极管接触处的空腔增加了冷却液的热容能力，这样确保了 FRD 二极管安装压力均匀，导热性良好。[0006]所述FRD 二极管阳极采用具有铑镀层或钌镀层的钥片，不易氧化，减小接触电阻。
[0007]在两块压板之间设置连接螺丝，所述连接螺丝穿过所述导体的中间立面，所述弹簧位于其中一块压板和与该压板相对应的导体的压接立面之间将二个FRD 二极管阴极压接在导体上。
[0008]所述导体是由四块导体构成，所述四块导体内的冷却水道相通，其中第一导体具有第一底面、第一顶面、位于第一顶面和第一底面之间的连接立面，第二导体具有左压接立面和第二底面，第三导体具有中间立面和第二顶面，第四导体具有右压接立面和第三底面；所述第一顶面和第二顶面构成导体的电极面，所述第二底面镶装在第一底面内且第一底面、第二底面和第三底面构成导体的底面，其中一个FRD 二极管位于左压接立面和中间立面之间，另一个FRD 二极管位于右压接立面和中间立面之间，导体结构更简单，装配方便，降低成本。
[0009]在所述FRD 二极管外周面上设置密封圈，所述FRD 二极管镶装在密封圈内圈，所述连接螺丝穿过密封圈，在密封圈上镶装有连通导体的中间立面和左、右压接立面的冷却水道的绝缘连通管。通过密封圈有效地防止了由于阳极面氧化产生的接触电阻而引发的过热问题。
[0010]所述导体上设置材质为SMC材料的外罩，以提高绝缘阻燃性。
[0011]所述连接螺栓上安装绝缘套管，确保连接螺栓与导体之间绝缘。
[0012]所述绝缘连通管两侧环形面上镶装密封环，绝缘连通管两侧管头插装在导体的中间立面的出水口和左、右压接立面的冷却水道的进水口内并通过密封环实现密封。
[0013]本发明的有益效果是:
1、电极和副边线圈通过铜销连接并通过焊料将两者焊接在一起，连接非常牢固，而且有效地避免了采用不锈钢螺丝由于涡流效应产生的发热问题；电流输出稳定，发热量小，且发热均匀，有效地保证了焊接过程的一致性。
[0014]2、所述副边线圈表面设有绝缘喷涂层，原边线圈采用树脂固化包裹成型，再套装在铁芯上，使原边线圈和副边线圈相互绝缘，绝缘性能好，有效避免了原边线圈与副边线圈的击穿问题，对于设备的安全使用有很大的保障。
[0015]3、所述二个FRD 二极管阴极位于在所述导体的中间立面两侧并通过压板弹性压接，FRD 二极管整流部分与中频变压器部分可单独存在，FRD 二极管整流部分可以单独组装、拆卸、更换，以便于维修。即便是在FRD 二极管寿命到期或者其他故障引起的FRD 二极管损坏情况下也能短时间内更换整流部分，从而使损失降到最小。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的结构示意图；
图2是FRD 二极管部分结构示意图；
图3是FRD 二极管及密封圈的结构示意图；
图4是图2中导体的结构示意图；
图5是图4中导体的分拆图；
图6是图3的A-A剖视图；
图7是导体的中间立面结构示意图； 图8是导体内部空腔结构示意图；
图9是FRD 二极管阳极的结构示意图；
图10是中频变压器部分的结构示意图；
图11是中频变压器部分的外壳结构示意图；
图12是次级线圈和电极连接结构示意图；
图13是次级线圈结构示意图；
图14是初级线圈结构示意图；
图15是本发明的电路原理图。
[0017]图中:FRD二极管部分I，中频变压器部分2，FRD二极管101，导体102，弹簧103，螺丝104，压板105，外罩106，密封圈107，冷却水道108，铜压盖109，入水口 110，出水口111，连通管112，密封环113，绝缘板114，绝缘套管115，铑镀层或钌镀层101a，钥片101b，底面102A，连接立面12B，电极面102C，中间立面102D，右压接立面102E，左压接立面102F，第一底面102A1，第二底面102A2，第三底面102A3，第一顶面102C1，第二顶面102C2，中频变压器电极201，副边线圈202，原边线圈203，绝缘板204，O型铁芯205，外壳206，铜销207，银铜焊料208，水冷管路3，绝缘喷涂层4，树脂5。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本发明包括FRD 二极管部分I和中频变压器部分2，FRD 二极管整流部分I和中频变压器部分2通过螺钉连接。
[0019]如图2图3所示，所述FRD 二极管部分I是由二个FRD 二极管101、密封圈107、导体102、弹簧103、连接螺丝104、压板105和设置在导体102上的外罩106构成，所述连接螺丝104上设置绝缘套管115，通过绝缘套管115使连接螺丝与导体105之间绝缘。所述外罩106为SMC材料，通过具有绝缘阻燃性的SMC材料制成的外罩106实现保护作用。在所述FRD 二极管101外周面上设置密封圈107，所述FRD 二极管101镶装在密封圈107内圈。
[0020]如图4所示，所述导体102具有底面102A、电极面102C、位于顶面102A和底面102B之间的连接立面12B和位于底面102A上的中间立面102D和位于中间立面102D两侧的左、右压接立面102F和102E。
[0021]如图5所示，所述导体102是由内设彼此相通的冷却水道内的第一导体、第二导体、第三导体和第四导体构成，各导体表面设有进水口、出水口和水堵。其中第一导体具有第一底面102A1、第一顶面102C1、位于第一顶面102C1和第一底面102A1之间的连接立面102B，第二导体具有左压接立面102F和第二底面102A2，第三导体具有中间立面102D和第二顶面102C2，第四导体具有右压接立面102E和第三底面102A3，所述第一顶面102C1和第二顶面102C2构成导体的电极面102C，所述第二底面102A2镶装在第一底面102A1内且第一底面102A1、第二底面102A2和第三底面102A3构成导体的底面102A。结合图2，二个FRD 二极管100采用共阴极接法，其中一个FRD 二极管101位于左压接立面102F和中间立面102D之间，另一个FRD 二极管101位于右压接立面102E和中间立面102D之间，且FRD二极管101阴极贴合在中间立面102D两侧，二块压板105位于左、右压接立面102F和102E外侧并与相邻的左、右压接立面102F和102E之间绝缘，本实施例中压板105采用金属材料，压板内侧设置绝缘板114实现绝缘；压板也可直接采用绝缘材料。所述连接螺丝104为四个且连接在与两块压板105之间并穿过导体的中间立面102D和左、右压接立面102F和102E以及密封圈107，密封圈107上镶装连通导体的中间立面102D和对应的左、右压接立面102F和102E之间冷却水道的绝缘连通管112，所述绝缘连通管112两侧环形面上镶装密封环113，绝缘连通管112两侧管头插装在导体的中间立面102D的出水口和左、右压接立面102FU02E的冷却水道的进水口内并通过密封环113实现密封，图6中是左侧的绝缘连通管112两侧管头插装在导体的中间立面102D的出水口和左压接立面102F的冷却水道的进水口内。所述弹簧103采用碟簧且位于其中一块压板105和与该压板105相对应的中间立面102D和导体压接立面(本实施例为压接立面102E)之间，弹簧103结合压板105通过螺丝104紧固产生安装压力，二个FRD 二极管101借助同一弹簧产生的力结合压板105紧固在一起，并用四根螺丝105固定，且受力相等，从而将二个FRD 二极管101弹性压接在导体102上。
[0022]如图7和图8所示，所述导体的中间立面102D内为空腔结构，形成折弯状冷却水道108并具有一个入水口 110和二个出水口 111，二个出水口 111分别位于中间立面102D两侧并与密封圈107上的连通管112相通，在中间立面102D的侧面设有传感器安装孔，在所述中间立面102D表面对应空腔的腔口处镶装并焊接有铜压盖109。
[0023]如图9所示，所述FRD 二极管101阳极采用铑镀层或钌镀层IOla的钥片101b。
[0024]如图10、图11所示，所述中频变压器部分2是由O型铁芯205，交替缠绕在O型铁芯205上的原边线圈203和副边线圈202，与副边线圈202连接的中频变压器电极201，位于电极底面周围的绝缘板204和设置在绝缘板204上的外壳206构成，外壳206内灌封环氧树脂将各部件固接在一起。
[0025]如图12所示，所述电极201和副边线圈202之间通过铜销207连接，所述铜销207与电极201之间、所述铜销207与副边线圈202之间以及电极201和副边线圈202的接触面之间通过银铜焊料208焊接在一起。所述副边线圈202、电极201内设相通的水冷管路3，并与导体102内的冷却水道108相通。冷却水先经过FRD 二极管整流部分I再流经变压器部分2后经过电极流出。
[0026]如图13和图14所示，所述副边线圈202表面设有绝缘喷涂层4，原边线圈202采用环氧树脂5固化包裹成型，使原边线圈和副边线圈相互绝缘。
[0027]如图15所示，中频变压器2的原边回路输入电压为Ul，通过原边回路的高压中频输入再由副边回路输出，由FRD 二极管IOI整流输出直流电压U2。原边线圈203、副边线圈202通过O型铁芯205实现高压变低压。
[0028]本发明适用于lk_3kHZ频率的电阻焊接，尤其在点焊，缝焊中具有强大的优势，而本发明的用途也不仅仅局限于此。根据需求可可以用于其它工业生产上。
[0029]本发明不仅仅限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似的结构，而得到的其他电阻焊机用中频大功率组件，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电阻焊机用中频大功率组件，包括FRD 二极管整流模块和中频变压器；所述中频变压器是由铁芯，交替缠绕在铁芯上的原边线圈、副边线圈，与副边线圈连接的中频变压器电极，位于电极底面周围的绝缘板和设置在绝缘板上的外壳构成，所述副边线圈、电极内设相通的水冷管路，其特征是:所述FRD 二极管部分是由二个FRD 二极管、导体和压板构成，所述导体具有底面、电极面、位于底面上的左、右压接立面和中间立面，且导体内设有与副边线圈、电极内水位管路相通的冷却水道，所述二个FRD 二极管位于所述导体的中间立面和中间立面两侧的左、右压接立面之间，所述压板位于导体的左、右压接立面外侧且其间绝缘并将FRD 二极管阴极弹性压接并贴合在中间立面上；所述电极和副边线圈之间通过铜销连接，所述铜销、电极和副边线圈之间通过焊料焊接在一起；所述副边线圈表面设有绝缘喷涂层，原边线圈采用树脂固化包裹成型，使原边线圈和副边线圈相互绝缘。
2.根据权利要求1所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:所述导体的中间立面内部为空腔结构，并形成具有一个进水口和二个出水口的折弯状冷却水道，所述二个出水口分别位于中间立面两侧且分别与左、右压接立面内的冷却水道相通，在所述中间立面对应所述空腔的腔口处镶装并焊接有铜压盖。
3.根据权利要求1所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:所述FRD二极管阳极采用具有铑镀层或钌镀层的钥片。
4.根据权利要求1所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:在两块压板之间设置连接螺丝，所述连接螺丝穿过所述导体的中间立面，所述弹簧位于其中一块压板和与该压板相对应的导体的压接立面之间将二个FRD 二极管阴极压接在导体上。
5.根据权利要求1或2所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:所述导体是由四块导体构成，所述四块导体内的冷却水道相通，其中第一导体具有第一底面、第一顶面、位于第一顶面和第一底面之间的连接立面，第二导体具有左压接立面和第二底面，第三导体具有中间立面和第二顶面，第四导体具有右压接立面和第三底面；所述第一顶面和第二顶面构成导体的电极面，所述第二底面镶装在第一底面内且第一底面、第二底面和第三底面构成导体的底面，其中一个FRD 二极管位于左压接立面和中间立面之间，另一个FRD 二极管位于右压接立面和中间立面之间，导体结构更简单，装配方便，降低成本。
6.根据权利要求1所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:在所述FRD二极管外周面上设置密封圈，所述FRD 二极管镶装在密封圈内圈，所述连接螺丝穿过密封圈，在密封圈上镶装有连通导体的中间立面和左、右压接立面的冷却水道的绝缘连通管。
7.根据权利要求1所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:所述导体上设置材质为SMC材料的外罩。
8.根据权利要求4所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:所述连接螺栓上安装绝缘套管。
9.根据权利要求1所述的电阻焊机用中频大功率组件，其特征是:所述绝缘连通管两侧环形面上镶装密封环，绝缘连通管两侧管头插装在导体的中间立面的出水口和左、右压接立面的冷却水道的进水口内并通过密封环实现密封。
【文档编号】B23K11/36GK103949766SQ201410179703
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】高瑞彬, 李铁军, 石川浩司, 梅铁刚, 潘福泉, 夏吉夫 申请人:锦州市圣合科技电子有限责任公司, 电溶机电(昆山)有限公司