一种固态式高压整流取样模块结构的制作方法

本实用新型属于开关电源技术领域，尤其涉及一种固态式高压整流取样模块结构。

背景技术：

随着开关电源技术的不断发展以及大功率半导体器件的小型化与高频化，高频开关电源已应用到各行各业。在一些电力传输系统中，需要通过高电压小电流的高频开关电源来完成大功率电力输送。这类开关电源一般是采用PWM整流电路给变换器提供直流电源，将变换后的交流电送给高频变压器，再经整流滤波输出所需的电压。

在实现本实用新型的过程中，实用新型人发现现有技术至少存在以下问题：由于要满足输出高电压，使得高频变压器次级电压需升的很高，变压器绕制困难。当采用倍压整流时，虽然可以避免使用变压比很大的高频变压器，但所需的元器件数量多，装配难度大，可靠性差。而且因器件需要耐高压，使得电源体积变大。随着对开关电源小型化、高稳定度的需求，取样组件却受环境影响较大，不能满足高精度要求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够输出高于变压器次级输入的交流电压幅值几倍的直流电压，将整流组件和取样组件采用无模具式灌注成一整体，使高压采样元件受环境影响小的固态式高压整流取样模块结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种固态式高压整流取样模块结构，具有：

盒体；

印制板，安装在所述盒体内；

高压电容组，具有至少一组高压电容组焊接在所述印制板上，每组高压电容组具有并联的至少两个高压电容；

高频高压二极管、限流电阻和采样元件，焊接在所述印制板上；采样元件包括采样电阻、压敏电阻、二极管、电阻、电容以及电流互感器。

还具有连接条，所述连接条安装在印制板的正反两面，每组高压电容组之间采用双头螺栓连接并用紧固件固定。

所述盒体具有底板、前侧板、后侧板、侧板和盖板，所述前侧板、后侧板、侧板安装在所述底板上，所述盖板安装在所述前侧板、后侧板、侧板安装上端。

还包括高压插座和固定衬套，所述高压插座安装在所述前侧板上，所述高压插座和固定衬套采用螺纹连接。

印制板组件的输入端对齐后侧板的输入口，输出端对齐前侧板的输出口。

盒体内灌注有硅橡胶。

所述盒体为非金属盒体。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，1、该模块将元器件都安装在同一印制板上，结构简单，容易装配；2、该模块是将整流组件和取样组件作为一个整体，减少了开关电源器件装配数量，减小其体积；3、该模块将组件放入非金属盒体内灌注，盒体是由特种玻璃布层压板用环氧树脂胶粘合而成，灌注时无需模具，其易加工、制造成本低、耐压性好；4、该模块采用全波多级倍压整流，组件和封装的高压插座一起灌注，其受环境影响小，提高输出稳定度，安全可靠性高。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的固态式高压整流取样模块结构的结构示意图：

图2为图1所示的高压整流取样模块分解图；

图3为高压整流取样板组件装配示意图；

上述图中的标记均为：1、安装底板，2、盖板，3、前侧板，4、后侧板，5、侧板，6、支柱，7、尼龙螺钉，8、印制板，9、高压电容，10、高频高压二极管，11、连接条，12、双头螺栓，13、紧固件，14、采样电阻，15、限流电阻，16、压敏电阻，17、二极管，18、电阻，19、电容，20、电流互感器，21、固定衬套，22、高压插座。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

参见图1-3，一种固态式高压整流取样模块结构，具有：

盒体；

印制板，安装在盒体内；

高压电容组，具有至少一组高压电容组焊接在印制板上，每组高压电容组具有并联的至少两个高压电容；

高频高压二极管、限流电阻和采样元件，焊接在印制板上；采样元件包括采样电阻、压敏电阻、二极管、电阻、电容以及电流互感器。

还具有连接条，连接条安装在印制板的正反两面，每组高压电容组之间采用双头螺栓连接并用紧固件固定。

盒体具有底板、前侧板、后侧板、侧板和盖板，前侧板、后侧板、侧板安装在底板上，盖板安装在前侧板、后侧板、侧板安装上端。

还包括高压插座和固定衬套，高压插座安装在前侧板上，高压插座和固定衬套采用螺纹连接。印制板组件的输入端对齐后侧板的输入口，输出端对齐前侧板的输出口。盒体内灌注有硅橡胶。盒体为非金属盒体。

采用全波倍压整流电路，再将整流组件和取样组件采用无模具式灌注成一个固态式高压模块。该模块是将整流元件、采样元件、限流元件都安装在印制板上，并与高压插座作为一个整体进行灌注密封。一种固态式高压整流取样模块结构包括盒体组件、倍压整流组件、取样组件、限流电阻、高压插座以及固定衬套。盒体组件是由安装底板、盖板、侧板、支柱组成。安装底板、盖板及侧板都采用环氧树脂胶粘合形成非密闭盒体，而支柱用于固定印制板，与安装底板采用螺钉紧固。由于元器件需要耐高压，安装底板、盖板和侧板是用特种玻璃布层压板加工。支柱是采用尼龙棒加工，支柱上加工凹槽来增加爬电距离。倍压整流组件是由高压电容、高频高压二极管、印制板、连接条、双头螺栓及紧固件组成。高压电容多个并联使用，与高频高压二极管组成全桥倍压来减小纹波，提高输出稳定度。高压电容通过连接条和双头螺栓安装在印制板上，高压二极管、采样元件、限流电阻则焊接固定在印制板上。印制板厚度为2mm，连接条采用厚度为0.5mm的黄铜板折弯成型，双头螺栓采用铜六角棒加工，用于多个电容连接。取样组件包括高压取样元件、电流取样元件和打火脉冲电流取样元件。固定衬套选用环氧玻璃布棒加工，其一端加工螺纹可与高压插座螺纹连接，另一端加工凹槽保证高压插座与衬套装配后的耐压距离。该模块是将所有器件都固定于同一印制板上，并与高压插座一起在非金属盒体内灌注形成一整体，满足电源高压输出要求。

采用高压电容和高频高压二极管组成全波多级倍压整流，将整流元件和取样元件一起安装在印制板上，并将印制板组件置于非金属盒体内进行灌注密封。其中高压插座安装在盒体上，要和印制板组件作为一个整体进行灌注。这样不仅可以减小模块体积，提高耐压性能，还可以使采样元件受环境影响小，提高输出稳定度。由于该模块结构件加工简单，所选用的电气元件常用便宜，制造成本低。该模块采用了在环氧树脂胶粘合形成的盒体内灌注硅橡胶，不需要使用灌注模，易加工；其中预留一面未用环氧板安装闭合，提高散热性和维修性。

制造方法如下：本方案以10级倍压整流为例，每组4个高压电容并联使用。首先要在印制板上焊接高频高压二极管、限流电阻和采样元件，采样元件包括采样电阻、压敏电阻、二极管、电阻、电容以及电流互感器。印制板上的输出取样有高压取样、电流取样及打火取样。由于采用4个高压电容并联为一组使用，需将连接条安装在印制板的正反两面，每组电容之间采用双头螺栓连接并用紧固件固定。然后把印制板组件固定在安装底板上，在装配前安装底板要和支柱安装，采用尼龙螺钉固定，紧固时需用螺纹锁固密封剂。接着把前侧板、后侧板、侧板、盖板与安装底板装配，用环氧树脂胶粘合组成盒体。但在胶合盒体前，要用环氧树脂胶将固定衬套和前侧板之间的间隙填满粘合，并将高压插座安装在前侧板上。高压插座和固定衬套采用螺纹连接，可调整高压插座与盒体之间的相对距离。在胶合盒体时，要将印制板组件的接线整形，使得输入端对齐后侧板的输入口，输出端对齐前侧板的输出口。然后清除盒体内杂物，检查接线后放入防静电周转箱中进行逐个隔离防护，再通过调试检验其电性能，合格后进行灌封。本方案是按重量比1:1配制南大214硅橡胶，混合均匀后要在盒体固定一角处注入，使硅橡胶灌注面略高于盒体端面，要将整个组件灌封。接着抽真空、室温固化，固化后去除多余的硅橡胶，保证端面齐平。最后要对该模块进行耐压测试，合格后喷漆处理，完成其制作与装配。

采用上述的结构后，1、该模块将元器件都安装在同一印制板上，结构简单，容易装配；2、该模块是将整流组件和取样组件作为一个整体，减少了开关电源器件装配数量，减小其体积；3、该模块将组件放入非金属盒体内灌注，盒体是由特种玻璃布层压板用环氧树脂胶粘合而成，灌注时无需模具，其易加工、制造成本低、耐压性好；4、该模块采用全波多级倍压整流，组件和封装的高压插座一起灌注，其受环境影响小，提高输出稳定度，安全可靠性高。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。