一种新型大功率同步整流高频开关电源单元模块的制作方法

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种新型大功率同步整流高频开关电源单元模块。

背景技术：

在当今社会中，随着科技的不断发展和技术的不断创新进步，电子电力设备在人们的生活、工作中起到了很大的作用，与工业的发展更有着密不可分的联系，而电子设备都离不开一个长期稳定可靠工作的电源，随着时间的推移，高频开关电源在化工、电解、电磁等需要大功率电源配送的领域中得到了更为广泛的应用，而传统的工频直流电源由于体积大而重、损耗大、稳定性差等缺点，在大功率电源输出的应用中，也慢慢的满足不了生产的需求和工艺的要求。相对于传统的工频直流电源而言，高频开关电源具有的体积小、重量轻、节能环保效率高、稳定可靠、扩容容易、调试简单等优点，在使用过程中，也一一得到了客户的认可与支持。

在目前现有的高频开关电源中，其装配结构基本上是由机箱、高压线圈绕组变压器、电路控制模块、整流部分的肖特基管或整流二极管和散热系统等构成。在这种结构中，其缺点与不足也慢慢的暴露出来：元器件安装布置分散，连接方式错乱无序，采用肖特基管或整流二极管整流能源损耗大，效率低且扩容难度大，各器件之间易相互干扰影响，散热效果差。在安装使用过程中，由于差异化，使得我们需要更多的材料，更多的工具才能达到所需的输出电压。以至于最终的产品外形大小不一，输出各异，产品成本也随之增加。

因此，目前的高频开关电源还有改进的空间。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种组装方便，稳定可靠性强的大功率同步整流高频开关电源设备，可有效提高安装维护的效率，从而有效的降低了生产加工成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种新型大功率同步整流高频开关电源单元模块，包括至少一个抽屉式机箱；所述抽屉式机箱分为第一密封盒体和第二盒体；

所述第一密封盒体安装有触发控制电路的线路板；

所述第二盒体安装带冷却水道的导电双铝排、主变压器和整流系统；

所述导电双铝排包括在水平方向平行布置的第一铝排和第二铝排；所述第一铝排和/或第二铝排内设有散热水道；所述第一铝排和第二铝排的一端均与中间隔板分别单独绝缘固定，所述中间隔板位于所述第一盒体与所述第二盒体之间；另一端延伸至所述第二盒体后面板外部，与机箱绝缘固定；

在所述第一铝排和第二铝排之间安装至少一组主变压器；在所述第一铝排的外侧安装有高频整流逆变模块；

所述整流系统安装在所述第二铝排外侧。

进一步地，所述整流系统包括：mosfet管、mosfet管连接电路板和mosfet管连接铜片；

所述mosfet管的d极固定安装在所述第二铝排上；

所述mosfet管连接电路板分别与所述mosfet管和所述mosfet管连接铜片固定连接。

进一步地，所述主变压器包括：壳体、中心柱和安装在所述壳体内的环形磁芯，所述环形磁芯上均匀缠绕不同数量丝包线形成的线圈；

所述线圈外围设有绝缘薄膜，在所述线圈初级线出线端设有热缩管和黄蜡管；

所述中心柱设置与所述壳体外部，所述壳体一端通过所述中心柱固定在所述第一铝排上，另一端与所述mosfet管连接铜片相贴在一起，并与所述第二铝排绝缘隔绝固定。

进一步地，所述主变压器壳体另一端与所述第二铝排之间通过绝缘层隔绝固定。

进一步地，所述绝缘层为固体绝缘材料。

进一步地，所述固体绝缘材料包括下述任一种：

绝缘漆、绝缘胶和绝缘纤维制品。

进一步地，所述mosfet管的s极管脚焊接在所述mosfet管连接铜片上；所述mosfet管g极管脚和d极管脚分别焊接在所述mosfet管连接电路板上。

进一步地，所述线路板包括同步整流主控板、整流mosfet管控制板和开关管电路板。

进一步地，所述导电双铝排的冷却水道为内部密封，外部安装进出水嘴的u型水道。

进一步地，所述抽屉式机箱外侧设有手柄；所述抽屉式机箱底部设有滚动装置。

本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的一种新型大功率同步整流高频开关电源单元模块，其中抽屉式机箱设计作为一个独立的大功率同步整流高频开关电源单元组，与传统的一体化高频开关电源相比，该设备装配结构体积小，重量轻，稳定性好，美观实用，环保节能效率高，安装维护简单方便，不但大大减少了材料和生产成本，也优化了整机的结构，极大的提高了生产效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明提供的同步整流高频开关电源设备的结构外形图；

图2为本发明提供的同步整流高频开关电源设备的结构正视剖面图；

图3为本发明提供的同步整流高频开关电源设备的结构顶视图；

图4a为本发明提供的同步整流高频开关电源设备的结构左视图；

图4b为本发明提供的图4a的去掉抽屉式机箱壳体的左视图；

图5a为本发明提供的同步整流高频开关电源设备的结构右视图；

图5b为本发明提供的图5a的去掉抽屉式机箱壳体的右视图；。

图中：1-高压绕组主变压器，2-主变压器第一壳体，3-主变压器第二壳体，4-第一中心柱，5-第二中心柱，6-固定螺栓，7-第一铝排，8-第二铝排，9-mosfet管，10-mosfet管连接电路板，11-mosfet管连接铜片，12-绝缘层，13-高频整流逆变模块，14-第一密封盒体，15-第二盒体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种新型大功率同步整流高频开关电源单元模块，参照图1-3所示，包括：至少一个抽屉式机箱；该抽屉式机箱分为第一密封盒体14和第二盒体15；

其中：

第一密封盒体14内安装有触发控制电路的线路板，第二盒体安装带冷却水道的导电双铝排、高压线圈绕组的主变压器和整流系统。

导电双铝排包括在水平方向平行布置的第一铝排7和第二铝排8；第一铝排7和/或第二铝排8内设有独立的散热水道；第一铝排7和第二铝排8的一端均与第二盒体15的前面板(即第一盒体14与第二盒体15的中间隔板)绝缘固定，另一端延伸至第二盒体15后面板外部，与机箱绝缘固定；

在上述第一铝排7和第二铝排8之间安装至少一组主变压器1；

参照图4a、4b所示，在第一铝排7的外侧安装有高频整流逆变模块13；参照图5a、5b所示，整流系统安装在第二铝排8外侧。

导电双铝排作为同步整流高频开关电源设备的输出极，导电双铝排中间带有通水的散热水道，在水平方向上平行安装在抽屉式机箱上，一端与抽屉式机箱第二盒体15的前面板(即第一盒体14与第二盒体15的中间隔板)绝缘固定，另一端伸出到抽屉式机箱第二盒体15后面板外做输出连接，不但减少了不必要的铜排连接，也优化了冷却水路连接，大大的提高了元器件的散热效果。导电双铝排平行布置输出，有效的减少了外部磁场对元器件的干扰，也使得整个结构系统更加的优化简洁。

其中：铝排水道为内部密封，外部安装进出水嘴的u型水道，当冷却水通过水道时，可将安装在铝排上元器件的部分热量带走，使之维持在合理安全的范围内。铝排的冷却水道直径大小可根据散热情况和水流量的大小而增加或者减小。其主要目的就是给各个元器件散热，确保产品能够安全可靠稳定的工作。

本发明实施例提供的一种新型大功率同步整流高频开关电源单元模块，其中抽屉式机箱设计作为一个独立的大功率同步整流高频开关电源单元组，与传统的一体化高频开关电源相比，该设备装配结构体积小，重量轻，稳定性好，美观实用，环保节能效率高，安装维护简单方便，不但大大减少了材料和生产成本，也优化了整机的结构，极大的提高了生产效率。

本实施例中，上述抽屉式机箱是在传统的一体机设备机箱上进行了重新设计，使之体积更小，重量更轻，更加的美观大方。将传统的一体化的电子元器件拆分开来，有序整齐的安装布置在抽屉式的机箱内部，使之形成一个独立的整体单元组，可根据功率的大小选择一个或多个单元组进行组装连接，灵活性大，方便使用与安装。

如图1所示，抽屉式机箱前端是一个带前盖板的第一密封盒体14，后部是由上、下、左、右、后等方向可拆分的盖板组合而成的第二盒体15。由于该抽屉式机箱相比传统的电源设备体积减小，重量轻，在实际的使用过程中，可根据产品的功率大小，选用一个或多个机箱进行组合安装，大大的减少了不必要的连接，提高了安装维护的效率，从而有效的降低了生产加工成本。

在一个实施例中，上述整流系统参照图2所示，包括：mosfet管9、mosfet管连接电路板10和mosfet管连接铜片11；

参照图5a、5b为本同步整流高频开关电源设备右视图，即从第二铝排方向观看的示意图；

mosfet管9的d极(漏极)用螺栓直接锁紧固定安装在第二铝排8上；其中mosfet管9比如为10个一组用铜片连接，具体应用时，可以有多数量的mosfet管9；由于数量多的mosfet管9，其容量预留大，可有效降低了发热损耗或mosfet管烧坏的概率，大大的提高了产品的稳定可靠性，安装维护也方便快捷。

如图2所示，其mosfet管9体s极(源极)管脚焊接在mosfet管连接铜片11上，与主变压器1壳体一侧相贴在一起，g极(栅极)管脚和d极(漏极)管脚焊接在mosfet管连接电路板10上。选用mosfet管代替了传统的肖特基管或者整流二极管，能够有效的降低了产品的损耗，也可以有效的解决了mosfet管的固定与冷却问题，使之能够有效的长期稳定可靠的工作。

在一个实施例中，如图2所示，主变压器1包括：壳体、中心柱和安装在壳体内的环形磁芯，环形磁芯上均匀缠绕不同数量丝包线形成的线圈；

线圈外围设有绝缘薄膜，在线圈初级线出线端设有热缩管和黄蜡管；壳体一端通过中心柱固定在第一铝排7上，另一端通过mosfet管连接铜片11相贴在一起，与第二铝排绝缘隔绝固定。

具体地，如图2所示，主变压器第一壳体2上下两端的一侧分别通过固定螺栓与主变压器1上的第一中心柱4下端和第二中心柱5上端固定连接，主变压器第一壳体2上下两端的另一侧通过螺栓安装在第一铝排7上；主变压器第二壳体3上下两端的一侧分别通过固定螺栓6与主变压器1的第一中心柱4上端和第二中心柱5下端固定连接，另一侧上下依次通过mosfet管连接铜片11和绝缘层12固定在第二铝排8上。

作为本同步整流高频开关电源设备的主变压器，是一种利用壳体作为低压侧的高频开关电源变压器，可根据输出功率的大小而选用不同数量丝包线均匀整齐的缠绕在环形磁芯上而成。主变压器1平行固定布置在导电双铝排上，可根据功率大小选择一个或多个主变压器来组合使用。主变压器1低压侧壳体(主变压器第二壳体3)与第二铝排8之间选用了绝缘层12来进行隔离。其中绝缘层12为固体绝缘材料，比如为绝缘漆、绝缘胶和绝缘纤维制品等；还比如可以是玻璃、陶瓷制品；云母、石棉及其制品等。

绝缘漆、绝缘胶都是以高分子聚合物为基础，能在一定条件下固化成绝缘硬膜或绝缘整体的重要绝缘材料。

绝缘漆主要由漆基、溶剂、稀释剂、填料等部分组成，绝缘漆的成膜固化后绝缘强度较高，一般可作为电动机、电器线圈的浸渍绝缘或涂覆绝缘。按用途可分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。

绝缘胶与绝缘漆相似，一般加有填料，广泛用于浇注电缆接头、套管、220kv及其以下电流互感器、10kv及其以下电压互感器。用的绝缘胶有黄电缆胶、黑电缆胶、环氧电缆胶、环氧树脂胶、环氧聚酯胶等。

绝缘纤维制品是指用绝缘纸、纸板、纸管、布和各种纤维织物等制成的绝缘材料。浸渍纤维制品则是用绝缘纤维制品作底材，浸以绝缘漆制成，它具有一定的机械强度、电气强度、耐潮性能，还具备了一些防霉、防电、防辐射等特殊功能。

该绝缘层还比如是以纤维作底材，浸涂不同的胶黏剂，经热压或卷制而成的层状结构绝缘材料，具有优良电气性能、力学性能和耐热、耐霉、耐电弧、防电晕等特性。

本实施例中，为了防止长时间的工作导致线圈绕组发热损坏，在实际的应用使用中，可以选用更大功率的环形磁芯和数量更多的丝包线来做成高压线圈绕组，从而可以有效的解决了主变压器的发热问题。高压线圈绕组在制作过程中，选用了绝缘防护等级更高的丝包线，均匀整齐缠绕在环形磁芯上，再用绝缘薄膜将整个线圈包裹起来，在初级线出线的位置，先用热缩管套住，再套装黄腊管，以防高压线圈有漏电现象。

在一个实施例中，上述线路板有触发控制电路的功能，线路板主要安装在抽屉式机箱的第一密封盒体14里，线路板主要包括有同步整流主控板、整流mosfet管控制板和开关管电路板。线路板采用高精度的电子元器件，集成程度高，抗干扰能力强。采用快速连接插头，方便线路板之间的快捷连接与安装维护。

本发明提供的一种新型大功率同步整流高频开关电源单元模块，其中：

1.主变压器，即高频开关电源变压器是本同步整流高频开关电源设备中重要的组成部分，为了防止长时间的工作导致线圈绕组发热损坏，在实际的应用使用中，可以选用更大功率的环形磁芯和数量更多的丝包线来做成高压线圈绕组，从而可以有效的解决了变压器的发热问题。高压线圈绕组在制作过程中，可以选用了绝缘防护等级更高的丝包线，均匀整齐缠绕在环形磁芯上，再用绝缘薄膜将整个线圈包裹起来，在初级线出线的位置，先用热缩管套住，再套装黄腊管，以防高压线圈有漏电现象。

2.导电双铝排：设有密封的u型水道，当冷却水通过水道时，可将安装在铝排上元器件的部分热量带走，使之维持在合理安全的范围内。铝排的冷却水道直径大小可根据散热情况和水流量的大小而增加或者减小。其主要目的就是给各个元器件散热，确保产品能够安全可靠稳定的工作。

3.抽屉式机箱：抽屉式机箱的外形大小主要取决于内部结构的安装和布局，不同的安装布局可能会导致不一样的机箱体，但在同一产品中，组成的每个独立机箱体都是一致的。在抽屉式机箱体第一密封盒体的外侧可安装手柄，方便抽拉和打开；另外在抽屉式机箱体底部可加装滑轮或其它的可滚动装置，方便单元组的抽取和放入。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。