高密度电源的制作方法

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种高密度电源。

背景技术：

1、随着科技的发展，作为信息基础设施的数据中心承担的计算量越来越大，应用于数据中心的开关电源的功率密度也不断提高，然而对电源外观尺寸的要求逐渐走向标准化，例如通用冗余电源(crps,common redundant power supply)标准规定了两种尺寸的网络电源，分别为185mm*73.5mm*40mm和265mm*73.5mm*40mm。

2、以185mm长度的crps电源为例，2400w交流输入电源内部的器件摆放非常密集，电源内部大多数空间被体积较大的变压器和电感占据，从而比较堵风，散热效果差。若将电源功率提高到3kw，大体积的器件的摆放会变得比较困难，甚至无法摆放，电源的散热问题也更加严重。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提出一种散热性能好且体积小的高密度电源。

2、根据本发明的一个方面，一种高密度电源，包括壳体、风扇、pfc模组、dc/dc模组和主板。壳体具有第一风道；风扇设置于所述壳体内侧或者壳体外侧；pfc模组包括pfc电感，所述pfc电感设置于所述第一风道，其中所述pfc电感与所述风扇对正；dc/dc模组设置于所述第一风道；所述dc/dc模组包括至少一个dc/dc转换电路，每个所述dc/dc转换电路包括第一pcb和设置在所述第一pcb上的变压器磁芯、变压器绕组和功率器件，其中所述变压器磁芯和所述变压器绕组共同构成变压器；主板设置于所述壳体内，其中所述pfc电感和所述至少一个dc/dc转换电路分别与所述主板电性连接。

3、根据本发明的一实施方式，所述dc/dc转换电路为llc谐振电路。

4、根据本发明的一实施方式，所述第一pcb具有相对的顶侧和底侧以及相对的左侧和右侧，所述变压器磁芯由所述第一pcb的右侧向左侧延伸，并由顶侧向底侧延伸，所述功率器件分别邻近所述第一pcb上左侧和底侧。

5、根据本发明的一实施方式，所述功率器件相对于所述第一pcb的高度不高于所述变压器磁芯相对于所述第一pcb的高度。

6、根据本发明的一实施方式，每个所述llc谐振电路还包括设置在所述第一pcb上的电感磁芯和电感绕组，所述电感磁芯与所述电感绕组共同形成谐振电感。

7、根据本发明的一实施方式，所述pfc电感位于所述风扇与所述dc/dc模组之间。

8、根据本发明的一实施方式，所述pfc电感包括具有中央通孔的pfc磁芯，所述pfc磁芯的中央通孔与所述风扇对正。

9、根据本发明的一实施方式，所述pfc电感的磁芯呈圆环形或矩形。

10、根据本发明的一实施方式，每个所述dc/dc转换电路还包括第二pcb和设置在所述第二pcb上的功率器件。

11、根据本发明的一实施方式，所述第二pcb位于所述pfc电感和所述第一pcb之间。

12、根据本发明的一实施方式，所述壳体内具有与所述第一风道并排设置的第二风道；所述的高密度电源还包括设置于所述第二风道的emi滤波单元和母线电容；所述emi滤波单元和所述母线电容分别与所述主板电性连接。

13、根据本发明的一实施方式，所述pfc模组还包括pfc电路板，所述pfc电路板位于所述pfc电感和所述emi滤波单元之间。

14、根据本发明的一实施方式，还包括辅助供电单元，所述辅助供电单元位于所述母线电容和所述dc/dc模组之间。

15、根据本发明的一实施方式，所述辅助供电单元与母线电容平行设置。

16、根据本发明的一实施方式，所述母线电容与所述主板平行设置。

17、根据本发明的一实施方式，还包括控制板，用以控制所述pfc电路板上的功率器件以及所述至少一个dc/dc转换电路上的功率器件，所述控制板设置在所述母线电容的一侧，并与所述主板电性连接。

18、根据本发明的一实施方式，所述的高密度电源的尺寸为185mm*73.5mm*40mm、265mm*73.5mm*40mm或185mm*73.5mm*39mm。

19、根据本发明的一实施方式，所述电感磁芯与所述变压器磁芯并排设置，且所述电感磁芯位于所述变压器磁芯的左侧。

20、本发明至少具有如下优点或有益效果：本发明的高密度电源，通过使用模组化的dc/dc转换电路，以及器件位置摆放优化，不但节约了电源内部空间，有利于产品小型化，而且提高了电源的散热效果。从另一个角度来说，在满足外观尺寸及散热效果的前提下，功率密度相比于传统的网络电源可以提高30％。

技术特征：

1.一种高密度电源，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述dc/dc转换电路为llc谐振电路。

3.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述第一pcb具有相对的顶侧和底侧以及相对的左侧和右侧，所述变压器磁芯由所述第一pcb的右侧向左侧延伸，并由顶侧向底侧延伸，所述功率器件分别邻近所述第一pcb左侧和底侧。

4.如权利要求3所述的高密度电源，其特征在于，所述功率器件相对于所述第一pcb的高度不高于所述变压器磁芯相对于所述第一pcb的高度。

5.如权利要求2所述的高密度电源，其特征在于，每个所述llc谐振电路还包括设置在第一pcb上的电感磁芯和电感绕组；所述电感磁芯与所述电感绕组共同形成谐振电感。

6.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述pfc电感位于所述风扇与所述dc/dc模组之间。

7.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述pfc电感包括具有中央通孔的pfc磁芯，所述pfc磁芯的中央通孔与所述风扇对正。

8.如权利要求7所述的高密度电源，其特征在于，所述pfc电感的磁芯呈圆环形或矩形。

9.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，每个所述dc/dc转换电路还包括第二pcb和设置在所述第二pcb上的功率器件。

10.如权利要求9所述的高密度电源，其特征在于，所述第二pcb位于所述pfc电感和所述第一pcb之间。

11.如权利要求1-10任一项所述的高密度电源，其特征在于，所述壳体内具有与所述第一风道并排设置的第二风道；所述高密度电源还包括设置于所述第二风道的emi滤波单元和母线电容；所述emi滤波单元和所述母线电容分别与所述主板电性连接。

12.如权利要求11所述的高密度电源，其特征在于，所述pfc模组还包括pfc电路板，所述pfc电路板位于所述pfc电感和所述emi滤波单元之间。

13.如权利要求11所述的高密度电源，其特征在于，还包括辅助供电单元，所述辅助供电单元位于所述母线电容和所述dc/dc模组之间。

14.如权利要求13所述的高密度电源，其特征在于，所述辅助供电单元与母线电容平行设置。

15.如权利要求11所述的高密度电源，其特征在于，所述母线电容与所述主板平行设置。

16.如权利要求11所述的高密度电源，其特征在于，还包括控制板，用以控制所述pfc电路板上的功率器件以及所述至少一个dc/dc转换电路上的功率器件，所述控制板设置在所述母线电容的一侧，并与所述主板电性连接。

17.如权利要求1-10任一项所述的高密度电源，其特征在于，所述的高密度电源的尺寸为185mm*73.5mm*40mm、265mm*73.5mm*40mm或185mm*73.5mm*39mm。

18.如权利要求5所述的高密度电源，其特征在于，所述电感磁芯与所述变压器磁芯并排设置，且所述电感磁芯位于所述变压器磁芯的左侧。

技术总结
本发明提出一种散热性能好且体积小的高密度电源，其包括壳体、风扇、PFC模组、DC/DC模组和主板。壳体具有并排设置的第一风道和第二风道；风扇设置于壳体内侧或者壳体外侧；PFC模组包括设置于第一风道的PFC电感，PFC电感与风扇对正；DC/DC模组设置于第一风道；DC/DC模组包括至少一个DC/DC转换电路，每个DC/DC转换电路包括第一PCB和设置在第一PCB上的变压器磁芯、变压器绕组和功率器件，其中变压器磁芯和变压器绕组共同构成变压器；主板设置于壳体内，PFC电感和至少一个DC/DC转换电路分别与主板电性连接。

技术研发人员：王昆鹏,张明娟,杜帅林,董慨
受保护的技术使用者：台达电子企业管理（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14