一种带三开关APFC的高频整流模块的制作方法

一种带三开关apfc的高频整流模块
技术领域
1.本实用新型涉及高频整流电源技术领域，具体为一种带三开关apfc的高频整流模块。


背景技术：

2.随着高频开关器件应用技术的成熟，使用越来越广泛，特别是整流电源和apfc有源功率因数校正等领域，技术成熟度得到了很大的提高。采用高频开关器件的设备其体积小、重量轻、制作成本低易于标准化制作等优点越来越被各个行业认可。
3.目前高频整流电源行业主要有不带apfc的高频整流电源和带有apfc的pcb集成式整流电源两种。对于不带apfc的高频整流电源单机功率可以做的很大，且大功率时多采用模块型器件组装，设备维护时各个部件均可单独更换，维护成本低。但因为没有apfc运行功率因数低、谐波高。对于带有apfc的pcb集成式整流电源其运行功率因数可在0.99以上，谐波在5％以内，电气性能良好。但受限于pcb板载流量和焊接型高频开关器件容量单机功率不会很大，且所有器件全部集成在pcb板，维护时只能成套更换，因此整体制作和维护成本较高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种带三开关apfc的高频整流模块，可在保证运行功率因数和谐波等参数良好的基础上，单机功率做的更大，制作和维护成本更低。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种带三开关apfc的高频整流模块，包括外壳，所述外壳的后立面两端分别设置有进线插头和输出插头，其特征在于：所述外壳内部设置有散热器和整流电路单元，所述整流电路单元包括依次电性连接的三相三开关apfc子模块、移相全桥逆变电路、隔离变压器、整流桥电路和rcd钳位电路。
6.优选的，所述三相三开关apfc子模块包括apfc三相升压电感、三开关电路和一次直流母线，所述三开关电路包括三个并联设置的第一igbt开关和三个并联设置的第一二极管，三个所述第一igbt开关分别与三个所述第一二极管并联连接；所述一次直流母线包括两个串联连接的电解储能电容；所述apfc三相升压电感的输入端与所述进线插头电性连接，所述apfc三相升压电感的输出端与所述三开关电路的输入端电性连接，所述三开关电路的输出端与一次直流母线电性连接。
7.所述移相全桥逆变电路由四个第二igbt开关组成。
8.所述整流桥电路由四个快恢复二极管组成。
9.所述rcd钳位电路包括第二二极管、第一电容和第一电阻，所述第一电容和所述第一电阻并联连接后与所述第二二极管串联连接。
10.优选的，所述散热器包括第一散热器和第二散热器，所述第一igbt开关、所述第一二极管和所述第二igbt开关通过螺栓连接设置于所述第一散热器的外侧，所述apfc三相升压电感和所述一次直流母线通过螺栓连接设置于第一散热器的内侧；所述整流桥电路、所
述第二二极管、所述第一电容、所述第一电阻和所述第二igbt开关通过螺栓连接设置于所述第二散热器的外侧，所述隔离变压器通过螺栓连接设置于所述第二散热器的内侧。
11.优选的，所述第一igbt开关和所述第一二极管之间通过铜排连接，所述整流桥电路和所述第二二极管之间也通过铜排连接。
12.优选的，所述外壳的后立面和前面板均设置有若干通风孔，所述前面板的中部设置有显示屏，所述前面板的两侧各设置有一个把手。
13.因此，本实用新型采用上述结构的一种带三开关apfc的高频整流模块，具有以下优点：
14.(1)、三相三开关apfc子模块和移相全桥逆变电路统一设置在一个整流模块内实现了整流模块的高功率因数；
15.(2)、采用大容量模块型高频开关器件，且各部件间采用铜排连接，很好地解决了受器件容量限制单机功率无法做大，降低了制作成本，又因为各部件为螺栓连接，可单独更换，降低了维护成本；
16.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
17.图1为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的拓扑图；
18.图2为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的部件设置图；
19.图3为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例第一散热器的结构示意图；
20.图4为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例第二散热器的结构示意图；
21.图5为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的正视图；
22.图6为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的侧视图；
23.图7为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的后视图。
24.附图标记
25.1、apfc三相升压电感；2、三开关电路；21、第一igbt开关；22、第一二极管；3、一次直流母线；4、移相全桥逆变电路；41、第二igbt开关；5、隔离变压器；6、整流桥电路；61、快恢复二极管；7、rcd钳位电路；71、第二二极管；72、第一电容；73、第一电阻；8、铜排；9、第一散热器；10、第二散热器；11、pwm调速风机；12、进线插头；13、输出插头；14、前面板；15、把手；16、显示屏；17、通风孔；18、外壳。
具体实施方式
26.实施例
27.图1为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的拓扑图；图2为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的部件设置图；图3为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例第一散热器的结构示意图；图4为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例第二散热器的结构示意图；图5为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的正视图；图6为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流
模块实施例的侧视图；图7为本实用新型一种带三开关apfc的高频整流模块实施例的后视图。如图所示，一种带三开关apfc的高频整流模块包括外壳18以及设置在外壳18内部的散热器和整流电路单元，整流电路单元包括依次电性连接的三相三开关apfc子模块、移相全桥逆变电路4、隔离变压器5、整流桥电路6和rcd钳位电路7。
28.外壳18的后立面和前面板14均设置有若干通风孔17，通风孔17内设置有6个pwm可调风机11可根据模块运行温度自动调整风机转速，前面板14的中部设置有显示屏16用来显示各种参数信息，前面板14的两侧各设置有一个把手15方便提拉。
29.三相三开关apfc子模块包括apfc三相升压电感1、三开关电路2和一次直流母线3，三开关电路包括三个并联设置的第一igbt开关21和三个并联设置的第一二极管22，三个第一igbt开关21分别与三个第一二极管22并联连接。apfc三相升压电感1采用高磁通的铁硅铝磁环绕制而成，一次直流母线3包括两个串联连接的电解储能电容。apfc三相升压电感1的输入端与进线插头12电性连接，apfc三相升压电感1的输出端与三开关电路2的输入端电性连接，三开关电路2的输出端与一次直流母线3电性连接。移相全桥逆变电路4由四个第二igbt开关41组成，整流桥电路6由四个快恢复二极管61组成。rcd钳位电路7包括第二二极管71、第一电容72和第一电阻73，第一电容72和第一电阻73并联连接后与第二二极管71串联连接。
30.三相三开关apfc子模块和移相全桥逆变电路4采用一块32位浮点型cpu统一控制，可避免三相三开关apfc子模块和移相全桥逆变电路4之间信号传输受到干扰，保证动作的协调，防止二次负载突变时一次直流母线3电压出现过冲或突降。三相三开关apfc子模块的控制采用单周期控制理论，通过cpu采样三相进线电流和软件计算实现一次直流母线3电压的快速调节和三相电流谐波控制，从而达到功率因数校正的目的。移相全桥逆变电路4通过调整移相全桥逆变占空比实现二次直流电压调整。移相全桥逆变电路4通过控制隔离变压器5漏感实现逆变电路的zvzcs软开关，直流输出采用rcd钳位电路7减小整流桥电路6的尖峰电压。整流模块具备恒压、恒流和恒功率三种运行模式，恒压状态时可实现自动限流，且限流值可在0～额定电流间任意设置。恒流状态可实现自动限压，且限压值可在0～额定电间间任意设置。恒功率状态时可同时实现限流和限压。整流模块具备过压、过流、过温、输出短路等报警功能。
31.散热器包括第一散热器9和第二散热器10，第一igbt开关21、第一二极管22和第二igbt开关41通过螺栓连接设置于第一散热器9的外侧，apfc三相升压电感1和一次直流母线3通过螺栓连接设置于第一散热器9的内侧；整流桥电路6、第二二极管71、第一电容72、第一电阻73和第二igbt开关41通过螺栓连接设置于第二散热器10的外侧，隔离变压器5通过螺栓连接设置于第二散热器10的内侧。各部件设置于散热器的两侧，可加速外壳18内部的热量散出。第一igbt开关21和第一二极管22之间连接有铜排8，整流桥电路6和第二二极管71之间也连接有铜排8，采用铜排连接可减小走线电感。且各部件采用大容量模块型高频开关器件，很好的解决了受器件容量限制单机功率无法做大的问题，降低了制作成本，同时螺栓连接可单独更换降低了维护成本。
32.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替
换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。