高頻變壓整流一體化裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高頻變壓整流一體化裝置，該裝置將整流二極管串聯(lián)于高頻變壓器次級(jí)線圈中，改變過(guò)去每個(gè)器件獨(dú)立，器件之間用銅排或電線連接的方式，巧妙的設(shè)計(jì)使整流二極管與高頻變壓器實(shí)現(xiàn)了無(wú)線纜或銅排連接，使得高頻變壓器與整流二極管成為一個(gè)有機(jī)緊密連接的整體；其二極管直接連接在次級(jí)線圈組件的上下殼上，二極管可由上下殼冷卻，避免了二極管的散熱設(shè)計(jì)；同時(shí)本發(fā)明使原方案變壓器底部4個(gè)輸出電極改變?yōu)?個(gè)輸出電極，簡(jiǎn)化了變壓器底部的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比較，體積有很大程度的減小。
【專利說(shuō)明】高頻變壓整流一體化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變壓整流裝置，特別是一種高頻變壓整流一體化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高頻逆變直流電源的高頻變壓器和整流電路是決定電源性能的重要因素之一，傳統(tǒng)的高頻逆變整流電路采用各部分器件相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)方式，IGBT組件、高頻變壓器、輸出整流電路、驅(qū)動(dòng)電路等相互獨(dú)立，器件間通過(guò)導(dǎo)線或銅排進(jìn)行連接，大電流器件之間的連接，由于導(dǎo)線或銅排的規(guī)格大，使其線路復(fù)雜、損耗大且易對(duì)周?chē)娐樊a(chǎn)生電磁干擾，減少使用導(dǎo)線或銅排，能降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品性能。
[0003]目前，高頻逆變直流電源中高頻變壓器與整流二極管相對(duì)獨(dú)立(其電路圖和結(jié)構(gòu)圖如:圖1、圖2)，通常次級(jí)線圈外形為正方體或長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，高頻變壓器次級(jí)輸出4個(gè)電極都位于變壓器底部，將變壓器次級(jí)2個(gè)異名端電極分別連接高頻整流二極管D1、D2的正極，變壓器次級(jí)另2個(gè)異名端電極相連后作為電源負(fù)極輸出，由于輸出電流大，連接銅排截面積大，此類(lèi)連接結(jié)構(gòu)具有以下弊端:1、變壓器底部漏磁較大，變壓器底部會(huì)產(chǎn)生高頻感應(yīng)加熱效應(yīng)；2、高頻漏磁對(duì)處于底部附近的電路造成電磁干擾，電源穩(wěn)定性和可靠性降低；3、變壓器漏磁產(chǎn)生的漏感造成處于變壓器前端的IGBT逆變器開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生過(guò)高的尖峰電壓，該尖峰電壓將對(duì)IGBT器件構(gòu)成威脅；4、由于變壓器底部輸出電極連接截面較小，輸出電流較大，并且現(xiàn)有結(jié)構(gòu)采用螺釘緊固連接，造成連接處電阻損耗大發(fā)熱嚴(yán)重，電源可靠性降低；5、底部結(jié)構(gòu)引出4個(gè)電極，其中2個(gè)電極短接輸出作為電源負(fù)輸出，另2個(gè)電極分別連接到整流二極管去作為正輸出，電極數(shù)量多連接復(fù)雜，二極管與變壓器通常采用銅排連接，導(dǎo)致逆變器體積大、裝配復(fù)雜、維護(hù)困難、可靠性降低等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，損耗小，電學(xué)性能穩(wěn)定高頻變壓整流一體化裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種高頻變壓整流一體化裝置，包括環(huán)形磁芯、初級(jí)線圈、連接芯柱、第一次級(jí)線圈組件、第二次級(jí)線圈組件，所述連接芯柱包括兩個(gè)扭曲180度的半圓柱，所述兩半圓柱扭合，并相互絕緣，所述第一次級(jí)線圈組件包括上殼、下殼以及串聯(lián)在上下殼之間的二極管，所述上殼和下殼上設(shè)置有輸出連接孔，所述第二次級(jí)線圈組件包括上殼、下殼以及串聯(lián)在上下殼之間的二極管，所述二極管相比于第一線圈組件的二極管為反相，所述上殼和下殼上設(shè)置有輸出連接孔，所述初級(jí)線圈繞制在環(huán)形磁芯上，所述連接芯柱豎直位于環(huán)形磁芯中心，所述第一半圓柱的上端連接第一線圈組件的上殼，下端連接第二線圈組件的下殼，所述第二半圓柱的上端連接第二線圈組件的上殼，下端連接第一線圈組件的下殼。
[0006]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述第一次級(jí)線圈組件和第二次級(jí)線圈組件中，上殼和下殼由鋁材制成。[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述第一次級(jí)線圈組件和第二次級(jí)線圈組件中，上殼和下殼上設(shè)置有水冷通道。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述第一次級(jí)線圈組件和第二次級(jí)線圈組件以連接芯柱中心為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述第一次級(jí)線圈組件和第二次級(jí)線圈組件中，二極管位于組件側(cè)面上。
[0010]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明將整流二極管串聯(lián)于高頻變壓器次級(jí)線圈中，改變過(guò)去每個(gè)器件獨(dú)立，器件之間用銅排或電線連接的方式，巧妙的設(shè)計(jì)使整流二極管與高頻變壓器實(shí)現(xiàn)了無(wú)線纜或銅排連接，使得高頻變壓器與整流二極管成為一個(gè)有機(jī)緊密連接的整體；其二極管直接連接在次級(jí)線圈組件的上下殼上，二極管可由上下殼冷卻，避免了二極管的散熱設(shè)計(jì)；同時(shí)本發(fā)明使原方案變壓器底部4個(gè)輸出電極改變?yōu)?個(gè)輸出電極，簡(jiǎn)化了變壓器底部的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比較，體積有很大程度的減??；
2、本發(fā)明的上下兩面都可以單獨(dú)作為輸出電極，也可以同時(shí)分別帶兩個(gè)負(fù)載，輸出電極面積大且容易連接引出銅排；
3、本發(fā)明底部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且連接芯柱與殼體采用焊接工藝，解決了輸出電極截面較小，造成連接處損耗大發(fā)熱嚴(yán)重的問(wèn)題，提高了電源可靠性；
4、本發(fā)明周?chē)鷰?乎無(wú)高頻泄漏磁場(chǎng)，減小了對(duì)周?chē)娐返碾姶鸥蓴_，提高了電磁兼容?生倉(cāng)泛;
5、本發(fā)明漏磁小，使得變壓器前端的IGBT逆變器開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的尖峰電壓降低，提高了IGBT器件運(yùn)行的可靠性；
6、本發(fā)明的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，保證了各二極管支路具有比較接近的電氣參數(shù)，各二極管分擔(dān)的電流較為平均；
7、本發(fā)明具有扁平的結(jié)構(gòu)，其扁平結(jié)構(gòu)在多組模塊并聯(lián)時(shí)可節(jié)省連接銅排，可方便地組合成更大功率的電源。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是傳統(tǒng)變壓整流器的電路原理圖。
[0012]圖2是傳統(tǒng)變壓整流器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明高頻變壓整流一體化裝置的電路原理圖。
[0014]圖4是本發(fā)明高頻變壓整流一體化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖5是本發(fā)明高頻變壓整流一體化裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖6是本發(fā)明高頻變壓整流一體化裝置的結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0017]圖中標(biāo)記:1為環(huán)形磁芯，2為初級(jí)線圈，3為連接芯柱，4為第一次級(jí)線圈組件，5為第二次級(jí)線圈組件，6為水冷通道，31為第一半圓柱，32為第二半圓柱，41為上殼，42為下殼，43為二極管，44為輸出連接孔，51為上殼，52為下殼，53為二極管，54為輸出連接孔。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]如圖5和圖6所示，本發(fā)明高頻變壓整流一體化裝置，包括環(huán)形磁芯1、初級(jí)線圈
2、連接芯柱3、第一次級(jí)線圈組件4、第二次級(jí)線圈組件5，所述連接芯柱3包括兩個(gè)扭曲180度的半圓柱，所述兩半圓柱扭合，并相互絕緣，所述第一次級(jí)線圈組件4包括上殼41、下殼42以及串聯(lián)在上下殼之間的二極管43，所述上殼41和下殼42上設(shè)置有輸出連接孔44，所述第二次級(jí)線圈組件5包括上殼51、下殼52以及串聯(lián)在上下殼之間的二極管53，所述二極管53相比于第一線圈組件的二極管43為反相，所述上殼51和下殼52上設(shè)置有輸出連接孔54，所述初級(jí)線圈2繞制在環(huán)形磁芯I上，所述連接芯柱3豎直位于環(huán)形磁芯I中心，所述第一半圓柱31的上端連接第一線圈組件4的上殼41，下端連接第二線圈組件5的下殼52，所述第二半圓柱32的上端連接第二線圈組件5的上殼51，下端連接第一線圈組件4的下殼42。
[0021]如圖5和圖6所示，本發(fā)明高頻變壓整流一體化裝置中，第一次級(jí)線圈組件4和第二次級(jí)線圈組件5中，上殼和下殼設(shè)計(jì)由鋁材制成，鋁材具有散熱系數(shù)高，導(dǎo)電性能好，可加工性能強(qiáng)，成本低等優(yōu)勢(shì)；為加強(qiáng)散熱，第一次級(jí)線圈組件4和第二次級(jí)線圈組件5中，上殼和下殼上各設(shè)計(jì)有2條水冷通道6，各水冷通道平行穿透上殼或下殼，各水冷通道通過(guò)彎頭串聯(lián)成一體；考慮到電流均流和減少零件種類(lèi)，第一次級(jí)線圈組件4和第二次級(jí)線圈組件5設(shè)計(jì)為以連接芯柱3中心為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱，即將一種次級(jí)線圈組件使用不同安裝的方式，形成兩種次級(jí)線圈組件；為降低設(shè)計(jì)難度，方便連接輸出銅排，所述第一次級(jí)線圈組件4和第二次級(jí)線圈組件5中，二極管設(shè)計(jì)位于組件側(cè)面上，此處設(shè)計(jì)在次級(jí)線圈的左右側(cè)面上。
[0022]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻變壓整流一體化裝置，其特征在于:包括環(huán)形磁芯(I)、初級(jí)線圈(2)、連接芯柱(3)、第一次級(jí)線圈組件(4)、第二次級(jí)線圈組件(5)，所述連接芯柱(3)包括兩個(gè)扭曲180度的半圓柱，所述兩半圓柱扭合，并相互絕緣，所述第一次級(jí)線圈組件(4)包括上殼(41)、下殼(42)以及串聯(lián)在上下殼之間的二極管(43)，所述上殼(41)和下殼(42)上設(shè)置有輸出連接孔(44)，所述第二次級(jí)線圈組件(5)包括上殼(51)、下殼(52)以及串聯(lián)在上下殼之間的二極管(53)，所述二極管(53)相比于第一線圈組件的二極管(43)為反相，所述上殼(51)和下殼(52)上設(shè)置有輸出連接孔(54)，所述初級(jí)線圈(2)繞制在環(huán)形磁芯(I)上，所述連接芯柱(3)豎直位于環(huán)形磁芯(I)中心，所述第一半圓柱(31)的上端連接第一線圈組件(4)的上殼(41)，下端連接第二線圈組件(5)的下殼(52)，所述第二半圓柱(32)的上端連接第二線圈組件(5)的上殼(51)，下端連接第一線圈組件(4)的下殼(42)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻變壓整流一體化裝置，其特征在于:所述第一次級(jí)線圈組件(4)和第二次級(jí)線圈組件(5 )中，上殼和下殼由鋁材制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高頻變壓整流一體化裝置，其特征在于:所述第一次級(jí)線圈組件(4)和第二次級(jí)線圈組件(5)中，上殼和下殼上設(shè)置有水冷通道(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高頻變壓整流一體化裝置，其特征在于:所述第一次級(jí)線圈組件(4)和第二次級(jí)線圈組件(5)以連接芯柱(3)中心為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高頻變壓整流一體化裝置，其特征在于:所述第一次級(jí)線圈組件(4)和第二次級(jí)線圈組件(5)中，二極管位于組件側(cè)面上。
【文檔編號(hào)】H02M7/00GK103872927SQ201410130382
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】王軍, 劉少德 申請(qǐng)人:四川英杰電氣股份有限公司