大功率全水冷同步整流结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种大功率全水冷同步整流结构，包括第一铜板、第二铜板、高频功率变压器和副边同步整流模块。高频功率变压器包括座体、基板、变压器磁芯和变压器原边绕组；座体与基板电连接构成副边绕组的中心抽头。所述副边同步整流模块包括漏极基板、第一源极连接板、第二源极连接板和功率MOS管组，第一铜板两端分别接至座体中柱和第二源极连接板，第二铜板两端分别接至基板中柱和第一源极连接板，第一、第二源极连接板均与功率MOS管组的源极相接，漏极基板与功率MOS管组的漏极相接作为电源正极。高频功率变压器和副边同步整流模块均开设有冷却水通道。本实用新型专利技术结构紧凑，散热效果好，极易实现大电流输出，输出功率可根据需要调整。

【技术实现步骤摘要】
大功率全水冷同步整流结构
本技术涉及同步整流
，具体涉及一种大功率全水冷同步整流结构。
技术介绍
低压大电流技术在高频工业电源中应用越来越多，对高频工业电源模块化设计，电源的功率密度，电源的可靠性要求也越来越高。如果电源结构设计不当的话，不但生产周期长，成本高，而且电源运行时有可能因为温度过高、电磁干扰等造成故障。因此，电源结构设计的好坏直接影响到产品的竞争力。在工业应用电源中，常用的变压器整流电路结构有桥式整流电路、全波整流电路以及半波整流电路。随着同步整流技术的发展，低压大电流高频开关电源大多采用全波同步整流电路，但是，当次级侧电流等级达到上千安培时，由于全波同步整流电路需要两个次级绕组，而且每个次级绕组的整流管由若干个功率MOS管组成，要构成两个次级绕组及同步整流电路，其结构复杂、工艺要求高、难度大，设计不好会造成变压器发热、功率MOS管控制困难，器件容易损坏，使得整机可靠性下降。同时，根据厂商家不同的电源要求，需设计出结构简单、功率可调整的电源结构。本技术针对这个问题，设计了这一大功率全水冷同步整流结构。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题，即本技术的目的是公开一种大功率全水冷同步整流结构。本技术为解决上述问题，所采用的技术方案如下:所述大功率全水冷同步整流结构包括第一铜板、第二铜板、高频功率变压器和副边同步整流模块。所述高频功率变压器由座体、基板、变压器磁芯、变压器原边绕组组成，其特征在于:所述座体具有内部空心结构，该座体为长方体导体材料，长方体一面中心位置具有环形凹槽，所述环形凹槽的中间部分作为座体中柱，该座体中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至长方体的底面，并在该底面形成所述座体窗口 ；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀环绕于变压器磁芯上，环形凹槽大小恰能放进所述绕有原边绕组的变压器磁芯；所述基板为一导电材料，基板的一面中心连接有基板中柱，该基板中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至基板的另一面，并在该另一面形成所述基板窗口，基板中柱与座体中柱的半径相等；基板上设有的基板中柱穿过环形变压器磁芯及座体中开有的座体窗口，座体中设有的座体中柱穿过环形变压器磁芯及基板上设有的基板窗口 ；基板中柱与座体中柱构成变压器副边的两个绕组，座体与基板电连接构成副边绕组的中间抽头。所述副边同步整流模块包括漏极基板、第一源极连接板、第二源极连接板和功率MOS管组；第一铜板两端分别接至座体中柱和第二源极连接板，第二铜板两端分别接至基板中柱和第一源极连接板，第一、第二源极连接板通过用于控制功率MOS管驱动的PCB板与功率MOS管组的源极电连接，漏极基板与功率MOS管组的漏极相接作为电源正极；漏极基板、第一源极连接板、第二源极连接板内部均沿长度方向开设有两路内部连通的冷却水通道。所述大功率全水冷同步整流结构特征在于，座体中柱与基板中柱的表面均包裹绝缘层，基板中柱与座体窗口之间、座体中柱与基板窗口之间没有电连接。所述大功率全水冷同步整流结构特征在于，所述座体一侧面开设有与座体内的空心结构相通的进水孔，座体中柱沿圆柱体中心纵向开设有一路冷却水通道，冷却水通道与座体内部的空心结构相通，该冷却水通道的出水口位于座体中柱的顶面。所述大功率全水冷同步整流结构特征在于，功率MOS管组总共分成四组，每组的功率MOS管数相等，且对称安放在漏极基板的两面。所述大功率全水冷同步整流结构特征在于，功率MOS管封装为T0-247AC。所述大功率全水冷同步整流结构特征在于，冷却水依次从高频功率变压器、第一源极连接板、漏极基板、第二源极连接板循环流动。与现有技术相比，本技术具有如下优点和技术效果:本技术的高频功率变压器采用整块导电材料构成变压器副边绕组，其导电面积比铜排或导线导电截面积大得多，并且这一结构可以提高变压器散热效果；副边同步整流模块采用2块导电材料作为功率MOS管的源极，I块导电材料作为功率MOS管组公共漏极，这一结构紧凑简单，实现大电流输出极为简单，既可以大大提高功率MOS管的散热，也为功率MOS管的数量调整和驱动控制提供方便。本技术的整体结构都加入了水冷方式，散热效果进一步提高，特别适合大功率场合，具有很高的可靠性。【附图说明】图1是高频功率变压器结构示意图；图2是图1中的座体结构示意图；图3是图1中的基板结构示意图；图4是图1中的带原边绕组的环形磁芯示意图；图5是副边同步整流|旲块结构不意图；图6是实施方式的大功率全水冷同步整流结构示意图；图中:1.座体，2.环形凹槽,3.座体中柱,4.座体窗口，5.基板,6.基板中柱，7.基板窗口，8.环形变压器磁芯，9.变压器原边绕组，10.出水口，11进水口，12.漏极基板，13.第一源极连接板，14.第二源极连接板，15.功率MOS管组，16.冷却水通道，17.第一铜板，18.第二铜板。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施，对本技术作进一步的详细叙述。参考附图1、2、3、4，本技术变压器包括座体1、环形凹槽2、座体中柱3、座体窗口 4、基板5、基板中柱6、基板窗口 7、变压器磁芯8、原边绕组9、出水口 10、进水口 11。座体I具有内部空心结构，该座体为长方体导体材料，长方体一面中心位置具有环形凹槽2，所述环形凹槽的中间部分作为座体中柱3，该座体中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至长方体的底面，并在该底面形成所述座体窗口 4 ;所述变压器原边绕组9由多股漆包线均匀环绕于变压器磁芯8上，环形凹槽大小恰能放进所述绕有原边绕组的变压器磁芯；所述基板5为一导电材料，基板的一面中心连接有基板中柱6，该基板中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至基板的另一面，并在该另一面形成所述基板窗口 7，基板中柱6与座体中柱3的半径相等；基板上设有的基板中柱6穿过环形变压器磁芯8及座体中开有的座体窗口 4，座体中设有的座体中柱3穿过环形变压器磁芯8及基板上设有的基板窗口 7 ;基板中柱6与座体中柱3构成变压器副边的两个绕组，座体I与基板5电连接构成副边绕组的中间抽头。所述高频变压器的座体由于导电面积大实现大电流输出极为简单，特别适合大电流场合。所述座体中柱3与基板中柱6的表面均包裹绝缘层，基板中柱6与座体窗口 4之间、座体中柱3与基板窗口 7之间没有电连接。所述座体I内部为空心结构，且座体一侧面开设有与该空心结构相通的进水孔11，座体中柱沿圆柱体中心纵向开设有一路冷却水通道，冷却水通道与座体内部的空心结构相通,该冷却水通道的出水口 10位于座体中柱的顶面。参考附图5和附图6，本技术的副边同步整流模块包含漏极基板12、第一源极连接板13、第二源极连接板14和功率MOS管组15。第一铜板17两端分别接至座体中柱3和第二源极连接板14，第二铜板18两端分别接至基板中柱6和第一源极连接板13，第一、第二源极连接板通过用于控制功率MOS管驱动的PCB板与功率MOS管组15的源极电连接，漏极基板12与功率MOS管组15的漏极相接作为电源正极；漏极基板12、第一源极连接板13、第二源极连接板14内部均沿长度方向开设有两路内部连通的冷却水通道16。所述功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率全水冷同步整流结构，包括第一铜板、第二铜板、高频功率变压器和副边同步整流模块；所述高频功率变压器由座体、基板、变压器磁芯、变压器原边绕组组成，其特征在于：所述座体具有内部空心结构，该座体为长方体导体材料，长方体一面中心位置具有环形凹槽，所述环形凹槽的中间部分作为座体中柱，该座体中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至长方体的底面，并在该底面形成所述座体窗口；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀环绕于变压器磁芯上，环形凹槽大小恰能放进所述绕有原边绕组的变压器磁芯；所述基板为一导电材料，基板的一面中心连接有基板中柱，该基板中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至基板的另一面，并在该另一面形成所述基板窗口，基板中柱与座体中柱的半径相等；基板上设有的基板中柱穿过环形变压器磁芯及座体中开有的座体窗口，座体中设有的座体中柱穿过环形变压器磁芯及基板上设有的基板窗口；基板中柱与座体中柱构成变压器副边的两个绕组，座体与基板电连接构成副边绕组的中间抽头；所述副边同步整流模块包括漏极基板、第一源极连接板、第二源极连接板和功率MOS管组；第一铜板两端分别接至座体中柱和第二源极连接板，第二铜板两端分别接至基板中柱和第一源极连接板，第一、第二源极连接板通过用于控制功率MOS管驱动的PCB板与功率MOS管组的源极电连接，漏极基板与功率MOS管组的漏极相接作为电源正极；漏极基板、第一源极连接板、第二源极连接板内部均沿长度方向开设有两路内部连通的冷却水通道。...

【技术特征摘要】
1.一种大功率全水冷同步整流结构，包括第一铜板、第二铜板、高频功率变压器和副边同步整流模块；所述高频功率变压器由座体、基板、变压器磁芯、变压器原边绕组组成，其特征在于:所述座体具有内部空心结构，该座体为长方体导体材料，长方体一面中心位置具有环形凹槽，所述环形凹槽的中间部分作为座体中柱，该座体中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至长方体的底面，并在该底面形成所述座体窗口 ；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀环绕于变压器磁芯上，环形凹槽大小恰能放进所述绕有原边绕组的变压器磁芯；所述基板为一导电材料，基板的一面中心连接有基板中柱，该基板中柱为沿圆柱体中心纵向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至基板的另一面，并在该另一面形成所述基板窗口，基板中柱与座体中柱的半径相等；基板上设有的基板中柱穿过环形变压器磁芯及座体中开有的座体窗口，座体中设有的座体中柱穿过环形变压器磁芯及基板上设有的基板窗口 ；基板中柱与座体中柱构成变压器副边的两个绕组，座体与基板电连接构成副边绕组的中间抽头； 所述副边同步整流模块包括漏极基板、第一源极连接板、第二源极连接板和功率MOS管组；第一铜板两端分别接至座体中柱和第二源极连接板，第二铜板两...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜贵平，李治泳，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44