一种整流换向模块和具有输出换向功能的高频整流电源制造技术

一种整流换向模块和具有输出换向功能的高频整流电源，所述高频整流电源包括整流换向模块，所述整流换向模块包括两个串联单元，每个串联单元又包括两个并联系列，每个并联系列由一个以上的MOSFET即场效应管并联组成，每个所述串联单元由两个所述并联系列共源极或共漏极串联而成，串联的两个并联系列的源极及栅极构成该串联单元的控制信号输入端，共源极串联的两个并联系列的两个漏极或共漏极串联的两个并联系列的两个源极分别构成该串联单元的输入端和输出端。本发明专利技术高频整流电源的成本低、损耗低、结构简单，且具有正负换向输出功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种整流换向模块和设置有所述整流换向模块的具有正负换向输出功能的高频整流电源，该高频整流电源可作为电镀电源应用在电镀行业。
技术介绍
电镀是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其他金属或者合金的过程，它利用表面附着的金属膜起到防腐、耐磨、导电、增进美观等作用。可以说，电镀技术与我们生活息息相关，我们所能见到的绝大多数金属包括手机、窗框、椅子等都可能经电镀处理过。因而伴随着国民经济的快速发展，我国的电镀工业自改革开放以来发展得非常迅速，总体技术水平和产品质量有了很大的提高。电镀电源作为电镀过程进行的核心部件，其指标主要体现在输出功率大小、耗电多少、自动化先进程度、与电镀工艺的波形匹配等方面，待解决的主要问题在于如何实现输出电流的换向。输出电流换向如何实现才能让设备更可靠，损耗更低，实现更简单是本专利技术研究的重点。传统的高频整流电源主要由主电路和控制电路组成，其中主电路又主要由以下几个模块组成：整流滤波模块：将交流电网输入整流为直流电，以供下一级变换；逆变模块：将整流后的直流电变为高频交流电；输出整流模块：将高频交流电整流成负载需要的直流电源。在需要实现输出电流换向的时候，上述高频整流电源的输出端还需另接电流换向模块。本专利技术创造性的将高频整流电源变压器二次侧的肖特基整流部分换成了串联的MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor的简称）整流，直接通过控制MOSFET开通来实现换向。
技术实现思路
本专利技术的第一专利技术目的在于提供一种能同时实现整流与正负换向输出功能的整流换向模块。本专利技术的第二专利技术目的在于提供一种成本低、损耗低、结构简单，具有正负换向输出功能的高频整流电源。本专利技术的第一专利技术目的通过如下技术方案实现：一种整流换向模块，其特征在于，所述整流换向模块包括两个串联单元，每个串联单元又包括两个并联系列，每个并联系列由一个以上的MOSFET即场效应管并联组成，每个所述串联单元由两个所述并联系列共源极或共漏极串联而成，串联的两个并联系列相连的源极或漏极及各自的栅极构成该串联单元的控制信号输入端，共源极串联的两个并联系列的两个漏极或共漏极串联的两个并联系列的两个源极分别构成该串联单元的输入端和输出端。所述场效应管为N沟增强型。本专利技术的第二专利技术目的通过如下技术方案实现：一种具有输出换向功能的高频整流电源，包括主电路和控制电路，所述主电路包括依次相连的整流滤波模块、逆变模块和输出整流模块，所述控制电路与所述逆变模块相连；其特征在于，所述输出整流模块由变压器和整流换向功能单元组成，所述整流换向功能单元包括所述整流换向模块和MOSFET驱动及控制电路，所述MOSFET驱动及控制电路与所述整流换向模块的控制信号输入端相连，所述变压器的一次测与所述逆变模块相连，所述变压器具有中心抽头，所述变压器二次侧的两输出端分别与两所述串联单元的输入端相连，两所述串联单元的输出端相连作为所述高频整流电源的一个直流输出端，所述变压器的中心轴头作为所述高频整流电源的另一个直流输出端；所述MOSFET驱动及控制电路控制两个所述串联单元同一侧即输入侧或输出侧的两个并联系列开通，对两个所述串联单元另一侧的两个并联系列进行同步整流驱动实现整流，所述MOSFET驱动及控制电路切换所述串联单元中两个所述并联系列的状态，实现输出电流的换向。作为本专利技术的高频整流电源的优选实施方式，所述整流换向功能单元的各电路元件都排布在PCB板，以便利用PCB板良好的散热特性来辅助散热。所述PCB板的基材可以是玻纤布或铝或陶瓷等其它多种形式。所述高频整流电源还包括风冷铝排或水冷散热器，所述PCB板安装在所述风冷铝排或水冷散热器上。所述MOSFET驱动及控制电路位于所述PCB板上的场效应管的安装区域的一侧，以便降低干扰，且方便与总控制器连接。所述场效应管为贴片型封装的场效应管，所述串联单元的场效应管分两排贴焊在所述PCB板上的铜箔或铝箔上，每个所述铜箔或铝箔上焊接一个所述场效应管，两排所述场效应管一一相对，每排所述场效应管构成一个所述并联系列，所述PCB板上还安装有输入铜排和输出铜排，所述输入铜排和输出铜排呈长方形，在所述输入铜排、输出铜排的一长边上设有多个方形齿，所述输入铜排上的方形齿与所述串联单元的输入端所在的铜箔或铝箔一一焊接，所述输出铜排上的方形齿与所述串联单元的输出端所在的铜箔或铝箔一一焊接，所述输入、输出铜排上还都设置有便于与外电路连接的开孔。所述输入铜排与输出铜排结构相异，以便区分。同排的所述铜箔或铝箔间彼此独立，在PCB板上互不连接，这样的好处在于提高MOSFET的均流效果。同一串联单元的两排场效应管的串联端相向，且通过PCB板上连接两铜箔或铝箔的连接铜箔或铝箔串联。所述串联单元两排场效应管的上、下侧分别横向设置有一条铜箔或铝箔引线，铜箔或铝箔引线靠近所述MOSFET驱动及控制电路的一端与所述MOSFET驱动及控制电路相连，上侧的所述铜箔或铝箔引线的下方设有多个分别与其相连的触点，下侧的所述铜箔或铝箔引线的上方也设有多个分别与其相连的触点，每个触点附近分别设置有一接点，各场效应管的栅极分别通过PCB板上分布在各场效应管侧边的驱动信号引线与相应的所述接点相连，场效应管的串联端分别通过PCB板上分布在上排的各场效应管侧边的引线引出至设置在上排各场效应管上方的节点处，或分别通过PCB板上分布在下排的各场效应管侧边的引线引出至设置在下排各场效应管下方的节点处。所述整流换向功能单元的每个串联单元和该串联单元的MOSFET驱动及控制电路排布在一块PCB板上。所述输入铜排和输出铜排厚度在0.1mm~10mm之间。 相对于现有技术本专利技术具有如下有益效果：1）本专利技术利用串联的MOSFET直接控制高频变压器二次侧的整流和直流电流电压的输出方向，能极大的简化传统换向电路的电气难度，目前市场上有三种换向方式：采用正向模块和反向模块式、在单向输出模块后利用刀闸或接触器控制负载电流方向、在单向输出模块后利用MOSFET控制负载电流方向，这些换向方式无论在可靠性、元器件的成本、实现难度、技术先进性上都不如本专利技术；2）本专利技术将所有元器件通过焊接机焊接在PCB板上，易于实现批量化生产，同时， PCB板的超强的散热能力也能加速MOSFET的散热；3）输入、输出铜排通过方形齿与PCB板上的铜箔或铝箔焊接，从而实现与MOSFET的连接，使MOSFET的输出、输入端分别通过输出铜排、输入铜排并联，铜排上方形齿的设计，一方面方便了铜排的焊接，另一方面，也能最大程度的保证并联的MOSFET的均流效果。4）换向部分以PCB板为单位制造，在容量上易于扩展。同时也易于维护，易于故障分析。附图说明图1是本专利技术具体实施例的电路原理图；图2~5是图1中具体实施例在各种情况下的电流流向图；图6是本专利技术整流换向模块的一个串联单元的结构排布图；图7是图6中并联单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种整流换向模块，其特征在于，所述整流换向模块包括两个串联单元，每个串联单元又包括两个并联系列，每个并联系列由一个以上的MOSFET即场效应管并联组成，每个所述串联单元由两个所述并联系列共源极或共漏极串联而成，串联的两个并联系列的源极及栅极构成该串联单元的控制信号输入端，共源极串联的两个并联系列的两个漏极或共漏极串联的两个并联系列的两个源极分别构成该串联单元的输入端和输出端。

【技术特征摘要】
1.一种整流换向模块，其特征在于，所述整流换向模块包括两个串联单元，每个串联单元又包括两个并联系列，每个并联系列由一个以上的MOSFET即场效应管并联组成，每个所述串联单元由两个所述并联系列共源极或共漏极串联而成，串联的两个并联系列的源极及栅极构成该串联单元的控制信号输入端，共源极串联的两个并联系列的两个漏极或共漏极串联的两个并联系列的两个源极分别构成该串联单元的输入端和输出端。
2.根据权利要求1所述的整流换向模块，其特征在于，所述场效应管为N沟增强型。
3.一种具有权利要求1或2所述的整流换向模块的具有输出换向功能的高频整流电源，所述高频整流电源包括主电路和控制电路，所述主电路包括依次相连的整流滤波模块、逆变模块和输出整流模块，所述控制电路与所述逆变模块相连；
其特征在于，所述输出整流模块由变压器和整流换向功能单元组成，所述整流换向功能单元包括所述整流换向模块和MOSFET驱动及控制电路，所述MOSFET驱动及控制电路与所述整流换向模块的控制信号输入端相连，所述变压器的一次测与所述逆变模块相连，所述变压器具有中心抽头，所述变压器二次侧的两输出端分别与两所述串联单元的输入端相连，两所述串联单元的输出端相连作为所述高频整流电源的一个直流输出端，所述变压器的中心轴头作为所述高频整流电源的另一个直流输出端；
所述MOSFET驱动及控制电路控制两个所述串联单元同一侧即输入侧或输出侧的两个并联系列开通，对两个所述串联单元另一侧的两个并联系列进行同步整流驱动实现整流，所述MOSFET驱动及控制电路切换所述串联单元中两个所述并联系列的状态，实现输出电流的换向。
4.根据权利要求3所述的具有输出换向功能的高频整流电源，其特征在于，所述整流换向功能单元的各电路元件都排布在PCB板，所述PCB板的基材为玻纤布或铝或陶瓷。
5.根据权利要求4所述的具有输出换向功能的高频整流电源，其特征在于，所述高频整流电源还包括风冷铝排或水冷散热器，所述PCB板安装在所述风冷铝排或水冷散热...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁小松，漆峻铭，
申请(专利权)人：广州擎天实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44