一种隔离型功率变换器和制氢系统技术方案

本申请公开了一种隔离型功率变换器和制氢系统，以提高产品可靠性和整机转换效率。其内部电气连接结构包括N个副边绕组输出母排(以下简称为母排1)、N个整流电路输入母排(以下简称为母排3)和1个正负极母排，N≥1。当单个副边绕组有M个不同电位点时，M≥2，单个副边绕组同时对应的一个母排1和一个母排3均包括M层相互绝缘的、叠放的铜排；正负极母排包括两层相互绝缘的、叠放的铜排；单个副边绕组的M个电位点与单个母排1的M层铜排输入侧一对一搭接；单个母排1的M层铜排输出侧与单个母排3的M层铜排输入侧一对一搭接；正负极母排和母排3的每层铜排上都裸露出若干个电气连接点。

【技术实现步骤摘要】
一种隔离型功率变换器和制氢系统
本专利技术涉及电气
，更具体地说，涉及一种隔离型功率变换器和制氢系统。
技术介绍
图1示出了一种隔离型功率变换器的电路图，其组成部件包括高频变压器、整流电路和输出电容，其中：高频变压器有N(N≥1，图1仅以N＝2作为示例)个副边绕组，每个副边绕组各自经过一个整流电路并联于同一输出电容。现有技术中，高频变压器与整流电路之间采用裸铜排进行电气连接，但不同电位的裸铜排之间由于安规要求，会留有较大间隙，导致该隔离型功率变换器存在如下缺点：1)由于裸铜排之间留有较大间隙，导致同等边界条件下单个裸铜排的宽度被压缩，通流能力下降，在大电流通流时裸铜排发热严重，降低产品可靠性；2)由于高频变压器输出的高频电流存在集肤效应，而裸铜排受集肤效应影响，有效载流面积大幅下降，在大电流通流时裸铜排发热严重，降低产品可靠性；3)由于高频电流会产生高频交变磁场，而高频交变磁场使得该间隙周围金属内部产生感应涡流，这一方面导致该间隙周围金属被感应加热而出现超温甚至熔化，降低产品可靠性；另一方面导致该间隙周围金属被感应加热而产生涡流损耗，降低整机转换效率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种隔离型功率变换器和制氢系统，以提高产品可靠性和整机转换效率。一种隔离型功率变换器，其电路拓扑结构包括高频变压器、整流电路和输出电容，其中，高频变压器有N个副边绕组，N≥1，每个副边绕组各自经过一个整流电路并联于同一输出电容，其中：所述隔离型功率变换器内部电气连接结构包括：N个副边绕组输出母排、N个整流电路输入母排以及1个正负极母排；每个副边绕组输出的高频电流各自通过一个副边绕组输出母排和一个整流电路输入母排输入相应的整流电路，当单个副边绕组有M个不同电位点时，M≥2，单个副边绕组对应的副边绕组输出母排和整流电路输入母排均包括M层相互绝缘的、叠放的铜排；所述正负极母排包括两层相互绝缘的、叠放的铜排；单个副边绕组具有的M个电位点与单个副边绕组输出母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；单个副边绕组输出母排中的M层铜排输出侧与单个整流电路输入母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；所述正负极母排和所述整流电路输入母排的每层铜排上都裸露出若干个电气连接点，用于接入整流器件和所述输出电容。可选的，隔离型功率变换器的机箱分为上下两层；所述副边绕组输出母排和所述整流电路输入母排均呈L型弯曲；在机箱下层，单个副边绕组具有的M个电位点与单个副边绕组输出母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；单个副边绕组输出母排中的M层铜排输出侧上穿至机箱上层后与单个整流电路输入母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；每个副边绕组输出母排中的M层铜排输出侧、所述正负极母排、所述整流电路输入母排、所述整流器件和所述输出电容均位于机箱上层。可选的，所有铜排搭接处均通过紧固件进行紧固。可选的，所述电气连接点为铜排上裸露出的压铆铜柱、铜排上焊接的铜柱或铜排上冲出的凸包。可选的，在上述公开的任一种隔离型功率变换器中，所述机箱内设有双面液冷板；所述双面液冷板下表面贴合所述高频变压器，所述双面液冷板上表面贴合各个整流器件和所述输出电容；各个整流器件和所述输出电容安装在所述正负极母排以及N个整流电路输入母排的下表面。可选的，所述机箱内设有导热衬垫；所述导热衬垫设置在任意一个或几个功率模块与所述双面液冷板之间，所述功率模块至少分为整流器件、所述输出电容和所述高频变压器三类。可选的，在上述公开的任一种隔离型功率变换器中，所述整流电路的类型为全桥整流电路或者全波整流电路；当为全桥整流电路时，M＝2；当为全波整流电路时，M＝3。可选的，当为全桥整流电路时，所述整流电路中同一半桥上的两个整流器件封装在一起作为一个半桥模块，然后再将封装后的各个模块的对应电极安装在所述正负极母排和所述整流电路输入母排上。可选的，当为全波整流电路时，所述整流电路中的每个整流器件单独封装成为一个模块或者每两个整流器件封装在一起作为一个模块，然后将封装后的各个模块的对应电极安装在所述正负极母排和所述整流电路输入母排上。可选的，在上述公开的任一种隔离型功率变换器中，所述输出电容包括多个电容器，各电容器封装在一起作为一个电容模块或者各电容器单独封装，然后再安装在所述正负极母排和所述整流电路输入母排上。可选的，在上述公开的任一种隔离型功率变换器中，所述正负极母排和所述整流电路输入母排作为一个整体一体成型，之后再安装到所述机箱内。一种制氢系统，包括：制氢槽以及如上述公开的任一种隔离型功率变换器；所述隔离型功率变换器用于将输入电能进行功率变换后供给所述制氢槽，所述制氢槽通过电解水产出氢气和氧气。从上述的技术方案可以看出，由于同一副边绕组输出母排本身、同一整流电路输入母排本身以及母排搭接处均满足内部M层铜排之间无气隙乃至叠放，所以其存在以下优势：1)高频电流产生的高频交变磁场基本上相互抵消，周围金属不会被大幅感应加热，从而降低了出现超温、熔化的可能性以及降低了涡流损耗；2)设计时可大幅度增加这M层铜排的宽度以及大幅度压缩这M层铜排的厚度，保证铜排厚度方向充分载流的同时也提高了高频电流的有效通流面积，有效克服高频电流集肤效应所导致的铜排发热问题。综上，本专利技术提高了产品可靠性和整机转换效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术公开的一种隔离型功率变换器的电路结构示意图；图2为图1所示隔离型功率变换器中的整流电路为全桥整流电路时的电路结构示意图；图3为图1所示隔离型功率变换器中的整流电路为全波整流电路时的电路结构示意图；图4为本专利技术实施例公开的一种隔离型功率变换器内部电气连接结构的主视图；图5为本专利技术实施例公开的一种隔离型功率变换器内部电气连接结构的3D示意图；图6为本专利技术实施例公开的一种隔离型功率变换器内部电气连接结构的底视图；图7为本专利技术实施例公开的一种隔离型功率变换器内部电气连接结构的右视图；图8为本专利技术实施例公开的一种隔离型功率变换器内部电气连接结构的俯视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种隔离型功率变换器，其电路拓扑结构与现有技术相同，仍是包括高频变压器、整流电路和输出电容，其中，高频变压器有N(N≥1)个副边绕组，每个副边绕组各自经过一个整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离型功率变换器，其电路拓扑结构包括高频变压器、整流电路和输出电容，其中，高频变压器有N个副边绕组，N≥1，每个副边绕组各自经过一个整流电路并联于同一输出电容，其特征在于：/n所述隔离型功率变换器内部电气连接结构包括：N个副边绕组输出母排、N个整流电路输入母排以及1个正负极母排；/n每个副边绕组输出的高频电流各自通过一个副边绕组输出母排和一个整流电路输入母排输入相应的整流电路，当单个副边绕组有M个不同电位点时，M≥2，单个副边绕组对应的副边绕组输出母排和整流电路输入母排均包括M层相互绝缘的、叠放的铜排；所述正负极母排包括两层相互绝缘的、叠放的铜排；/n单个副边绕组具有的M个电位点与单个副边绕组输出母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；单个副边绕组输出母排中的M层铜排输出侧与单个整流电路输入母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；所述正负极母排和所述整流电路输入母排的每层铜排上都裸露出若干个电气连接点，用于接入整流器件和所述输出电容。/n

【技术特征摘要】
1.一种隔离型功率变换器，其电路拓扑结构包括高频变压器、整流电路和输出电容，其中，高频变压器有N个副边绕组，N≥1，每个副边绕组各自经过一个整流电路并联于同一输出电容，其特征在于：
所述隔离型功率变换器内部电气连接结构包括：N个副边绕组输出母排、N个整流电路输入母排以及1个正负极母排；
每个副边绕组输出的高频电流各自通过一个副边绕组输出母排和一个整流电路输入母排输入相应的整流电路，当单个副边绕组有M个不同电位点时，M≥2，单个副边绕组对应的副边绕组输出母排和整流电路输入母排均包括M层相互绝缘的、叠放的铜排；所述正负极母排包括两层相互绝缘的、叠放的铜排；
单个副边绕组具有的M个电位点与单个副边绕组输出母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；单个副边绕组输出母排中的M层铜排输出侧与单个整流电路输入母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；所述正负极母排和所述整流电路输入母排的每层铜排上都裸露出若干个电气连接点，用于接入整流器件和所述输出电容。


2.根据权利要求1所述的隔离型功率变换器，其特征在于，隔离型功率变换器的机箱分为上下两层；所述副边绕组输出母排和所述整流电路输入母排均呈L型弯曲；
在机箱下层，单个副边绕组具有的M个电位点与单个副边绕组输出母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；单个副边绕组输出母排中的M层铜排输出侧上穿至机箱上层后与单个整流电路输入母排中的M层铜排输入侧一对一搭接；
每个副边绕组输出母排中的M层铜排输出侧、所述正负极母排、所述整流电路输入母排、所述整流器件和所述输出电容均位于机箱上层。


3.根据权利要求1所述的隔离型功率变换器，其特征在于，所有铜排搭接处均通过紧固件进行紧固。


4.根据权利要求1所述的隔离型功率变换器，其特征在于，所述电气连接点为铜排上裸露出的压铆铜柱、铜排上焊接的铜柱或铜排上冲出的凸包。


5.根据权利要求1所述的隔离型功率变换器，其特征在于，所述机箱内设有双面液...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚胜伟，王腾飞，时晓蕾，陶高周，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34