高密度电源制造技术

本发明专利技术提出一种散热性能好且体积小的高密度电源，其包括壳体、风扇、PFC模组、DC/DC模组和主板。壳体具有并排设置的第一风道和第二风道；风扇设置于壳体内侧或者壳体外侧；PFC模组包括设置于第一风道的PFC电感，PFC电感与风扇对正；DC/DC模组设置于第一风道；DC/DC模组包括至少一个DC/DC转换电路，每个DC/DC转换电路包括第一PCB和设置在第一PCB上的变压器磁芯、变压器绕组和功率器件，其中变压器磁芯和变压器绕组共同构成变压器；主板设置于壳体内，PFC电感和至少一个DC/DC转换电路分别与主板电性连接。板电性连接。板电性连接。

【技术实现步骤摘要】
高密度电源


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种高密度电源。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，作为信息基础设施的数据中心承担的计算量越来越大，应用于数据中心的开关电源的功率密度也不断提高，然而对电源外观尺寸的要求逐渐走向标准化，例如通用冗余电源(CRPS,Common Redundant Power Supply)标准规定了两种尺寸的网络电源，分别为185mm*73.5mm*40mm和265mm*73.5mm*40mm。
[0003]以185mm长度的CRPS电源为例，2400W交流输入电源内部的器件摆放非常密集，电源内部大多数空间被体积较大的变压器和电感占据，从而比较堵风，散热效果差。若将电源功率提高到3KW，大体积的器件的摆放会变得比较困难，甚至无法摆放，电源的散热问题也更加严重。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种散热性能好且体积小的高密度电源。
[0005]根据本专利技术的一个方面，一种高密度电源，包括壳体、风扇、PFC模组、DC/DC模组和主板。壳体具有第一风道；风扇设置于所述壳体内侧或者壳体外侧；PFC模组包括PFC电感，所述PFC电感设置于所述第一风道，其中所述PFC电感与所述风扇对正；DC/DC模组设置于所述第一风道；所述DC/DC模组包括至少一个DC/DC转换电路，每个所述DC/DC转换电路包括第一PCB和设置在所述第一PCB上的变压器磁芯、变压器绕组和功率器件，其中所述变压器磁芯和所述变压器绕组共同构成变压器；主板设置于所述壳体内，其中所述PFC电感和所述至少一个DC/DC转换电路分别与所述主板电性连接。
[0006]根据本专利技术的一实施方式，所述DC/DC转换电路为LLC谐振电路。
[0007]根据本专利技术的一实施方式，所述第一PCB具有相对的顶侧和底侧以及相对的左侧和右侧，所述变压器磁芯由所述第一PCB的右侧向左侧延伸，并由顶侧向底侧延伸，所述功率器件分别邻近所述第一PCB上左侧和底侧。
[0008]根据本专利技术的一实施方式，所述功率器件相对于所述第一PCB的高度不高于所述变压器磁芯相对于所述第一PCB的高度。
[0009]根据本专利技术的一实施方式，每个所述LLC谐振电路还包括设置在所述第一PCB上的电感磁芯和电感绕组，所述电感磁芯与所述电感绕组共同形成谐振电感。
[0010]根据本专利技术的一实施方式，所述PFC电感位于所述风扇与所述DC/DC模组之间。
[0011]根据本专利技术的一实施方式，所述PFC电感包括具有中央通孔的PFC磁芯，所述PFC磁芯的中央通孔与所述风扇对正。
[0012]根据本专利技术的一实施方式，所述PFC电感的磁芯呈圆环形或矩形。
[0013]根据本专利技术的一实施方式，每个所述DC/DC转换电路还包括第二PCB和设置在所述第二PCB上的功率器件。
[0014]根据本专利技术的一实施方式，所述第二PCB位于所述PFC电感和所述第一PCB之间。
[0015]根据本专利技术的一实施方式，所述壳体内具有与所述第一风道并排设置的第二风道；所述的高密度电源还包括设置于所述第二风道的EMI滤波单元和母线电容；所述EMI滤波单元和所述母线电容分别与所述主板电性连接。
[0016]根据本专利技术的一实施方式，所述PFC模组还包括PFC电路板，所述PFC电路板位于所述PFC电感和所述EMI滤波单元之间。
[0017]根据本专利技术的一实施方式，还包括辅助供电单元，所述辅助供电单元位于所述母线电容和所述DC/DC模组之间。
[0018]根据本专利技术的一实施方式，所述辅助供电单元与母线电容平行设置。
[0019]根据本专利技术的一实施方式，所述母线电容与所述主板平行设置。
[0020]根据本专利技术的一实施方式，还包括控制板，用以控制所述PFC电路板上的功率器件以及所述至少一个DC/DC转换电路上的功率器件，所述控制板设置在所述母线电容的一侧，并与所述主板电性连接。
[0021]根据本专利技术的一实施方式，所述的高密度电源的尺寸为185mm*73.5mm*40mm、265mm*73.5mm*40mm或185mm*73.5mm*39mm。
[0022]根据本专利技术的一实施方式，所述电感磁芯与所述变压器磁芯并排设置，且所述电感磁芯位于所述变压器磁芯的左侧。
[0023]本专利技术至少具有如下优点或有益效果：本专利技术的高密度电源，通过使用模组化的DC/DC转换电路，以及器件位置摆放优化，不但节约了电源内部空间，有利于产品小型化，而且提高了电源的散热效果。从另一个角度来说，在满足外观尺寸及散热效果的前提下，功率密度相比于传统的网络电源可以提高30％。
附图说明
[0024]通过参照附图详细描述其示例实施方式，本专利技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0025]图1是本专利技术高密度电源第一实施方式的立体结构示意图；
[0026]图2是本专利技术高密度电源中各模块排列方式示意图；
[0027]图3是本专利技术高密度电源的内部结构示意图；
[0028]图4是本专利技术高密度电源中的PFC电感和DC/DC模组的结构示意图；
[0029]图5A是本专利技术高密度电源中的一种PFC电感的结构示意图；
[0030]图5B示出本专利技术高密度电源中的另一种PFC电感的结构示意图；
[0031]图6是本专利技术高密度电源中各模块的另一种排列方式示意图；
[0032]图7是本专利技术高密度电源中的散热风流仿真图。
具体实施方式
[0033]现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0034]参见图1，图1示出了本专利技术的高密度电源的一示意性实施方式的外观结构。在该实施例中，本专利技术提出的高密度电源的长、宽、高分别为185mm、73.5mm、40mm，符合CRPS标准规定的185mm*73.5mm*40mm外观尺寸。当然，在其他一些实施方式中，高密度电源的外观尺寸也可以是其他尺寸，例如265mm*73.5mm*40mm、185mm*73.5mm*39mm。
[0035]参见图1、图2和图3。图2是本专利技术高密度电源中各模块排列方式示意图；图3是本专利技术高密度电源的内部结构示意图。本专利技术高密度电源包括壳体1、风扇2、PFC模组3、DC/DC模组4、EMI滤波单元6、母线电容7和主板100。PFC模组3包括PFC电感31和PFC电路板32，其中PFC电路板32上设有功率器件。主板100设置在壳体1内，PFC电感31、PFC电路板32、DC/DC模组4、EMI滤波单元6和母线电容7设置于主板100上。其中PFC电感31、PFC电路板32、DC/DC模组4、输入连接器5、EMI滤波单元6和母线电容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高密度电源，其特征在于，包括：壳体，具有第一风道；风扇，设置于所述壳体内侧或者壳体外侧；PFC模组，包括PFC电感，所述PFC电感设置于所述第一风道，其中所述PFC电感与所述风扇对正；DC/DC模组，设置于所述第一风道；所述DC/DC模组包括至少一个DC/DC转换电路，每个所述DC/DC转换电路包括第一PCB和设置在所述第一PCB上的变压器磁芯、变压器绕组和功率器件，其中所述变压器磁芯和所述变压器绕组共同构成变压器；主板，设置于所述壳体内，其中所述PFC电感和所述至少一个DC/DC转换电路分别与所述主板电性连接。2.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述DC/DC转换电路为LLC谐振电路。3.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述第一PCB具有相对的顶侧和底侧以及相对的左侧和右侧，所述变压器磁芯由所述第一PCB的右侧向左侧延伸，并由顶侧向底侧延伸，所述功率器件分别邻近所述第一PCB左侧和底侧。4.如权利要求3所述的高密度电源，其特征在于，所述功率器件相对于所述第一PCB的高度不高于所述变压器磁芯相对于所述第一PCB的高度。5.如权利要求2所述的高密度电源，其特征在于，每个所述LLC谐振电路还包括设置在第一PCB上的电感磁芯和电感绕组；所述电感磁芯与所述电感绕组共同形成谐振电感。6.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述PFC电感位于所述风扇与所述DC/DC模组之间。7.如权利要求1所述的高密度电源，其特征在于，所述PFC电感包括具有中央通孔的PFC磁芯，所述PFC磁芯的中央通孔与所述风扇对正。8.如权利要求7所述的高密度电源，其特征在于，所述PFC电感的磁芯呈圆环形或矩形。9.如权利要求1所述的高密度电源，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昆鹏，张明娟，杜帅林，董慨，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：