一种大功率开关电源B型芯体制造技术

本实用新型专利技术涉及一种大功率开关电源B型叠层母排方法。即在大功率开关 电源设计中，不用导线连接，而采用铜板连接。用铜板取代导线，铜板与铜板 之间都是相叠而安装的，完成了滤波电容，功率开关管或整流器多个器件的电 气连接。本实用新型专利技术减小了开关柜的体积，又减少了内部连线，达到了抑制电 磁干扰的目的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种大功率开关电源B型芯体。
技术介绍
兰州重离子加速器冷却储存环，给深层治癌扫描磁铁供电用的二台三角波电源也采用大功率开关电源(100KVA左右)的主电路形式。在相同功率容量下，开关电源比线性电源效率更高,体积更小，电磁干扰也更严重。控制高频噪声的产生和辐射是开关电源生产系统设计中最为复杂的一门"黑盒"艺术。根据对导线的特性分析，在大功率开关电源设计中，尽量不用导线连接，而采用铜板连接。用铜板取代导线,铜板之间不是并排相接,而采用相叠连接。
技术实现思路
针对以上导线的特性分析，为了控制开关电源高频噪声的产生，本技术的目的在于提供一种大功率开关电源B型叠层母排方法。即在大功率开关电源设计中，不用导线连接，而采用铜板连接。用铜板取代导线，铜板与铜板之间铜板之间都是相叠而安装的，故称为叠层母排。这种叠层母排设计方法是利用机械结构抑制技术通过合理的物理布局来抑制电磁干扰。本技术的目的是通过以下技术措施来实现一种大功率开关电源B型芯体，含整流桥模块和IGBT模块，A、 B、 C三相交流输入3个铜板、串联短路板、整流输出正极板、电容板负极板、电容板(地)和电容板正极板，其结构特征是a. 电源主电路选用二组整流桥串联形式，3个整流桥模块并联组成，IGBT输出为2个模块组成；b. 将6个整流桥模块和2个IGBT模块集中安装在同一水冷板上，其中，第1组三个模块为一组并联连接，由第2组三个模块为另一组并联连接，最后41、 2二组模块再串联连接，每组整流桥模块用铜板并联连接；C.6个整流桥模块的交流输入、输出正极及串联短路板也用铜板连接，6个整流桥模块分为二组，第1组三个模块为一组并联连接，第2组三个模块为另一组并联连接，1、 2 二组模块再串联连接，每组整流桥模块用铜板并联连接，A、 B、 C三相交流输入3个铜板及输出正极铜板、1、 2二组整流串联短路铜板之间相叠安装，中间用垫柱相连。d.滤波电容为二组Cl、 C2电容串联，C2组电容与电容负极板组装，Cl组电容与电容正极板组装，用螺钉将电容分别固定在正、负极铜板上，再将电容板"地"与安装好后的C2组电容负极板叠排，连线为三张铜板，上下相叠，中间通过垫柱相连；e. 将C1、 C2二组电容安装好后的整体电容板与串接完成后的整流桥组和IGBT模块水冷板进行套装，电容板的负极通过垫柱叠放在串联短路板上与第2组整流桥的输出负极及2个IGBT的El脚通过垫柱相连，电容板的正极与2个IGBT的C2脚通过垫柱相连；f. 第1组整流桥A相输入铜板通过垫柱叠放在串联短路板上与第1组3个整流桥的A相相连。第2组整流桥的A相输入铜板通过垫柱叠放在电容板的负极上与第2组的3个整流桥的A相相连；g. 第1组整流桥的B相输入铜板通过垫柱叠放在整流桥A相输入的铜板上与第1组3个整流桥的B相相连，第2组整流桥的B相输入铜板通过垫柱叠放在整流桥A相输入的铜板上与第2组3个整流桥的B相相连；h. 第1组整流桥的C相输入铜板通过垫柱叠放在整流桥B相输入的铜板上与第1组3个整流桥的C相相连，第2组整流桥的C相输入铜板通过垫柱叠放在整流桥B相输入的铜板上与第2组3个整流桥的C相相连；j.输出正极铜板通过垫柱叠放在第1组整流桥C相输入的铜板上与第1组3个整流桥的输出正极相连，安装完成。上述的垫柱高为7 35 mm。上述的铜板为3 mm。本专利技术的优点本技术的优点是1、 为减小每个电流环路的电磁辐射，本技术电源主电路由6个整流桥模块，型号为DF200AA120/160并联整流和IGBT输出为2个型号为FF450R12ME3模块组成，集中安装在同一水冷板上，简化了复杂的连线，通过水冷板的水路进行散热。主电路中滤波电容，功率开关管或整流器，电感或变压器放置靠近，并确定好这些器件的方向，减短连线长度，使它们之间的电流通路尽可能短，既减小了开关柜的体积，又减少了内部连线，达到了抑制电磁干扰的目的。满足了兰州重离子加速器冷却储存环中，实验终端上给深层治癌扫描磁铁供电用的二台三角波电源上得到了的应用。2、 本技术叠层母排设计是利用机械结构抑制技术通过合理的物理布局来抑制电磁干扰。B型大功率开关电源叠层母排设计，主电路为12脉动整流输出，整流滤波电容采用二组电容串联形式。大功率开关电源设计中，不用导线连接，而采用铜板连接。用铜板取代导线，并采用铜板上下相叠连接方式，中间通过不同高度垫柱相连。完成了多个器件的电气连接，减少了走线，进而减小了电磁干扰。附图说明图1为本技术主电路图。图2为6个整流桥模块和2个IGBT模块装于同一水冷板示意图。图3为A、 B、 C三相交流输入3个铜板示意图，左下角为串联短路板。右下角为整流输出正极板示意图。图4为电容板负极板示意图。图5为电容板(地)示意图。图6为电容板正极板示意图。图7为C2组电容与电容负极板安装示意图。图8为Cl组电容与电容正极板安装示意图。图9为电容板"地"与C2组电容负极板安装示意图。图10为C1、 C2二组电容的整体安装完成示意图。6图11为1 2 二组整流桥串联示意图。图12为安装好后的整体电容板与整流桥和IGBT模块组装示意图。图13为A相交流输入铜板安装图。图14为B相交流输入铜板安装图。图15为C相交流输入铜板安装图。图16为整流输出正式极板安装图。具体实施方式电源的主电路如图l所示。由于输出电流较大，电压较高。叠层母排安装结构及步骤如下为减小每个电流环路的电磁辐射，滤波电容，功率开关管或整流器，电感或变压器，它们的放置要尽可能靠近，这些器件的方向也要确定好，以减短连线长度，使它们之间的电流通路尽可能短。本电源是将6个整流桥模块和2个IGBT模块集中安装在同一水冷板上，这样可简化复杂的连线，通过水冷板的水路进行散热。整流桥模块和IGBT模块与水冷板安装如图2所示。6个整流桥模块的交流输入、输出正极及串联短路板也用铜板连接。由于是12脉动整流桥输出，由第1组三个模块为一组并联连接，由第2组三个模块为另一组并联连接，最后1、 2二组模块再串联连接。每组整流桥模块用铜板并联连接，三相交流输入3个铜板及输出正极铜板、1、 2二组整流串联短路板之间相叠安装，中间用7 mm垫柱相连。铜板加工图如图3所示。而功率开关管交流电流环路与输入电源电流环路，要想环路最小，滤波电容引线尽可能做到、最短。由于滤波电容是由二组电容(Cl、 C2)串联组成，且C1、 C2二组电容又是由多个电容并联组成。这就需要考虑其物理布置问题，将C1、 C2 二组电容前后均匀地分散在整流器与功率开关管上，且呈放射性分布，连线为三张铜板，上下相叠，中间通过垫柱相连。这样既减小了上述两个环路面积又减小了电容上的串联电阻和串联电感。电容板负极加工图如图4所示。电容板"地"加工图如图5所示。7电容板正极加工图如图6所示。先将C2组电容与电容负极板安装好，如图7所示。再将C1组电容与电容正极板安装，完成图如图8所示。再将电容板"地"与安装好后的C2组电容负极板进行安装，完成图如图9所示。最后再将安装好后的Cl组电容正极板进行安装，这样就完成了 Cl、 C2二组电容的整体安装，完成图如图10所示。根据叠层母排工艺要求，先将l、 2二组整流桥用短路板串联起来，整流桥模块与短路板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率开关电源Ｂ型芯体，含整流桥模块和ＩＧＢＴ模块，Ａ、Ｂ、Ｃ三相交流输入３个铜板、串联短路板、整流输出正极板、电容板负极板、电容板和电容板正极板，其特征是：　ａ．电源主电路选用二组整流桥串联形式，３个整流桥模块并联组成，ＩＧＢＴ 输出为２个模块组成；　ｂ．６个整流桥模块和２个ＩＧＢＴ模块集中安装在同一水冷板上，其中，第１组三个模块为一组并联连接，由第２组三个模块为另一组并联连接，最后１、２二组模块再串联连接，每组整流桥模块用铜板并联连接；　ｃ．６个整流桥 模块的交流输入、输出正极及串联短路板也用铜板连接，６个整流桥模块分为二组，第１组三个模块为一组并联连接，第２组三个模块为另一组并联连接，１、２二组模块再串联连接，每组整流桥模块用铜板并联连接，Ａ、Ｂ、Ｃ三相交流输入３个铜板及输出正极铜板、１、２二组整流串联短路铜板之间相叠安装，中间用垫柱相连；　ｄ．滤波电容为二组Ｃ１、Ｃ２电容串联，Ｃ２组电容与电容负极板组装，Ｃ１组电容与电容正极板组装，用螺钉将电容分别固定在正、负极铜板上，再将电容板“地”与安装好后的Ｃ２组电容负极板叠 排，连线为三张铜板，上下相叠，中间通过垫柱相连；　ｅ．将Ｃ１、Ｃ２二组电容组装后的整体电容板与串接完成后的整流桥组和ＩＧＢＴ模块水冷板进行套装，电容板的负极通过垫柱叠放在串联短路板上与第２组整流桥的输出负极及２个ＩＧＢＴ的Ｅ１脚通过垫 柱相连，电容板的正极与２个ＩＧＢＴ的Ｃ２脚通过垫柱相连；　ｆ，第１组整流桥Ａ相输入铜板通过垫柱叠放在串联短路板上与第１组３个整流桥的Ａ相相连，第２组整流桥的Ａ相输入铜板通过垫柱叠放在电容板的负极上与第２组的３个整流桥的Ａ相相连；　 　ｇ．第１组整流桥的Ｂ相输入铜板通过垫柱叠放在整流桥Ａ相输入的铜板上与第１组３个整流桥的Ｂ相相连，第２组整流桥的Ｂ相输入铜板通过垫柱叠放在整流桥Ａ相输入的铜板上与第２组３个整流桥的Ｂ相相连；　ｈ．第１组整流桥的Ｃ相输入铜板通过垫柱叠放 在整流桥Ｂ相输入的铜板上与第１组３个整流桥的Ｃ相相连，第２组整流桥的Ｃ相输入铜板通过垫柱叠放在整流桥Ｂ相输入的铜板上与第２组３个整流桥的Ｃ相相连；　ｊ．输出正极铜板通过垫柱叠放在第１组整流桥Ｃ相输入的铜板上与第１组３个整流桥的输出正极 相连，呈大功率开关电源Ｂ型芯体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张曙，高大庆，周忠祖，燕宏斌，冯秀明，夏佳文，
申请(专利权)人：张曙，高大庆，周忠祖，燕宏斌，冯秀明，夏佳文，
类型：实用新型
国别省市：62