[實用新型]大功率全水冷同步整流結構

有效

• 申請號: 201420162939.3
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN203827201U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 杜貴平;李治泳
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02M7/00
• 分類號: H02M7/00;H01F27/30;H01F27/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及同步整流技術領域，具體涉及一種大功率全水冷同步整流結構。

背景技術

低壓大電流技術在高頻工業電源中應用越來越多，對高頻工業電源模塊化設計，電源的功率密度，電源的可靠性要求也越來越高。如果電源結構設計不當的話，不但生產周期長，成本高，而且電源運行時有可能因為溫度過高、電磁干擾等造成故障。因此，電源結構設計的好壞直接影響到產品的競爭力。

在工業應用電源中，常用的變壓器整流電路結構有橋式整流電路、全波整流電路以及半波整流電路。隨著同步整流技術的發展，低壓大電流高頻開關電源大多采用全波同步整流電路，但是，當次級側電流等級達到上千安培時，由于全波同步整流電路需要兩個次級繞組，而且每個次級繞組的整流管由若干個功率MOS管組成，要構成兩個次級繞組及同步整流電路，其結構復雜、工藝要求高、難度大，設計不好會造成變壓器發熱、功率MOS管控制困難，器件容易損壞，使得整機可靠性下降。同時，根據廠商家不同的電源要求，需設計出結構簡單、功率可調整的電源結構。本實用新型針對這個問題，設計了這一大功率全水冷同步整流結構。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題，即本實用新型的目的是公開一種大功率全水冷同步整流結構。

本實用新型為解決上述問題，所采用的技術方案如下：

所述大功率全水冷同步整流結構包括第一銅板、第二銅板、高頻功率變壓器和副邊同步整流模塊。

所述高頻功率變壓器由座體、基板、變壓器磁芯、變壓器原邊繞組組成，其特征在于：所述座體具有內部空心結構，該座體為長方體導體材料，長方體一面中心位置具有環形凹槽，所述環形凹槽的中間部分作為座體中柱，該座體中柱為沿圓柱體中心縱向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至長方體的底面，并在該底面形成所述座體窗口；所述變壓器原邊繞組由多股漆包線均勻環繞于變壓器磁芯上，環形凹槽大小恰能放進所述繞有原邊繞組的變壓器磁芯；所述基板為一導電材料，基板的一面中心連接有基板中柱，該基板中柱為沿圓柱體中心縱向剖切剩余的一半，被剖切的部分一直延伸至基板的另一面，并在該另一面形成所述基板窗口，基板中柱與座體中柱的半徑相等；基板上設有的基板中柱穿過環形變壓器磁芯及座體中開有的座體窗口，座體中設有的座體中柱穿過環形變壓器磁芯及基板上設有的基板窗口；基板中柱與座體中柱構成變壓器副邊的兩個繞組，座體與基板電連接構成副邊繞組的中間抽頭。

所述副邊同步整流模塊包括漏極基板、第一源極連接板、第二源極連接板和功率MOS管組；第一銅板兩端分別接至座體中柱和第二源極連接板，第二銅板兩端分別接至基板中柱和第一源極連接板，第一、第二源極連接板通過用于控制功率MOS管驅動的PCB板與功率MOS管組的源極電連接，漏極基板與功率MOS管組的漏極相接作為電源正極；漏極基板、第一源極連接板、第二源極連接板內部均沿長度方向開設有兩路內部連通的冷卻水通道。

所述大功率全水冷同步整流結構特征在于，座體中柱與基板中柱的表面均包裹絕緣層，基板中柱與座體窗口之間、座體中柱與基板窗口之間沒有電連接。

所述大功率全水冷同步整流結構特征在于，所述座體一側面開設有與座體內的空心結構相通的進水孔，座體中柱沿圓柱體中心縱向開設有一路冷卻水通道，冷卻水通道與座體內部的空心結構相通，該冷卻水通道的出水口位于座體中柱的頂面。

所述大功率全水冷同步整流結構特征在于，功率MOS管組總共分成四組，每組的功率MOS管數相等，且對稱安放在漏極基板的兩面。

所述大功率全水冷同步整流結構特征在于，功率MOS管封裝為TO-247AC。

????所述大功率全水冷同步整流結構特征在于，冷卻水依次從高頻功率變壓器、第一源極連接板、漏極基板、第二源極連接板循環流動。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和技術效果：本實用新型的高頻功率變壓器采用整塊導電材料構成變壓器副邊繞組，其導電面積比銅排或導線導電截面積大得多，并且這一結構可以提高變壓器散熱效果；副邊同步整流模塊采用2塊導電材料作為功率MOS管的源極，1塊導電材料作為功率MOS管組公共漏極，這一結構緊湊簡單，實現大電流輸出極為簡單，既可以大大提高功率MOS管的散熱，也為功率MOS管的數量調整和驅動控制提供方便。本實用新型的整體結構都加入了水冷方式，散熱效果進一步提高，特別適合大功率場合，具有很高的可靠性。

附圖說明

圖1?是高頻功率變壓器結構示意圖；

圖2是圖1中的座體結構示意圖；