CN214177137U - 一种交流电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流电源，包括功率因数校正电路板、储能电容板、散热片、安装板以及风机，功率因数校正电路板平行的布设在安装板的一侧，散热片布设在安装板的另一侧，功率因数校正电路板配置有直流输出端，储能电容板中的电容并联于直流输出端，储能电容板与功率因数校正电路板固定连接且相互垂直，功率因数校正电路板配置有功率因数校正电感，功率因数校正电感布设在散热片的表面，风机布设在散热片的表面。

Description

一种交流电源

技术领域

本实用新型实施例涉及电源技术，尤其涉及一种交流电源。

背景技术

功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路是交流电源中一种常用的电路结构，基本的PFC电路通常包括PFC电感、PFC开关、电容以及控制器， PFC电路工作时，控制器控制PFC开关周期导通，使得PFC电感周期的为电容充电，使得输入PFC开关的输入电流能跟踪输入电压的变化，进而提高交流电源的功率因数。

现有技术中，PFC电感、PFC开关、电容以及控制器通常集成在一块PCB 电路板上，各器件之间通过导线连接，进行PCB布局时难以兼顾PCB板空间的合理利用以及减小PCB板的分布电容和分布电感。此外，配置整块PFC电路板的交流电源的散热冷风利用率低，散热效果差。

实用新型内容

本实用新型提供一种交流电源，以达到提高交流电源散热性能的目的。

本实用新型实施例提供了一种交流电源，包括功率因数校正电路板、储能电容板、散热片、安装板以及风机，

所述功率因数校正电路板平行的布设在所述安装板的一侧，所述散热片布设在所述安装板的另一侧，

所述功率因数校正电路板配置有直流输出端，所述储能电容板中的电容并联于所述直流输出端，所述储能电容板与所述功率因数校正电路板固定连接且相互垂直，

所述功率因数校正电路板配置有功率因数校正电感，所述功率因数校正电感布设在所述散热片的表面，

所述风机布设在所述散热片的表面。

进一步的，交流电源还包括整流电路板，所述整流电路板与所述安装板固定连接，

所述整流电路板配置有整流器，所述功率因数校正电路板配置有直流输入端，所述直流输入端与所述整流器电连接，所述整流器用于三相电的整流以及为所述风机供电。

进一步的，所述交流电源还包括逆变电路板，所述逆变电路板与所述安装板固定连接，所述逆变电路板与所述功率因数校正电路板位于所述安装板的同侧，

所述功率因数校正电路板通过所述直流输出端与所述逆变电路板电连接，

所述逆变电路板配置有变压器以及输出电抗，所述变压器以及所述输出电抗布设在所述散热片的表面。

进一步的，所述功率因数校正电感以及所述变压器位于所述风机的两侧。

进一步的，所述散热片的顶面与安装板贴合，所述变压器布设在所述散热片的底面，所述输出电抗布设在所述散热片的侧面，

所述变压器以及所述输出电抗位于所述风机的同侧。

进一步的，所述逆变电路板分为第一逆变电路板以及第二逆变电路板，所述直流输出端与所述第一逆变电路板以及所述第二逆变电路板电连接，

所述第一逆变电路板配置有第一逆变器以及第一输出电抗，所述第二逆变电路板配置有第二逆变器以及第二输出电抗，

所述第一逆变器以及所述第二逆变器对称的布设于所述散热片的表面，所述第一输出电抗以及所述第二输出电抗对称的布设于所述散热片的表面。

进一步的，所述功率因数校正电感分为第一功率因数校正电感以及第二功率因数校正电感，

所述第一功率因数校正电感以及所述第二功率因数校正电感对称的布设在所述散热片的表面。

进一步的，所述整流电路板还配置有浪涌保护器，所述浪涌保护器与所述直流输入端电连接。

进一步的，所述风机分为第一风机和第二风机，

所述第一风机以及所述第二风机对称的布设在所述散热片的表面。

进一步的，所述逆变电路板包括电容板、IGBT电路板和二极管电路板，

所述功率因数校正电路板通过所述直流输出端与所述IGBT电路板电连接，所述IGBT电路板与所述二极管电路板以及所述变压器电连接，所述电容板中的电容并联于所述IGBT电路板的输入端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.对功率因数校正单元进行拆分，将功率因数校正单元的主体电路部分设计为功率因数校正电路板、将功率因数校正单元中的储能电容设计在储能电容板内，空间上，将功率因数校正电路板与储能电容板之间按90°角进行布局，可以缩短电容与直流输出端之间导体的长度，进而减小功率因数校正电路板的分布电容和分布电感，提高功率因数校正单元的品质以及降低功率因数校正单元的发热量。

2.将功率因数校正单元中的功率因数校正电感布设在散热片上，当风机的风吹过散热片时，通过散热片可以实现功率因数校正电感的有效散热，可以提高风机的利用率，强化交流电源的散热效果。

附图说明

图1是实施例中的交流电源结构框图；

图2是实施例中的功率因数校正电路板与储能电容板的安装示意图；

图3是实施例中的另一种交流电源结构框图；

图4是实施例中的交流电源第一视角结构示意图；

图5是实施例中的交流电源第二视角结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例1

图1是实施例中的交流电源结构框图，参考图1，本实施例中，交流电源包括整流单元100、功率因数校正单元200以及逆变单元300，其中功率因数校正单元200包括功率因数校正电路以及功率因数校正控制器，逆变单元300包括逆变电路以及逆变控制器。

示例性的，整流单元100和功率因数校正单元200用于将交流电源接入的三相电转换为直流电，具体的，整流单元100用于三相电的一次整流，功率因数校正单元200用于提高交流电源的功率因数。逆变单元300用于将直流电转换为交流电，使交流电源通过交流电为用电设备供电。

本实施例中，基于整流单元设计整流电路板。基于功率因数校正单元设计功率因数校正电路板、储能电容板、功率因数校正电感，其中储能电容板中的电容为功率因数校正电路中的滤波电容，功率因数校正电感为功率因数校正电路中的电感。基于逆变单元设计逆变电路板。通过整流电路板、逆变电路板、功率因数校正电路板、储能电容板、功率因数校正电感、散热片、安装板以及风机组成交流电源产品。

作为一种可实施方案，整流电路板、功率因数校正电路板、逆变电路板布设在安装板的一侧且与安装板固定连接，其中，整流电路板、功率因数校正电路板、逆变电路板与安装板相平行。散热片布设在安装板的另一侧，风机布设在散热片的表面。

本实施例中，功率因数校正电路板配置有直流输入端和直流输出端，功率因数校正电路板通过直流输入端与整流电路板电连接，功率因数校正电路板通过直流输出端与逆变电路板电连接。

图2是实施例中的功率因数校正电路板与储能电容板的安装示意图，参考图2，储能电容板1与功率因数校正电路板2固定连接且相互垂直，其中，储能电容板1中的电容与直流输出端电连接。示例性的，本实施例中，储能电容板1与功率因数校正电路板2之间可以通过螺丝(S-1、S-2、S-3)固定连接。

作为一种可实施方案，功率因数校正电感布设在散热片的表面且与功率因数校正电路板电连接。

本实施例中，对功率因数校正单元进行拆分，将功率因数校正单元的主体电路部分设计为功率因数校正电路板、将功率因数校正单元中的储能电容设计在储能电容板内，空间上，将功率因数校正电路板与储能电容板之间按90°角进行布局，可以缩短电容与直流输出端之间导体的长度，进而减小功率因数校正电路板的分布电容和分布电感，提高功率因数校正单元的品质以及降低功率因数校正单元的发热量。

此外，将功率因数校正单元中的功率因数校正电感布设在散热片上，当风机的风吹过散热片时，通过散热片可以实现功率因数校正电感的有效散热，可以提高风机的利用率，强化交流电源的散热效果。

作为一种可实施方案，本实施例中，整流电路板与安装板固定连接。整流电路板配置有整流器，功率因数校正电路板通过直流输入端与整流器电连接，整流器用于三相电的整流以及为风机供电。

示例性的，本实施例中，整流电路板的一个侧边与安装板的一个侧边固定连接，整流电路板与安装板之间呈90°角，空间上，整流电路板的主***于安装板安装散热片的一侧。

本实施例中，将整流电路板与安装板在空间上呈90°布局，便于交流电源接入三相电。

作为一种可实施方案，逆变电路板配置有变压器以及输出电抗，变压器以及输出电抗布设在散热片的表面。

通过将变压器和输出电抗布设在散热片的表面，当风机的风吹过散热片时，通过散热片可以实现功变压器以及输出电抗的有效散热，可以提高风机的利用率，强化交流电源的散热效果。

本实施例中，交流电源还可以配置多台风机，例如配置有第一风机、第二风机，第一风机以及第二风机对称的布设在散热片的表面。通过设置多台风机以及对风机进行合理的布局可以提高交流电源的散热效果。

本实施例中，交流电源还可以配置多块逆变电路板，各逆变电路板之间并联，例如配置第一逆变电路板、第二逆变电路板，功率因数校正电路板通过直流输出端与第一逆变电路板、第二逆变电路板电连接。第一逆变电路板、第二逆变电路板与安装板固定连接，第一逆变电路板、第二逆变电路板与功率因数校正电路板位于安装板的同侧。

相应的，第一逆变电路板配置有第一逆变器以及第一输出电抗，第二逆变电路板配置有第二逆变器以及第二输出电抗，第一逆变器以及第二逆变器对称的布设于散热片的表面，第一输出电抗以及第二输出电抗对称的布设于散热片的表面。

采用多块逆变电路板时，功率因数校正单元可以采用交错并联PFC变换器，采用交错并联PFC变换器以及采用多块逆变电路板可以提高交流电源的输出功率。

功率因数校正单元采用交错并联PFC变换器时，功率因数校正电路板配置第一功率因数校正电感以及第二功率因数校正电感。

作为一种可实施方案，第一功率因数校正电感以及第二功率因数校正电感对称的布设在散热片的表面。

作为一种可实施方案，本实施例中，逆变电路板可以拆分为电容板、IGBT 电路板和二极管电路板。功率因数校正电路板通过直流输出端与IGBT电路板电连接，IGBT电路板与二极管电路板以及变压器电连接，电容板中的电容为逆变电路中的母线电容，电容板中的电容并联于IGBT电路板的输入端。

示例性的，将逆变电路板进行模块化设计，相对于采用整块逆变电路板，可以使逆变电路中的部件排布更加合理，从而简化交流电源的布局。

实施例二

图3是实施例中的另一种交流电源结构框图，参考图3，作为一种优选方案，本实施例中，交流电源包括交流电源包括整流单元1000、交错并联功率因数校正单元2000、第一逆变单元3001以及第二逆变单元3002。其中整流单元 1000与交错并联功率因数校正单元2000电连接，整流单元1000和交错并联功率因数校正单元2000用于三相电的转换。第一逆变单元3001与第二逆变单元 3002并联，交错并联功率因数校正单元2000与第一逆变单元3001以及第二逆变单元3002电连接，第一逆变单元3001以及第二逆变单元3002用于将直流电转换为交流电，使交流电源通过交流电为用电设备供电。

本实施例中，基于交错并联功率因数校正单元、第一逆变单元以及第二逆变单元设计交流电源，可以提高交流电源的输出功率，使交流电源可以应用于焊接、切割等作业场景。

本实施例中，进行交流电源产品设计时，对交错并联功率因数校正单元进行拆分设计，使之分为储能电容板、率因数校正电路板以及第一功率因数校正电感、第二功率因数校正电感。对第一逆变单元进行拆分设计，使之分为第一电容板、第一IGBT电路板、第一二极管电路板、第一变压器以及第一电抗，其中第一电容板中的电容为第一逆变电路中的母线电容。对第二逆变单元进行拆分设计，使之分为第二电容板、第二IGBT电路板、第二二极管电路板、第二变压器以及第二电抗，其中第二电容板中的电容为第二逆变电路中的母线电容。通过整流电路板、功率因数校正电路板、储能电容板、第一功率因数校正电感、第二功率因数校正电感、第一电容板、第一IGBT电路板、第一二极管电路板、第一变压器、第一电抗、第二电容板、第二IGBT电路板、第二二极管电路板、第二变压器、第二电抗、散热片、安装板以及风机组成交流电源产品。

本实施例中，第一二极管电路板以及第二二极管电路板中的二极管为快速回复二极管。

图4是实施例中的交流电源第一视角结构示意图，参考图4，本实施例中，储能电容板1、功率因数校正电路板2、第一电容板3-1、第二电容板3-2，第一 IGBT电路板4-1、第二IGBT电路板4-2、第一二极管电路板5-1、第二二极管电路板5-2布设在安装板100的一侧。

示例性的，本实施例中，将与安装板100长边平行的方向称为第一方向，将与第一方向垂直的方向称为第二方向。

参考图4，本实施例中，沿第二方向，第一电容板3-1与第二电容板3-2并排布设，第一IGBT电路板4-1与第二IGBT电路板4-2并排布设，第一二极管电路板5-1与第二二极管电路板5-2并排布设。

参考图4，本实施例中，按照电流信号的流向布设上述电路板，即沿第一方向依次布设功率因数校正电路板2、储能电容板1、第一电容板3-1以及第二电容板3-2、第一IGBT电路板4-1以及第二IGBT电路板4-2、第一二极管电路板5-1以及第二二极管电路板5-2。

本实施例中，储能电容板1与功率因数校正电路板2的空间安装关系与图 2所示的内容相同，即储能电容板1与功率因数校正电路板2相互垂直。

本实施例中，按照电流信号的流向布设各电路板，同时采用对称布局的方式布设第一电容板、第二电容板、第一IGBT电路板、第二IGBT电路板、第一二极管电路板、第二二极管电路板，可以简化交流电源的布局，减小交流电源装配的难度。

参考图4，本实施例中，安装板100的一边经过90°角的折弯形成一侧板，整流电路板安装在侧板上，整流电路板配置有整流器U1，整流器U1与功率因数校正电路板2电连接。

参考图4，交流电源还配置有浪涌保护器U2，浪涌保护器U2与侧板固定连接，浪涌保护器U2与功率因数校正电路板2的直流输入端电连接。通过配置浪涌保护器可以提高交流电源的安全性能。

图5是实施例中的交流电源第二视角结构示意图，参考图5，安装板100 与安装功率因数校正电路板2相对的另一侧面上安装有散热片200，其中散热片200的顶面与安装板100的表面相贴合。

本实施例中，交流电源配置有第一风机F1以及第二风机F2。

参考图5，第一功率因数校正电感L1、第二功率因数校正电感L2、第一风机F1、第二风机F2、第一变压器T1、第二变压器T2布设在散热片200的底面上，第二方向上，第一功率因数校正电感L1与第二功率因数校正电感L2的位置对称；第一风机F1与第二风机F2的位置对称；第一变压器T1与第二变压器T2的位置对称。

参考图5，第一电抗R1以及第二电抗R2布设在散热片200的一个侧面上，第二方向上，第一电抗R1与第二电抗R2的位置对称。

参考图5，第一方向上，依次布设第一功率因数校正电感L1以及第二功率因数校正电感L2、第一风机F1以及第二风机F2、第一变压器T1以及第二变压器T2、第一电抗R1以及第二电抗R2。

参考图4和图5，第一方向上，第一功率因数校正电感L1以及第二功率因数校正电感L2与功率因数校正电路板2的位置相对应。第一变压器T1与第一 IGBT电路板4-1的位置相对应，第二变压器T2与第二IGBT电路板4-2的位置相对应。第一电抗R1与第一二极管电路板5-1的位置相对应，第二电抗R2与第二二极管电路板5-2的位置相对应。

本实施例中，将第一功率因数校正电感、第二功率因数校正电感、第一变压器、第二变压器、第一电抗以及第二电抗布设在散热片上，当风机的风吹过散热片时，通过散热片可以实现上述器件的有效散热，可以提高风机的利用率，强化交流电源的散热效果。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种交流电源，其特征在于，包括功率因数校正电路板、储能电容板、散热片、安装板以及风机，

所述功率因数校正电路板平行的布设在所述安装板的一侧，所述散热片布设在所述安装板的另一侧，

所述功率因数校正电路板配置有直流输出端，所述储能电容板中的电容并联于所述直流输出端，所述储能电容板与所述功率因数校正电路板固定连接且相互垂直，

所述功率因数校正电路板配置有功率因数校正电感，所述功率因数校正电感布设在所述散热片的表面，

所述风机布设在所述散热片的表面。

2.如权利要求1所述的交流电源，其特征在于，交流电源还包括整流电路板，所述整流电路板与所述安装板固定连接，

所述整流电路板配置有整流器，所述功率因数校正电路板配置有直流输入端，所述直流输入端与所述整流器电连接，所述整流器用于三相电的整流以及为所述风机供电。

3.如权利要求1所述的交流电源，其特征在于，所述交流电源还包括逆变电路板，所述逆变电路板与所述安装板固定连接，所述逆变电路板与所述功率因数校正电路板位于所述安装板的同侧，

所述功率因数校正电路板通过所述直流输出端与所述逆变电路板电连接，

所述逆变电路板配置有变压器以及输出电抗，所述变压器以及所述输出电抗布设在所述散热片的表面。

4.如权利要求3所述的交流电源，其特征在于，所述功率因数校正电感以及所述变压器位于所述风机的两侧。

5.如权利要求4所述的交流电源，其特征在于，所述散热片的顶面与安装板贴合，所述变压器布设在所述散热片的底面，所述输出电抗布设在所述散热片的侧面，

所述变压器以及所述输出电抗位于所述风机的同侧。

6.如权利要求3所述的交流电源，其特征在于，所述逆变电路板分为第一逆变电路板以及第二逆变电路板，所述直流输出端与所述第一逆变电路板以及所述第二逆变电路板电连接，

所述第一逆变电路板配置有第一逆变器以及第一输出电抗，所述第二逆变电路板配置有第二逆变器以及第二输出电抗，

所述第一逆变器以及所述第二逆变器对称的布设于所述散热片的表面，所述第一输出电抗以及所述第二输出电抗对称的布设于所述散热片的表面。

7.如权利要求1所述的交流电源，其特征在于，所述功率因数校正电感分为第一功率因数校正电感以及第二功率因数校正电感，

所述第一功率因数校正电感以及所述第二功率因数校正电感对称的布设在所述散热片的表面。

8.如权利要求2所述的交流电源，其特征在于，所述交流电源还配置有浪涌保护器，所述浪涌保护器与所述安装板固定连接，所述浪涌保护器与所述直流输入端电连接。

9.如权利要求1所述的交流电源，其特征在于，所述风机分为第一风机和第二风机，

所述第一风机以及所述第二风机对称的布设在所述散热片的表面。

10.如权利要求3所述的交流电源，其特征在于，所述逆变电路板包括电容板、IGBT电路板和二极管电路板，

所述功率因数校正电路板通过所述直流输出端与所述IGBT电路板电连接，所述IGBT电路板与所述二极管电路板以及所述变压器电连接，所述电容板中的电容并联于所述IGBT电路板的输入端。

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