本實用新型涉及電源領(lǐng)域，具體是一種電源變換器。

背景技術(shù)：

為了在有限的空間里獲得更大的電源變換能力，在工業(yè)應(yīng)用中對高功率密度的要求越來越高。例如，將電網(wǎng)的交流電能轉(zhuǎn)換為滿足要求的直流電能的AC-DC變換器，其功率密度越來越多地超過1W/cm^3。高功率密度帶來體積小等優(yōu)勢的同時，也給器件選擇設(shè)計，散熱，抗干擾等方面帶來了許多挑戰(zhàn)。

為了提高功率密度，需要充分利用各個空間。目前電源變換器內(nèi)部器件主要焊接在PCB上，如果PCB上的各個器件高度不一致，那么高度較低器件的上空可能浪費。目前功率變換器內(nèi)部體積較大的器件中，功率管，電容，磁性元件都各自有一定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，而且需要根據(jù)功率等因素選擇設(shè)計不同的器件。特別是磁性元件，由于高功率密度變換器的功率較大，意味著磁性元件的體積也較大，給如何充分利用空間帶來了難題。

電源變換中會有一定的損耗，這些損耗會變成熱，而過熱失效是電源變換器主要的失效原因之一，如何散熱是電源變換器設(shè)計的難題之一。而當(dāng)變換效率一定時，提高功率密度意味著單位體積的熱量更多，對散熱設(shè)計的要求也就更高。

現(xiàn)在的電源變換器多數(shù)采用高頻開關(guān)電路，高頻開關(guān)電路在開關(guān)動作過程中會產(chǎn)生很強的干擾，將容易被干擾的部分遠(yuǎn)離開關(guān)電路放置是個普遍的做法。然而在高功率密度里，受空間限制很難做到遠(yuǎn)離。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種電源變換器，解決現(xiàn)有技術(shù)中電源變換器，特別是AC-DC變換器在高功率密度時帶來的對電子器件體積要求高，散熱難，空間干擾大的技術(shù)問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種電源變換器，包括變換器輸入端、變換器輸出端、控制器、原邊和副邊，所述原邊包括第一變換器、第二變換器、輸入濾波器和級間濾波電容，所述副邊包括輸出濾波器和第二變換器，變換器輸入端連接輸入濾波器的輸入端，第一變換器的輸入端連接輸入濾波器的輸出端，第一變壓器的輸出端連接級間濾波電容，第二變換器的輸入端連接級間濾波電容，第二變換器的輸出端連接輸出濾波器的輸入端，輸出濾波器的輸出端連接電源變換器的輸出端；所述第二變換器是一個隔離變換器，包括PWM單元、隔離變壓器單元和整流單元，PWM單元的輸出連接到隔離變壓器單元的輸入端，隔離變壓器單元的輸出連接到整流單元；所述的控制器包含第一控制單元、第二控制單元和隔離通訊單元，第一控制單元與原邊相連接，第二控制單元與副邊相連接，兩個單元之間通過隔離通訊單元相連接。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述隔離變換器由至少兩個隔離變壓器組成，PWM單元的一個輸出端接第一隔離變壓器的第一輸入端，PWM單元的另一個輸出端接最后一個隔離變壓器的第二輸入端，第一隔離變壓器的第二輸入端接第二隔離變壓器的第一輸入端，依此類推，所有隔離變壓器的第一輸出端同時接到整流單元的一個輸入端，所有隔離變壓器的第二輸出端同時接到整流單元的另一個輸入端。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述隔離變壓器單元由至少兩個隔離變壓器組成，PWM單元的一個輸出端接第一隔離變壓器的第一輸入端，PWM單元的另一個輸出端接最后一個隔離變壓器的第二輸入端，第一隔離變壓器的第二輸入端接第二隔離變壓器的第一輸入端，依此類推，所有隔離變壓器的第一輸出端同時接到整流單元的一個輸入端，所有隔離變壓器的第二輸出端同時接到整流單元的另一個輸入端，依此類推。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述隔離變壓器包含磁芯與繞組，所述繞組圍繞所述磁芯的一個或者多個磁柱，所述繞組的中軸方向順風(fēng)道放置。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述隔離通訊電路包含一個或者多個數(shù)字通訊單元和一個或者多個模擬通訊單元。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述級間濾波電容由兩組電容組成，其中一組靠近第一變換器放置，另一組靠近第二變換器的PWM單元放置。

作為本實用新型的優(yōu)選方案：所述輸出濾波器包含一組或者多組電容單元，每個電容單元包含兩個電容和三個連接線，其中電容一的一端與濾波器的正端相連，電容一的負(fù)端與連接線1的一端相連，連接線1的另一端與濾波器的負(fù)端相連，電容二的一端與濾波器的負(fù)端相連，電容二的另一端與連接線2的一端相連，連接線2的另一端與濾波器的正端相連，連接線3的一端連接到電容一與連接線1相連的地方，連接線3的另一端連接到電容二與連接線2相連的地方。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：本實用新型電源變換器使用常用規(guī)格的功率器件，通過合理的電路設(shè)計與布局設(shè)計實現(xiàn)了高功率密度AC-DC變換器。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一的一種電源變換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例二的一種電源變換器中隔離變壓器單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例二的一種電源變換器中隔離變壓器單元的另一種電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例三的一種電源變換器中隔離變壓器單元的一種電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例三的一種電源變換器中隔離變壓器單元的另一種電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型實施例六的一種電源變換器中級間濾波電容與變換器開關(guān)單元的位置示意圖。

圖7為本實用新型實施例七的一種電源變換器中輸出濾波電容組的示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1-7，一種電源變換器，包括變換器輸入端、變換器輸出端、控制器、原邊和副邊，所述原邊包括第一變換器、第二變換器、輸入濾波器和級間濾波電容，所述副邊包括輸出濾波器和第二變換器，變換器輸入端連接輸入濾波器的輸入端，第一變換器的輸入端連接輸入濾波器的輸出端，第一變壓器的輸出端連接級間濾波電容，第二變換器的輸入端連接級間濾波電容，第二變換器的輸出端連接輸出濾波器的輸入端，輸出濾波器的輸出端連接電源變換器的輸出端；所述第二變換器是一個隔離變換器，包括PWM單元、隔離變壓器單元和整流單元，PWM單元的輸出連接到隔離變壓器單元的輸入端，隔離變壓器單元的輸出連接到整流單元；所述的控制器包含第一控制單元、第二控制單元和隔離通訊單元，第一控制單元與原邊相連接，第二控制單元與副邊相連接，兩個單元之間通過隔離通訊單元相連接。

隔離變換器由至少兩個隔離變壓器組成，PWM單元的一個輸出端接第一隔離變壓器的第一輸入端，PWM單元的另一個輸出端接最后一個隔離變壓器的第二輸入端，第一隔離變壓器的第二輸入端接第二隔離變壓器的第一輸入端，依此類推，所有隔離變壓器的第一輸出端同時接到整流單元的一個輸入端，所有隔離變壓器的第二輸出端同時接到整流單元的另一個輸入端。

隔離變壓器單元由至少兩個隔離變壓器組成，PWM單元的一個輸出端接第一隔離變壓器的第一輸入端，PWM單元的另一個輸出端接最后一個隔離變壓器的第二輸入端，第一隔離變壓器的第二輸入端接第二隔離變壓器的第一輸入端，依此類推，所有隔離變壓器的第一輸出端同時接到整流單元的一個輸入端，所有隔離變壓器的第二輸出端同時接到整流單元的另一個輸入端，依此類推。

隔離變壓器包含磁芯與繞組，所述繞組圍繞所述磁芯的一個或者多個磁柱，所述繞組的中軸方向順風(fēng)道放置。

隔離通訊電路包含一個或者多個數(shù)字通訊單元和一個或者多個模擬通訊單元。

級間濾波電容由兩組電容組成，其中一組靠近第一變換器放置，另一組靠近第二變換器的PWM單元放置。

輸出濾波器包含一組或者多組電容單元，每個電容單元包含兩個電容和三個連接線，其中電容一的一端與濾波器的正端相連，電容一的負(fù)端與連接線1的一端相連，連接線1的另一端與濾波器的負(fù)端相連，電容二的一端與濾波器的負(fù)端相連，電容二的另一端與連接線2的一端相連，連接線2的另一端與濾波器的正端相連，連接線3的一端連接到電容一與連接線1相連的地方，連接線3的另一端連接到電容二與連接線2相連的地方。

本實用新型的工作原理是：為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

實施例一：

一種電源變換器，包括：變換器輸入端，變換器輸出端，第一變換器，第二變換器，輸入濾波器，輸出濾波器，級間濾波電容，控制器，其特征在于，變換器輸入端連接輸入濾波器的輸入端，第一變換器的輸入端連接輸入濾波器的輸出端，第一變壓器的輸出端連接級間濾波電容，第二變換器的輸入端連接級間濾波電容，第二變換器的輸出端連接輸出濾波器的輸入端，輸出濾波器的輸出端連接電源變換器的輸出端，所述控制器與前述的一個或者幾個部分相連接；

其中，所述第二變換器是一個隔離DC-DC變換器，包括PWM單元、隔離變壓器單元、整流單元，PWM單元的輸出連接到隔離變壓器單元的輸入端，隔離變壓器單元的輸出連接到整流單元；

其中，所述的控制器包含兩個相互隔離的兩個單元，一個單元與隔離變壓器單元輸入端或者相連的部分相連接，另一個單元與隔離變壓器單元的輸出端或者相連的部分相連接，兩個單元之間通過隔離通訊單元相連接。

實施例二：

如圖2所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，其中隔離變壓器單元由至少兩個隔離變壓器組成，PWM單元的一個輸出端接第一隔離變壓器的第一輸入端，PWM單元的另一個輸出端接最后一個隔離變壓器的第二輸入端，第一隔離變壓器的第二輸入端接第二隔離變壓器的第一輸入端，依此類推，所有隔離變壓器的第一輸出端同時接到整流單元的一個輸入端，所有隔離變壓器的第二輸出端同時接到整流單元的另一個輸入端。

如圖3所示，如果隔離變壓器單元恰好由兩具變壓器組成，則所述第二隔離變壓器也為最后一個隔離變壓器。

將變壓器單元用兩個或者多個變壓器實現(xiàn)，可以更容易找到通用的磁芯，可以擁有更大的表面積幫忙散熱，也可以避免超過整個變換器允許的高度。

實施例三：

如圖4所示，在實施例一的基礎(chǔ)上，其中隔離變壓器單元由至少兩個隔離變壓器組成，所有隔離變壓器的第一輸入端同時接到PWM單元的一個輸出端，所有隔離變壓器的第二輸入端同時接到PWM單元的另一個輸出端，整流單元的一個輸入端接第一隔離變壓器的第一輸出端，整流單元的另一個輸入端接最后一個隔離變壓器的第二輸出端，第一隔離變壓器的第二輸出端接第二隔離變壓器的第一輸出端，依此類推。

如圖5所示，如果隔離變壓器單元恰好由兩具變壓器組成，則所述第二隔離變壓器也為最后一個隔離變壓器。

將變壓器單元用兩個或者多個變壓器實現(xiàn)，可以更容易找到通用的磁芯，可以擁有更大的表面積幫忙散熱，也可以避免超過整個變換器允許的高度。

實施例四：

在實施例1、或者實施例2、或者實施例3中所述的隔離變壓器包含磁芯與繞組，所述繞組圍繞所述磁芯的一個或者多個磁柱，所述繞組的中軸方向順風(fēng)道放置。這樣即能保證磁芯與線包都有風(fēng)吹到，還能充分利用線包與所圍繞磁芯間的間隔為所圍繞磁芯進(jìn)行散熱。

實施例五：

在實施例1中所述的控制器隔離通訊電路包含一個或者多個數(shù)字通訊單元和一個或者多個模擬通訊單元。

其中數(shù)字通訊單元可以是帶光耦、數(shù)字信號隔離器等隔離電路的串行或者并行通訊電路，用于在兩個控制器之間傳遞各種數(shù)字信號。

其中模擬通訊單元可以是光耦、數(shù)字信號隔離器等隔離電路的電路，用于快速傳遞電平信號。由于傳遞的信號不需要經(jīng)過數(shù)字編碼、解碼，因此速度快于數(shù)字通訊單元，可以減少信號傳遞的延時。

實施例六：

如圖6所示，實施例1中所述的級間濾波電容由兩組組成，其中一組靠近第一變換器放置，另一組靠近第二變換器的PWM單元放置。這樣即滿足開關(guān)單元靠近風(fēng)扇單元的要求，達(dá)到較好的散熱效果，也滿足開關(guān)單元靠近濾波電容的要求，有效減少開關(guān)干擾。

實施例七：

如圖7所示，實施例1中所述的輸出濾波器由包含一組或者多組電容單元，每個電容單元包含兩個電容，三個連接線，其中電容一的一端與濾波器的正端相連，電容一的負(fù)端與連接線1的一端相連，連接線1的另一端與濾波器的負(fù)端相連，電容二的一端與濾波器的負(fù)端相連，電容二的另一端與連接線2的一端相連，連接線2的另一端與濾波器的正端相連，連接線3的一端連接到電容一與連接線1相連的地方，連接線3的另一端連接到電容二與連接線2相連的地方。

當(dāng)電源變換器的最高輸出電壓高于單個電容的電壓，但低于兩個電容的電壓時，可以斷開連接線1、連接線2，連通連接線3，在不更改PCB的情況下可以方便地實現(xiàn)較高電壓的輸出。

當(dāng)電源變換器的最高輸出電壓低于單個電容的電壓時，可以連通連接線1、連接線2，斷開連接線3，在不更改PCB的情況下可以方便地實現(xiàn)較大電流的輸出。

上述電容單元中的電容可以是單個電容，也可以是兩個或者兩個以上電容并聯(lián)。

上述電容單元可以單獨使用，也可以多個電容單元并聯(lián)使用。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。