一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，采用全新設(shè)計(jì)架構(gòu)，由多個(gè)脈沖電源模塊經(jīng)對(duì)應(yīng)脈沖變壓器串聯(lián)而成，使得脈沖電流可以得到很好的分配，并且針對(duì)脈沖變壓器，使用低變比的脈沖變壓器，能夠大大減小分布參數(shù)，對(duì)脈沖的前沿、脈寬，以及后沿影響較小，并且能夠很好的保證了脈沖功率；并且本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的大功率固態(tài)高壓脈沖電源，相比國(guó)內(nèi)同行業(yè)，具有脈沖功率大、波形好，變壓器一次側(cè)電流分配合理的優(yōu)點(diǎn)；不僅如此，其中采用dsPIC的控制方案，能有效的同步控制脈沖模塊，大大加快系統(tǒng)響應(yīng)速度。
【專利說(shuō)明】
一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，具體適用于電除塵器上的大功率固態(tài)高壓脈沖電源，專門用于收集電除塵器四電場(chǎng)粉塵。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代工業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，不可避免的帶來(lái)環(huán)境污染問(wèn)題。工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中排放大量粉塵，粉塵隨風(fēng)擴(kuò)散會(huì)嚴(yán)重污染空氣，危害人身健康。因此在工業(yè)煙氣排放到大氣中之前，必須對(duì)其進(jìn)行除塵處理。
[0003]電除塵器作為我國(guó)工業(yè)除塵的主力設(shè)備，其高壓供電電源及控制技術(shù)自八十年代初至今有了很大的發(fā)展。高頻電源在粉塵比電阻較低的工礦環(huán)境下有著顯著的除塵效果，但在粉塵比電阻較高的環(huán)境下，比如四電場(chǎng)的細(xì)小粉塵，很容易造成反電暈現(xiàn)象。
[0004]脈沖電源通過(guò)調(diào)整脈沖寬度和幅度來(lái)控制電暈電流，使沉積在收塵極上的電位梯度低于粉塵層擊穿電壓，從而有效的抑制反電暈，同時(shí)窄脈寬高壓可以使高比粉塵快速荷電而不至于造成電場(chǎng)閃絡(luò)。
[0005]現(xiàn)有的脈沖電源其脈沖功率較低，很難輸出較高的電暈電流，不適用于除塵器電源。單脈沖上升幅值較高，對(duì)脈沖變壓器的設(shè)計(jì)是個(gè)很大的挑戰(zhàn)，高變比脈沖變壓器其分布參數(shù)較大，對(duì)脈沖的前沿、脈寬及后沿影響嚴(yán)重;另外高壓脈沖的高瞬時(shí)電流很容易造成器件的損壞。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，采用全新設(shè)計(jì)架構(gòu)，對(duì)脈沖的前沿、脈寬，以及后沿影響較小，并且能夠很好的保證了脈沖功率。
[0007]本實(shí)用新型為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，包括控制模塊、至少兩個(gè)脈沖電源模塊和至少兩個(gè)預(yù)設(shè)低變比的脈沖變壓器;其中，控制模塊分別與各個(gè)脈沖電源模塊相連接，脈沖電源模塊的數(shù)量與脈沖變壓器的數(shù)量相等，且彼此相互對(duì)應(yīng)，各個(gè)脈沖電源模塊分別與對(duì)應(yīng)脈沖變壓器相連接，各個(gè)脈沖變壓器依次串聯(lián)。
[0008]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述各個(gè)脈沖電源模塊分別包括可控硅整流電路、絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路和大功率電容儲(chǔ)能電路;其中，可控硅整流電路包括可控硅整流模塊、電抗器L1、電容Cl，所述控制模塊分別與各個(gè)脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號(hào)采集端相連接，可控硅整流模塊的其中一個(gè)輸出端與電抗器LI的其中一端相連接，電抗器LI的另一端作為可控硅整流電路的一個(gè)輸出端，并與電容Cl的其中一端相連接，可控硅整流模塊的另一個(gè)輸出端接地，并與電容Cl的另一端相連接，且電容Cl的該端作為可控硅整流電路的另一個(gè)輸出端；絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路包括絕緣柵雙極型晶體管、二極管DI和二極管D2，所述控制模塊分別與各個(gè)脈沖電源模塊中絕緣柵雙極型晶體管的基極相連接，電抗器LI另一端所對(duì)應(yīng)可控硅整流電路的輸出端與二極管Dl的正極相連接，二極管Dl的負(fù)極作為絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的其中一個(gè)輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的集電極、二極管D2的負(fù)極相連接，電容Cl另一端所對(duì)應(yīng)可控硅整流電路的輸出端，作為絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的另一個(gè)輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極、二極管D2的正極相連接;大功率電容儲(chǔ)能電路包括電容C2，二極管Dl負(fù)極所對(duì)應(yīng)絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的輸出端與電容C2的一端相連接，電容C2的另一端作為大功率電容儲(chǔ)能電路其中一個(gè)輸出端，電容Cl另一端所對(duì)應(yīng)絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的輸出端，作為大功率電容儲(chǔ)能電路的另一個(gè)輸出端;大功率電容儲(chǔ)能電路的兩個(gè)輸出端與所述脈沖變壓器的兩輸入端相連接;各個(gè)脈沖變壓器的輸出端彼此依次串聯(lián)。
[0009 ]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制模塊為單片機(jī)。
[0010]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制模塊為dsPIC單片機(jī)。
[0011]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述脈沖電源模塊的數(shù)量為10個(gè)，所述脈沖變壓器的低變比為1:12。
[0012]本實(shí)用新型所述一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的大功率固態(tài)高壓脈沖電源，采用全新設(shè)計(jì)架構(gòu)，由多個(gè)脈沖電源模塊經(jīng)對(duì)應(yīng)脈沖變壓器串聯(lián)而成，使得脈沖電流可以得到很好的分配，并且針對(duì)脈沖變壓器，使用低變比的脈沖變壓器，能夠大大減小分布參數(shù)，對(duì)脈沖的前沿、脈寬，以及后沿影響較小，并且能夠很好的保證了脈沖功率;并且本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的大功率固態(tài)高壓脈沖電源，相比國(guó)內(nèi)同行業(yè)，具有脈沖功率大、波形好，變壓器一次側(cè)電流分配合理的優(yōu)點(diǎn)；不僅如此，其中采用dsPIC的控制方案，能有效的同步控制脈沖模塊，大大加快系統(tǒng)響應(yīng)速度。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)大功率固態(tài)高壓脈沖電源的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型設(shè)計(jì)大功率固態(tài)高壓脈沖電源中脈沖電源模塊示意圖。
[0015]其中，1.可控硅整流電路，2.絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開(kāi)關(guān)電路，3.大功率電容儲(chǔ)能電路。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合說(shuō)明書附圖針對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，包括dsPIC單片機(jī)、至少兩個(gè)脈沖電源模塊和至少兩個(gè)預(yù)設(shè)低變比的脈沖變壓器；其中，dsPIC單片機(jī)分別與各個(gè)脈沖電源模塊相連接，脈沖電源模塊的數(shù)量與脈沖變壓器的數(shù)量相等，且彼此相互對(duì)應(yīng)，各個(gè)脈沖電源模塊分別與對(duì)應(yīng)脈沖變壓器相連接，各個(gè)脈沖變壓器依次串聯(lián);如圖2所示，其中，各個(gè)脈沖電源模塊分別包括可控硅整流電路1、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT )開(kāi)關(guān)電路2和大功率電容儲(chǔ)能電路3;其中，可控硅整流電路I包括可控硅整流模塊、電抗器L1、電容Cl，所述dsPIC單片機(jī)分別與各個(gè)脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號(hào)采集端相連接，可控硅整流模塊的其中一個(gè)輸出端與電抗器LI的其中一端相連接，電抗器LI的另一端作為可控娃整流電路I的一個(gè)輸出端，并與電容CI的其中一端相連接，可控硅整流模塊的另一個(gè)輸出端接地，并與電容Cl的另一端相連接，且電容Cl的該端作為可控硅整流電路I的另一個(gè)輸出端;絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開(kāi)關(guān)電路2包括絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、二極管Dl和二極管D2，所述dsPIC單片機(jī)分別與各個(gè)脈沖電源模塊中絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的基極相連接，電抗器LI另一端所對(duì)應(yīng)可控硅整流電路I的輸出端與二極管Dl的正極相連接，二極管Dl的負(fù)極作為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開(kāi)關(guān)電路2的其中一個(gè)輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的集電極、二極管D2的負(fù)極相連接，電容Cl另一端所對(duì)應(yīng)可控硅整流電路I的輸出端，作為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開(kāi)關(guān)電路2的另一個(gè)輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的發(fā)射極、二極管D2的正極相連接;大功率電容儲(chǔ)能電路3包括電容C2，二極管Dl負(fù)極所對(duì)應(yīng)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開(kāi)關(guān)電路2的輸出端與電容C2的一端相連接，電容C2的另一端作為大功率電容儲(chǔ)能電路3其中一個(gè)輸出端，電容Cl另一端所對(duì)應(yīng)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開(kāi)關(guān)電路2的輸出端，作為大功率電容儲(chǔ)能電路3的另一個(gè)輸出端;大功率電容儲(chǔ)能電路3的兩個(gè)輸出端與所述脈沖變壓器的兩輸入端相連接;各個(gè)脈沖變壓器的輸出端彼此依次串聯(lián)。
[0018]基于上述本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)大功率固態(tài)高壓脈沖電源，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，具體設(shè)計(jì)采用10個(gè)脈沖電源模塊，即脈沖變壓器的數(shù)量同樣為10個(gè)，各個(gè)脈沖電源模塊分別與各個(gè)脈沖變壓器相互對(duì)應(yīng)，各個(gè)脈沖電源模塊分別與對(duì)應(yīng)脈沖變壓器相連接，各個(gè)脈沖變壓器依次串聯(lián)，即構(gòu)成本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)大功率固態(tài)高壓脈沖電源，其中，dsPIC單片機(jī)通過(guò)其分別與各個(gè)脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號(hào)采集端的連接，獲得信號(hào)采樣，所獲信號(hào)采樣包括母線電壓、母線電流、脈沖電流、可控硅溫度、絕緣柵雙極型晶體管溫度，以及脈沖變壓器的高壓電流/電壓;然后基于所獲信號(hào)采樣，針對(duì)對(duì)應(yīng)脈沖電源模塊中絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)進(jìn)行控制，即針對(duì)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開(kāi)關(guān)電路2進(jìn)行控制，方便實(shí)現(xiàn)脈沖寬度、幅值的快速可調(diào)。由此，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的大功率固態(tài)高壓脈沖電源，采用全新設(shè)計(jì)架構(gòu)，由多個(gè)脈沖電源模塊經(jīng)對(duì)應(yīng)脈沖變壓器串聯(lián)而成，使得脈沖電流可以得到很好的分配，并且針對(duì)脈沖變壓器，使用低變比的脈沖變壓器，能夠大大減小分布參數(shù)，對(duì)脈沖的前沿、脈寬，以及后沿影響較小，并且能夠很好的保證了脈沖功率;并且本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的大功率固態(tài)高壓脈沖電源，相比國(guó)內(nèi)同行業(yè)，具有脈沖功率大、波形好，變壓器一次側(cè)電流分配合理的優(yōu)點(diǎn)；不僅如此，其中采用dsPIC的控制方案，能有效的同步控制脈沖模塊，大大加快系統(tǒng)響應(yīng)速度。
[0019]上面結(jié)合說(shuō)明書附圖針對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，其特征在于:包括控制模塊、至少兩個(gè)脈沖電源模塊和至少兩個(gè)預(yù)設(shè)低變比的脈沖變壓器;其中，控制模塊分別與各個(gè)脈沖電源模塊相連接，脈沖電源模塊的數(shù)量與脈沖變壓器的數(shù)量相等，且彼此 相互對(duì)應(yīng)，各個(gè)脈沖電源模塊分別與對(duì)應(yīng)脈沖變壓器相連接，各個(gè)脈沖變壓器依次串聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，其特征在于:所述各個(gè)脈沖電源模塊分別包括可控硅整流電路、絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路和大功率電容儲(chǔ)能電路;其中，可控硅整流電路包括可控硅整流模塊、電抗器L1、電容Cl，所述控制模塊分別與各個(gè)脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號(hào)采集端相連接，可控硅整流模塊的其中一個(gè)輸出端與電抗器LI的其中一端相連接，電抗器LI的另一端作為可控娃整流電路的一個(gè)輸出端，并與電容Cl的其中一端相連接，可控硅整流模塊的另一個(gè)輸出端接地，并與電容Cl的另一端相連接，且電容Cl的該端作為可控硅整流電路的另一個(gè)輸出端;絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路包括絕緣柵雙極型晶體管、二極管Dl和二極管D2，所述控制模塊分別與各個(gè)脈沖電源模塊中絕緣柵雙極型晶體管的基極相連接，電抗器LI另一端所對(duì)應(yīng)可控硅整流電路的輸出端與二極管Dl的正極相連接，二極管Dl的負(fù)極作為絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的其中一個(gè)輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的集電極、二極管D2的負(fù)極相連接，電容Cl另一端所對(duì)應(yīng)可控硅整流電路的輸出端，作為絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的另一個(gè)輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的發(fā)射極、二極管D2的正極相連接;大功率電容儲(chǔ)能電路包括電容C2，二極管DI負(fù)極所對(duì)應(yīng)絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的輸出端與電容C2的一端相連接，電容C2的另一端作為大功率電容儲(chǔ)能電路其中一個(gè)輸出端，電容Cl另一端所對(duì)應(yīng)絕緣柵雙極型晶體管開(kāi)關(guān)電路的輸出端，作為大功率電容儲(chǔ)能電路的另一個(gè)輸出端;大功率電容儲(chǔ)能電路的兩個(gè)輸出端與所述脈沖變壓器的兩輸入端相連接;各個(gè)脈沖變壓器的輸出端彼此依次串聯(lián)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，其特征在于:所述控制模塊為單片機(jī)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，其特征在于:所述控制模塊為dsPIC單片機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4中任意一項(xiàng)所述一種大功率固態(tài)高壓脈沖電源，其特征在于:所述脈沖電源模塊的數(shù)量為10個(gè)，所述脈沖變壓器的低變比為1:12。
【文檔編號(hào)】G05F1/565GK205450862SQ201620010339
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年1月7日
【發(fā)明人】何正新, 陸曉成
【申請(qǐng)人】江蘇源能環(huán)境工程有限公司