一種大功率固態高壓脈沖電源的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種大功率固態高壓脈沖電源，采用全新設計架構，由多個脈沖電源模塊經對應脈沖變壓器串聯而成，使得脈沖電流可以得到很好的分配，并且針對脈沖變壓器，使用低變比的脈沖變壓器，能夠大大減小分布參數，對脈沖的前沿、脈寬，以及后沿影響較小，并且能夠很好的保證了脈沖功率；并且本實用新型設計的大功率固態高壓脈沖電源，相比國內同行業，具有脈沖功率大、波形好，變壓器一次側電流分配合理的優點；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，大大加快系統響應速度。
【專利說明】
一種大功率固態高壓脈沖電源
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種大功率固態高壓脈沖電源，具體適用于電除塵器上的大功率固態高壓脈沖電源，專門用于收集電除塵器四電場粉塵。
【背景技術】
[0002]現代工業高速發展的同時，不可避免的帶來環境污染問題。工業產品的生產過程中排放大量粉塵，粉塵隨風擴散會嚴重污染空氣，危害人身健康。因此在工業煙氣排放到大氣中之前，必須對其進行除塵處理。
[0003]電除塵器作為我國工業除塵的主力設備，其高壓供電電源及控制技術自八十年代初至今有了很大的發展。高頻電源在粉塵比電阻較低的工礦環境下有著顯著的除塵效果，但在粉塵比電阻較高的環境下，比如四電場的細小粉塵，很容易造成反電暈現象。
[0004]脈沖電源通過調整脈沖寬度和幅度來控制電暈電流，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，同時窄脈寬高壓可以使高比粉塵快速荷電而不至于造成電場閃絡。
[0005]現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，對脈沖變壓器的設計是個很大的挑戰，高變比脈沖變壓器其分布參數較大，對脈沖的前沿、脈寬及后沿影響嚴重;另外高壓脈沖的高瞬時電流很容易造成器件的損壞。
【實用新型內容】
[0006]針對上述技術問題，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種大功率固態高壓脈沖電源，采用全新設計架構，對脈沖的前沿、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]本實用新型為了解決上述技術問題采用以下技術方案:本實用新型設計了一種大功率固態高壓脈沖電源，包括控制模塊、至少兩個脈沖電源模塊和至少兩個預設低變比的脈沖變壓器;其中，控制模塊分別與各個脈沖電源模塊相連接，脈沖電源模塊的數量與脈沖變壓器的數量相等，且彼此相互對應，各個脈沖電源模塊分別與對應脈沖變壓器相連接，各個脈沖變壓器依次串聯。
[0008]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述各個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關電路和大功率電容儲能電路;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脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號采集端相連接，可控硅整流模塊的其中一個輸出端與電抗器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輸出端；絕緣柵雙極型晶體管開關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另一端所對應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的負極作為絕緣柵雙極型晶體管開關電路的其中一個輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的集電極、二極管D2的負極相連接，電容Cl另一端所對應可控硅整流電路的輸出端，作為絕緣柵雙極型晶體管開關電路的另一個輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的發射極、二極管D2的正極相連接;大功率電容儲能電路包括電容C2，二極管Dl負極所對應絕緣柵雙極型晶體管開關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能電路其中一個輸出端，電容Cl另一端所對應絕緣柵雙極型晶體管開關電路的輸出端，作為大功率電容儲能電路的另一個輸出端;大功率電容儲能電路的兩個輸出端與所述脈沖變壓器的兩輸入端相連接;各個脈沖變壓器的輸出端彼此依次串聯。
[0009 ]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述控制模塊為單片機。
[0010]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述控制模塊為dsPIC單片機。
[0011]作為本實用新型的一種優選技術方案:所述脈沖電源模塊的數量為10個，所述脈沖變壓器的低變比為1:12。
[0012]本實用新型所述一種大功率固態高壓脈沖電源采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:本實用新型設計的大功率固態高壓脈沖電源，采用全新設計架構，由多個脈沖電源模塊經對應脈沖變壓器串聯而成，使得脈沖電流可以得到很好的分配，并且針對脈沖變壓器，使用低變比的脈沖變壓器，能夠大大減小分布參數，對脈沖的前沿、脈寬，以及后沿影響較小，并且能夠很好的保證了脈沖功率;并且本實用新型設計的大功率固態高壓脈沖電源，相比國內同行業，具有脈沖功率大、波形好，變壓器一次側電流分配合理的優點；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，大大加快系統響應速度。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型設計大功率固態高壓脈沖電源的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型設計大功率固態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)開關電路，3.大功率電容儲能電路。
【具體實施方式】
[0016]下面結合說明書附圖針對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0017]如圖1所示，本實用新型設計一種大功率固態高壓脈沖電源在實際應用過程當中，包括dsPIC單片機、至少兩個脈沖電源模塊和至少兩個預設低變比的脈沖變壓器；其中，dsPIC單片機分別與各個脈沖電源模塊相連接，脈沖電源模塊的數量與脈沖變壓器的數量相等，且彼此相互對應，各個脈沖電源模塊分別與對應脈沖變壓器相連接，各個脈沖變壓器依次串聯;如圖2所示，其中，各個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 )開關電路2和大功率電容儲能電路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單片機分別與各個脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號采集端相連接，可控硅整流模塊的其中一個輸出端與電抗器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的另一個輸出端;絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關電路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單片機分別與各個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另一端所對應可控硅整流電路I的輸出端與二極管Dl的正極相連接，二極管Dl的負極作為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關電路2的其中一個輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的集電極、二極管D2的負極相連接，電容Cl另一端所對應可控硅整流電路I的輸出端，作為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關電路2的另一個輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)的發射極、二極管D2的正極相連接;大功率電容儲能電路3包括電容C2，二極管Dl負極所對應絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關電路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能電路3其中一個輸出端，電容Cl另一端所對應絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關電路2的輸出端，作為大功率電容儲能電路3的另一個輸出端;大功率電容儲能電路3的兩個輸出端與所述脈沖變壓器的兩輸入端相連接;各個脈沖變壓器的輸出端彼此依次串聯。
[0018]基于上述本實用新型所設計大功率固態高壓脈沖電源，在實際應用過程當中，具體設計采用10個脈沖電源模塊，即脈沖變壓器的數量同樣為10個，各個脈沖電源模塊分別與各個脈沖變壓器相互對應，各個脈沖電源模塊分別與對應脈沖變壓器相連接，各個脈沖變壓器依次串聯，即構成本實用新型所設計大功率固態高壓脈沖電源，其中，dsPIC單片機通過其分別與各個脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號采集端的連接，獲得信號采樣，所獲信號采樣包括母線電壓、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;然后基于所獲信號采樣，針對對應脈沖電源模塊中絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)進行控制，即針對絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關電路2進行控制，方便實現脈沖寬度、幅值的快速可調。由此，本實用新型所設計的大功率固態高壓脈沖電源，采用全新設計架構，由多個脈沖電源模塊經對應脈沖變壓器串聯而成，使得脈沖電流可以得到很好的分配，并且針對脈沖變壓器，使用低變比的脈沖變壓器，能夠大大減小分布參數，對脈沖的前沿、脈寬，以及后沿影響較小，并且能夠很好的保證了脈沖功率;并且本實用新型設計的大功率固態高壓脈沖電源，相比國內同行業，具有脈沖功率大、波形好，變壓器一次側電流分配合理的優點；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，大大加快系統響應速度。
[0019]上面結合說明書附圖針對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種大功率固態高壓脈沖電源，其特征在于:包括控制模塊、至少兩個脈沖電源模塊和至少兩個預設低變比的脈沖變壓器;其中，控制模塊分別與各個脈沖電源模塊相連接，脈沖電源模塊的數量與脈沖變壓器的數量相等，且彼此 相互對應，各個脈沖電源模塊分別與對應脈沖變壓器相連接，各個脈沖變壓器依次串聯。2.根據權利要求1所述一種大功率固態高壓脈沖電源，其特征在于:所述各個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關電路和大功率電容儲能電路;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脈沖電源模塊中可控硅整流模塊的信號采集端相連接，可控硅整流模塊的其中一個輸出端與電抗器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輸出端;絕緣柵雙極型晶體管開關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另一端所對應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的負極作為絕緣柵雙極型晶體管開關電路的其中一個輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的集電極、二極管D2的負極相連接，電容Cl另一端所對應可控硅整流電路的輸出端，作為絕緣柵雙極型晶體管開關電路的另一個輸出端，并與絕緣柵雙極型晶體管的發射極、二極管D2的正極相連接;大功率電容儲能電路包括電容C2，二極管DI負極所對應絕緣柵雙極型晶體管開關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能電路其中一個輸出端，電容Cl另一端所對應絕緣柵雙極型晶體管開關電路的輸出端，作為大功率電容儲能電路的另一個輸出端;大功率電容儲能電路的兩個輸出端與所述脈沖變壓器的兩輸入端相連接;各個脈沖變壓器的輸出端彼此依次串聯。3.根據權利要求1或2所述一種大功率固態高壓脈沖電源，其特征在于:所述控制模塊為單片機。4.根據權利要求3所述一種大功率固態高壓脈沖電源，其特征在于:所述控制模塊為dsPIC單片機。5.根據權利要求1、2或4中任意一項所述一種大功率固態高壓脈沖電源，其特征在于:所述脈沖電源模塊的數量為10個，所述脈沖變壓器的低變比為1:12。
【文檔編號】G05F1/565GK205450862SQ201620010339
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月7日
【發明人】何正新, 陸曉成
【申請人】江蘇源能環境工程有限公司