一種臭氧發生器電源的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及特種電源技術領域，尤其設及一種臭氧發生器電源。
【背景技術】
[0002] 臭氧作為一種強氧化劑，在殺毒、消毒、脫色、有機物處理等方面有顯著效果，由于 臭氧易分解，所W臭氧通常需現場制備，工業制備臭氧的主要方法是介質阻擋放電法。早 期，D抓型臭氧發生器采用工頻升壓供電放電，產生的臭氧濃度低，電耗大，電源體積大，隨 著臭氧應用領域的不斷拓展，對臭氧發生器技術指標提出了更高的要求，提高該些指標的 途徑是提高供電頻率。
[0003] 臭氧發生器負載特性不同于常見的變頻器負載，在高頻電源設計中有許多問題需 要研究。已公開的臭氧發生器發明專利中，設及臭氧發生器電源的很少；已發表的文獻中， 對電源拓撲結構和控制方案有詳細的論述，但并不全面。對于開關管的開關應力解決方案 研究還有待深入。開關管的開關應力會導致開關管發熱，甚至擊穿，是逆變電源設計中考慮 的重要因素，也是臭氧發生器電源中的設計難點。表現在，臭氧發生器電源逆變頻率高，達 到lOKHz，電路中有升壓變壓器，二次輸出電壓達到10KV，一二次繞組必須分開繞制，該使 得變壓器漏感很大，而且，臭氧發生器負載工作時的放電電流中高頻諧波幅值大，該些因素 使得臭氧發生器電源中開關應力更為嚴重，在設計解決方案時難度更大。
[0004] 減小開關應力常用方案有降低回路雜散電感、增加緩沖電路和軟開關技術。文獻 《D抓臭氧發生器電源的研制》中論述了RCD型緩沖電路的設計，其中的參數設計復雜，需要 不斷調試，否則緩沖效果不明顯，大功率下串聯的電阻不僅降低開關管的工作效率，而且臭 氧發生器負載的開關應力大，電阻消耗的能量大，需要充分考慮散熱，不便于電源安裝，只 采用C型緩沖電路時會引起母線電壓震蕩；文獻《基于移相控制的新型軟開關臭氧發生器 的研制》中采用移相脈沖調制實現軟開關，但需要增加電流過零檢測電路和諧振回路，該增 加了電源復雜度，降低了可靠性，而且臭氧發生器負載特性放電前后劇烈變化，很難實現完 全的軟開關，在中型發生器中不易采用。
【發明內容】
[0005] 本發明主要解決現有技術的臭氧發生器高頻電源中緩沖電路設計復雜、工作不可 靠，而軟開關技術實現難度大的缺點，提出一種臭氧發生器電源，采用特殊的疊層母排結構 參數，減小開關應力對逆變器開關管的影響，提高電源可靠性，簡化緩沖電路設計，使得臭 氧發生器電源結構緊湊。
[0006] 本發明提供了一種臭氧發生器電源，所述臭氧發生器電源包括：疊層母排和依次 電連接的整流單元、限流軟啟動單元、濾波單元、全橋逆變單元和緩沖單元，其中，所述濾波 單元設置在電源底板上，在電源底板上還設置散熱片；在散熱片上設置整流單元、限流軟啟 動單元和全橋逆變單元；
[0007] 所述濾波單元和全橋逆變單元上部與疊層母排相連接，所述疊層母排包括依次設 置的負極板、絕緣層和正極板；
[000引所述整流單元、所述濾波單元、所述全橋逆變單元、所述限流軟啟動單元分別與疊 層母排電連接；
[0009] 所述疊層母排的容值為緩沖單元容值的0. 001-0. 01倍，疊層母排的容值計算公 式：
[0010] C=e〇*￡r*S/d
[0011] 其中，c表示疊層母排的容值，e。表示真空絕對介電常數，e。= 8. 85*10'(-12) F/m，et表示絕緣層材料的相對介電常數，S表示疊層母排的重疊面積，d表示絕緣層厚度。
[0012] 進一步的，所述臭氧發生器電源還包括：隔直電容、隔離變壓器、進線端子和輸出 端子；
[0013] 所述隔直電容與全橋逆變單元的輸出端電連接；
[0014] 所述隔離變壓器的輸出端與臭氧發生器電源的電源控制單元電連接；
[0015] 所述進線端子與整流單元的輸入端W及隔離變壓器輸入端電連接；
[0016] 所述輸出端子與全橋逆變單元的輸出端和隔直電容電連接。
[0017] 進一步的，所述濾波單元由并聯的四組電容單元組成，所述電容單元由兩個串聯 的電容器組成。
[0018] 進一步的，所述全橋逆變單元由兩個IGBT模塊組成，所述IGBT模塊包括兩個依次 串聯的絕緣柵雙極型晶體管。
[0019] 進一步的，所述限流軟啟動單元包括：限流電阻、交流接觸器、直流繼電器、分壓電 阻和穩壓電容；
[0020] 所述交流接觸器=組輸出觸點并聯連接，并與限流電阻電連接；
[0021] 所述分壓電阻和直流繼電器串聯，并與濾波單元并聯；
[0022] 所述穩壓電容并聯在直流繼電器兩端，所述直流繼電器輸出常開觸點接入到交流 接觸器線圈回路中，控制接觸器吸合。
[0023] 進一步的，所述散熱片與電源底板通過絲桿固定，散熱片下面安裝風扇，風扇安裝 防塵罩，電源底板在風扇對應位置開孔。
[0024] 進一步的，所述疊層母排的絕緣層采用聚四氣己締材料，厚度小于等于0. 5mm。
[0025] 進一步的，所述緩沖單元包括：兩個并列連接的電容器。
[0026] 本發明提供的一種臭氧發生器電源，采用疊層母排的連接方式，一方面減小了主 電路中的雜散電感，降低了開關應力，防止雜散電感和緩沖電容產生震蕩，另一方面，利用 疊層母排的特性，即可W等效為一個容值很小的無感電容，吸收臭氧發生器負載放電電流 中的高頻成分，該些電流緩沖電容無法完全吸收。疊層母排的容值約為緩沖單元容值的 0. 001-0. 01倍，在疊層母排設計時，通過改變正負母排正對面積使其容值滿足設計要求。在 開關管導通關斷時，疊層母排能夠吸收電壓電流中的高頻成分，不引起母線電壓震蕩，C型 緩沖電路中的電容不會發熱，從而簡化了電源緩沖電路的設計。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實施例提供的臭氧發生器電源的布局圖；
[002引圖2為本發明實施例提供的臭氧發生器電源的結構示意圖；
[0029] 圖3為本發明實施例提供的臭氧發生器電源的橫軸線的截面圖；
[0030] 圖4為本發明實施例提供的臭氧發生器電源的電路連接示意圖；
[0031] 圖5a-c為本發明實施例提供的疊層母排的結構示意圖；
[0032] 圖6a-b為采用疊層母排前后的逆變器輸出波形圖；
[0033] 圖7為采用疊層母排前后緩沖電容、絕緣柵雙極型晶體管的工作溫度圖。
[0034] 圖中附圖標記指代的技術特征為：
[0035] 1、整流單元；2、限流軟啟動單元；3、濾波單元；4、全橋逆變單元；5、電源底板；6、 散熱片；7、疊層母排；8、隔直電容；9、隔離變壓器；10、進線端子；11、輸出端子；12、限流電 阻；13、交流接觸器；14、絲桿；15、風扇。
【具體實施方式】
[0036] 為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面 結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。可W理解的是，此處所描述的具體實施 例僅僅用于解釋本發明，而非對本發明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖 中僅示出了與本發明相關的部分而非全部內容。
[0037] 圖1為本發明實施例提供的臭氧發生器電源的布局圖。圖2為本發明實施例提供 的臭氧發生器電源的結構示意圖。圖3為本發明實施例提供的臭氧發生器電源的橫軸線的 截面圖。如圖1、2和3所示，本發明實施例提供的臭氧發生器電源包括；疊層母排和依次電 連接的整流單元1、限流軟啟動單元2、濾波單元3、全橋逆變單元4和緩沖單元，其中，所述 濾波單元設置在電源底板5上，在電源底板5上還設置散熱片6 ;在散熱片6上設置整流單 元1、限流軟啟動單元2和全橋逆變單元4 ;所述濾波單元3和全橋逆變單元4上部與疊層 母排7相連接，所述疊層母排7包括依次設置的負極板、絕緣層和正極板；所述整流單元1、 所述濾波單元3、所述全橋逆變單元4、所述限流軟啟動單元2分別與疊層母排7電連接。 [003引其中，所述整流單元1，用于提供直流電壓；所述限流軟啟動單元2,用于減小電源 啟動瞬間的沖擊電流；所述濾波單元3,用于減小整流單元輸出直流電壓的脈動；所述全橋 逆變單元4,用于提供臭氧發生器負載工作所需的高頻電壓。
[0039] 所述臭氧發生器電源還包括：隔直電容8、隔離變壓器9、進線端子10和輸出端子 11 ;所述隔直電容8與全橋逆變單元4中的任一輸出端通過銅排連接；所述隔離變壓器9的 輸出端與臭氧發生器電源的電源控制單元通過導線連接；所述進線端子10與整流單元1的 輸入端W及隔離變壓器9輸入端通過導線連接；所述輸出端子11與全橋逆變單元4任一輸 出端和隔直電容8 -端通過銅排連接。另外，本申請的全橋逆變單元的輸出端與升壓變壓 器單元的輸入端電連接，升壓變壓器單元的輸出端與負載電連接。
[0040] 所述濾波單元3由并聯的四組電容單元組成，所述電容單元由兩個串聯的電 容器組成，兩個串聯的電容器通過銅排連接。所述全橋逆變單元4由兩個IGBT模塊組 成，所述IGBT模塊包括兩個依次串聯的絕緣柵雙極型晶體管（InsulatedGateBipolar Transistor,IGBT)。兩個依次串聯的絕緣柵雙極型晶體管封裝在一起。
[0041] 所述限流軟啟動單元2包括；限流電阻12、交流接觸器13、直流繼電器、分壓電阻 和穩壓電容；所述交流接觸器13 =組輸出觸點并聯連接，并與限流電阻12電連接；所述分 壓電阻和直流繼電器串聯，并與濾波單元3并聯；所述穩壓電容并聯在直流繼電器兩端，所 述直流繼電器輸出常開觸點接入到交流接觸器13線圈回路中，控制接觸器吸合。
[0042] 本發明中各單元具體的電連接關系為：濾波單元3